云 南 交 通 职 业 技 术 学 院 教 案 首 页 第 次授课 授课时间 年 月 日 学时 级 班 教案修改时间 年 月 日 第 次授课 授课时间 年 月 日 学时 级 班 教案修改时间 年 月 日 课程名称 汽车发动机构造与维修 专业名称 汽车运用技术 授课教师/ 职称 授课方式（合、小班） 小班 授课题目（章、节） 第 2 章 曲柄连杆机构构造与维修 教材及参考书目 教材：汤定国.汽车发动机构造与维修.北京:人民交通出版社， 2005 参考书目： 陈家瑞主编．汽车构造．北京：人民交通出版社，2003 清华大学汽车工程系编著．汽车维修．北京：人民邮电出版社，2000 教学目的与要求： 1、能正确描述曲柄连杆机构的组成、各主要零部件的构造和装配连接关系； 2、能正确叙述曲柄连杆机构主要机件的受力情况和工作原理； 3、能正确描述曲柄连杆机构的装配要求与调整方法。 4、会进行易损零件检测、修理或更换； 5、会进行曲柄连杆机构的装配与调整； 6、能对曲柄连杆机构常见故障进行分析、判断，并能排除故障。 内容和时间安排、教学方法： 1．内容和时间安排： 16 学时 2．教学方法：以课堂讲授结合实训及作业、辅导进行。 教学重点和难点： 复习思考题、作业题： 思考题： 实施情况及分析： 1 第 2 章 曲柄连杆机构构造与维修 第 1 节 概述 一、功用与组成 曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转化为机械能的主要机构。 1、功用——将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 2、组成 （1 ）气缸体与曲轴箱组（机体组） 包括：气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸垫。 （2 ）活塞连杆组 包括：活塞、活塞环、活塞销、连杆。 （3 ）曲轴飞轮组 包括：曲轴、飞轮。 二、工作条件及受理分析 1、工作条件——高温、高压、高速、化学腐蚀。 2、受力分析 （1 ）气体作用力 （2 ）往复惯性力和离心力 （3 ）摩擦力 2 第 2 节 机体的构造与工作原理 机体组主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸垫。 一、气缸体 1、基本结构与功用 （ 1）整体式结构 特点：气缸体与曲轴箱铸成一体。 应用：常用于水冷式发动机。 （ 2）分体式结构 特点：气缸体与曲轴箱分开铸造再用螺栓连接起来。 应用：风冷式发动机。 （ 3）功用：组装发动机的基础件，并由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。 2、工作条件与要求 （ 1）工作条件 承受较大的机械负荷，包括各种力和汽车行驶时发动机本身质量引起的各种冲击力。 承受复杂的热负荷——燃烧气体给予气缸壁的热量，主要通过气缸体来散失。 （ 2）要求：具足够的强度、刚度和良好的耐热性、耐腐蚀性。 3、构造 （ 1）气缸外面制有水套或散热片。 （2 ）曲轴箱前后壁和中间隔板上有主轴承座孔和分油道，侧壁上有主油道。 （ 3）整体式气缸体有上下两个平面，用以安装气缸盖和油底壳。 （ 4）分体式的气缸体下部有一凸缘和止口，曲轴箱有支承气缸体的平面和止口，用他们来保证二 者之间的正确定位，在支承面前还可加金属垫片来调整活塞顶和气缸盖间的距离。 4、气缸的排列形式 3 （ 1）单列式（直列式） 各气缸排成一列，一般是垂直布置，多为六缸以下发动机。 （ 2）双列式（两列气缸中心线夹角 γ ） γ ＜180° V 型发动机，多用于八缸以上发动机。 γ =180° 对置式发动机，适于风冷发动机。 5、曲轴箱的型式 （l ）平分式 定义：发动机曲轴线与气缸体下表面在同一平面上。 特点：结构简单、刚度小、密封困难、维修不便。 应用：中小型发动机；如 BJ2023 用的 BJ492QA 型发动机。 （2 ）龙门式 定义：曲轴轴线高于缸体下表面。 特点：刚度大、密封可靠、维修方便、工艺性较差。 应用：大中型发动机，如 CA6102 型发动机。 （3 ）隧道式 定义：主轴承座孔为整体。 特点：结构刚度最大，易于保证主轴承同轴度，拆装困难。 应用：机械负荷较大的发动机，如 6133Q 型发动机。 6、材料 缸体多采用优质灰铸铁，有的强化柴油机采用球墨铸铁。 7、油底壳与密封 油底壳功用：贮存机油并封闭曲轴箱。 结构特点：稳油挡板 后部或前部较深 磁性放油塞 二、气缸与气缸套 1、采用缸套的必要性 2、气缸套的型式与构造 （l ）干式 定义：外表面不直接与冷却水接触的缸套， 特点：缸套与缸体间配合采用过盈配合，主要为了两者间良好接触，以保证缸套的散热和 定位。 