曲柄连杆机构课件.ppt
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第二章第二章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构超链接超链接一、功用:一、功用:将燃料燃将燃料燃烧时产生的生的热能能转变为活塞往复运活塞往复运动的机械能,的机械能,再再转变为曲曲轴旋旋转运运动而而对外外输出出动力力 包括:包括:机体机体组、活塞、活塞连杆杆组和曲和曲轴飞轮组。多缸多缸发动机的曲柄机的曲柄连杆机构演示杆机构演示机体机体组机体是构成机体是构成发动机的骨架,是机的骨架,是发动机各机构和各系机各机构和各系统的安的安装基装基础,其内、外安装着,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受机的所有主要零件和附件,承受各种各种载荷。因此,机体必荷。因此,机体必须要有足要有足够的的强度和度和刚度。度。机体机体组由由气缸体、曲气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。成。曲曲轴箱箱气缸体气缸体气缸气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳 活塞连杆组:由活塞、活塞环、活塞销和连杆-运动件气气环油油环活塞活塞销活塞活塞连杆杆连杆螺栓杆螺栓连杆杆轴瓦瓦连杆盖杆盖 曲轴飞轮组:曲轴、飞轮、减振器起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴课题一一机体机体组机体是构成机体是构成发动机的骨架,是机的骨架,是发动机各机构和各系机各机构和各系统的安装基的安装基础。机体机体组由气缸体、曲由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。成。曲曲轴箱箱气缸体气缸体气缸气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳气缸盖罩气缸盖罩一、一、气缸体气缸体 1、结构构 气气缸缸体体一一般般用用灰灰铸铁铸成成,气气缸缸体体的的上上部部用用于于安安装装气气缸缸盖盖,气气缸缸体体的的下下部部用用于于安安装装油油底底壳壳。气气缸缸体体上上部部有有若若干干个个为活活塞塞往往复复直直线线运运动动导导向向的的圆圆柱柱形形空空腔腔称称为气气缸缸,下下半半部部为支支承承曲曲轴的的曲曲轴箱箱(上上曲曲轴箱箱),其其内内腔腔为曲曲轴运运动的的空空间。水水冷冷发动机的气缸体和上曲机的气缸体和上曲轴箱常箱常铸成一体,称成一体,称为气缸体气缸体曲曲轴箱,也可称箱,也可称为气缸气缸体。在气缸体内部体。在气缸体内部铸有有许多加多加强筋,冷却水套和筋,冷却水套和润滑油道等。前后两个平面滑油道等。前后两个平面安装正安装正时齿轮盖和盖和飞轮壳。壳。2、气缸体的分、气缸体的分类1)根据气缸的排列方式分根据气缸的排列方式分(1)直列式:多用于六缸以下的)直列式:多用于六缸以下的发动机。机。(2)V型型式式:缩短短了了发动机机的的长度度和和高高度度,多多用用于于六六缸缸以以上上大大功功率率发动机。机。(3)对置式:是置式:是V型的特殊形式。型的特殊形式。高度小,总体布高度小,总体布置方便,置方便,有利于有利于风冷。适用于摩冷。适用于摩托托车及及发动机中机中置的大客置的大客车缩短了机体的长度缩短了机体的长度和高度,增加了刚和高度,增加了刚度,减轻了发动机度,减轻了发动机的重量;形状复杂,的重量;形状复杂,加工困难加工困难,一般用,一般用于于6 6缸以上的大功率缸以上的大功率发动机。机。结构简单、加工容结构简单、加工容易,但发动机长度易,但发动机长度和高度较大和高度较大,多用,多用于六缸以下于六缸以下发动机机。对置式 V形式 直列式V6发发动动机机透透视视图图名称名称性能性能应用应用 一般式一般式(平分式)(平分式)机体高度小、重量轻、结构紧凑,便于加工机体高度小、重量轻、结构紧凑,便于加工拆卸。刚度和强度差,拆卸。刚度和强度差,前后端呈半圆形,与前后端呈半圆形,与油底壳接合面的密封较困难。油底壳接合面的密封较困难。用于中小型发动机。用于中小型发动机。492Q492Q汽油机,汽油机,9090系列系列柴油机。柴油机。龙门式龙门式强度和刚度较好,能承受较大的机械负荷。强度和刚度较好,能承受较大的机械负荷。但工艺性差、结构笨重、加工困难。但工艺性差、结构笨重、加工困难。油底壳油底壳前后端为一平面,密封简单可靠。前后端为一平面,密封简单可靠。用于大中型发动机。用于大中型发动机。