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模塊二曲柄連桿機構(gòu),第一節(jié)概述第二節(jié)機體組第三節(jié)活塞連桿組第四節(jié)曲軸飛輪組第五節(jié)發(fā)動機維修的基本知識,信息資料單1概述,一、功用與組成曲柄連桿機構(gòu)是往復(fù)活塞式發(fā)動機兩大機構(gòu)之一，它的主要功用是把可燃混合氣燃燒后的作用在活塞上的氣體膨脹力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，并向外輸出機械能；同時將活塞的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。曲柄連桿機構(gòu)主要由三部分組成，即機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組。,信息資料單2機體組,組成：氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸襯墊、油底殼、氣缸套等功用1：機體組是發(fā)動機的支架，是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)和發(fā)動機各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體功用2：氣缸蓋用來封閉氣缸頂部，并與活塞頂和氣缸壁一起形成燃燒室功用3：氣缸蓋和機體內(nèi)的水套和油道以及油底殼分別是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分,一、氣缸體,氣缸體上端加工有氣缸，下端加工有曲軸主軸頸支承孔，其上還加工有分水管、潤滑油道和水套等。,氣缸體的類型,一般式氣缸體龍門式氣缸體隧道式氣缸體,氣缸的排列型式,直列式V型式對置式,氣缸體的冷卻方式,水冷風(fēng)冷,二、氣缸蓋與氣缸襯墊,1、氣缸蓋作用：封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。,,氣缸蓋的結(jié)構(gòu)：氣缸蓋的上端面加工有凸輪軸支承孔，下端面加工有燃燒室、進(jìn)排氣門座孔，其上還加工有潤滑油道、冷卻水道、火花塞或噴油器孔、氣門導(dǎo)管孔、緊固螺栓孔等。氣缸蓋的類型：整體式、分體式、單體式。氣缸蓋的拆裝要求：從兩端交替往中間拆，從中間往兩端裝；鋁制缸蓋必須在發(fā)動機冷態(tài)擰緊。,,,2、氣缸襯墊作用：保證燃燒室及氣缸的密封。,氣缸襯墊應(yīng)滿足一下要求,在高溫高壓燃?xì)庾饔孟掠凶銐虻膹姸?，不易損壞耐熱和耐腐蝕具有一定的彈性，以保證密封拆裝方便，耐高溫高壓，使用壽命長,氣缸蓋及襯墊安裝注意事項,檢查氣缸墊的質(zhì)量和完好程度所有氣缸墊上的孔要和氣缸體上的孔對齊將光滑的一面朝向氣缸體，防止被高溫氣體沖壞嚴(yán)格按照說明書上的要求上好氣缸蓋螺栓擰緊氣缸蓋螺栓時，必須由中央對稱地向四周擴展的順序分2～3次進(jìn)行，最后一次擰緊到規(guī)定的力矩。,返回,三、油底殼,油底殼的功用：貯存機油并封閉曲軸箱。油底殼的結(jié)構(gòu)：油底殼后部做得較深，里面設(shè)有擋油板，底部裝有磁性放油螺塞。,信息資料單3活塞連桿組,組成：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等,活塞連桿組,,,,,,,,,,,,氣環(huán),油環(huán),活塞銷,活塞,連桿,連桿螺栓,連桿軸瓦,連桿蓋,一、活塞,功用：是與汽缸蓋和汽缸壁等共同形成燃燒室，承受氣體壓力，并將此力通過活塞傳給連桿，以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。,（1）活塞頂部功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體壓力。,活塞頂分類,結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機上。