厚： lmm～3mm 优点：不易漏水漏气，刚体结构刚度大，缸心距小，质量小。 （ 2）湿式 定义：外表面直接与冷却水接触的缸套。 壁厚： 5～9mm 一般C 平面处没有密封垫，而靠 B 平面本身及压紧的气缸垫来密封。 优点：缸体铸造容易，便于维修、散热效果好。 应用：主要用于高负荷的柴油机和铝合金缸体发动机。 缺点：缸体刚度较差，易产生穴蚀，易漏水、漏气。 4 3、缸套的定位 径向定位：上下两个凸出的与气缸体间为动配合的圆环带 A 和 B。 轴向定位：上部凸缘的下平面 C。 4、缸套的密封 气缸套下部靠 l～ 3 个耐热耐油橡胶密封圈密封。 密封形式：涨封式和压封式（b ） 5、气缸套的材料 常用的有珠光体灰铸铁、合金铸铁、高磷铸铁、含硼铸铁和其他高级铸铁。 三、气缸盖与气缸垫 （一）气缸盖 1、功用：封闭气缸上部并与气缸和活塞顶部共同构成燃烧室。 2、工作条件：气缸盖的燃烧室壁面承受热负荷和机械负荷。 3、结构：缸盖内有冷却水套，进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道。 4．缸盖形式 一缸一盖、二缸一盖或三缸一盖和整体式缸盖 5、材料：一般用灰铸铁和合金铸铁。 6、气缸盖的紧固 灰铸铁缸盖——发动机达正常温度后再进行第二次拧紧。 铝合金缸盖——冷态下一次拧紧。 （二）汽油机的燃烧室 1、对燃烧室的要求 （ 1）面容比要小——热损失小，排气净化好。 （ 2）结构要紧凑——结构紧凑，火焰传播距离短，不易发生爆燃。 （ 3）能产生涡流——使混合气混合更均匀，燃烧速度快，燃烧完全，经济性好。 （ 4）充气效率要高——可增大扭矩，提高功率。 （ 5）表面要光滑——可使废气不易留存，不易积炭，排气净化好。 2、燃烧室的类型 （ 1）盆型燃烧室 特点：气门平行于气缸轴线，有挤气—冷激面，可形成挤气涡流，但盆的形状狭窄，气 门尺寸受到限制，换气质量较差，燃烧速度较低，燃烧质量稍差， CO 和 HC 排放 5 较高而NO X 排放较低。 应用： BJ492QG2 型发动机 （ 2）楔形燃烧室 特点：气门斜置，气道导流较好，充气效率高。能形成挤气涡流，经济性和动力性好，可减少 CO和HC 排放，但NO X 排放稍高。 应用：CA1091 汽车 （3 ）半球形燃烧室 特点：气门成横向 V 型排列。火焰行程短，燃烧剧烈而完全，抗爆性好，经济性、动力性好， CO和HC 少，NO X 较高。 应用：高速发动机 （三）气缸垫 1、作用：保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏气、漏水。 2、对气缸垫的主要要求 （ 1）在高温、高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏。 （ 2）耐热和耐腐蚀。 （ 3）具有一定的弹性，能补偿接合面的不平度，以保证密封。 （ 4）拆装方便，能重复使用，寿命长。 3、构造 （ 1）金属—石棉垫 外包钢皮和铜皮，内填石棉。厚：1.2—2mm （ 2）纯金属垫 由单层或多层金属片（铜、铝或低碳钢）制成。 国外一些发动机开始用耐热密封胶彻底取代了气缸垫。 4、安装方向 金属—石棉垫（金属皮的），由于缸口卷边一面高出一层，对与它接触的平面会造成单面压痕 变形，因此卷边应朝向易修整的接触面或硬平面。 （ 1）气缸盖和气缸体同为铸铁时，气缸垫卷边应朝向缸盖（易修整面）。 （ 2）铝合金气缸盖、铸铁气缸体、气缸垫卷边应朝向缸体（硬平面）。 （ 3）气缸体和气缸盖同为铝合金时，气缸垫卷边应朝向缸体，即朝向湿式缸套的凸缘（硬平面）。 第 3 节 机体的检修 一、气缸盖的检修 1、气缸盖的检验 气缸盖主要损伤形式——裂纹和变形。 裂纹发生部位：进、排气门座之间。 对气缸盖的检验要求：气缸盖无破裂。 2、气缸盖的修理 （ 1）气缸盖变形的修复 方法：机械加工方法（用平面铣床） （ 2）气缸盖裂纹的修复 ○ 1 胶粘结法 对受力不大，温度较低的裂纹，可用环氧树脂或酚醛树脂胶粘结裂纹 ○ 2 焊修法 裂纹发生在受力较大，温度较高部位 6 ○ 3 堵漏法 微小裂纹或砂眼用堵漏剂修补 （ 3）气门导管的修理 气门导管与气门杆的配合间隙大于使用限度应更换气门导管 （ 4）气门座的修理 气门座松动或气门座密封带耗损，或气门下沉量大于 2mm，应更换气门座圈 （ 5）修竣标准：燃烧室容积不小于原厂规定的 95%，各燃烧室间容积差不得大于 4mL。 二、气缸体的检修 1、气缸体的损伤 气缸体常见的损伤有：变形、裂纹、气缸体上平面的螺纹损伤 （ 1）气缸体的变形 变形的原因： ○ 1 热应力过大；制造加工时留有的残余应力过大；曲柄连杆机构往复惯性力 过大，使气缸体受拉压和弯扭作用。 ○ 2 发动机在高速、大负荷、润滑不良条件下工作产生烧瓦抱轴 ○ 3 拧紧气缸盖螺栓时，不按规定顺序和规定扭力拧紧或拧紧力不均匀 （ 2）气缸体的裂纹 原因： ○ 1 冷却水结冰冻裂 ○ 2 气缸体碰撞受力过大 ○ 3 铸造加工时的残余应力过大 ○ 4 气缸体所受交变应力过大 2、气缸体的检验 （ 1）气缸体基准面的检验 将气缸体下平面放在平板上，用高度游标卡尺或专用设备，检测气缸体的高度 （ 2）气缸体变形的检测 方法：用平尺放在平面上，用塞尺测量平尺与平面间的间隙 检验标准：气缸体上平面的平面度误差，每 50mm×50mm 范围内均应不大于 0.05mm，与其 配合的整个气缸体上平面应不大于 0.20mm。 （ 3）气缸体主轴承座孔、凸轮轴座孔的检验 ○ 1 主轴承座孔的检验 先检验座孔圆度及圆柱度误差，用内径千分尺或内径百分表，标准：不大于 0.01mm 检验主轴承座孔的同轴度误差。 ○ 2 凸轮轴轴承座孔的检验 清洗，观察磨损情况，如有单边磨损现象，说明凸轮轴轴承座孔的同轴度误差过大 ○ 3 气缸体的裂纹检验 方法：水压试验和气压试验 3、气缸体修理 （ 1）气缸体变形的修理 当变形后平面的平行度误差较大时，用铣、磨加工方法修整 7 变形较小时，用研磨膏，把缸盖放在气缸体上研磨。 （ 2）气缸体裂纹的修理 ○ 1 胶粘结法 ○ 2 焊结法 ○ 3 堵漏剂堵漏法 4、气缸体的报废条件 气缸体主要零件安装轴承孔出现破裂； 缸体出现严重破裂； 主轴承孔、凸轮轴轴承孔修理尺寸达到尽头； 气缸体上平面加工量过大。 三、气缸的磨损规律及原因 1、气缸的磨损规律 （ 1）轴向的磨损规律 从气缸的纵断面看，活塞环行程内的磨损一般是上大下小即称为“锥形”， 如下图所示。磨损的最大部位在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸壁处。 （ 2）径向的磨损规律 从气缸横断面来看，气缸的磨损也是不均匀的、磨损呈不规则的椭圆形。 （ 3）各气缸沿圆周方向的最大磨损部位随气缸结构、车型、使用条件的不同而异。一般是进气门 对面附近缸壁磨损最大。 2、气缸磨损的原因 （ 1）机械磨损 发动机工作时、活塞环在自身弹力和高压气体窜入活塞环背面，致使活塞环对气缸壁的正压 力大，摩擦力也大，润滑油膜被破坏，形成半干摩擦或干摩擦。造成活塞位于上止点时，第 一道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重，形成沿气缸轴向上大下小的锥形磨损。 （ 2）腐蚀磨损：气缸内可燃混合气燃烧后，产生水蒸气和酸性氧化物CO 2、SO 2、NO 2， （ 3）磨料磨损 空气中的尘埃，机油中的机械杂质，发动机自身的磨削 8 四、气缸的修理 1、气缸磨损的测量 （ 1）测量的目的：确定气缸磨损后的圆度和圆柱度 （ 2）测量工具——量缸表 （ 3）测量方法 ○ 1 选测量接杆，并固定于表杆的下端，使伸缩杆有 2mm 左右的压缩行程。 ○ 2 将测杆深入到气缸上部，测量第一道活塞环再上止点位置时对应的气缸壁。通常是分别测 量平行和垂直于曲轴轴线方向的气缸磨损。 ○ 3 将量缸表下移，用同样的方法测量气缸中部和下部的磨损。 2、气缸修理尺寸的确定 气缸修理尺寸一般分为六级（桑塔纳分三级） 将气缸磨损的使用极限（每 100mm缸径最大磨损 0.24mm）和加工每一级修理尺寸（0.25mm ） 相比较，可以看出，在正常磨损的情况下，每次大修气缸的磨损程度都要超过一级修理尺寸 （0.25mm ），所以常用的气缸修理尺寸为：＋0.50mm ，＋1.00mm ，十 1.50mm］一级。湿式缸套缸 径加大值不应大于 2.00mm。在实际修理中，可根据下式选择恢复正确几何形状的尺寸D X，然后将得 出的数据与标准修理尺寸对照，选择合理的修理级别。公式为 D X ＝D max ＋X 式中D X 一一磨损最大气缸的直径（ mm）； X——加工余量（ mm）。 例如，测得 6102 型发动机最大磨损气缸的最大直径为 102.60mm，加工余量取 0.20mm，则恢复 气缸正确几何形状的尺寸为 Dx＝ D max ＋X ＝（ 102.60＋0.20） mm＝102.55mm 对照表可知，此数据接近于第四级修理尺寸 102.60mm，故最后选定为第四级修理尺寸，再选择 同级别修理尺寸的活塞与之相配。同一台发动机的各缸应采用同一级别的修理尺寸。 气缸修理尺寸级数的确定： D XDDn Δ+?