发动机机械系统检修项目三.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.1,发动机机体组,发动机机体组一般由气缸盖、气缸垫、气缸盖罩、气缸体、曲轴箱、油底壳等组成。,3.1.1,气缸盖、气缸垫和气缸盖罩,1),气缸盖,(,如,图,3-1,所示,),气缸盖用螺栓固定在气缸体的上面。气缸垫安装在气缸盖与气缸体之间，作为密封件。,气缸盖是由铝合金做成的。它的下表面与每一个气缸对应做成一定的形状，作为燃烧室的一部分，可燃混合气要在这里面燃烧。气缸盖上面还要安装凸轮轴、气门和配气机构。气缸盖上面的进气口和排气口由进排气门进行开启和关闭。,(1),功用,:,密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室,下一页,返回,3.1,发动机机体组,(2),材料,:,灰铸铁或合金铸铁，铝合金。,(3),工作条件,:,由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。,2),气缸盖罩和气缸垫,(,如,图,3-2,所示,),气缸垫,:,保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。,3),燃烧室,汽油机的燃烧室由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。,汽油机常用燃烧室的形式有半球形、楔形和盆形等，如,图,3-3,所示。,(1),半球形,:,结构紧凑，火焰行程短，燃烧速率高，热损失小,上一页,下一页,返回,3.1,发动机机体组,热效率高。,(2),楔形,:,结构简单、紧凑，散热面积小，热损失少,;,火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长。,(3),盆形,:,工艺性好，成本低，进排气效果不如半球形燃烧室,3.1.2,气缸体,气缸体是发动机的基础。它覆盖了底部所有旋转和往复运动的部件并提供润滑和冷却。发动机缸体是铸造的,;,高温液态金属灌人模子内，冷却凝固。这形成了缸体的结构。模子里用沙子可以使孔周围形成水套，然后在缸体外部钻一个孔，使铸造完成后沙子从这里漏出去。最后孔用塞子密封。,传统的缸体用灰日铸铁作材料，因为它的强度和抗扭曲能力,上一页,下一页,返回,3.1,发动机机体组,铸造完成后，它更易于加工，为活塞、曲轴和挺杆,(,如果应用的话还有凸轮轴,),提供刚性的孔径。缸体的顶部、底部和端部都要加工来为气缸盖、油底壳驱动桥和定时端盖提供较好的密封面。,1),气缸体,水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体一曲轴箱,(,如,图,3-4,所示,),。,气缸体是发动机里面最大的部件。其他的零件要不是安装在发动机体上面就是附属在上面。在有些发动机里面，曲轴一也是安装在气缸体上面的。,气缸和活塞位于气缸体的上部，曲轴位于机体的下部。,上一页,下一页,返回,3.1,发动机机体组,下面的部分叫做曲轴箱。曲轴箱有用于安装曲轴主轴颈的筋板。,2),气缸体分类,(1),按气缸体与油底壳安装平面位置不同可分为一般式、龙门式和隧道式,(,如,图,3-5,所示,),。,一般式,(,如,492QA,型发动机,),气缸体。气缸体分界面与曲轴主轴线在同一平面上，机体高度小、质量轻、结构紧凑，便于加工拆卸，刚度和强度差。,龙门式,(,如,CA6102,型发动机,),气缸体。气缸体分界面在曲轴主轴线以下，这种方式下缸体的刚度和强度较好，,上一页,下一页,返回,3.1,发动机机体组,工艺性差，结构笨重，加工困难。,隧道式气缸体。气缸体分解面远低于曲轴轴线，结构紧凑、刚度和强度好，难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便，多用于负荷较大的柴油机上。,(2),根据冷却方式不同可分为水冷式和风冷式,(,如,图,3-6,所示,),水冷式发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，其上部有众多加工精度很高的平面和孔，其内有油道和水套。工作室承受高温、高压气体作用和机件的振动，温差大时容易引起炸裂。发动机下部为油底壳，油底壳底部有带磁性的放油螺栓,风冷式发动机的气缸体与曲轴箱分开铸造，通过螺栓连接,上一页,下一页,返回,3.1,发动机机体组,(2),湿式气缸套,:,外壁直接与冷却水接触，壁厚,59mm,。散热良好，冷却均匀，加工容易。强度和刚度不如干式气缸套，易漏水。,3.1.4,油底壳,(1),功用,:,贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱,(,如,图,3-9,所示,),。,(2),使用特点,:,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。