,凸起呈球狀、頂部強度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換氣過程。,凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。,（2）活塞頭部,位置：最下一道環(huán)槽與活塞頂部之間的部分。,氣環(huán)槽,油環(huán)槽,1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。,作用：,活塞銷孔,,環(huán)槽護(hù)圈,（3）活塞裙部,位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。作用：對活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。,,活塞銷座,活塞銷座的作用：將活塞頂部氣體作用力傳給活塞銷。對活塞銷座的要求：足夠的強度、足夠的承壓面積、足夠的耐磨性?；钊N座孔的中心線位置（如圖）：位于活塞中心線平面內(nèi)（會導(dǎo)致活塞“敲缸”，且“強度”與“間隙”和“轉(zhuǎn)速”有關(guān)）；偏離活塞中心線平面。,活塞環(huán),活塞環(huán)的種類：氣環(huán)、油環(huán)（如圖）。氣環(huán)的作用：密封、導(dǎo)熱。油環(huán)的作用：刮油、鋪油，輔助封氣。活塞環(huán)的工作條件：高溫、高壓、高速、潤滑不良?；钊h(huán)是發(fā)動機中磨損最快的零件之一。對活塞環(huán)材料的要求：應(yīng)具有好的耐磨性、耐熱性、導(dǎo)熱性、磨合性、足夠的彈性和強度等。活塞環(huán)的間隙：端隙、側(cè)隙、背隙（如圖）。氣環(huán)的漏氣通道：環(huán)外表面與氣缸壁間、環(huán)與環(huán)槽的側(cè)面間、開口間隙處。氣環(huán)的密封措施：環(huán)外表面與氣缸壁間靠活塞環(huán)的彈性、環(huán)與環(huán)槽的側(cè)面間靠氣體壓力、開口間隙處靠開口錯位形成的迷宮（如圖）?；钊h(huán)的泵油作用：如圖應(yīng)對活塞的泵油作用的措施：氣環(huán)采取特殊斷面，油環(huán)采用組合式油環(huán)。氣環(huán)的斷面形狀：矩形環(huán)、錐形環(huán)、扭曲環(huán)、梯形環(huán)、桶形環(huán)（如圖）。油環(huán)的類型：整體式、組合式（如圖）。,活塞環(huán)的種類,活塞環(huán)的間隙,氣環(huán)的密封措施,活塞環(huán)的泵油作用,氣環(huán)的斷面形狀,油環(huán)的類型,活塞銷,活塞銷的功用：連接活塞和連桿小頭。活塞銷的工作條件：高溫、高速、承受很大的周期性的沖擊載荷、潤滑條件很差對活塞銷的要求：足夠的強度和剛度、質(zhì)量輕、表面耐磨。應(yīng)對活塞銷工作條件的措施：1）做成空心圓柱體；2）采用低碳鋼或低碳合金鋼制造，并進(jìn)行表面滲碳處理?；钊N的內(nèi)孔形狀：圓柱形、組合形、兩段截錐形。如圖活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭襯套孔的連接形式：1）全浮式活塞銷（需軸向定位）；2）半浮式活塞銷（不需軸向定位）。如圖活塞銷的安裝：1）全浮式活塞銷將活塞加熱70～90℃后安裝；2）半浮式活塞銷將連桿加熱70～90℃后安裝。,,"全浮式","半浮式",,四、連桿,功用：將活塞的力傳給曲軸，變活塞的往復(fù)運動為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。,組成：連桿組由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等組成。,１、構(gòu)造,1）小頭：用來安裝活塞銷，以連接活塞。2）桿身：常做成“工”字形斷面。3、大頭：與曲軸的連桿軸頸相連。大頭一般做成分開式，即連桿體大頭和連桿蓋。,連桿小頭,連桿襯套,連桿桿身,連桿大頭,連桿軸瓦,連桿大頭及連桿軸瓦,連桿大頭的切口形式,平分式,斜分式,連桿大頭的定位形式,止口定位,套筒定位,鋸齒定位,V型發(fā)動機連桿的布置形式,并列式,主副式,叉式,連桿軸瓦,信息資料單4曲軸飛輪組,組成：曲軸、飛輪和一些附件組成。