捷达轿车、富康轿车、捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车桑塔纳轿车隧道式隧道式主轴承座孔不分开,采用滚动轴承,主要优主轴承座孔不分开,采用滚动轴承,主要优点是主轴承孔的同轴度好,刚度和强度大,点是主轴承孔的同轴度好,刚度和强度大,缺点是难加工、工艺性差、曲轴拆装不方便。缺点是难加工、工艺性差、曲轴拆装不方便。负荷较大的柴油机上负荷较大的柴油机上 。气缸体上曲气缸体上曲轴的主的主轴承孔承孔为整体式。整体式。2)按气缸体与油底壳安装平面位置不同分)按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为(曲(曲轴箱的箱的结构)构)油底壳油底壳安装平安装平面和曲面和曲轴旋旋转中心在中心在同一高同一高度。度。油底壳安装平油底壳安装平面低于曲面低于曲轴的的旋旋转中心。中心。3 3)根据冷却方式不同分()根据冷却方式不同分()根据冷却方式不同分()根据冷却方式不同分(帮助发动机散热)帮助发动机散热)帮助发动机散热)帮助发动机散热)n n(1)(1)、水冷、水冷、水冷、水冷n n(2)(2)、风冷、风冷、风冷、风冷水套:水套:水水冷发动机冷发动机缸体和缸缸体和缸盖内的冷盖内的冷却水通道却水通道散热片:散热片:风冷发风冷发动机缸体和缸盖动机缸体和缸盖外部的散热装置外部的散热装置水冷和风冷水冷和风冷3、气缸套、气缸套n n(1)(1)、整体式气缸体:气缸直接镗在气缸体上。、整体式气缸体:气缸直接镗在气缸体上。、整体式气缸体:气缸直接镗在气缸体上。、整体式气缸体:气缸直接镗在气缸体上。n n(2)(2)、镶嵌式气缸体:气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体:气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体:气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体:气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。气缸内表面因高温、高气缸内表面因高温、高压的燃气作用和活塞的高速运的燃气作用和活塞的高速运动而极易磨而极易磨损。所以气缸壁必。所以气缸壁必须耐高温、耐磨耐高温、耐磨损、耐腐、耐腐蚀并具并具备较高的耐疲高的耐疲劳强度。气缸体的其他部分的耐磨性要求不高,度。气缸体的其他部分的耐磨性要求不高,近年来广泛采用近年来广泛采用镶入气缸体内的气缸套,形成气缸工作表面。入气缸体内的气缸套,形成气缸工作表面。气缸套可用耐磨性气缸套可用耐磨性较好的合金好的合金铸铁或合金或合金钢制造,而气缸体制造,而气缸体则用价格用价格较低的普通低的普通铸铁或或铝合金等材料制造。合金等材料制造。这样,既延,既延长了使用寿命,又了使用寿命,又节省了材料。省了材料。类型类型构造构造性能及应用性能及应用整体式整体式直接在缸体上加直接在缸体上加工出气缸工出气缸缩短了气缸中心距,减少了尺寸和缩短了气缸中心距,减少了尺寸和质量;机体刚度大,工艺性好质量;机体刚度大,工艺性好,能,能承受大负荷。但成本高。(红旗承受大负荷。但成本高。(红旗488、捷达、捷达EA827、上海桑塔纳、上海桑塔纳JV)镶嵌式镶嵌式用耐磨优质材料用耐磨优质材料制成气缸套,再制成气缸套,再装到一般材料制装到一般材料制成的气缸体内。成的气缸体内。降低了制造成本,便于修理和更换降低了制造成本,便于修理和更换气缸套,延长了气缸体的使用寿命。气缸套,延长了气缸体的使用寿命。气缸套气缸套(3 3)气缸套分为干式缸套和湿式缸套)气缸套分为干式缸套和湿式缸套)气缸套分为干式缸套和湿式缸套)气缸套分为干式缸套和湿式缸套名称名称特点特点示意图示意图干式缸套干式缸套外壁不直接与冷却水接触。外壁不直接与冷却水接触。1 1)壁厚较薄()壁厚较薄(1mm1mm3mm3mm););2 2)与刚体承孔过盈配合;)与刚体承孔过盈配合;3 3)不易漏水漏气。)不易漏水漏气。4 4)强度和刚度较好强度和刚度较好5 5)加工复杂,拆装不便,散热不良)加工复杂,拆装不便,散热不良湿式缸套湿式缸套外壁直接与冷却水接触。外壁直接与冷却水接触。1 1)壁厚较厚()壁厚较厚(5mm5mm9mm9mm););2 2)冷却效果好;)冷却效果好;3 3)易漏水漏气;)易漏水漏气;4 4)加工容易、易拆卸更换。加工容易、易拆卸更换。5 5)强度和刚度不如干式缸套,易漏水、)强度和刚度不如干式缸套,易漏水、漏气。漏气。多用于柴油发动机,如玉柴多用于柴油发动机,如玉柴YC6105QCYC6105QC型柴油机。型柴油机。气缸套气缸体水套气缸套橡胶密封圈气缸体水套凸缘湿式缸套湿式缸套定位:定位:1)径径向向定定位位:气气缸缸套套的的外外表表面面有有两两个个保保证证径径向向定定位位的的凸凸出出圆圆环环A和和B,分分别别称称上上支支撑撑定定位位带带和和下下支支撑密封带。