,(3),材料及工艺特点,:,薄钢板冲压。,上一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,3.2.1,活塞,活塞和连杆相连，它能将燃烧室中燃烧产生的力传给曲轴。活塞必须能经受各种不同的工况条件。因为高温而产生的压力和膨胀问题作用在活塞顶上。另外，活塞的快速移动也会产生高压。为了控制这种高压环境，大多数活塞是铝制的。轻质的铝能在高转速的发动机中有效运转。,如,图,3-10,所示，活塞分几个部分，包括,:,1.,活塞环槽,它限制和支撑活塞环使它们都在对应的槽内。,2.,隔热槽,隔热槽被用于散发顶端环槽的热量。,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,活塞环槽顶端和活塞顶端之间切有一个窄槽，发动机工作时，碳填满窄槽来控制热量传递。,3.,活塞座圈或活塞顶,活塞顶部要承受燃烧产生的气体推力。不同的顶部形状可以实现制造商希望的不同结果。大多数发动机用的是平顶的活塞。如果活塞接近了气门，凹式活塞可以提供一个额外的间隙。不同类型的球形或楔形活塞顶可以增大压缩比率。,4.,活塞销,活塞销将活塞和连杆连接起来。通常有三种基本结构,:,活塞销挂在活塞上，与连杆相固定,;,活塞销挂在连杆上，与活塞相固定,;,活塞销与活塞和连杆固定。,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,5.,活塞裙,活塞裙是活塞底部和较低位置与圈槽之间的区域，与活塞销成,900,。活塞裙在和气缸壁连接处形成了一个容纳轴承的区域,),为了有效地减小活塞和连杆的重量，很多制造商选择使用滑履式活塞裙。活塞裙表面的蚀刻帮助它存储油液，在活塞裙跟随气缸一起移动时油液可以起润滑作用，降低活塞裙的损害。,6.,推力面,活塞裙的一部分承受了推力载荷，对气缸壁做功。,7.,压缩环槽,上面的两个环槽作压缩环。,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,8.,油槽,底部的环槽通常作油环。,9.,通气道,一些活塞在顶部压缩环附近会有一个孔用来在环后燃烧气体，使活塞环紧靠气缸壁，提高密封性,(,如,图,3-11,所示,),。,1),功用,承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。,2),工作环境,高温、散热条件差,;,顶部工作温度高达,600700K,，且分布不均匀,;,高速，线速度达到,10m/s,，承受很大的惯性力。,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,活塞顶部承受最高可达,3-5MPa(,汽油机,),的压力，使之变形，破坏配合联结。,3),材料,铝合金,:,质量小，导热性好,;,灰铸铁。,4),工作要求,(1),刚度和强度应足够大，传力可靠,;,(2),导热性能好，耐高压、高温、磨损,;,(3),质量较小，尽可能减少往复惯性力,;,(4),耐热的活塞顶及弹性的活塞裙,;,(5),活塞与气缸壁间有较小的摩擦系数。,上一页,下一页返回,3.2,发动机活塞连杆组,活塞的基本结构分为顶部、头部和裙部三部分,(,如,图,3-12,所示,),。,1),活塞顶部,活塞顶部是燃烧室的组成部分，主要作用是承受气体压力。,活塞顶部的形状与选用的燃烧室的类型密切相关，活塞顶部的常见形状有以下几种,(,如,图,3-13,所示,):,(1),平顶活塞,:,结构简单，制造容易，受热面积小，应力分布较均匀，多用在汽油机上。,(2),凸顶活塞,:,凸起呈球状，顶部强度高，起导向作用，有利于改善换气过程。,(3),凹顶活塞,:,凹坑的形状、,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,位置必须有利于可燃混合气的燃烧,;,提高压缩比，防止碰气门2),活塞头部,第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分称为活塞头部,(,如,图,3-14,所示,),，制作较厚。主要用于安装活塞环、与活塞环一起密封气缸，防止可燃混合气漏到曲轴箱内，同时还能将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。,3),活塞裙部,从油环槽下端面起至活塞最下端，包括销座孔的部分称为活塞裙部,(,如,图,3-15,所示,),。对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防止破坏油膜。很多制造商在设计铸铝活塞时，,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,喜欢在裙,AIS,加一个钢的支柱,(,如,图,3-16,所示,),。这个支柱可以控制和减小膨胀。