汽车发动机总成检修交通版电子教案单元二 曲柄连杆机构构造与维修Word文件下载.docx
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离心力加速轴承与周颈的磨损,也引起发动机振动而传到机体外
4.摩擦力F:
指相互运动件之间的摩擦力,它是造成配合表面磨损的根源
2机体组
机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。
2.1气缸体
1.构造
气缸体内引导活塞做往复运动的圆筒就是气缸,气缸外面制有水套以散热。
曲轴箱上有主轴承座孔,还有主油道和分油道
2.气缸的排列形式
(1)直列式:
多用于六缸以下的发动机。
(2)V型式:
(3)对置式:
是V型的特殊形式
3.曲轴箱的型式
(1)平分式
特点:
刚度小,前后端呈半圆形,与油底壳接合面的密封较困难。
应用:
中小型发动机。
(2)龙门式
刚度较大,油底壳前后端为一平面,密封简单可靠。
大中型发动机。
(3)隧道式
刚度最大,主轴承同轴度易保证,主轴承用滚动轴承。
负荷较大的柴油机。
2.2油底壳
1.功用:
贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。
2.构造:
(1)用薄钢板冲压而成。
活塞运动时侧压力大的一侧是左侧还是右侧,为什么?
归纳这几个力的作用
你知道哪些发动机是直列的?
哪些是V型的?
15
100
(2)内部设有稳油挡板,以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。
2.3气缸套
1.目的:
解决成本与寿命之间的矛盾。
气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套,而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成,这样,既延长了使用寿命,又节省了好材料。
2.型式
(1)干式缸套1~3mm
定义:
不直接与冷却水接触。
1)壁厚较薄(1mm~3mm);
2)与缸体承孔过盈配合;
3)不易漏水漏气。
(2)湿式缸套
其外表面直接与冷却水接触。
特点:
1)壁厚较厚(5mm~9mm);
2)散热效果好;
3)易漏水漏气;
4)易穴蚀
定位:
1)径向:
靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带A和B。
2)轴向:
利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。
密封:
上部:
缸套顶面高出缸体0.05mm~0.15mm,当气缸盖螺栓拧紧后,缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处,承受较大的压紧力。
1)下部:
1~3个耐热耐油的橡胶密封圈
2.4气缸盖
1.结构:
气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞孔(汽油机)或喷油器座孔。
2.汽油机燃烧室
(1)半球形燃烧室:
其特点为
1)气门成横向V型排列,因此气门头部直径可以做得较大,换气好;
2)火花塞位于燃烧室的中部火焰行程短,燃烧速度最高,动力性、经济性最好。
是高速发动机常用的燃烧室;
3)CO和HC排放最少,而NO的排放较高。
(2)楔形燃烧室:
1)气门斜置,气流导流较好,充气效率高;
2)有挤气—冷激面,可形成挤气涡流;
燃烧速度较快,CO和HC排放较低而NO排放稍高。
(3)盆形燃烧室:
1)气门平行于气缸轴线;
3)盆的形状狭窄,气门尺寸受限,换气质量较差,燃烧速度较低,CO和HC排放较高而NO的排放较低
为什么镶缸套?