撑密封带。2)轴轴向向定定位位:利利用用缸缸套套上上部部凸凸缘缘C与与缸缸体体相相应应的的台台阶阶。为为了了密密封封气气体体和和冷冷却却水水,有有的的缸缸套套凸凸缘缘C下下面还装有纯铜垫片。面还装有纯铜垫片。0.050.15mmABC气缸套的上支撑定位带直径略大,与气缸套座孔配合较紧密。下支撑密封带与座孔配合较松,通常装有13个耐热耐油的橡胶密封圈。常见的密封结构形式有涨封式和压封式两种。气缸套装入座气缸套装入座孔后,通常缸套顶孔后,通常缸套顶面高出缸体上平面面高出缸体上平面0.05mm0.15mm,这样当紧固气缸,这样当紧固气缸盖螺栓时,可将气盖螺栓时,可将气缸盖衬垫压得更紧,缸盖衬垫压得更紧,以保证气缸的密封以保证气缸的密封性,防止气缸内的性,防止气缸内的高压气体泄漏。高压气体泄漏。二、气缸盖与燃二、气缸盖与燃烧室室1、气缸盖、气缸盖1)功用:封)功用:封闭气缸的上部,并与活塞气缸的上部,并与活塞顶部、气缸壁共同构成燃部、气缸壁共同构成燃烧室。室。2)工作条件:由于接触温度很高的燃气,所以承受的)工作条件:由于接触温度很高的燃气,所以承受的热负荷很荷很大。大。3)材料:灰)材料:灰铸铁或合金或合金铸铁,铝合金(小型汽油机也有采用合金(小型汽油机也有采用铝合金气缸盖的,如桑塔合金气缸盖的,如桑塔纳JV型型发动机采用机采用铝合金整体式气缸盖)合金整体式气缸盖)气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫安装火花塞安装火花塞4)结构)结构气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气通道、气门导气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气通道、气门导管孔和进排气门座、火花塞座孔(汽油机)或喷油器管孔和进排气门座、火花塞座孔(汽油机)或喷油器座孔座孔(柴油机柴油机)。(凸轮轴顶置式。(凸轮轴顶置式-凸轮轴轴承支座)凸轮轴轴承支座)捷达轿车气缸盖总成n n 5 5)分类:)分类:整体式整体式(直径小于直径小于105mm)105mm):汽油机因缸径较小、缸盖负荷:汽油机因缸径较小、缸盖负荷较轻,一般采用整体式气缸盖较轻,一般采用整体式气缸盖(CA6102)(CA6102);分开式分开式(直径大于直径大于105mm)105mm):功率较大、缸径较大的柴油机:功率较大、缸径较大的柴油机多采用多采用 分开式气缸盖,即一缸(用于大缸径机和风冷机)、分开式气缸盖,即一缸(用于大缸径机和风冷机)、二缸或三缸一盖。二缸或三缸一盖。多缸一盖安装时:由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分多缸一盖安装时:由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分2 23 3次次 。拆卸按相反顺序。拆卸按相反顺序。铝合金缸盖冷机拧紧即可;铝合金缸盖冷机拧紧即可;铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次。(钢螺栓)铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次。(钢螺栓)2、汽油机燃、汽油机燃烧室室由活塞由活塞顶部、气缸壁及缸盖上相部、气缸壁及缸盖上相应的凹部空的凹部空间组成。成。燃燃烧室的形状室的形状对发动机的工作影响很大,机的工作影响很大,由于汽由于汽油机和柴油机的燃油机和柴油机的燃烧方式不同,其气缸盖上方式不同,其气缸盖上组成燃成燃烧室的室的结构差构差别较大。汽油机的燃大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上,室主要在气缸盖上,而柴油机的燃而柴油机的燃烧室主要在活塞室主要在活塞顶部的凹坑。部的凹坑。这里只介里只介绍汽油机的燃汽油机的燃烧室,柴油机的燃室,柴油机的燃烧室放在室放在柴油供柴油供给系里介系里介绍。燃燃烧室室应符合两点基本要求:一是符合两点基本要求:一是结构构紧凑,冷却凑,冷却面面积小,以减少小,以减少热量量损失并失并缩短火焰行程;二是使混合短火焰行程;二是使混合气在气在压缩行程中形成良好的行程中形成良好的涡流运流运动,以提高混合气燃,以提高混合气燃烧速度,保速度,保证混合气得到及混合气得到及时充分的燃充分的燃烧。