支柱是在制造过程中浇铸在活塞上的，但是在相同温度下钢和铝的膨胀程度是不一样的，钢材使得裙,AIS,的膨胀较小,(,如,图,3-17,所示,),。这种设计使得活塞和气缸壁间有一个小的间隙，以减小活塞对气缸壁的冲击，减小噪声。,石墨钼,-,二硫化涂层经常被用于现代活塞裙表面来减小摩擦，延长其使用寿命,(,如,图,3-18,所示,),。润滑涂层一也可以减小摩擦，让活塞和气缸壁的间隙更小一些。,1.,活塞变形分析与结构措施,活塞工作时，活塞顶部承受气体压力很大，,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,特别是做功行程压力最大，汽油机高达,35MPa,柴油机高达,69MPa,，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用,(如,图,3-19,所示,),。活塞在气缸内以很高的速度,(812m/s),往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。,为使活塞在各种工况下均能与气缸壁间保持合理的密封和运动间隙，制造活塞时通常采取下列结构措施,如,图,3-20,所示,(i),预先做成阶梯形、锥形。活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,锥形,(,如,图,3-21,所示,),。,(2),预先做成椭圆形。椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。,(3),活塞裙部开槽。有的汽油机活塞开有“,n”,形或“,T”,形槽，横槽起绝热作用，减少热量向裙,AIS,传递，以减少裙部的膨胀变性。横槽开在油环槽中间时，可兼做油孔。纵槽使裙部更具有弹性，冷态下的装配间隙得以尽可能小，热态下又为裙部膨胀留有余地，防止活塞卜滞,(,如,图,3-22,所示,),。,(4),为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片。,恒范钢片式活塞的结构特点就是这样的，,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,由于恒范钢为含镍,33%36%,的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的,1/10,而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变形量,(,如,图,3-23,所示,),。,2.,活塞在工作时的保护措施,(1),在活塞裙部表面涂保护层，可改善铝合金活塞的磨合性,;,主要有铅、锡、石墨、磷保护层等。,(2),在安装活塞销时，使活塞销偏置某一方向装，以减少换向时的敲击声，且使裙部减小磨损,(,如,图,3-24,所示,),。,有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，向做功行程中受主侧压力的一方偏移了,12mm,3.2.2,活塞环,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,活塞环是具有弹性的开日环，分为气环和油环两种。其工作条件为高温、高压、高速极难润滑的条件。,1.,气环,作用,:,保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。,气环的断面形状有许多种，其中矩形断面是最常见的,(,如,图,3-25,所示,),，矩形断面的气环随活塞做往复运动时，会把气缸壁上的机油不断地送人气缸中，这种现象称为“气环的泵油作用”。其泵油原理如,图,3-26,所示。,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，,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,气缸壁面上的油被刮人下边隙和内边隙,;,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人燃烧室，窜人燃烧室的机油，会在燃烧室内形成积碳，造成机油的消耗量增加，另外上窜的机油一也可能在环槽内形成积碳，使环在环槽内卡死而失去密封作用，划伤气缸壁，甚至使环折断，可见泵油作用是很有害的，必须设法消除。为了消除或减少有害的泵油作用，除了在气环的下面装有油环外，广泛采用了非矩形断面的扭曲环。,2.,油环,油环分为普通油环和组合油环两种,(,如,图,3-27,所示,),。油环的刮油作用如,图,3-28,所示。,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,3.2.3,活塞销,活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。其多采用优质低碳钢，表面淬火、精磨制成。