任务一曲柄连杆机构拆装、检测与调整Microsoft PowerPoint 演示文稿

任务三 曲柄连杆机构的拆装、检测及调整一、曲柄连杆机构的作用与组成作用 曲柄连杆机构是往复式活塞发动机实现能量转换的主要机构。其作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，使曲轴产生旋转运动而对外输出动力。组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组 1机体组机体组主要由汽缸盖、汽缸体、曲轴箱、汽缸套及汽缸垫、油底壳等组成。 机 体 组 组 成 ：曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳 （1）.气缸体与曲轴箱 1）汽缸体的构造气缸体是发动机各机构和系统的装配基体。水冷发动机通常将气缸体与上曲轴箱铸成一体，简称汽缸体。气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸 ，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。 汽缸体的结构形式气缸体有三种结构型式，即一般式、龙门式和隧道式 一般式气缸体 其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；但其缺点是刚度和强度较差 。富康ZX轿车TU3.2K发动机、夏利376Q型发动机的汽缸体属于这种结构。 龙门式气缸体 其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。桑塔纳、捷达和奥迪等发动机属于这种结构。 隧道式气缸体 这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。黄河JN1181C13型汽车6135Q型发动机采用这种结构。 汽缸的排列方式发动机汽缸的排列方式有三种：直列式、V形和水平对置。 2）汽缸与气缸套汽缸体内引导活塞做往复运动的圆柱形空腔称为汽缸。汽缸工作表面承受燃气的高温、高压作用，且活塞在其中做高速运动，因此要求其耐高温、耐高压、耐磨损和耐腐蚀。如果汽缸体全部采用优质耐磨材料，则成本太高，因为除与活塞配合的汽缸壁表面外，其他部分对耐磨性要求并不高，所以现代汽车发动机广泛采用在汽缸体内镶入气缸套，形成汽缸工作表面。这样，气缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，而汽缸体则用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。 根据气缸套是否与冷却液接触，气缸套有两种结构，即干式和湿式。 干式气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为13mm。它具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良。 湿式气缸套装入气缸体后，其外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触，壁厚一般为59mm。它散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，拆装方便，但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好，而且容易产生漏水现象，通常缸套下部设12个耐油、耐热的橡胶密封圈。大多数湿式缸套压入缸体后，其顶面高出汽缸体上平面0.050.15mm。这样当紧固汽缸盖螺栓时，可将汽缸盖衬垫压得更紧，以保证汽缸更好地密封和气缸套更好地定位。 3）汽缸体的维修汽缸体主要损伤形式有：变形、裂纹和汽缸磨损。 、汽缸变形的检修检验：修理：平面度不大于0.05mm或仅有局部不平时，用刮到刮平。平面度误差较大时，采用平面磨床进行磨削加工，但加工量不能过大，约0.240.50mm，否则影响压缩比。 、汽缸裂纹的检修检验：外部明显裂纹直接观察；细微和内部裂纹进行水压试验。修理：漏水、漏油、漏气，更换；水套或其它非重要部位的裂纹可用环氧树脂黏补 、汽缸磨损的检修磨损规律：上大下小的倒锥形，最大磨损部位是活塞处于上止点时第一道活塞环对应的汽缸壁位置；沿圆周方向的磨损为椭圆形，前后磨损较大。衡量指标：圆度及圆柱度检验：修理： （2）气缸盖汽缸盖的作用是封闭汽缸的上部，并与处于上止点时的活塞顶部和汽缸壁共同构成燃烧室。同时，汽缸盖也是某些零件的装配机体。气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多. 曲轴主轴承盖的拆卸顺序 1）.气缸盖的构造汽缸盖是发动机上最复杂的零件之一。汽缸水套；有进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道；有燃烧室、火花塞座孔或盖内部有与汽缸体相通的冷却喷油器座孔；上置凸轮轴式发动机的汽缸盖上还有用以安装凸轮轴的轴承座。 汽缸盖的结构形式 发动机汽缸盖的结构形式有两种：整体式和分开式。 燃烧室 汽油机的燃烧室是由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。