名称名称 特点特点示意图示意图应用应用盆形盆形气门平行于气缸轴线;结构较气门平行于气缸轴线;结构较简单、成本低;但不紧凑,进简单、成本低;但不紧凑,进排气效果不如半球形燃烧室排气效果不如半球形燃烧室,燃燃烧速度较低烧速度较低 捷达捷达 奥迪奥迪EQ6100-EQ6100-1 1楔形楔形气气门门斜斜置置,气气流流导导流流较较好好,充充气气效效率率高高;结结构构简简单单、紧紧凑凑、散散热热面面积积小小、热热损损失失少少;火火花花塞塞置置于于燃燃烧烧室室最最高高处处,火火焰焰传传播播距距离离长长,压压缩缩终终了了能能产产生生挤挤气气涡涡流流,燃燃烧烧速速度度较较快快;但但存存在在较较大大的的激激冷冷面面积积,对对碳碳氢氢化化合合物物排放不利。排放不利。切诺基切诺基 CA6102CA6102汽油机常用燃烧室类型汽油机常用燃烧室类型名称名称 特点特点示意图示意图应用应用半球半球形形气门成横向气门成横向V V型排列,因此气门头型排列,因此气门头部直径可以做得较大,换气好;部直径可以做得较大,换气好;结构比前两种紧凑结构比前两种紧凑、排气效果好、排气效果好、火焰行程短、燃烧速率高、热损火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高;但因进排气门失小、热效率高;但因进排气门分别置于气缸盖两侧,故配气机分别置于气缸盖两侧,故配气机构比较复杂构比较复杂 桑塔纳桑塔纳 夏利夏利 富康富康(是(是高速发动高速发动机常用的机常用的燃烧室)燃烧室)双球双球形形这这种种结结构构是是在在半半球球形形燃燃烧烧室室的的基基础础上上演演变变而而成成的的,由由两两个个以以上上半半球球形形凹凹坑坑组组成成,进进排排气气门门采采用用不不同同的的尺尺寸寸和和位位置置,形形成成了了两两个个球球形形空空间间。结结构构紧紧凑凑,火火焰焰传传播播距距离离短短,气气门门直直径径较较大大,气气道道比比较较平直,且能产生挤流。平直,且能产生挤流。TJ376QTJ376Q楔形楔形盆形盆形半球形半球形双球形双球形其其它它形形式式的的燃燃烧烧室室三、气缸三、气缸垫 1 1、作作用用:安安装装在在气气缸缸盖盖和和气气缸缸体体之之间的的衬垫,简称称气气缸缸垫,其作用是保其作用是保证气缸体与气缸盖气缸体与气缸盖间的密封,防止漏水、漏气、漏油。的密封,防止漏水、漏气、漏油。22、要求:、要求:1)在高温、高)在高温、高压燃气作用下具有足燃气作用下具有足够的的强度,不宜度,不宜损坏。坏。2)耐)耐热和耐腐和耐腐蚀,即在高温、高,即在高温、高压燃气下或有燃气下或有压力的机油和冷却力的机油和冷却液的作用下不液的作用下不烧损、不、不变质。3)具有一定)具有一定弹性,能性,能补偿接合面的表面粗糙度、不平度以及接合面的表面粗糙度、不平度以及发动机工作机工作时反复出反复出现的的变形,以保形,以保证密封。密封。4)拆装方便,能重复使用,寿命)拆装方便,能重复使用,寿命长。3、材料:、材料:目前目前应用用较多的是金属多的是金属 石棉石棉垫:石棉中:石棉中间夹有金属有金属丝或金或金属屑,属屑,以加以加强导热。外包外包铜皮和皮和铁皮,且在缸口、水孔、油道口皮,且在缸口、水孔、油道口周周围用金属用金属镶边予以加予以加强。这种种衬垫压紧厚度厚度为1.21.2-2.0mm。但。但厚度和厚度和质量分布不均。量分布不均。4、安装安装时注意:注意:1)金属)金属石棉石棉垫:缸口金属卷:缸口金属卷边一面一面应朝向易修整接触面朝向易修整接触面或硬平面。因卷或硬平面。因卷边一面会一面会对与其接触的平面造成与其接触的平面造成压痕痕变形。形。如气缸体和气缸盖都如气缸体和气缸盖都为铸铁时,卷,卷边的一面的一面应朝向朝向气缸盖(易修整接触面);气缸盖(易修整接触面);气缸盖气缸盖为铝合金,气缸体合金,气缸体为铸铁时,卷,卷边的一面的一面应朝向气缸体(硬平面)。朝向气缸体(硬平面)。有的汽缸有的汽缸垫上有上有“TOP”“TOP”和箭和箭头表示安装方向,表示安装方向,此面正此面正对着气缸盖。对着气缸盖。有有的的车上的气缸上的气缸垫为纯金属金属垫,它,它由由单层或多或多层金金属片(属片(铜、铝或低碳或低碳钢)制成,用于某些)制成,用于某些强化化发动机。机。2 2)油水孔)油水孔对齐;3 3)铝合金缸盖,光滑面合金缸盖,光滑面对缸盖,冷缸盖,冷态拧紧螺栓。螺栓。铸铁缸盖,光滑面缸盖,光滑面对缸体,缸体,热态拧紧螺栓。螺栓。4 4)桑塔)桑塔纳发动机机:“OPENTOP”“OPENTOP”面朝上。面朝上。5 5)螺栓)螺栓拧紧:从中:从中间向四周向四周对称称顺序分序分2-32-3次次进行,行,直至直至规定力矩。定力矩。四、油底壳四、油底壳(下曲轴箱下曲轴箱)曲轴箱:气缸体下部用来安装曲轴的部分。曲轴箱:气缸体下部用来安装曲轴的部分。上曲轴箱上曲轴箱:与气缸体铸成一体与气缸体铸成一体 下曲轴箱下曲轴箱:贮存润滑油(油底壳)贮存润滑油(油底壳)1、功用:、功用:贮存机油并封存机油并封闭曲曲轴箱。箱。2、构造:、构造:(1)一般用薄一般用薄钢板冲板冲压而成。而成。