,活塞销的内孔形状有圆柱形、两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形,(,如,图,3-29,所示,),。,活塞销的连接形式有全浮式和半浮式两种,(,如,图,3-30,所示,),。全浮式活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀,;,半浮式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做自由摆动。多用于小轿车。,3.2.4,连杆,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,1),连杆的作用,连接活塞与曲轴，转运动。,2),连杆的结构,连杆由连杆小头、并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋连杆身和连杆大头,(,包括连杆盖,),三部分组成，如,图,3-31,所示。,连杆小头通过活塞销与活塞相连，连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。,连杆工作时，承受活塞顶部气体压力和惯性力的作用，而这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆强度高，,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,刚度大，重量轻。连杆一般都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后经机加工和热处理。,3),连杆大头的分类,连杆大头按剖分面的方向可分为平切式和斜切式两种,(,如,图,3-32,所示,),。,4),连杆轴瓦,连杆轴瓦的结构如,图,3-33,所示，为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，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。,上一页,下一页,返回,3.2,发动机活塞连杆组,耐磨合金常采用的有巴氏合金、铜铝合金、高锡铝合金。连杆轴瓦的背面有很高的光洁度。半个轴瓦在自由状态下不是半圆形，当它们装人连杆大头孔内时，又有过盈，故能均匀地紧贴在大头孔壁上，具有很好的承受载荷和导热的能力，并可以提高工作可靠性和延长使用寿命。,5)V,型发动机连杆的布置形式,V,型发动机左右两侧对应两气缸的连杆是同支撑于一个曲柄销上的，其布置形式有并列式、主副式和叉型式,3,种，如,图,3-34,所示。,上一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,发动机曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他不同作用的零件和附件组成，如,图,3-35,所示。,3.3.1,曲轴,当活塞在动力冲程推动连杆下降时，曲轴要承受很大的负荷。它将往复运动转化为有用的旋转运动。曲轴可以用铸铁、球墨铸铁或锻钢制造。在汽车中铸铁曲柄最常见。锻造曲轴更坚固，经常用于高性能汽车、有被迫感应系统的发动机和柴油机上。,曲轴用螺栓安装在主轴孔的轴承轴颈上。这些要在曲轴的中心线加工，支撑作用在曲轴上的重量和负荷。,1.,功用,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。,2.,工作条件,受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。,3.,结构,曲轴主要由三部分组成，即曲轴前端,(,或称自由端,),、若干个曲拐,(,由曲柄销和左右两端的曲柄及前后两个主轴颈组成,),、曲轴后端,(,或称功率输出端,),，如,图,3-36,所示。一个曲拐由一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈构成。曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式，直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数,;V,型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,4.,材料,曲轴要求用强度、冲击韧性和耐磨性都比较高的材料制造，一般都采用中碳钢,(,汽,),、合金铸铁,(,柴,)球墨铸铁等制成。,5.,分类,曲轴通常可分为整体式和组合式两种，其中整体式曲轴是比较常见的，为大多数汽车所采用,;,组合式曲轴常用于连杆大头为整体式的小型汽油机和以滚动轴承作为曲轴主轴承的发动机上。,6.,组成,1),曲轴轴颈,它用于支撑曲轴，主要可分为全支撑式和非全支撑式两种。