,一、曲軸,1、功用及工作條件：功用：承受連桿傳來的力并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ?，通過飛輪輸出。另外，還用來驅(qū)動配氣機構(gòu)和其它輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機、轉(zhuǎn)向泵等。曲軸承受周期性的氣體壓力，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力和往復(fù)慣性力及慣性力矩的共同作用，使曲軸承受彎曲與扭轉(zhuǎn)載荷，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力狀態(tài)。要求：曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。很高的動平衡要求2、材料：曲軸一般用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。或球墨鑄鐵,3、結(jié)構(gòu)：曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄臂、平衡塊、前端和后端等組成。,曲拐,曲拐的組成：主軸頸、曲柄銷(又稱連桿軸頸)、曲柄。曲拐數(shù)目：直列式等于汽缸數(shù)，V形等于汽缸數(shù)的一半。,曲軸的類型,按照主軸頸數(shù)分：全支撐曲軸、非全支撐曲軸。直列發(fā)動機的全支撐曲軸的主軸頸數(shù)比汽缸數(shù)多一個，V形發(fā)動機的全支撐曲軸的主軸頸數(shù)比汽缸數(shù)的一半多一個。按照曲拐之間連接方式分：整體式、組合式。,平衡試驗,平衡發(fā)動機不平衡的離心力和離心力矩。但對于具有整體自平衡的發(fā)動機也可以不設(shè)平衡重。,,注：１、平衡重有的與曲軸制成一體，有的單獨制成零件，再用螺栓固定于曲柄上。２、曲軸必須經(jīng)過動平衡校驗，對不平衡的曲軸常在其偏重的一側(cè)鉆去一部分質(zhì)量而使其達(dá)到平衡。３、曲柄連桿機構(gòu)中隨曲柄轉(zhuǎn)角變化的往復(fù)慣性力、離心慣性力及其力矩是發(fā)動機不平衡的重要原因。,二、曲軸扭轉(zhuǎn)減振器,作用：吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動的能量，使曲軸轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可靠工作。,種類：橡膠式（車用），硅油式，摩擦片式。,三、飛輪,（一）功用：,將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機構(gòu)越過上、下止點，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并使發(fā)動機有可能克服短時間的超載荷，同時將發(fā)動機的動力傳給離合器。,（二）構(gòu)造,飛輪邊緣部分做的厚些，可以增大轉(zhuǎn)動慣量。,齒圈在發(fā)動機起動時與起動機齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。,飛輪上的標(biāo)記符號：,在飛輪輪緣上作有記號(刻線或銷孔)供找壓縮上止點用(四缸發(fā)動機為1缸或4缸壓縮上止點；六缸發(fā)動機為1缸或6缸壓縮上止點)。當(dāng)飛輪上的記號與外殼上的記號對正時，正好是壓縮上止點。,解放CA6102型發(fā)動機的記號是：上止點———1—6奧迪100飛輪上有－“0”標(biāo)記。,例如：,標(biāo)記,一、活塞更換的依據(jù)活塞各部分的配合間隙是否均已超過使用年限；如果更換新的活塞銷和活塞環(huán)以后所有配合間隙均符合允許范圍，則活塞可以繼續(xù)使用。目視檢查，如果活塞上有損傷，則不能繼續(xù)使用?；钊霈F(xiàn)裂紋應(yīng)更換。,活塞的選配,活塞在選配時要以氣缸的修理尺寸為依據(jù)。