(2)内部内部设有有稳油油挡板,板,以防止汽以防止汽车颠动时油面波油面波动过大大(3)油底壳油底壳最低最低处还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁久磁铁,以吸附,以吸附润滑油中的金属屑,减少滑油中的金属屑,减少发动机的磨机的磨损(4)曲曲轴箱与油底壳之箱与油底壳之间有密封有密封衬垫防止防止润滑油泄漏。滑油泄漏。密封圈及磁性放油螺塞油底壳密封衬垫五、气缸盖罩:五、气缸盖罩:起封闭和防起封闭和防尘作用。尘作用。由薄钢板冲由薄钢板冲压而成,上设机压而成,上设机油加注口和曲轴油加注口和曲轴箱通风口箱通风口n n六、发动机的支承:六、发动机的支承:六、发动机的支承:六、发动机的支承:n n1 1 1 1、三点支承:可布置成前一后二(、三点支承:可布置成前一后二(、三点支承:可布置成前一后二(、三点支承:可布置成前一后二(CA6102CA6102CA6102CA6102、EA6100Q-1EA6100Q-1EA6100Q-1EA6100Q-1)或前二后一()或前二后一()或前二后一()或前二后一(BJBJ492QA492QA492QA492QA)。)。)。)。n n2 2 2 2、四点支承:前后各有两个支承点。、四点支承:前后各有两个支承点。、四点支承:前后各有两个支承点。、四点支承:前后各有两个支承点。NJNJ系列系列系列系列n n汽缸体与汽缸盖的 检修n n气缸体水套裂纹的检验 n n检验气缸体和的裂纹,通常采用水压试验方法进行。检验时,用专用的盖板将水道口密封。把水压机水管接在气缸体的进水口,然后将水压入水套,要求在294392kPa的压力下保持5min,不应有渗透现象。如果没有水压试验设备,也可以将汽油或煤油注入气缸体和气缸盖水套内,经半小时以后,检视有无渗透现象。缸体裂纹检查缸体裂纹检查水压试验水压试验n n气缸体上平面不平度的检查n n用直尺和厚薄规检查气缸体上平面的不平度,如果平面误差超过规定时,应进行修磨。气缸体上平面翘曲应小于0.05mm,使用限度为0.20mm。n n气缸磨损的测量n n气缸磨损的规律:气缸表面在活塞环的行程内形成不均匀的磨损,沿高度磨成上大下小的锥形,磨损最大部位是当活塞在上止点位置时,第一道环相对应的缸壁处,活塞环不接触的上口,几乎没有磨损,而形成台阶。气缸沿圆周方向的磨损也不均匀,形成不规则的椭圆形,其磨损量相差35倍,最大磨损区在气缸沿高度磨损最大的截面上。各缸的磨损随车型、结构及使用条件的不同而不同,但一般的倾向是,最大径向磨损区往往接近于进气门对面。n n气缸磨损测量需使用与该气缸直径相应规格的外径千分尺和内径百分表。n n在同一横向截面内,在平行于曲轴轴线方向和垂直于曲轴轴线方向的两个方位进行测量,测得直径差的一半即为该截面的圆度误差。在活塞行程内取上、中、下三处气缸的各个方向测量找出该缸磨损的最大处。气缸磨损最大直径与活塞在下止点时活塞环运动区域以内,即距气缸下部最小内径的差值的一半,就是该气缸的圆柱度误差。气缸磨损测量气缸磨损测量n n气缸的搪磨修理 n n气缸磨损超过磨损极限后,应按修理尺寸进行镗缸,同时选配与气缸同级别的加大活塞和活塞环,以恢复正确的几何形状和正常的配合间隙。n n如果发现任何一个气缸需要镗削,则其他各缸也必须同时镗削。n n汽油机气缸盖的检修:小轿车气缸盖的材料通常为铸造铝合金,其结构紧凑,长度短,缺点是受力不均匀,易变形。n n气缸盖常见的故障是裂纹与变形。裂纹多发生在进气门座与排气门座之间,气门座配盈量过大或镶装工艺不当往往引起断裂,断裂后应更换气缸盖。气缸盖变形会影响气缸盖的密封性,应进行修磨。n n检查气缸盖有无裂纹,用染色渗透法,如图2.13所示。检查燃烧室、进气口、排气口、气缸盖表面和气缸盖顶部有无裂纹,如有裂纹,应更换气缸盖。n n气缸盖不平度应在6个不同方向用精密直尺和厚薄规进行检测,气缸盖下平面最大翘曲为0.05mm或更小,使用限度为0.20mm。n n如果检查结果不符合上述要求,则应更换气缸盖或用平磨床磨平气缸盖,但应注意磨削量不可过大。奥迪轿车气缸盖最低厚度为132.75mm。奥迪轿车气缸盖奥迪轿车气缸盖的安装的安装n n 安装气缸盖时,必须更换缸盖密封件、衬垫、自锁螺母。n n 必须将转到第1缸止点位置。将气缸垫安放定位。n n 气缸盖螺栓的拧紧顺序如下图。第1次为40Nm;第2次为60Nm;第3次为1/2圈(180)。n n气缸体水套裂纹的检验 n n检验气缸体和的裂纹,通常采用水压试验方法进行。检验时,用专用的盖板将水道口密封。把水压机水管接在气缸体的进水口,然后将水压入水套,要求在294392kPa的压力下保持5min,不应有渗透现象。如果没有水压试验设备,也可以将汽油或煤油注入气缸体和气缸盖水套内,经半小时以后,检视有无渗透现象。缸体裂纹检查缸体裂纹检查水压试验水压试验n n气缸体上平面不平度的检查n n用直尺和厚薄规检查气缸体上平面的不平度,如果平面误差超过规定时,应进行修磨。