,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,全支撑式曲轴的主轴颈数比气缸数日多一个，强度、刚度好，减小了磨损，柴油机和大部分汽油机均采用,;,非全支撑式曲轴的主轴颈数少于或等于气缸数。载荷较大，缩短了曲轴的总长度。,2),连杆轴颈,连杆轴颈用于安装连杆大头，其部分中空兼作油道,(,如,图,3-37,所示,),3),曲栖,曲柄即曲轴臂,用于连接主轴颈和连杆轴颈,(,如,图,3-38,所示,),4),平衡块,平衡块的作用是平衡发动机不平衡的离心力和离心力矩，,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,减轻或消除曲轴的弯曲变形,(,如图,3-38,所示,),。,5),前端轴和后端轴,前端轴,(,如,图,3-39,所示,),用于安装正时齿轮及附件,(,皮带盘等,);,后端轴,(,如,图,3-40,所示,),用于安装飞轮。前后端轴均设有挡油盘、回油螺纹,(,如,图,3-41,所示,),、油封等防漏装置。,6),曲轴的轴向限位,曲轴的轴向限位通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推轴承,(,翻边轴瓦,),来实现的,(,如,图,3-42,所示,),。,3.3.2,曲拐的布置,1.,一般规律,(1),各缸的做功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,(2),连续做功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行。,比如,:,四缸机,:1,一,3-4,一,2,或,1,一,2,一,4,一,3,六缸机,:1,一,5,一,3-6,一,2,一,4,(3)V,型发动机左右气缸尽量交替做功。,(4),曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。,2.,常见曲轴曲拐的布置,对缸数为,i,的发动机而言，其发火顺序为,四冲程,:720/i,二冲程,360/i,(1),四缸四冲程发动机的曲拐布置如,图,3-43,所示，,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,发火顺序见,表,3-1,所示。,发火顺序,:1,一,3-4,一,2,，如表,3-1,所示。,(2),直列六缸四冲程发动机的曲拐布置如,图,3-44,所示。,发火顺序,:1,一,5,一,3-6,一,2,一,4,，如,表,3-2,所示。,(3),八缸四冲程发动机的曲拐布置如,图,3-45,所示。,发火顺序,:1,一,8,一,4,一,3-6,一,5,一,7,一,2,3.3.3,曲轴扭转减振器,(1),作用,:,吸收曲轴扭转振动的能量，使曲轴转动平稳，可靠工作。,(2),种类,:,可分为橡胶式,(,车用,),、摩擦片式、硅油式三种,(,如,图,3-46,所示,),。,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,汽车发动机最常用的曲轴扭转减振器是摩擦式减振器。其工作原理是使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。如,图,3-47,所示为红旗轿车发动机曲轴上的橡胶摩擦片式扭转减振器。橡胶减振器的主要优点是结构简单，质量小，工作可靠，所以在汽车发动机上得以广泛应用。其主要缺点是对曲轴扭转振动的衰减作用不够强，而且橡胶由于内摩擦生热升温而容易老化,3.3.4,飞轮,飞轮是一块很重的大圆盘，连在曲轴后面，用来使曲轴的旋转更平稳。它通过储藏惯量使曲轴在点火脉冲间能平稳加速,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,强加外环和齿圈是为了避免起动机小齿轮的轮齿打翻发动机。已加工中心面就是为离合器摩擦片提供了一个表面来传递曲轴的转动。飞轮仅是发动机布置中的一个人力操纵传动部件。发动机上还有自动传动，是依靠用螺栓连在液力变矩器上的轻挠性板完成的。液力变矩器里充满了传动液，与飞轮及离合器一样重。液力变矩器中的液力藕合器起着帮助维持曲轴平稳旋转的作用。,1),功用,将在做功行程中输人于曲轴的功能的一部分储存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。,2),材料,飞轮多采用灰铸铁制造，当轮缘的线速度超过,50m/s,时要采用强度较高的球墨铸铁或铸钢制造。,3),结构,飞轮外缘上压有一个齿圈,(,如,图,3-48,所示,),，在发动机启动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转,;,飞轮边缘部分做得厚些，可以增大转动惯量。,在飞轮轮缘上作有记号,(,刻线或销孔,)(,如,图,3-49,所示,),供找压缩上止点用,(,四缸发动机为,1,缸或,4,缸压缩上止点,;,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,六缸发动机为,1,缸或,6,缸压缩上止点,),。