牢记干式缸套与湿式缸套的区别及各处的应用
能区分三种不同燃烧室的特点
2.5气缸垫
1.作用:
2.构造:
金属—石棉垫:
(见a、b)外包铜皮和钢片,且在缸口、水孔、油道口周围卷边加强,内填石棉(常掺入铜屑或钢丝,以坚强导热)。
(1)
金属骨架—石棉垫:
以编织的钢丝网(图c)或有孔钢板(图d)为骨架,外覆石棉,只在缸口、水孔、油道口处用金属片包边。
纯金属垫:
(见图e)由单层或多层金属片(铜、铝或低碳钢)制成,用于某些强化发动机
安装注意:
金属皮的金属—石棉垫,缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。
切记气缸垫的安装要求
归纳小结
曲柄连杆机构的组成与功用
机体组的主要结构特点
复习思考题
P58一
(1);
二(1,2)
3活塞连杆组
第周星期第节
通过学习:
1.正确描述活塞、活塞环、连杆,熟悉活塞销、连杆轴承等机件的功用、材料、及结构特点。
2.正确描述活塞环的三隙及其密封原理,理解活塞环的泵油原理。
3.正确描述活塞连杆组的安装方向及记号要求。
活塞、活塞环、连杆的结构特点
活塞头部结构特点、扭曲活塞环原理
教学方法手段 讲授、启发、讨论
导学过程设计
教学活动
回述上次课主要内容,向学生提问。
3活塞连杆组(P32)
组成机件:
活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴承
3.1活塞(P32)
3.1.1功用,工作条件,要求,材料
功用是与气缸盖、气缸壁组成燃烧室,承受气体压力并通过连杆传给曲轴。
要求:
足够的强度、刚度,质量尽可能小,导热性好、耐热性及耐磨性好,热膨胀小。
材料:
广泛采用铝合金,部分柴油机采用高级铸铁、耐热钢。
3.1.2构造
可分为顶部、头部、裙部,画简图说明。
顶部(作用;
结构:
平顶-汽油机;
凸顶-二冲程;
凹顶-调节压缩比;
成形顶-柴油机)
头部(作用、环槽的结构)
裙部(作用:
导向及承受侧压力;
构造:
一薄壁圆筒,销座孔及卡环槽)
除正常结构外:
锥形(上小下大)、椭圆(长轴垂直于销)、绝热和膨胀槽、双金属活塞、隔热与冷却、偏置销座
复习问题:
活塞受哪些作用力?
其主要承压侧是哪侧?
气缸为什么要镶套?
气缸垫的安装应注意什么问题?
活塞防止热变形的措施有哪些?
活塞头部为什么要椭圆?
其长轴在哪个方向?
10
40
教师活动
3.2活塞环(P35)
3.2.1分类,功用,工作条件,材料(第一道环处理)。
3.2.2三个间隙(GP36)
3.2.3气环(GP36)
1)密封机理
2)断面形状及优缺点
3)泵油作用及危害
4)安装要求(主要是锥形环及扭曲环)
3.2.4油环(整体式和组合式)
3.3活塞销(P37)
1、功用,工作条件,材料,断面形状
2、与座孔及小头的连接方式:
全浮式、半浮式
小结:
活塞环的识别与安装
活塞连杆组的安装方向记号要求。
理解密封机理
活塞环密封的哪一次密封起主要作用?
60
20
目标测试题目
P58一2;
二6、7、8
4曲轴飞轮组
导学
目标
1.正确描述曲轴、飞轮的主要结构特点,。
2.正确描述曲柄连杆机构的维护主要内容及方法。
曲轴的构造、积炭的清除、曲柄连杆机构的检查与调整
曲轴的构造、曲柄连杆机构的检查与调整
教学方法手段讲授、启发、讨论
3.4连杆(P38)
a)功用、组成与结构
小头,杆身,大头、连杆轴承、螺栓
小头(有青铜衬套、喷溅润滑的油道)杆身(工字形断面)大头(一般为分开式,另一部分称为连杆盖,组合加工,记号)
2.大头切口型式与定位
平切口(连杆螺栓上的精加工圆柱台或光杆与精加工的螺栓孔来保证)斜切口(止口定位、套筒定位、锯齿定位)
3.V型发动机连杆布置形式
(1)并列连杆式
(2)主副连杆式(3)叉形连杆式
4.连杆螺栓及锁止
5.轴承(钢背和减磨层组成的分开式薄壁轴承,自由状态下曲率半径大于承孔,定位唇)
目前常用的减磨合金有白合金、铜铅合金和铝基合金。
4曲轴飞轮组(P46)
曲轴、飞轮、正时齿轮、皮带轮、扭转减震器
4.1曲轴(P46)
4.1.1功用,工作条件,要求,材料
回答问题:
1.活塞的基本构造包括哪些部分,各有何特点?
2.活塞为什么要做成锥形,裙部为什么要做成椭圆?
3.活塞环按功用可分为哪几类?
气环的种类?
油环的种类?
4.连杆大头的切口形式及定位?