气缸体上平面翘曲应小于0.05mm,使用限度为0.20mm。n n气缸磨损的测量n n气缸磨损的规律:气缸表面在活塞环的行程内形成不均匀的磨损,沿高度磨成上大下小的锥形,磨损最大部位是当活塞在上止点位置时,第一道环相对应的缸壁处,活塞环不接触的上口,几乎没有磨损,而形成台阶。气缸沿圆周方向的磨损也不均匀,形成不规则的椭圆形,其磨损量相差35倍,最大磨损区在气缸沿高度磨损最大的截面上。各缸的磨损随车型、结构及使用条件的不同而不同,但一般的倾向是,最大径向磨损区往往接近于进气门对面。n n气缸磨损测量需使用与该气缸直径相应规格的外径千分尺和内径百分表。n n在同一横向截面内,在平行于曲轴轴线方向和垂直于曲轴轴线方向的两个方位进行测量,测得直径差的一半即为该截面的圆度误差。在活塞行程内取上、中、下三处气缸的各个方向测量找出该缸磨损的最大处。气缸磨损最大直径与活塞在下止点时活塞环运动区域以内,即距气缸下部最小内径的差值的一半,就是该气缸的圆柱度误差。气缸磨损测量气缸磨损测量n n气缸的搪磨修理 n n气缸磨损超过磨损极限后,应按修理尺寸进行镗缸,同时选配与气缸同级别的加大活塞和活塞环,以恢复正确的几何形状和正常的配合间隙。n n如果发现任何一个气缸需要镗削,则其他各缸也必须同时镗削。n n汽油机气缸盖的检修:小轿车气缸盖的材料通常为铸造铝合金,其结构紧凑,长度短,缺点是受力不均匀,易变形。n n气缸盖常见的故障是裂纹与变形。裂纹多发生在进气门座与排气门座之间,气门座配盈量过大或镶装工艺不当往往引起断裂,断裂后应更换气缸盖。气缸盖变形会影响气缸盖的密封性,应进行修磨。n n检查气缸盖有无裂纹,用染色渗透法,如图2.13所示。检查燃烧室、进气口、排气口、气缸盖表面和气缸盖顶部有无裂纹,如有裂纹,应更换气缸盖。n n气缸盖不平度应在6个不同方向用精密直尺和厚薄规进行检测,气缸盖下平面最大翘曲为0.05mm或更小,使用限度为0.20mm。n n如果检查结果不符合上述要求,则应更换气缸盖或用平磨床磨平气缸盖,但应注意磨削量不可过大。奥迪轿车气缸盖最低厚度为132.75mm。奥迪轿车气缸盖奥迪轿车气缸盖的安装的安装n n 安装气缸盖时,必须更换缸盖密封件、衬垫、自锁螺母。n n 必须将转到第1缸止点位置。将气缸垫安放定位。n n 气缸盖螺栓的拧紧顺序如下图。第1次为40Nm;第2次为60Nm;第3次为1/2圈(180)。课题二活塞连杆组:由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆盖、连杆螺栓等机件组成-运动件气气环油油环活塞活塞销活塞活塞连杆杆连杆螺栓杆螺栓连杆杆轴瓦瓦连杆盖杆盖超链接超链接n n一、活塞一、活塞n n1、功用:、功用:n n(1)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室;与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室;n n(2)承力传力:承受气缸中的气体压力承力传力:承受气缸中的气体压力,并将并将此力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。此力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。n n2、工作环境:、工作环境:n n高温、散热条件差;顶部工作温度高高温、散热条件差;顶部工作温度高达达600-700K,且分布不均匀;高速,承受很,且分布不均匀;高速,承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3-6MPa(汽油机)的压力。最大值(汽油机)的压力。最大值69MPa,增增压可达压可达 1315MPa。润滑条件差(飞溅润滑)。润滑条件差(飞溅润滑)n n现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机广泛采用高强度铝合金活塞。机广泛采用高强度铝合金活塞。铝合金:质量小铝合金:质量小(约为铸铁活塞的(约为铸铁活塞的50%50%70%70%);导热性好(约为);导热性好(约为铸铁的三倍);热膨胀系数大。铸铁的三倍);热膨胀系数大。n n只在极少数低速柴油发动机上采用铸铁只在极少数低速柴油发动机上采用铸铁或耐热钢活塞。或耐热钢活塞。活塞应具备活塞应具备的特点的特点A A 刚度和强度应足够大,传力可靠。刚度和强度应足够大,传力可靠。B B 导热性能好,耐高压、高温、磨损导热性能好,耐高压、高温、磨损C C 质量较小,尽可能减少往复惯性力质量较小,尽可能减少往复惯性力4)构造:活塞可分)构造:活塞可分为:销座裙部:指从油裙部:指从油环槽下端面起至活塞最槽下端面起至活塞最下端的部分,下端的部分,为活塞运活塞运动导向和承向和承受受侧压力。