当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩上止点。,3.3.5,轴承,轴承,(,尤指嵌入轴承,),经常被用于保护主要的凸轮轴连杆轴颈和承载旋转产生的负荷,(,如,图,3-50,所示,),。一对类似的轴承被用在缸体内的凸轮轴上。凸轮轴轴承是一体式而不是分离式，但是它的材料及特性和用于保护曲轴的轴承十分相似。发动机轴承在设计过程中要考虑磨损因素。将轴承插人机盖和连杆盖，用螺栓固定在曲轴轴颈上。轴承和轴颈间的间隙是一个临界值，这个间隙形成了一层薄薄的油膜来润滑轴承和曲轴。油膜还能吸收曲柄向下时造成的冲击。曲轴旋转时一也应该有油膜保护，,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,以保证曲轴不与轴承直接接触,(如,图,3-51,所示,),。油泵将压力油通过曲轴上的钻孔和轴承上的油孔送到它们之间的微小间隙。连杆的间隙可以让多余的油液从轴承旁边泄漏出去，所以油液能经常更新，保持清洁。若轴承间隙过大，则油液泄漏过多，发动机油压下降。油压的损失直接导致油膜强度的降低。曲轴将会钻人钻孔，引起快速磨损和轴承及曲轴的扭曲变形。如果发动机没有及时维修，轴承将在轴承孔内绕着曲轴旋转，对曲轴和轴承都将造成十分严重的损害。轴承在轴承孔内旋转时，它们将破坏主轴孔、连杆孔或曲轴孔，甚至造成发动机无法正常运转。遇到这类缸体和曲轴严重受损的发动机，只能更换新的发动机。,1.,轴承材料,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,发动机轴承通常平均地放人主轴孔或连杆轴孔和底座间。轴承的外圈是钢制的，来抵御曲轴带来的巨大冲击。承受载荷较大的轴瓦用较软的金属材料来保护曲轴。,轴承结构中应用了许多不同的材料。而厂商主要关心的就是如何设计轴承结构以满足轴承的五个主要需求。,(1),表面作用,抵抗金属之间相互粘连的能力,;,(2),嵌入性,轴承材料忍受异物的能力,;,(3),抗疲劳性,轴承的抗压能力,;,(4),耐腐蚀性,轴承抵抗发动机内的具有腐蚀性的酸液的能力,(5),一致性,轴承材料同较小的不规则的轴颈保持一致的能力,由于没有任何一种材料可以满足所有的需求，,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,大多数轴承用了多种不同的材料。轴承外圈通常用铸钢，附加的衬片再用其他的材料。经常使用的材料包括巴氏合金、铜铅合金、铸造铜铅和铝。,为了便于技师挑选轴承，制造商用零件编号来标明不同的轴承衬材料。例如，编号为,8-3400CP,的货车轴承指明轴承是钢背镀铜合金。,表,3-3,列出了经常使用的编码。,当选择替换的轴承时，通常选择原始设备品质的元件或按照零件供应商的建议更改设计。,2.,轴承特性,图,3-52,给出了嵌入式轴承经常使用的术语。大多数主轴承和连杆轴承都设计有一个固定的轴承间距。,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,轴承间距存在是因为轴瓦的曲率比杆轴承或轴承盖的曲率稍大一些。这样设计可以满足轴承和座孔间的完全定位。当轴承被安装到孔中时，需要一个压力作用在轴承上,(,如,图,3-53,所示,),除了轴承间距外，大部分的主轴承和连杆轴承都应该有一定的轴承变形,(,如,图,3-54,所示,),。当半轴承被装人连杆或者盖中的时候，半轴承的边缘会比连杆或盖表面有稍微的伸出量。当两个半轴承都装配好的时候，这个变形会给半轴承一个沿半径方向的作用力，从而使它们都嵌入孔中。适当的变形对热量传递来说是很重要的。如果轴承与孔的接触不紧密，它就会作为一个热量坝阻止热量传到缸体上。轴承间距和轴承变形一也能够阻止轴承受到旋转摩擦的作用而在轴承孔内旋转。,为了确保轴承在孔中的正确安装，,上一页,下一页,返回3.3,发动机曲轴飞轮组,大部分制造商都使用定位销,(,如,图,3-55,所示,),。轴承部件上凸起的调整片插进座孔的狭缝中。安装正确时，轴承就会被调整片锁住，避免轴承在孔中移动,1),主轴承,主轴承承受了曲轴移动造成的大部分载荷。大部分这类轴承都是批量设计。这样设计的好处是便于服务、材料多样和控制厚度。,部分轴承围绕主轴承轴颈布置。在压力作用下从油箱里出来的润滑油沿着缸体和曲轴里的油槽流动,(,如,图,3-56,所示,),。曲轴不是直接带动轴承旋转，而是隔着一层油膜。如果轴颈已经用旧了，不圆了，变细了或刮伤了，都不能形成完好适当的油膜。这就将导致曲轴和轴承直接接触，对它们造成损害。,上一页下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,软质材料的应用可以延缓这一情况的发生。,2),油槽,轴承表面有足够的油，尤其是在有负荷的地方是很必要的。