对燃烧室有如下基本要求：一是结构尽可能紧凑，冷却面积要小，以减少热量损失和缩短火焰行程；二是使混合气在压缩终了时具有一定的涡流运动，以提高混合气混合质量和燃烧速度，保证混合气得到及时和充分燃烧；三是表面要光滑，不易积炭。 汽油机燃烧室常见的三种形式 半球形燃烧室：结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，火焰行程短，故燃烧速率高，散热少，热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列，进气口直径较大，故充气效率较高，虽然使配气机构变得较复杂，但有利于排气净化，在轿车发动机上被广泛地应用。 楔形燃烧室：结构简单、紧凑，散热面积小，热损失也小，能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，有利于提高混合气的混合质量，进气阻力小，提高了充气效率。气门排成一列，使配气机构简单，但火花塞置于楔形燃烧室高处，火焰传播距离长些，切诺基轿车发动机采用这种形式的燃烧室。 盆形燃烧室：气缸盖工艺性好，制造成本低，但因气门直径易受限制，进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。 （3）汽缸盖罩汽缸盖罩密封配气机构等零部件，防止灰尘污染润滑油或灰尘进入汽缸盖上部，以减少气门传动机构的磨损。有的罩盖上有加机油口和曲轴箱通风管接口。气缸盖罩用铝合金铸造或薄钢板冲压制成，与气缸盖结合面加上橡胶衬垫。 （4）气缸垫气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。 气缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮棉结构的气缸垫，由于铜皮棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。 （5）油底壳用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱. 油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。 （6）、汽缸盖的维修主要损伤：变形、裂纹、螺纹孔损坏。 2、活塞连杆组活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销和连杆组等组成。 （1）.活塞 活塞的作用有两个：一是活塞顶部与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室；二是承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转。 高温 高压 高速：活塞在气缸内以很高的速度(812m/s)往复运动 2）.要求 要有足够的刚度和强度，传力可靠； 导热性能好，要耐高压、耐高温、耐磨损； 质量小，重量轻，尽可能地减小往复惯性力。 3）构造活塞由顶部、头部、群部三部分 .活塞顶部是燃烧室的组成部分，其形状与燃烧室有关，一般有平顶、凹顶、秃顶三种。 活塞头部是活塞环槽以上的部分。其作用：承受气体压力，并传递给连杆；与活塞一起实现汽缸的密封；将活塞吸收的热量通过活塞环传递给汽缸壁。头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。上面用以安装气环，下面用以安装油环。在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环从从汽缸壁上刮下来的多余机油，得以经过这些小孔流回油底壳。 活塞裙部是指油环槽下端面起至活塞最下端的部分。其作用是为活塞在汽缸内做往复运动导向和承受侧压力。 （2）.活塞环： 1）.活塞环的功用活塞环按作用不同分为气环和油环两种，两者配合使用。气环是保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并且要把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，由冷却水带走；油环起布油和刮油的作用，下行时刮除气缸壁上多余的机油，上行时在气缸壁上铺涂一层均匀的油膜。这样既可以防止机油窜入气缸燃烧掉，又可以减少活塞、活塞环与气缸壁的摩擦阻力，此外，油环还能起到封气的辅助作用。 2）.活塞环的结构气环气环的开口形状：直开口气环、斜开口气环、梯形开口气环 气环的断面形状： 矩形环：断面为矩形，其结构简单，制造方便，易于生产，应用最广。但是矩形环随活塞往复运动时，会把气缸壁面上的机油不断送入气缸中。这种现象称为“气环的泵油作用” 气环的泵油作用:活塞下行时，由于环与气缸壁的摩擦阻力及环的惯性，环被压靠在环槽的上端面上，气缸壁面上的油被刮入下边隙和内边隙；活塞上行时，环又被压靠在环槽的下端面。结果第一道环背隙里的机油就进入燃烧室，窜入燃烧室的机油，会在燃烧室内形成积炭，造成机油的消耗量增加，另外上窜的机油也可能在环槽内形成积炭，使环在环槽内卡死而失去密封作用，划伤气缸壁。 油环 油环按结构分为整体式和组合式两种。 3）. 活塞环的三隙间隙 发动机工作时，活塞、活塞环等都会发生膨胀。因此，活塞环安装时应留有端隙、侧隙、背隙。 （3）.活塞销 1）.