力。销座孔座孔处制有加制有加强筋。筋。顶部:构成燃部:构成燃烧室,室,承受气体承受气体压力。力。头部部:指活塞指活塞顶至油至油环槽槽下端面之下端面之间的部分,的部分,用于安装活塞用于安装活塞环,制,制作作较厚。厚。销座头部裙部顶部(1)(1)、顶部:是燃烧室的组成部分,用来承受气体压力。、顶部:是燃烧室的组成部分,用来承受气体压力。活塞顶部是燃烧室的组成部分,其形状、位置、活塞顶部是燃烧室的组成部分,其形状、位置、大小都和燃烧室的具体形式有关,都是为满足可燃混大小都和燃烧室的具体形式有关,都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求。常见的顶部形状可分为三大合气形成和燃烧的要求。常见的顶部形状可分为三大类,平顶活塞、凸顶活塞和凹顶活塞。类,平顶活塞、凸顶活塞和凹顶活塞。组合顶活塞顶的分类活塞顶的分类结构简单、制造容易、结构简单、制造容易、受热面积小、且有利受热面积小、且有利于缸内混合气流动和于缸内混合气流动和燃烧过程中的火焰传燃烧过程中的火焰传播,多用在汽油机上。播,多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部强度高,起导向作强度高,起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程,提高压缩气过程,提高压缩比。多用在二冲程比。多用在二冲程汽油机上汽油机上能改善混合气的流动性能,改能改善混合气的流动性能,改善燃烧过程,并有利于增大气善燃烧过程,并有利于增大气门升程,防止活塞顶碰气门,门升程,防止活塞顶碰气门,提高压缩比(高压缩比发动机提高压缩比(高压缩比发动机为了防止碰撞气门,也可用凹为了防止碰撞气门,也可用凹坑的深度来调整压缩比坑的深度来调整压缩比)。奥奥迪迪100JW100JW型发动机和桑塔纳型发动机和桑塔纳JVJV型型发动机采用发动机采用有些活塞顶部与气门对应的位置上设有防碰凹坑,活塞缸有些活塞顶部与气门对应的位置上设有防碰凹坑,活塞缸位序号、加大尺寸、安装向前标记等一般也在活塞顶部。位序号、加大尺寸、安装向前标记等一般也在活塞顶部。2)活塞)活塞头部部位置:位置:活塞活塞顶至油至油环槽下端面之槽下端面之间的部分的部分。(1)(1)、安装活塞环,与活塞环一起实现气缸的密封,防、安装活塞环,与活塞环一起实现气缸的密封,防 止可燃混合气漏到曲轴箱内。止可燃混合气漏到曲轴箱内。(2)(2)、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。(3)(3)、承受气体压力,并传给连杆。、承受气体压力,并传给连杆。作用:作用:头部部油油环槽槽活塞活塞销孔气气环槽槽活塞头部切有若干道用以安装活活塞头部切有若干道用以安装活活塞头部切有若干道用以安装活活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。汽油机一般有塞环的环槽。汽油机一般有塞环的环槽。汽油机一般有塞环的环槽。汽油机一般有2-32-3道环槽,道环槽,道环槽,道环槽,上面上面上面上面1-21-2道用以安装气环,下面道用以安装气环,下面道用以安装气环,下面道用以安装气环,下面1 1道用道用道用道用以安装油环。在油环槽底面有泄油孔以安装油环。在油环槽底面有泄油孔以安装油环。在油环槽底面有泄油孔以安装油环。在油环槽底面有泄油孔或泄油槽,被油环从气缸壁上刮下来或泄油槽,被油环从气缸壁上刮下来或泄油槽,被油环从气缸壁上刮下来或泄油槽,被油环从气缸壁上刮下来的多余机油,经过这些小孔流回油底的多余机油,经过这些小孔流回油底的多余机油,经过这些小孔流回油底的多余机油,经过这些小孔流回油底壳。而柴油机由于压缩比比较高,安壳。而柴油机由于压缩比比较高,安壳。而柴油机由于压缩比比较高,安壳。而柴油机由于压缩比比较高,安装了四个环槽,其中有三个为气环槽,装了四个环槽,其中有三个为气环槽,装了四个环槽,其中有三个为气环槽,装了四个环槽,其中有三个为气环槽,一个为油环槽。一个为油环槽。一个为油环槽。一个为油环槽。环槽的断面形状与活塞环断面形环槽的断面形状与活塞环断面形环槽的断面形状与活塞环断面形环槽的断面形状与活塞环断面形状一致,一般为矩形或梯形。状一致,一般为矩形或梯形。状一致,一般为矩形或梯形。状一致,一般为矩形或梯形。第一道环工作温度高,容易出现第一道环工作温度高,容易出现第一道环工作温度高,容易出现第一道环工作温度高,容易出现过热产生积碳和卡死在环槽中。因此,过热产生积碳和卡死在环槽中。因此,过热产生积碳和卡死在环槽中。因此,过热产生积碳和卡死在环槽中。