選用同一發(fā)動機必須選用同一廠牌的活塞；在選配的成套活塞中，尺寸差和質(zhì)量差應(yīng)符合要求；尺寸差一般為0.02~0.025mm，質(zhì)量差不大于3%。選配新活塞時，一般都要測量活塞與氣缸的配合間隙。,活塞環(huán)的選配,活塞環(huán)在選配時，應(yīng)注意：以氣缸的修理尺寸為依據(jù)，同一臺發(fā)動機應(yīng)選用與氣缸和活塞修理尺寸等級相同的活塞環(huán)；不換活塞，只換活塞環(huán)時，也應(yīng)選配與氣缸同一級別的活塞環(huán)。,活塞銷的選配,活塞銷的選配原則：同一臺發(fā)動機應(yīng)選用同一廠牌、同一修理尺寸的成組活塞銷；活塞銷表面應(yīng)無任何銹蝕和斑點。,活塞連桿組的組裝,零件在組裝前應(yīng)徹底清洗，并用壓縮空氣吹凈油道?；钊c連桿安裝時要注意其安裝方向，一般都有安裝標(biāo)志?；钊B桿組裝后還要檢驗垂直度。安裝活塞環(huán)時要用專用夾具?；钊h(huán)各道環(huán)開口要相互錯開。四道環(huán)的相隔180度，環(huán)口與銷孔中心線相隔45度。,曲軸飛輪組的檢修曲軸飛輪組的修理1.曲軸飛輪組是發(fā)動機的重要組件，它將發(fā)動機的動力以轉(zhuǎn)矩形式輸出。2.曲軸本身結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，沿長度方向各處斷面尺寸差異很大，曲軸的抗彎強度低，連桿軸頸與曲柄臂交接處應(yīng)力集中相當(dāng)嚴(yán)重。3.在工作時，既要承受周期性的不斷變化著的燃燒氣體壓力和活塞連桿組往復(fù)運動的慣性力，還要承受自身旋轉(zhuǎn)運動的離心慣性力，以及這些力所形成的力矩的作用。另外，曲軸各道軸頸表面要承受很大的單位壓力，且有很高的滑動摩擦速度，摩擦副的散熱條件也較差。上述工況可能導(dǎo)致曲軸的彎曲、扭轉(zhuǎn)、斷裂破壞和軸頸磨損。對曲軸進(jìn)行適時的檢驗和及時的修理，可有效地提高發(fā)動機的性能和延長使用壽命。,曲柄連桿機構(gòu)常見故障診斷與排除曲柄連桿機構(gòu)的故障屬于機械類故障，此類故障大多數(shù)表現(xiàn)為異響。曲軸主軸承響1.現(xiàn)象1)發(fā)動機轉(zhuǎn)速突然變化時，發(fā)出低沉連續(xù)“鏜鏜”的金屬敲擊聲，嚴(yán)重時發(fā)動機機體發(fā)生振動。2)響聲隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高而增大，隨負(fù)荷的增大而增大，產(chǎn)生響聲的部位在汽缸的下部。3)單缸“斷火”時，響聲無明顯變化，相鄰兩缸“斷火”時，響聲會明顯減弱。4)觀察機油壓力表，機油壓力明顯降低。2.原因1)軸承與軸頸磨損而導(dǎo)致配合間隙過大。2)主軸承蓋螺栓松動。3)主軸承與座孔配合松動。4)軸承潤滑不良，使軸承合金層燒蝕脫落3.故障診斷與排除,信息資料單5發(fā)動機維修的基本知識,一、零件、合件、組件及總成1、零件零件是發(fā)動機最基本的組成單元，它是由某些材料制成的不可拆卸的整體，比如活塞。2、合件合件是由兩個或兩個以上的零件組裝合成一體，起單一零件作用的單元，比如連桿總成。,,3、組件組件是由若干個零件或合件組裝成一體，零件與零件之間有一定的運動關(guān)系，但是不能起單獨完整機構(gòu)作用的裝配單元，如活塞連桿組。4、總成總成是由若干零件、合件或組件裝合成一體，能單獨起一定機構(gòu)作用的裝配單元，如高壓油泵總成。,二、零件故障及其原因,1、故障的概念發(fā)動機零件的技術(shù)狀況在工作一定時間后會發(fā)生變化，當(dāng)這種變化超出了允許的技術(shù)規(guī)范，而影響其工作性能。比如發(fā)動機動力下降、起動困難、漏油、漏水、漏氣等等。,,2、故障的原因零件配合關(guān)系的破壞零件間相互位置關(guān)系的破壞零件、機構(gòu)間相互協(xié)調(diào)性關(guān)系的破壞零件間連接松動或脫開零件的缺陷使用、調(diào)整不當(dāng),,總上所述：一、使用、調(diào)整、維修不當(dāng)造成的故障二、在正常使用中零件缺陷產(chǎn)生的故障,三、零件的磨損及其特性,（一）零件的摩擦與磨損1、摩擦摩擦是兩個相互配合的零件，在外力作用下發(fā)生相對運動并在其配合面間產(chǎn)生切向阻力的現(xiàn)象。