5.活塞连杆组的安装方向及记号。
35
50
4.1.2构造
可分为前端轴、主轴左面、连杆轴颈(曲柄销)、曲柄、平稳重及后端凸缘等。
曲拐的概念及数量确定。
全支撑(主-连-主)和非全支撑曲轴概念及优缺点。
整体式与组合式曲轴及应用。
平衡重(平衡原理、平衡重形式、平衡试验)。
前端结构及密封(挡油盘(注意方向)及唇形油封(正时齿盖上))
后端结构及密封:
甩油盘、油封、回油螺纹
轴向定位:
翻边轴承、止推片(安装位置)
曲轴的形状及曲拐布置
与缸数、气缸的排列形式、发动机的平稳及各缸的工作顺序有关。
连续作功的两缸间间隔远些,各缸间隔均匀。
4.1.3曲轴扭转减震器(自学)
4.2飞轮(P51)
4.2.1功用(贮能、使运转平稳、克服短时超负荷、向离合器传力)
4.2.2构造
转动惯量很大的圆盘,多采用灰铸铁制造。
外缘上镶有钢制的齿环,用于起动。
上止点记号;
4.2.3动平衡
(与曲轴组合)及装配记号(定位销及不等距螺栓)
曲轴飞轮组的主要件安装方向及记号
曲柄连杆机构的维护作业内容有哪些?
30
P58一3;
二9
6曲柄连杆机构的检修
1.简单描述气缸体、缸盖的主要损伤形式,正确描述气缸体、缸盖变形、裂纹检测方法,简单描述其修复方法。
简单描述气缸磨损的规律、正确描述其检测方法及修理方法。
(修理尺寸法及镶套修复法)
2.正确描述活塞连杆组主要零件的检测、选配方法及活塞连杆组的组装要求。
3.简单描述曲轴的常见耗损形式,正确描述其检测方法,熟悉曲轴弯扭校正方法及磨削方法,熟悉飞轮的修复,正确描述曲轴轴承的选配
气缸体、气缸盖的检测方法及修理方法;
活塞连杆组选配及组装要求;
曲轴的检测及曲轴轴承的选配
修理尺寸法、连杆的弯扭检查、曲轴的弯扭检查
6曲柄连杆机构的检修
6.1曲柄连杆机构的维护
6.1.1积炭的清除
1、积炭的危害(改变压缩比、表面点火、磨粒、粘结环)
2、清除方法(机械清除及化学清除)
6.1.2曲柄连杆机构的检查与调整
1.曲轴轴承径向间隙的检查与调整
(1)检查方法:
(专用塑料线规法、通用量具法、手感)
(2)调整方法:
(轴承盖垫片的厚度、直接选配)
2.曲轴轴向间隙的检查与调整
百分表、塞尺
更换不同厚度的止推轴承进行调整。
6.2气缸体、气缸盖的修理(P29)
气缸体气缸盖的主要耗损形式有:
气缸体气缸盖平面的翘曲变形、缸体气缸盖的裂纹,气缸的磨损,螺纹孔的损坏及水道孔边缘处的腐蚀等。
6.2.1变形的检验
(1)缸体、缸盖平面的检测及修复
刀形样板尺及厚薄规;
铲削、磨削。
损伤形式有哪些?
气缸体的检查内容有哪些?
观看录像
(2)主轴承孔检测及修复
圆度、圆柱度、同轴度检测;
导向镗削。
(3)气缸轴线垂直度检测及修复
6.2.2裂纹检验、修复
水压试验,300-400KPA,5MIN无渗漏。
加热减应焊及粘结。
6.2.3气缸的磨损与修理
(1)磨损规律及原因
(2)检测及修复方法(气缸的技术状况是发动机是否进行总成修理的标志)
修理尺寸法的定义;
修理尺寸的确定;
气缸的镗磨(学生自学);
气缸套的镶换。
6.2.4提高气缸使用寿命的措施(结构材料、维修、使用)
6.3活塞连杆组的修理(P39)
6.3.1活塞的选配(G39)
(1)耗损:
环槽、裙部及销座孔的磨损;
活塞刮伤;
顶部烧蚀和脱顶等。
(2)选配:
要求同一修理尺寸及分组;
同一厂牌;
尺寸差与质量差(0.01-0.015mm,4-8g)。
6.3.2活塞环的选配(P40)
磨损、弹性减弱及折断等。
要求与气缸、活塞修理尺寸同级;
弹力;
漏光度、三隙符合规定。
(3)弹力检验(弹力检验仪压到规定端隙时的弹力)
(4)漏光度
(5)三隙的检测
6.3.3活塞销的选配
耗损为磨损,大修时选用标准,并铰配销座。