≥ / 0max ）（ ——镗后气缸修理尺寸的级数； n 9 ——镗削前气缸的最大直径， mm； max D ——原厂规定气缸的标准直径， mm； 0 D X ——气缸的镗磨余量，一般取 0.13～ 0.20mm； ——修理尺寸级差，0.25mm 。 D Δ 将计算出的 圆整成整数值，即是气缸镗后修理尺寸级数。 n 3、气缸的镗削量和镗削尺寸的确定 （ 1）气缸镗缸量的计算 活塞与气缸的配合要求较高，在修理尺寸确定后，可选择同一级修理尺寸的活塞。镗缸时必 须按活塞的实际尺寸进行，并结合必要的缸壁间隙和镗缸余量，通过下列公式计算各缸的镗 削量。 镗削量=活塞最大直径一气缸最小直径十配合间隙一镗缸余量 （ 2）确定镗削次数 4、气缸的镗削 （ 1）气缸镗削的目的——恢复气缸原有的圆度、圆柱度和表面粗糙度要求，保证各缸中心线与曲 轴主轴承孔中心线在一个平面内，并相互垂直。 （ 2）镗缸设备 T716型单柱金刚镗床，T8011型移动式镗磨缸机 （ 3）镗缸工艺基准 新选修理工艺基准的原则： ○ 1 以气缸体上平面作基准 ○ 2 以缸体下平面为基准 ○ 3 以两端曲轴轴承承孔的公共轴线为基准 （ 4）气缸的镗削工艺 （1）检修气缸体的上平面，如有不平现象和杂质，将影响铁缸体的定位，使镗杆倾斜， 镗出的气缸轴线与缸体基准面（上平面）不垂直，影响修理质量。所以要用油石或细挫刀进行修平， 并将气缸体上平面和镗缸机底座擦拭干净。 （2）安装镗缸机，将镗缸机放置在气缸体上，使镗杆对正需镗削的气缸孔，初步固定镗缸机。 （3）选择和安装定心指，根据气缸直径选择一套长度相适应的定心指。清洁后插入镗杆定心指 孔内，用弹簧箍紧，然后转动定心指旋钮，使定心指收缩。 （4）定为中心的选择。同心法和不同心法。 （5 ）选择刀架和调理镗刀，根据气缸直径选择刀架和镗刀，将镗刀装人镗杆头上的刀架孔内， 然后用专用的测微器调整镗刀，直到调理完毕。 （ 6）镗头转速、进给量和背吃刀量的选择通常根据气缸材料的硬度、气缸直径以及刀具性能、 铸削工序要求来选择。 （ 7）镗削时，将镗刀降到缸口，用手转动镗头，检测背吃刀量是否过大，镗刀在气缸圆周的各 个方向的背吃刀量是否均匀。 （ 8）校正自动停刀装置。 （ 9）缺口导角，每镗好一缸，应随时用切削刃的角度在气缸上口镗出导角，便于活塞与活塞环 装入气缸。 5、气缸的磨削 10 （ 1）磨削的目的——减小气缸壁的表面粗糙度值，达到气缸加工的最终要求，以延长气缸和活塞 的使用寿命。 （ 2）磨缸的主要加工工具——带有砂条的衍磨头。 （ 3）磨缸程序和注意事项 ○ 1 将磨过的气缸彻底清洁，稳妥地安装好气缸体，按说明进行磨缸。 ○ 2 安装磨缸头，调整磨条压力。 ○ 3 选择合适的圆周速度和往复运动速度。 ○ 4 磨缸时尽量使磨缸主轴、磨缸头和气缸在一直线上，以防偏磨。 ○ 5 磨缸时要加注切削液，用以冷却和清洗磨料。 磨缸应先粗磨、后精磨，磨缸顺序由第一缸——第三缸——第二缸——第四缸，隔缸进行。 6、镶气缸套 气缸镗削超过最后一级修理尺寸，或气缸壁上有特殊损伤，可在气缸内镶配缸套（干式）或在 气缸体上换配新缸套（湿式），以延长气缸的使用寿命。 （ 1）干式气缸套的镶配 ○ 1 根据气缸套的外形尺寸，将气缸镗到所需的尺寸和一定的表面粗糙度值，以保证气缸与缸 套的良好结合。给气缸体第一次镶缸套时，应选用外径尺寸最小的气缸套，以便提高发动机的修理 次数。 ○ 2 根据所选气缸套的外形尺寸，将气缸镶至所需要的尺寸和应有的表面粗糙度。 ○ 3 镶配时，应在气缸套的外壁涂以润滑油，放正气缸套，垫以平整垫木，用压床徐徐压入， 或用手操纵专用压具压入新缸套，在压人 20— 30mm 的过程中，可松压几次，使缸套的少许偏斜自 行得到矫正。压力应逐渐增加，不能过大或过小。为了防止气缸变形，应采用隔缸压入。 ○ 4 气缸套压人后，应与气缸体上平面平齐，不得低于气缸体上平面；若有高出，不得高出 0.01mm，可用挫削或磨削修平。 在气缸套镶配完毕后，进行水压试验。 （ 2）湿式缸套的换配 1）拆卸旧缸套时，可轻轻敲击缸套底部，用手或专用工具取出。清理气缸体内污垢，气缸体与 气缸套的结合处必须光滑。气缸体上下承孔的圆度和圆柱度误差应不大于 0.015mm。 2）气缸套在压入前，应装人新的涂以白漆的防漏水的橡胶圈，气缸套与座孔的配合应符合机型 的规定。 3）装入气缸套，按机型规定，检查气缸套端面高出气缸体上平面的距离。距离过大或过小，可 调换气缸套上部台肩下的铜垫厚度来调整。（应不装密封圈先试装，保证高出量，最后装密封圈）。 4）气缸套压入后，应进行水压试验。 7、提高气缸使用寿命的措施 （ 1）选用耐磨、耐腐蚀材料。 （ 2）提高维修质量。 （ 3）合理使用和保养。 