切向阻力即時摩擦力。摩擦造成能量大量消耗摩擦產(chǎn)生磨損，造成經(jīng)濟(jì)上的嚴(yán)重?fù)p失,2、磨損,磨損特性曲線,磨合階段,穩(wěn)定磨損階段,急劇磨損階段,,2.零件磨損特性汽車零件雖然所處的工作條件不同，引起磨損的主要原因也不完全一樣，但是許多實踐證明，其磨損增長速度是相似的，正常的磨損一般分為三個階段。(1)磨合階段包括生產(chǎn)磨合和走合磨合（初駛磨合）兩個階段，這一階段磨損增長較快。因為新組裝車輛零件表面比較粗糙，加工和裝配的誤差使相配零件接觸面積較小，單位面積負(fù)荷增大，零件表面凹凸部分嵌合緊密，在摩擦力作用下，大量金屬微粒脫落進(jìn)入潤滑油中，使磨損速度增長很快。,,(2)正常磨損階段經(jīng)過磨合階段后，零件表面粗糙度降低，各配合零件在正常情況下工作，潤滑條件也得到改善。因此，磨損比較緩慢。(3)加速磨損階段零件間配合間隙增大，超過允許限度，工作時產(chǎn)生沖擊和振動，破壞潤滑，使磨損急劇增加。,三、零件的分類,汽車零件檢驗后，可根據(jù)《汽車修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》把零件分為：堪用、待修、報廢三類。堪用：指符合大修技術(shù)要求，可繼續(xù)使用的零件。待修：指經(jīng)修理后可達(dá)到技術(shù)要求的零件。報廢：指不能修理或無修理價值的零件。零件經(jīng)檢驗分類后，應(yīng)填寫《零件檢驗登記表》以便送修和備料，同時對待修零件應(yīng)寫上送修號碼及加工部位，對加工部位的修理方法可按修理方法的符號標(biāo)在零件上。,四、零件檢驗的方法,1.檢視法這是一種不用儀器，用眼看、手摸、耳聽來檢驗和判斷零件技術(shù)狀況的方法。因簡單易行，在實踐中應(yīng)用較廣，具體分為：,,(1)目測法對零件表面毛糙、溝槽、明顯裂紋、刮傷、剝落、破損以及重大變形，嚴(yán)重磨損、燒蝕及橡膠件變質(zhì)等，均可通過眼看、手摸或借助放大鏡觀察來檢驗零件。(2)敲擊法汽車上部分殼體或用鉚釘連接的零件，均可用敲擊聽音的方法檢驗，聲音清脆，說明技術(shù)狀態(tài)良好，若聲音沙啞，可以判定此零件有裂紋、松動或結(jié)合不緊密。(3)比較法用標(biāo)準(zhǔn)件與被檢驗的零件相對比來鑒別被檢零件的技術(shù)狀態(tài)。如彈簧自由長度及負(fù)荷下的長度，滾動軸承質(zhì)量等。,,2.測量法通過儀器或量具檢驗零件的尺寸，根據(jù)零件使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來確定零件的技術(shù)狀態(tài)。通常使用的量具和儀器有：百分表、千分尺、游標(biāo)卡尺、厚薄規(guī)、測齒卡尺、樣板及彈簧檢驗儀等。使用這些量具和儀器檢驗零件準(zhǔn)確、精度高。3.探測法用于對零件隱蔽缺陷的檢驗，如對曲軸、轉(zhuǎn)向節(jié)等細(xì)微裂紋的檢驗。常用的有以下兩種方法。(1)浸油敲擊法先將零件浸入煤油或柴油中片刻，取出后將表面擦干，撒上一層白粉，然后用小錘輕敲其非工作面，如有裂紋，由于震動浸入裂紋的油滲出，使裂紋處的白粉呈黃色線痕，根據(jù)線痕即可判定裂紋位置。,,(2)磁力探傷法磁力探傷是用探傷儀將零件磁化，如零件表面有裂紋，在裂紋部位磁力線就會被中斷而形成磁極，建立自己的磁場，若在零件表面撒上細(xì)微顆粒的鐵粉，鐵粉被磁化吸附在裂紋處，從而暴露出裂紋的位置和大小。零件經(jīng)磁化檢驗后會留下部分剩磁，必須徹底退去，否則在使用中會吸附鐵屑，產(chǎn)生磨料磨損。如采用直流電磁化的零件，只要將電流方向改變，并逐漸減小到零即可退磁。在實際工作中，為簡便起見，也可敲擊磁化零件的非工作面，達(dá)到退磁目的。磁力探傷只能檢驗鋼鐵零件裂紋的部位和大小，但檢驗不出其深度。另外，由于有色金屬零件、硬質(zhì)合金等不受磁化，故不能用磁力探傷。,,,