6.3.4连杆的检修
主要耗损为弯扭变形、裂纹,衬套磨损。
校正,铰削。
6.3.5活塞连杆组组装(P45)
装配方向、缸序,环的开口等。
6.4曲轴飞轮组的检修
1.曲轴的主要耗损:
2.曲轴的检验与校正。
3.曲轴的磨削及轴承的修理(自学)
4.飞轮的修理(更换齿圈、检修工作面、动平衡试验)
5.扭转减振器的检查
6.曲轴轴承的选配(内径、钢背及定位、弹开量(汽0.81.5mm,柴1.5-2.5mm)
7.曲轴飞轮组的装配要求(记号、方向,回忆)
本次课的重点内容
理解修理尺寸法的含义。
选配的技术要求
为什么要进行漏光度检查
P58一7、8
7曲柄连杆机构的故障诊断
1.简单描述异响概念,曲柄连杆机构异响部位,诊断方法
2.熟悉各部分异响现象,产生原因,诊断方法
异响诊断
原因分析
I复习:
回答问题
7曲柄连杆机构的故障诊断
曲柄连杆机构故障主要体现为运行异响。
异响概念:
超过技术文件规定的不正常响声。
常见异响故障:
主轴承,连杆轴承,活塞销,活塞敲缸,活塞环响。
诊断方法:
人工、仪器
7.1常见异响的人工诊断法
人工方法是常用的,应先搞清故障的症状、特征、伴随情况
7.1.1主轴承响
1.现象
转速突变时响,低沉、钝重、连续金属敲击声。
n↑→响声大,负荷大→响声明显。
2.原因
松,△大。
烧瓦或脱落,配合选质量不好,润滑差。
3.诊断
加油口,转速变化,高速,断火上两缸,轴窜,飞轮冲击。
什么是异响
异响部位有哪些?
掌握人工听诊法的基本要领
80
7.1.2连杆轴承响
1.现象:
突然加速时,连续铛、铛响声
2.原因:
固定松动,△大。
烧瓦或脱落,配合质量不好,润滑差。
3.诊断:
变换转速,断火上单缸,听诊,检查机油。
7.1.3活塞销响
低速时。
嗒、嗒响,像两钢球相碰
松、机油压力低、卡环脱落
抖动节气门,断火(复火双响),听诊
7.1.4敲缸响
冷态,高温,冷热都有。
冷时——松,△大,机油不足。
温高时——轴颈,连杆,活塞销、环,润滑不良
冷热时——销与连杆装配过紧,裙部圆度过大,连杆轴承过紧
在不同温度诊断。
断火,加机油确诊,听诊。
7.2仪器诊断法
一、归纳总表
二、仪器诊断
总结:
曲柄连杆机构的功用
曲柄连杆机构的组成
曲柄连杆机构的工作条件及受力分析
机体的结构与维修
活塞连杆组的结构与维修
曲轴飞轮组的结构与维修
曲柄连杆机构的故障诊断与排除
各部位异响特点
P58曲柄连杆机构主要故障有哪些,画简图说明仪器诊断的听诊部位。
单元三配气机构
1配气机构概述2气门组的构造
1.简单描述配气机构的作用、要求,正确描述配气机构组成、布置及驱动型式
2.正确描述配气相位概念及配气相位图
3.正确描述气门、气门座、气门弹簧、导管的构造,简单描述气门旋转机构。
配气机构组成、布置及驱动型式;
配气相位;
气门组件构造
配气相位的分析、气门旋转机构的原理
发动机的总体结构,由此导出配气机构
1配气机构概述
1.1发动机的换气过程
换气过程的定义
1.1.1四冲程发动机的配气相位
1.1.1.1排气过程
(1)自由排气阶段
(2)强制排气阶段
1.1.1.2进气过程
1.1.2配气相位
用曲轴转角表示的发动机进排气门开、闭时刻与开启持续时间。
用曲轴转角的环形图来表示配气相位,称为配气相位图。
(1)进气提前角
(2)进气迟闭角
(3)排气提前角
(4)排气迟闭角
1.1.3四冲程发动机的充气效率
1.1.3.1充气效率的定义
1.1.3.2影响充气效率的因素
(1)进气终了压力
(2)进气终了温度
(3)残余废气的压力和温度
(4)压缩比ε对充气效率的影响
1.1.3.3提高发动机充气效率的措施
(1)减小进气系统的流动损失
去掉排气消声器后,发动机的工作会有何变化?