11 第 4 节 活塞连杆组的构造与工作原理 一、活塞 l、功用、工作条件及要求 （ 1）功用：与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室，承受气缸中气体压力并通过活塞销和连杆传给曲 轴。 （ 2）工作条件 ①气体压力大、工作温度高。 5Mpa 600～700K 影响：材料机械强 ；活塞热膨胀量 破坏配合关系，活塞变形，磨损加剧。 ②速度高 8－ 12m/s 惯性力 （ 3）对活塞的要求 ①有足够的强度和刚度； ②质量要尽量小，以保持最小的惯性力； ③导热性要好，有充分的散热能力； ④要有足够的耐热性； ⑤活塞与气缸壁间应有较小的摩擦系数； ⑤温度变化时；尺寸和形状变化要小； ①和气缸壁间要保持最小的间隙。 2、材料 铝合金 优点：质量小（约为铸铁的 50％～ 70％），导热性好（铸铁的 3 倍） 缺点：热膨胀系数较大；温度 —一强度、硬度 广泛用：硅铝合金 特点：膨胀系数较小，耐热性较好，少数柴油机采用高强度和耐热性较好的铜镍镁铝合 金，近年柴油机又启用灰铸铁材料。 3、活塞结构 （1）活塞顶部 ①燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。 ②活塞顶部形状： 12 13 14 裙 15 16 17 18 19 20 21 22 23 第 5 节 活塞连杆组的检修 一、活塞的选配 1、活塞的损伤 （ 1）活塞的磨损 活塞的磨损主要是活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损和活塞销座孔的磨损。 活塞头部的磨损很小，这是由于活塞头部在工作中由于活塞裙部的导向和活塞环的支承作用， 与气缸壁极少接触的缘故。 活塞环槽的磨损较大，以第一道环槽的磨损最为严重，各环槽由上而下逐渐减轻。其原因是由 于燃烧室高压燃气的作用及活塞高速往复运动，使活塞环对环槽的冲击增大。此外，活塞头部还受 到高温高压燃气的作用，使其强度下降，造成第一道环槽的磨损最为严重。环槽的磨损将引起活塞 环与环槽侧隙的增大，活塞环的泵油作用增大，使气缸漏气和窜机油量增多，密封性降低。 活塞裙部的磨损较小。活塞裙部虽与气缸壁直接接触，但单位面积压力较小，润滑条件较好， 所以磨损较轻。通常只在侧压力较大的一侧发生轻微的磨损和擦伤。 活塞销座孔的磨损是由于工作时活塞受气体压力和往复惯性力的作用，使活塞销座孔产生上、 下方向较大的磨损。使活塞销座孔与活塞销产生配合松旷，工作中出现活塞销响。 （2）活塞的刮伤 主要是由于活塞与气缸壁的配合间隙小，润滑条件变差和较大机械杂质进人摩擦表面而引起的。 （3）活塞的烧蚀 是发动机长期超负荷或爆燃工作而引起的。 （4）活塞的脱顶，其原因是活塞环的开口间隙过小或侧隙过小，使活塞运动时，活塞头部与裙部 产生断裂。 2．活塞的选配 ○ 1 按气缸的修理尺寸选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。 ○ 2 活塞是成套选配的，同一台发动机必须选用同一厂牌的活塞，以保证其材料和性能的一致性。 ○ 3 在选配的成组活塞中，其尺寸差一般不大于 0.01～ 0.015mm，质量差不大于 4～ 8g。 二、活塞环的选配 1、活塞环的损伤 包括：活塞环的磨损、弹性减弱、折断。 2、活塞环的选配 以气缸的修理尺寸为依据，同一台发动机应选用与气缸和活塞修理尺寸等级相同的活塞环。 3、对活塞环的要求 （ 1）与气缸、活塞的修理尺寸一致； （ 2）具有规定的弹力以保证气缸的密封性； （ 3）环的漏光性、间隙应符合原厂设计规定。 4、活塞环的检验 （ 1）活塞环的弹力检验 （ 2）活塞环的漏光度检验 检验的技术要求： （ 3）活塞环“三隙”的检验 24 三、活塞销的选配 1、活塞销的损耗 磨损 2、活塞销的选配 选配原则： 3、活塞销座孔的选配 活塞销座的铰削工艺步骤：（1 ）选择铰刀； （ 2）调整铰刀； （ 3）铰削； （ 4）试配。 四、连杆的修理 1、连杆变形的检验与校正 （ 1）连杆变形的检验 （ 2）连杆变形的校正 先校正扭曲，再校正弯曲。 2、连杆衬套的修复 3、连杆其它损伤检验 五、活塞连杆组的组装 1、装配活塞连杆 将活塞置于水中加热 80～85℃，迅速擦拭干净活塞销座孔。在座孔和活塞销上涂上少许润滑油， 把活塞销插人一个座孔并稍微露出，随即将连杆小头伸入活塞销座之间并对正活塞销，迅速地将活 塞销轻轻敲人并通过连杆衬套，直至活塞另一侧销座孔锁环槽的内端面。装上锁环，锁环嵌入环槽 中的深度应不小于锁环直径的 2／3 。 活塞与连杆组装时，应是同一缸号的活塞和连杆。应注意安装方向，如 CA6102 活塞顶部标有 箭头， EQ6100 活塞顶部有一小缺口，它们的连杆和连杆盖上均有一个小凸点。