作用是连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。 2）.活塞销的构造 活塞销的内孔：a 圆柱形；b 两段截锥与圆柱组合；c两段截锥形 活塞销的连接方式有两种：全浮式和半浮式。“全浮式”安装，当发动机工作时，活塞销、连杆小头和活塞销座都有相对运动，这样，活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。这种安装方式应用较广泛。“半浮式”安装的特点是活塞销中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动，而和连杆小头没有相对运动。活塞销不会作轴向窜动，不需要锁片。小轿车上应用较多。 （4）.连杆 1）.连杆的作用连杆的作用是将活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。 2）.连杆的结构 连杆的基本结构可分为连杆小头、杆身和连杆大头三部分。 连杆小头 连杆小头孔内装有减磨的连杆衬套，一般为青铜衬套或铁基粉末冶金衬套。连杆衬套和活塞销之间存在运动，必须润滑。其润滑方式有两种：一种是在连杆小头和衬套上开集油孔集油槽，靠收集曲轴旋转时飞溅起来的机油来润滑；另一种是在连杆杆身内钻润滑油道，通过连杆轴颈的油道得到有压力的润滑油进行润滑。 杆身 连杆杆身通常做成“工”字形断面，以求在满足强度和刚度要求的前提下尽量减轻其质量。 连杆大头 连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，为便于安装，连杆大头一般做成剖分式的，被分开的部分称为连杆盖，借特制的连杆螺栓紧固在连杆大头上。 连杆大头按剖分面的方向可分为平切口和斜切口两种。平切口连杆盖与连杆的定位多采用连杆螺栓定位，斜切口分面与连杆杆身轴线成3060夹角，最常见的是45夹角，常用的定位方法有锯齿定位、圆销定位、套筒定位和止口定位。 3).V形发动机连杆 （a）并列连杆（b）主副连杆（c）叉形连杆 (5).连杆轴承连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。轴瓦分上、下两个半片，目前多采用薄壁钢背轴瓦，在其内表面浇铸有耐磨合金层。耐磨合金层具有质软，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨损等特点。耐磨合金常采用的有巴氏合金，铜铝合金，高锡铝合金。连杆轴瓦上制有定位凸键，供安装时嵌入连杆大头和连杆盖的定位槽中，以防轴瓦前后移动或转动，有的轴瓦上还制有油孔，安装时应与连杆上相应的油孔对齐。 曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减震器、曲轴带轮以及正时链轮（或齿轮）等组成。（1）、曲轴 作用：将活塞连杆组传来的气体作用力转变为曲轴的旋转力矩对外输出，并驱动发动机的配气机构及其他装置工作 构造:多缸发动机曲轴一般做成整体式。某些小型汽油机或柴油机采用滚动轴承为曲轴主轴承的发动机，采用组合式曲轴，即将曲轴分段加工后组合成整个曲轴。曲轴的基本结构包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重以及后端凸缘等。 曲轴的轴间定位：曲轴作为转动件，必须与其固定件之间有一定的轴向间隙。而发动机在工作时，曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力以及在上下坡行驶或突然加减速出现的轴向作用力而有轴向窜动的趋势。曲轴的轴向窜动将破坏曲柄连杆机构各零件的正确相对位置，因此曲轴必须有轴向定位措施。而在曲轴受热膨胀时，又应允许它能自由伸长，故曲轴上只能有一处设置轴向定位装置，该装置可设在曲轴的前端、中间或后端。 曲轴的轴向定位是通过止推装置实现的。止推装置有翻边轴瓦、止推环、止推片等多种形式。 曲拐的布置：一个连杆轴颈和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐。曲轴的曲拐数取决于发动机汽缸的数目和排列方式。直列式发动机曲拐数等于汽缸数；V形发动机汽缸数等于汽缸数的一半。曲拐的布置（即曲拐的相对位置）除与气缸数、气缸排列方式有关外，还与发动机发火顺序有关。四行程发动机气缸数为i，则发动机点火间隔角为720/i。 常见几种多缸发动机曲拐的布置和工作顺序如下：直列四缸发动机四个曲拐布置 曲拐对称布置在同一平面内，做功间隔角为720/4180，各缸工作顺序有1-3-4-2和1-2-4-3两种。 （2）. 飞轮 1）. 飞轮的作用是通过储存和释放能量来提高发动机运转的均匀性和改善发动机克服短时间超载能力，与此同时，又将发动机的动力传递给离合器。 2）.构造 飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，多用灰铸铁制造，外缘上压有一个齿圈，可与起动机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用。有些飞轮上通常刻有第一缸点火正时记号，以便校准点火时间。 一缸上止记号点记号齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。