在很多情况下，这都是靠油在油膜间隙的流动实现的。然而在一些情况下，发动机的状况会使得油膜的作用不恰当。这个时候就必须在轴承上开一些油槽。有些油槽是为了确保提供适量的油，通过飞溅来润滑邻近的轴承部件。,3),油孔,油孔被用于使润滑油流过轴承座，流进轴承间隙。连杆轴承通过曲轴从主轴承得到润滑油。油孔一也被用于记录提供给发动机其他部件的润滑油。例如，,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,连杆上的喷油孔用于向气缸壁喷油。一般轴承上如果有油槽，油孔就会在油槽上排成列。油孔的大小和位置很关键，所以安装轴承时，要确保轴承座上和轴承上的孔是相对应的。,4),推力轴承,曲轴通过一个推力轴承来固定它在机体上的位置,(,如,图,3-57,所示,),。曲轴应该在水平方向有一个移动的间隙，避免部件过热等情况。曲柄在孔中来回移动时，推力轴承保护它，使它不会与缸壁碰撞。在加速工况下，曲轴会在力的作用下向机体的后边移动。止推轴承允许在软的轴承和曲轴之间有一层油膜来吸收这个作用力。推力轴承是侧面带有法兰的用于控制曲柄端部运动的主要轴承之一,(,如,图,3-58,所示,),。它可以被安装在曲柄的末端或中间。一些推力轴承不是主轴承的一部分，,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,它们可以分开,(,如,图,3-59,所示,),。可以在发动机拆卸和重新组合的过程中测量曲轴轴端间隙以确保它符合规格。,5),连杆轴承,部分轴承围绕连杆轴颈布置。与主轴承类似，连杆轴承一也不直接和曲轴接触，而是隔着一层油膜。一旦曲轴轴颈旧了，不圆了，变细了或刮伤了，都不能形成完好适当的油膜。这就将导致曲轴和轴承直接接触，对它们造成损害。,大多数主轴承和杆轴承都设计有支撑顶点来维持轴承顶部和底部的微小间隙，就在载荷最集中的部分。油液可以在支撑顶点附近流过,(,如,图,3-60,所示,),。大部分轴承还有一个斜边来为轴颈圆角提供必要的空间。,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,6),轴承油膜间隙,如果用的是嵌入式轴承的话，轴承内表面和主轴颈、连杆轴颈和凸轮轴轴颈外表面之间必须有一个间隙。这样油液在压力作用下就可以在间隙中形成油膜，避免油液泄漏。如果间隙过大，油压就会减小。轴承油膜间隙起着一个衡量轴承和轴颈间油液泄漏标准的作用。间隙必须符合规格才能保证适当的油压，避免冲击并保护轴颈。现代的油膜间隙很多都落在,0.0203mm0.0508mm,的范围内。还有典型的间隙可以选用，根据各制造商的不同而规格不同。,轴承是个磨损件。它们的设计任务就是靠磨损来保护曲轴或凸轮轴。轴承因为磨损严重，经常暴露而污染油液。通常维护发动机时，都要更换主轴承、杆轴承和凸轮轴承安装新轴承时,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,要仔细检查轴承间隙，确保它在合理的范围内。,7),缩小尺寸和扩大尺寸轴承,如果一个曲轴有微小磨损，还要继续使用，轴承的内径就会有,0.0010.002in,的空隙。如果曲轴不便于维修，就可以使用内经缩小的轴承。这种轴承通常有缩小,0.010in,0.020in,和,0.030in,三种。米制的缩小尺寸轴承有缩小,0.050mm,0.250mm,0.500mm,和,0.750mm,几种。缩小尺寸指缩小轴承的内径，以配合直径减小的曲轴轴颈。,扩大尺寸轴承通常在机体内孔较大时使用。这种轴承有扩大,0.010in,0.020in,0.030in,和,0.040in,四种，米制的有,0.250mm,0.500mm,0.750nInl,和,1.000mm,几种。,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,所谓扩大，是指这种轴承的外径比标准轴承大。这两种轴承的应用减少了部件的更换，尤其是在复杂的机器上，这一点更明显。,8),凸轮轴和平衡轴轴承,在顶置气门,(OHV),发动机上，环形轴承被压进机体上的轴承孔中,(,如,图,3-61,所示,),。凸轮轴轴颈固定在轴承内。润滑系统的润滑油通过机体上的油孔流到每个凸轮轴轴承的油孔，所以机体和凸轮轴上的油孔必须对准，位置适当。过大的凸轮轴轴承间隙将会引起油压下降。整修发动机时，应该同时更换凸轮轴轴承。为了便于凸轮轴移动，很多发动机上的凸轮轴轴承后面的要比前面的大一点。有特殊的工具来移动和更换轴承。平衡轴轴承和凸轮轴轴承结构相似。,上一页,下一页,返回,3.3,发动机曲轴飞轮组,9),平衡轴,平衡轴都有固定的振动频率。直列四缸发动机就是一个例子。一些发动机制造商用平衡轴来抵消这种倾向,(,如,图,3-62,所示,),。在工作冲程中活塞下降时四缸发动机发生振动。发动机完成一个工作冲程发生两次振动。平衡轴转速是曲轴的两倍，这样就产生了一个抵抗曲轴振动的反力。