装配时三个标记应朝 着同一侧，装人气缸时，三个标记均应朝着发动机前方。活塞裙部的纵槽向着作功行程受力较大一 侧的对面。 2．装配活塞环 装配活塞环时，应采用专用的活塞环钳。活塞环的安装应注意各道环的结构的安装方向。镀铬环必 须装在第一道环槽内，内切口的扭曲环，切口一面朝上装，外切口的扭曲环切口一面朝下装，锥形 环有标记的一面朝上装。为了提高气缸的密封性，要求活塞环的开口相互交错错开。 第 6 节 曲轴飞轮组的构造与工作原理 一、曲轴 1、 功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩对外输出；驱动配气机构和其它各种辅助装置。 2、工作条件 25 3、要求：具有足够的刚度和强度，具一定的耐磨性，并需要很好的动平衡。 4、材料：中碳钢或中碳含金钢。 5、构造 曲轴有整体式和组合式两种。 一个曲拐：一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈。 直列发动机：曲拐数等于气缸数。 V 型发动机：主轴颈数等于气缸数的一半。 （l）主轴颈 主轴颈是曲轴的支承部分。 ①全支承曲轴：每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者。 特点：主轴颈数-连杆轴颈数=1 应用：柴油机、负荷大的汽油机。 ②非全支承曲轴：主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者。 应用：中小负荷的汽油机。 （2）连杆轴颈（曲柄销） 有的是中空式。 曲轴上钻有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道。 （3）曲柄和平衡重 平衡重作用——平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及其力矩，有时也可平衡 活塞连杆组的往复惯性力及其力矩，以使发动机运转平稳，还可减小曲轴轴承的负荷。 6、曲轴前后端的密封及轴向定位 （1）前端轴是第二道主轴颈之前的部分。甩油盘 后端轴是最后一道主轴颈之后的部分。甩油盘、油封、回油螺纹。 （2）轴向定位 止推片 与轴瓦相似 26 形式：①翻边轴承的翻边部分。 ②一面有减磨合金层的止推片。 有减磨合金的一面朝向转动件——曲轴及正时齿轮 当曲轴向前窜动时，后止推片承受轴向推力； 当曲轴向后窜动时，前上推片承受轴向推力。 曲轴的轴向间隙是由止推片的厚度来调整的。 7、曲拐布置 （l）一般规律 ①各缸的作功间隔角要尽量均衡，以使发动机运转平稳。即：对于直到发动机来说，连续工作 的两气缸相对的曲拐夹角要相等。如四冲程六缸发动机，两相邻作功的气缸对应的曲拐互成 720°／ 6=120°夹角。 ③连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是发动机的前半部和后半部交替进行。作用：可减小主 轴承连续载荷；避免相邻两缸进气门同时开启而发生抢气现象，可使各缸进气分配较均匀。 ③V 型发动机左右两排气缸尽量交替作功。 ④曲拐布置尽可能对称、均匀，以使发动机工作平衡性好。 （2）常用曲轴曲拐的布置 ①直到四冲程四缸发动机 曲拐对称布置于同一平面 作功间隔角：720° ／4 ＝180° 工作顺序： l－3 － 4－2 和 l－ 2－4-3 工作循环表： ②直列四冲程六缸发动机 曲拐均匀的布置在互成 120°的三个平面内。 作功间隔角：720° ／6=120° 工作顺序： 1－5 —3 －6 － 2－ 4 或 1—4 — 2－6 －3 － 5 ③V 型八缸四冲程发动机 布置形式：正交两平面内布置的空间曲拐 或 平面曲拐 作功间隔角：720° ／8=90° V 型发动机的工作顺序，必须弄清该发动机气缸序号的排列。如气缸序号排列为： 则工作顺序为：1 －5-4-8 －6 －3 － 7－ 2 和 1－5-4-2 －6 －3 － 7－ 8 又如：平面曲拐的工作顺序为：1 －8 － 2－ 7－4-5 － 3－ 6 和 1—8 － 3－6 －4 — 5— 2—7 27 它的气缸中线夹角有的不为 90°，如太脱拉 T-928 型柴油机夹角为 75°，所以它的作功间隔角不等， 是 75°和 105°相间隔进行的。 工作循环表： 二、扭转成振器 1、扭转振动 （ 1）在周期变化外力作用下，曲轴相对于飞轮发生强迫扭转振动。 （ 2）由于曲轴的弹性及曲柄、平衡重、活塞连杆组等运动件质量的惯性，曲轴要发生自由扭转 振动。 两者共振—一功率损失，曲轴扭转变形 2、扭转减振器的功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。 