因此,有的活塞有的活塞有的活塞有的活塞(少数少数少数少数)在第一道环槽上部开了在第一道环槽上部开了在第一道环槽上部开了在第一道环槽上部开了一道较窄的隔热槽,降低对第一道环一道较窄的隔热槽,降低对第一道环一道较窄的隔热槽,降低对第一道环一道较窄的隔热槽,降低对第一道环槽的热传递。槽的热传递。槽的热传递。槽的热传递。3)活塞裙部)活塞裙部n n(1)(1)位置:从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,包括销座孔。位置:从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,包括销座孔。位置:从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,包括销座孔。位置:从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,包括销座孔。n n(2)(2)作用:对活塞在气缸内的往复运动起导向作用,作用:对活塞在气缸内的往复运动起导向作用,作用:对活塞在气缸内的往复运动起导向作用,作用:对活塞在气缸内的往复运动起导向作用,以以以以控制活塞控制活塞控制活塞控制活塞头部摆动,头部摆动,头部摆动,头部摆动,并承受侧压力并承受侧压力并承受侧压力并承受侧压力。活塞裙部承受侧压力的两个侧面处于活塞裙部承受侧压力的两个侧面处于活塞裙部承受侧压力的两个侧面处于活塞裙部承受侧压力的两个侧面处于与活塞销轴线相垂直的方向上。与活塞销轴线相垂直的方向上。与活塞销轴线相垂直的方向上。与活塞销轴线相垂直的方向上。n n(3)(3)要求:裙部要有一定的长度,保证可靠导向;要有足够的面要求:裙部要有一定的长度,保证可靠导向;要有足够的面要求:裙部要有一定的长度,保证可靠导向;要有足够的面要求:裙部要有一定的长度,保证可靠导向;要有足够的面积,以防活塞对气缸壁单位面积压力过大,破坏润滑油膜,加大积,以防活塞对气缸壁单位面积压力过大,破坏润滑油膜,加大积,以防活塞对气缸壁单位面积压力过大,破坏润滑油膜,加大积,以防活塞对气缸壁单位面积压力过大,破坏润滑油膜,加大磨损。磨损。磨损。磨损。n n结构特点:5个。原因:原因:因因销座座处金属量多而膨金属量多而膨胀量量大大侧向力使沿向力使沿销方向尺寸增大。方向尺寸增大。特点特点1:长轴垂直于活塞:长轴垂直于活塞销方向的椭圆形销方向的椭圆形,销座处销座处凹陷凹陷0.5mm1.0mm。这。这样活塞工作时趋近正圆。样活塞工作时趋近正圆。特特点点2:为为了了使使工工作作时时活活塞塞上上下下直直径径趋趋于于相相等等,即即为为圆圆柱柱形形,就就必必须须预预先先把把活活塞塞制制成成上上小小下下大大的的阶阶梯梯形、锥形。形、锥形。原因:原因:活塞由上至下温活塞由上至下温度逐渐降低、膨度逐渐降低、膨胀量逐渐减小。胀量逐渐减小。注意:注意:膨胀槽和隔热槽端部必须有止裂孔;膨胀槽和隔热槽端部必须有止裂孔;膨胀槽必须斜开。膨胀槽必须斜开。使纵槽位于作功行程中不承受侧压使纵槽位于作功行程中不承受侧压力的裙部面上,即从发动机前面向后力的裙部面上,即从发动机前面向后看的右面。看的右面。绝绝热热槽槽膨膨胀胀槽槽特点特点3:裙部开隔(裙部开隔(绝)热膨膨胀槽,其中横槽叫槽,其中横槽叫隔隔(绝)(绝)热槽,槽,竖槽叫膨槽叫膨胀槽。槽。(柴油机一般不开柴油机一般不开)横向横向绝热槽槽减少活塞减少活塞头部的部的热量向裙部量向裙部扩散散有的兼作油有的兼作油环回油孔回油孔纵向膨向膨胀槽槽留有膨留有膨胀余地(余地(减小低温时与气缸配合间隙,防止高温时减小低温时与气缸配合间隙,防止高温时在缸内卡死)。在缸内卡死)。活塞活塞强度降低度降低恒范恒范钢片式活塞的片式活塞的结构特点就是构特点就是这样的,由于恒范的,由于恒范钢为含含镍33%36%的低碳的低碳铁镍合金,其膨合金,其膨胀系数系数仅为铝合金的合金的1/10,而,而销座通座通过恒范恒范钢片与裙部相片与裙部相连,牵制了裙部的制了裙部的热膨膨胀变形量。形量。特点特点4:为了减小了减小铝合金活塞合金活塞裙部的裙部的热膨膨胀量,有些汽油机量,有些汽油机活塞在活塞裙部或活塞在活塞裙部或销座内嵌入座内嵌入“恒范钢片恒范钢片”裙部完整的活塞称裙部完整的活塞称“全裙式活塞全裙式活塞”或或“筒筒式活塞式活塞”。特点特点5:有些活塞有些活塞为了减了减轻重量,在裙重量,在裙部开孔或把裙部不受部开孔或把裙部不受侧压力的两力的两边切去切去一部分,以减小一部分,以减小惯性力,减小性力,减小销座附近座附近的的热变形量,形成形量,形成拖板式活塞或短活塞拖板式活塞或短活塞,拖板式拖板式结构裙部构裙部弹性好,性好,质量小,量小,为曲为曲轴加平衡块准备了空间,轴加平衡块准备了空间,活塞- 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