,上一页,返回,3.4,发动机整车的维修,3.4.1,发动机及其技术参数,发动机号包括发动机标识代码及生产流水号，打印在气缸体前端面链条罩盖右侧位置的气缸体上，如,图,3-63,所示。,发动机标识代码打印在发动机吊耳的左前方，同时还在整车数据铭牌上标出。此外，在发动机正时带护罩上的不干胶标签上一也印有发动机标识代码及生产流水号。,发动机的有关参数如,表,3-4,所示。,发动机的部分主要零部件的扭紧力矩如,表,3-5,所示。,3.4.2,发动机的拆卸和安装,1.,发动机的拆卸,拆卸发动机时要断开或切断拉线和电线，,下一页,返回,3.4,发动机整车的维修,安装发动机时必须安装在原位,;,将发动机与变速器分离，从前端抬下,;,拆下前保险杠,;,排空冷却液，收集在一个干净容器内，以便再次使用或处理。,(1),查取车载收音机代码,;,关闭点火开关，断开蓄电池接地线,;,拆下发动机舱盖。,(2),拆下油底壳护板，如,图,3-64,所示。,(3),拧下散热器下端的动力转向液压油冷却蛇形管路让它自由活动，注意不要打开液压油的回路，如,图,3-65,所示。,(4),取下散热器上的堵头，将发动机冷却液放掉，如,图,3-66,所示。,(5),拔下前照灯线束插头和散热器风扇区域温度传感器线束插接头，如,图,3-67,所示。,上一页,下一页,返回,3.4,发动机整车的维修,(6),拔掉,ABs,控制单元前的防盗报警装置、空调压缩机电磁离合器和喇叭的线束插接头，如,图,3-68,所示。,(7),拔下空气流量计和油箱通风电磁阀线束插接头，如,图,3-69,所示。取下空气滤清器与节气门体之间的空气导管、空气滤清器壳体和冷却液储液罐。,(8),拆下发动机控制单元,(ECU),，拔掉,ECU,的线束插头，如,图,3-70,所示。,(9),拆下接地搭铁线和支架，如,图,3-71,所示。,(10),取下节气门拉索滑轮和支座处的节气门拉索，如,图,3-72,所示。,(11),用专用工具,3204,松开动力转向泵、,上一页,下一页,返回,3.4,发动机整车的维修,钻液型风扇和发动机的多楔带，如,图,3-73,所示。,(12),拧下制冷剂管道的固定夹，拆下空调压缩机。拧下空调压缩机多楔带张紧器的固,定螺栓，拆下空调压缩机多楔带，如,图,374,所示。,(13),拆下钻液型风扇带轮，如,图,3-75,所示。,(14),拆下水泵带轮，取下水泵多楔带，如,图,3-76,所示。随后取下动力转向泵带轮，把动力转向泵从支架拆下，但不拆与动力转向泵相连的管路。拆下空调压缩机但不拆卸与其相连的管路。然后拆下排气歧管与前排气歧管之间的连接螺栓，取下前排气管。拆下起动机，松开发动机悬置固定螺栓。,(15),对于带自动变速器的汽车，,上一页,下一页,返回,3.4,发动机整车的维修,从驱动盘上拆下,3,个固定螺母，取下液力变矩器，如,图,3-77,所示。拆卸发动机时要注意液力变矩器不要掉下来。,(16),用装配吊架,V.A.G1202A,将发动机和变速器顶起，拧下发动机和变速器下部连接螺栓，如,图,3-78,所示。,(17),用支撑架,10-222A,固定在挡泥板边缘上，把变速器挂钩,3147,挂在变速器壳体的螺栓孔内，如,图,3-79,所示。,(18),用发动机吊架,2024A,吊住发动机，再用车间装配吊架,1202A,小心提升发动机，如,图,3-80,所示。注意吊钩和吊架杆必须用锁止销固定，驱动皮带轮侧带孔吊架臂上位置,1(,发动机吊架臂上,14,标记指向皮带轮侧,),对准吊钩第,4,个孔,(,吊钩上的孔从下向上数起,),并插入销钉,;,飞轮侧带孔吊架臂上位置,8,对准吊钩第,3,个孔并插入销钉。,上一页,下一页,返回,3.4,发动机整车的维修,2.,发动机的安装,按与拆卸的相反顺序安装发动机，安装时要注意下列问题,:,(1),应更换密封件、衬垫、自锁螺母及有规定拧紧力矩的螺栓。,(2),检查发动机与变速器对中定位套筒是否在发动机气缸体内。如果在，将中间板压到定位套筒上。,(3),装配自动变速器的车型，曲轴内不得安装滚针轴承。对于带手动变速箱的汽车，要检查离合器分离轴承的磨损情况，磨损严重时要更换。装配时在离合器和输人轴的键的部分涂少许,(;000100,润滑脂,(,分离轴承的导向套不必润滑,),。,(4),必须用规定的螺母紧固变矩器和驱动盘。安装发动机前,上一页,下一页,返回,3.4,发动机整车的维修,旋转变矩器和驱动盘，使一个孔及一个螺栓与起动机上的小孔处于同一水平高度。然后，检查,ATF(,自动变速器油,),油位,若已正确安装变矩器，则变矩器螺柱底部的接合面与变矩器钟形壳体上的接合面之间的距离约为,23tntn(,装配,O1N,型自动变速器,),，如,图,3-81,所示。若变矩器未完全插入，则该距离约为,11tntn,，一旦将变速器连接到发动机上，将严重损坏变矩器、驱动盘或,ATF,泵。,(5),安装原气缸盖或原气缸体时，才能重复使用放出的冷却液。,(6),连接蓄电池后，输人收音机防盗密码。用电动开关完全关闭前门电动门窗，然后沿关闭方向再次操纵所有电动门窗开关,(,至少,1*),，启动单触功能，调整时钟