3、应用情况：一般低速发动机不易达到临界转速，曲轴上不加扭转减振器。曲轴刚度小，旋转质 量大，缸数多及转速高的发动机。 4、扭转减振器的构造和工作原理 分类：干摩擦式、橡胶式、粘液式（硅油）及橡胶—粘液式数种。 （ 1）橡胶减振器 优点：结构简单，质量小，工作可靠。 缺点：对曲轴扭转振动的衰减作用不强，橡胶易老化。 （ 2）干摩擦式扭转减振器 （ 3）粘液式减振器。 28 三、飞轮 1、功用：贮能，传力。 2、构造： 铸铁圆盘，边缘部分较厚。 飞轮上第一缸发火正时记号意义：该记号与飞轮壳上刻线对正时，表示 1—6 缸活塞处于上止点 位置。（见上右图） 第 7 节 曲轴飞轮组的检修 一、曲轴的检测与修理 1．曲轴的损伤 （1）轴颈的磨损：曲轴主轴颈和连杆轴颈的磨损是不均匀的，且磨损有一定的规律性。 主轴颈和连杆轴颈的最大磨损部位相互对应，即各主轴颈的最大磨损靠近连杆轴颈一侧；而连 杆轴颈的最大磨损部位在主轴颈一侧。 曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损。 （2）曲轴弯曲与扭曲变形 曲轴弯曲——曲轴主轴颈同轴度误差大于 0.05mm。 曲轴扭曲——连杆轴颈分配角误差大于 0°30’ 。 （ 3）曲轴的断裂 2、曲轴的检验与校正 （ 1）曲轴的检测 ○ 1 裂纹的检测 磁力探伤法、浸油敲击法 ○ 2 曲轴弯曲的检验 ○ 3 扭曲变形的检验 ○ 4 曲轴轴颈磨损的检验 磨痕、圆度、圆柱度 29 （ 2）曲轴的校正 方法：冷压校正、火焰校正、表面敲击校正。 二、曲轴飞轮组的修理 1、曲轴轴颈修理尺寸的确定 2、曲轴磨削定位基准的选择 3、曲轴主轴颈的磨削 4、曲轴连杆轴颈的磨削 5、飞轮的修理 6、曲轴扭转减震器的检查 三、曲轴轴承的选配 1、轴承的常见损伤——磨损、刮伤、烧伤、疲劳剥落。 2、轴承的选配 （1）根据曲轴轴颈的修理尺寸，选用与曲轴轴颈同一级修理尺寸的轴承。 （2）轴承厚度应符合规定，新轴承装入座孔内，上下两片的每端均应高出接合平面 0.03～ 0.05mm，以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果。 （3）定位凸点完整，轴承背面光滑无斑点。 （4）弹性合适无哑声。把新选用的轴承放人 轴承座后，要求轴承的曲率半径大于座孔的曲率半径，以保证轴承装人座后，可供轴承自身 弹力与轴承座贴合紧密。 选择轴承概括为：根据轴颈选轴承，轴承长宽符合标准，背面光滑凸点好，弹性合适，并无哑 声。 3．修配方法 曲轴轴承的修配方法有刮削、镗削和直接装配法。巴氏合金的轴承用刮削或镗削法修配。锡铝 和铜铅合金的轴承用直接装配法修配。 （1）轴承的手工刮配 ○ 1 曲轴主轴承的刮削。一根曲轴是由几道主轴承同时支撑着的，这就要求修刮后的各道轴承 的中心线必须重合，以适应曲轴工作的要求。其具体刮削方法是： 校正水平线。 刮配轴承。 ○ 2 连杆轴承的刮配。 （2）轴承的镗削：曲轴轴承的胜削在镗瓦机上进行。 （3）轴承的直接选配法：现代发动机广泛采用锡铝合金或铜铅合金的轴承，采用轴承的直接选 配法修配轴承。根据轴颈的修理尺寸选用同级修理尺寸的轴承。以轴颈与轴承配合要求的径向间隙 为依据，磨削轴颈确定曲轴轴颈的直径。选用的轴承与轴颈进行直接装配。装配时轴承盖接合面内 不加垫片，但必须按规定的扭力上紧轴承螺栓。直接装配的轴承与轴颈的接触面积不小于 85％，由 轴承和轴颈的精加工而保证的。因锡铝合金和铜铅合金的膨胀系数较大，要求轴承与轴颈的径向配 合间隙应稍大些。 （4）曲轴轴承间隙的检查：曲轴轴承间隙是指曲轴的径向和轴向间隙。 轴承与轴颈之间的间隙，称为曲轴的径向间隙。 30 第 8 节 曲柄连杆机构常见故障诊断与排除 一、发动机异响的性质 发动机异响：发动机在运转过程中的超过技术文件规定的不正常响声。 异响是由于发动机大多数运动件的自然磨损和老化使零件相互撞击而发生的金属碰击声。 二、发动机异响的类型及原因 1、机械异响 2、燃烧异响 3、空气动力异响 4、电磁异响 三、异响的影响因素和诊断条件 1、转速 一般情况下，转速越高机械异响越剧烈，但诊断转速不一定是高速。 2、温度 3、负荷 4、润滑条件 四、发动机异响的特征 1、振动频率和振幅 2、相位 五、诊断发动机异响的方法 1、人工经验诊断法 2、仪器诊断法 六、常见异响的人工诊断方法 （一）曲轴主轴承响 1、现象： （1 ）转速突然变化时，发出低沉、钝重、连续的金属敲击声。 （2 ）发动机转速越高，响声越大。 （3 ）发动机有负荷时响声明显。 2、原因 （1 ）主轴承盖螺栓松动或扭力没有达到规定值。 （2 ）曲轴径向间隙过大。 （3 ）轴承烧毁或脱落。 （4 ）轴颈失圆、轴承质量不佳，装配不当造成早期损坏。 （5 ）机油压力太低或机油变质。 31 3、诊断： （二）连杆轴承响 1、现象：当发动机突然加速时，有“ 铛、铛、铛” 连续明显的敲击声。 2、原因 （ 1）连杆轴承盖的固定螺栓松动或折断； （ 2）轴承减摩合金烧毁或脱落； （ 3）连杆轴承与轴颈磨损过甚，而使径向间隙过大； （ 4）轴颈失圆，使轴与轴承间接触不良而造成的早期损坏； （ 5）轴承接触面积太小，单位面积上压力过大； （ 6）机油压力太低或机油变质； （ 7）发动机长时间高温、高负荷下工作。 3、故障诊断与排除方法 （ 1）变换转速试验 使发动机怠速运转，然后由怠速向低速，由低速向中速，再由中速向高速加大节气门进行试验， 32 同时结合逐缸断火试验和在加机油口处听诊等方法反复进行。响声随着转速的升高而增大，抖动节 气门时，在加油的瞬间异响突出。 （ 2）断火试验 在怠速、中速和高速情况下，逐缸反复进行断火试验。如某缸断火后响声明显减弱或消失，在 复火的瞬间又能立即出现，则可断定该缸连杆轴承响。 （ 3）听诊 在加机油口处直接倾听，可清楚地听到连杆轴承敲击声。 （ 4）检查机油压力 诊断中要注意检查机油压力。如果响声严重，又伴随有机油压力低，这往往成为区别连杆轴承 响与活塞销、活塞敲缸响的重要依据。 （ 5）柴油机连杆轴承响的诊断 与汽油机相比，柴油机连杆轴承的响声比较钝重，诊断时只有避开着火敲击声的干扰，才能听 得清楚。如果随着供油拉杆行程的加大，响声逐渐增强，并在迅速收回供油拉杆，趁发动机降速之 际，能明显听到坚实的“哐、哐、哐”的敲击声，即可初步断定为连杆轴承响。 （三）活塞销响 1、现象 发动机在怠速、低速和从怠速向低速抖动节气门时，可听到明显而又清脆的 “嗒、嗒、嗒” 好像 两个钢球相碰的声音。 2、原因 （ 1）活塞销与连杆铜套磨损过甚而松旷； （ 2）机油压力过低，机油飞溅不足，润滑条件差； （ 3）活塞销锁环脱落，使活塞自由窜动；． （ 4）活塞销与活塞销座孔配合松旷。 3、故障诊断与排除方法 （1 ）抖动节气门试验 发动机怠速运转，然后由怠速向低速急抖节气门，响声能随转速的变化而变化。每抖一次节气 门，如能听到清脆而连贯的“ 嗒、嗒、嗒” 的响声；则有可能是活塞销响。 （2 ）断火试验 将发动机稳定在响声较强的转速上，逐缸进行断火试验。当某缸断火后响声明显减弱或消失， 在复火的瞬间又能立即出现或连续出现两个响声，则可断定为此缸活塞销响。 （3 ）听诊 听发响气缸的上部，可听到清脆的响声。 （四）活塞敲缸响 1、现象 （1）发动机冷时敲缸 33 （2）温度升高后敲缸 （3）冷热时均敲缸三种 2、原因 （1 ）发动机冷时敲缸 1）活塞与缸壁磨损间隙过大； 2）主轴承润滑油槽深度和宽度失准或润滑油压力不足，致使缸壁润滑不良。 （2 ）发动机温度升高后敲缸响 1）连杆轴颈与主轴颈不平行； 2）连杆衬套轴向偏斜； 3）连杆弯曲； 4）活塞反椭圆； 5）活塞圆度过小； 6）活塞因其销装配过紧而变形； 7）活塞环背隙、端隙过小； 8）缸壁与活塞失于润滑。 （3 ）发动机冷热时均敲缸 1）活塞销与连杆小头装配过紧； 2）连杆轴承装配过紧； 3）活塞裙部圆度过大。 3、故障诊断与排除方法 （1 ）在不同发动机温度下诊断 敲缸响的特点是发动机冷时明显，热时减弱或消失，因此，应先在发动机冷时诊断。若发动机 冷时有敲击声，发动机热时响声消失，说明是活塞敲缸响，且故障尚轻，车辆可继续运用； （ 2）断火试验 把发动机置于敲击声最明显的转速下运转，逐缸进行断火试验。 （3 ）加机油确诊 为了进一步确诊是否是活塞敲缸响，可将发动机熄火，卸下怀疑有响声气缸的火花塞或喷油器 往气缸内注入少量机油摇转曲轴数圈，装上火花塞或喷油器，然后发动试验，若响声短时间内减弱 或消失，过一会又重新出现，则可确诊为是活塞敲缸响。 （4 ）听诊 将听诊器或简易听诊杆触在机体上部的两侧进行听诊。一般在发响气缸的上部，往往响声较弱 并稍有振动，再结合断火试验，即可确定出发响的气缸。 （五）活塞环响 1、现象 34 （1 ）活塞环敲击响声 （ 2）活塞环漏气响 2、原因 3、诊断 七、异响波形观测 1、示波器诊断异响的原理 用示波器诊断发动机的异响，是利用仪器的加速度传感器（拾振器） ，把各种异响对应的振动 信号拾取出来变为电信号，经过选频、放大后送到示波器显示出振动波形，对异响进行频率鉴别和 幅度鉴别，再辅之以单缸断火（或单缸断油）、转速变化、听诊等传统手段，就能快速地判断出异响 的种类、部位和严重程度。 2、波形观测方法 （1）曲轴主轴承响 （2）连杆轴承响 （3）活塞销响 35 （4）气门脚响 36