进排气门间隙有何不同?
为什么?
①减小进气门处的流动损失
a.增大进气门直径,配置适当大小的排气门。
b.增加进气门数目。
c.增大气门升程。
d.减小锥角。
②减小进气道和进气管的阻力:
a.较大的通道面积。
b.减少弯道和截面突变。
c.管道内表面光滑。
③减小化油器的阻力
a.选用多重喉管化油器。
b.采用多腔化油器。
c.直接喷射代替化油器。
④减小空气滤清器的阻力
(2)减少对新鲜充气量的热传导
①维持冷却系技术状况良好,防止发动机过热
②进、排气管分置
(3)减少排气系统对气流的阻力。
①减少排气门处阻力。
②减少排气道和排气管阻力。
(4)合理选择配气正时
①进气迟闭角
②气门叠开角
(5)利用进、排气管内的动态效应
1.2配气机构的功用与分类
1.2.1功用
1.2.2分类
分类方法
多用顶置气门式
1.2.2.1凸轮轴的布置型式及驱动
1.凸轮轴下置式
应用:
大多数载货汽车和大、中型客车。
驱动简单,润滑简单可靠;
但需挺柱、推杆。
2.中置凸轮轴式
部分转速较高柴油机。
传动零件长度短或省去推杆,但驱动相对复杂(加惰轮,画图说明)。
3.顶置凸轮轴式
应用:
高速发动机,多为轿车用汽油发动机。
无推杆,部分车辆还无摇臂。
采用链传动或同步齿形带传动,需要有张紧装置。
安排学生查阅资料搞清楚:
半球形燃烧室气门的布置及驱动、V型发动机配气机构布置与驱动
1.2.2.2每缸气门数及气门布置形式
二气门、三气门、四气门、五气门
二气门:
多数沿机体纵向轴线排成一列,排列方式取决于进排气道结构。
共用一个气道,相邻两缸相邻气气门相同,单独使用一个气道时,交错排列。
举例说明。
四气门:
同名气门排气两列;
同名气门排成一列
五气门:
同名气门排成一列,分别用一根凸轮轴驱动。
1.2.3顶置气门式配气机构的基本组成及工作过程
凸轮轴通过正时齿轮同曲轴驱动而转动,四冲程发动机完成一个工作循环曲轴转两周,凸轮轴转一周,各缸进排气门开闭一次。
气门开启过程。
关闭过程。
介绍气门间隙的概念。
气门间隙:
为解决因气门受热后的膨胀而导致的气门关闭不严,发动机冷态装配时在气门组与传动组(气门杆尾端与摇臂)之间预留的间隙。
排气门间隙(0.3-0.35)大于进气门间隙(0.25-0.3mm)。
2气门组零件结构(P69)
2.1气门的一般构造
2.1.1气门
头部与杆身组成,头部由顶及密封锥面组成。
(1)顶部形状顶的形状有平(吸热面积小、结构简单、制造方便、质量小,进排气门均可)、喇叭(进气阻力小,但吸热面积大,强度低,进气门)、球面(排气门)三种。
(2)密封锥面(提高落座压力,密封散热可靠;
气流方向圆弧过渡,气流阻力小;
落座时有自定位作用,能挤掉接触面的沉积物。
)
气门锥角:
气门密封锥面与顶平面之间的夹角。
进气门一般为30度,排气门一般为45°
。
(3)气门杆身导向,圆柱形,热处理磨光。
弹簧座的固定方式(锁片、锁销)
工作条件及材料
高温、高压、散热困难、冲击力大、惯性力等
节约出发,采用杆身用中碳钢,头部用耐热合金钢。
2.1.2气门座(与气门密封锥面贴合之处,可直接镗,也可镶座)
2.1.3气门导管(装在缸盖上,导向(杆与导管之间的间隙为0.05-0.12mm)、导热,为减小阻力,下部做成锥形)气门油封,
气门数为奇数(或偶数)时,进排气门的数目(或大小)有何不同?
2.1.4
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