发动机机械系统检修

谭琳、叶乂鉾、李有通、陈益庆、李沁逸、王辉、周挺挺、张峰、李军

目录

  • 1 项目一:走进汽车发动机维修车间
    • 1.1 安全生产培训
    • 1.2 工具的使用
    • 1.3 汽车发动机的类型与工作原理
    • 1.4 发动机总体构造
    • 1.5 发动机的主要性能指标与编号规则
    • 1.6 往复活塞式内燃机基本术语
    • 1.7 往复活塞式内燃机工作原理
  • 2 项目二:发动机水温异常检修
    • 2.1 冷却系认知
    • 2.2 散热器的结构
    • 2.3 散热器盖
    • 2.4 冷却风扇及风扇离合器
    • 2.5 节温器
    • 2.6 大小循环路线
    • 2.7 发动机水温过高检修
  • 3 项目三:发动机机油压力异常检修
    • 3.1 润滑系统的作用与组成
    • 3.2 机油的分类与检查
    • 3.3 机油压力异常原因分析
    • 3.4 机油泵的认识与检查
    • 3.5 机油格的认识与检查
    • 3.6 机油压力的检测
  • 4 项目四:发动机动力不足检修
    • 4.1 气缸压力测量
    • 4.2 机体的功用与构造
    • 4.3 机体组检修
    • 4.4 气缸盖的功用构造
    • 4.5 气缸盖的拆装与检修
    • 4.6 配气机构功用与组成
    • 4.7 配气相位
    • 4.8 气门间隙
    • 4.9 可变配气定时机构
    • 4.10 气门组各部件的构造
    • 4.11 气门的拆装
    • 4.12 气门组零件的检验
    • 4.13 气门传动组的组成
    • 4.14 凸轮轴的构造
    • 4.15 凸轮轴的检修
  • 5 项目五:发动机异响检修
    • 5.1 曲柄连杆机构的组成与功用
    • 5.2 活塞的构造
    • 5.3 活塞环的结构与拆装
    • 5.4 活塞环三隙的测量
    • 5.5 活塞的检修与选配
    • 5.6 连杆与曲轴的构造
    • 5.7 曲拐布置与点火顺序
    • 5.8 曲轴主轴承间隙的检测
    • 5.9 曲轴轴向间隙的检测
    • 5.10 飞轮的构造
    • 5.11 曲轴与轴瓦的检验
    • 5.12 曲轴飞轮组的装配
    • 5.13 活塞连杆组检修
    • 5.14 活塞连杆组的装配
  • 6 项目六:发动机总装与调试
    • 6.1 曲柄连杆机构装配
    • 6.2 配气机构装配
    • 6.3 磨合及总装竣工检验
连杆与曲轴的构造
  • 1 知识链接
  • 2 学习课件
  • 3 学习视频
  • 4 思政乐园
  • 5 小节测验

1、连杆

连杆总成由连杆、连杆轴承及连杆轴承盖等组成,如图5-7-1所示。连杆连接在活塞与曲轴之间,将活塞的动力传递到曲轴,并将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。

 

5-7-1  连杆结构

对全浮式活塞销,由于工作时小头孔与活塞销之间有相对运动,所以常常在连杆小头孔中压入减磨的青铜衬套,如图5-7-2所示。为了润滑活塞销与衬套,在小头和衬套上铣有油槽或钻有油孔以收集发动机运转时飞溅上来的润滑油并用以润滑。有的发动机连杆小头采用压力润滑,在连杆杆身内钻有纵向的压力油通道。采用半浮式活塞销是与连杆小头紧配合的,所以小头孔内不需要衬套,也不需要润滑。

 

图5-7-2 连杆衬套

连杆杆身通常做成“I”字形断面,如图5-7-3,抗弯强度好,重量轻,大圆弧过渡,且上小下大,采用压力法润滑的连杆,杆身中部都制有连通大、小头的油道。

 

图5-7-3  连杆的断面形状

1-连杆小头  2-杆身   3-连杆大头

连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连,大头有整体式和分开式两种。一般都采用分开式,分开式又分为平分和斜分两种。

平分——分面与连杆杆身轴线垂直,汽油机多采用这种连杆。因为,一般汽油机连杆大头的横向尺寸都小于气缸直径,可以方便地通过气缸进行拆装,故常采用平切口连杆,如图5-7-4所示。 

斜分——分面与连杆杆身轴线成30~60°夹角。柴油机多采用这种连杆。因为,柴油机压缩比大,受力较大,曲轴的连杆轴颈较粗,相应的连杆大头尺寸往往超过了气缸直径,为了使连杆大头能通过气缸,便于拆装,一般都采用斜切口,最常见的是45°夹角,如图5-7-5所示。

 

图5-7-4  平分式连杆大头                       图5-7-5 斜分式连杆大头

把连杆大头分开可取下的部分叫连杆盖,连杆与连杆盖配对加工,加工后,在它们同一侧打上配对记号,安装时不得互相调换或变更方向。因此,在结构上采取了定位措施防止安装时。平切口连杆盖与连杆的定位多采用连杆螺栓定位,利用连杆螺栓中部精加工的圆柱凸台或光圆柱部分与经过精加工的螺栓孔来保证的。斜切口连杆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。

连杆盖和连杆大头用连杆螺栓连在一起,连杆螺栓在工作中承受很大的冲击力,若折断或松脱,将造成严重事故。为此,连杆螺栓都采用优质合金钢,并精加工和热处理特制而成。安装连杆盖拧紧连杆螺栓螺母时,要用扭力扳手分2~3次交替均匀地拧紧到规定的扭矩,拧紧后还应可靠的锁紧。连杆螺栓损坏后绝不能用其它螺栓来代替。

二、连杆轴承

连杆轴承也称连杆轴瓦,装在连杆大头内,用以保护连杆轴颈和连杆大头孔。其在工作时承受着较大的交变载荷、高速摩擦、低速大负荷时润滑困难等苛刻条件。为此,要求轴承具有足够的强度、良好的减磨性和耐腐蚀性。

现代发动机所用的连杆轴承是由钢背和减磨层组成的分开式薄壁轴承,如图5-7-6所示。


图5-7-6   连杆轴承的结构

1-钢背 2-油槽 3-定位凸键  4-减摩合金层

钢背由低碳钢带制成,是轴承的基体。钢背既有足够的强度,以承受近乎冲击性的载荷;又有合适的刚度,以便与轴承孔良好贴合。在钢背的内圆面上浇铸减磨合金层,用以减小摩擦阻力、加速磨合和保持油膜。目前常用的轴承减磨合金,主要有白合金、铜铅合金和高锡铝合金。

连杆轴承装入连杆大头时有一定的过盈,使能均匀地紧贴在孔壁上,具有很好的承载能力和导热能力。

为了防止连杆轴承在工作中发生转动或轴向移动,在两个连杆轴承的剖分面上,分别冲压出高于钢背面的两个定位凸键。装配时,这两个凸键分别嵌入在连杆大头和连杆盖上的相应凹槽中,在连杆轴承内表面上还加工有油槽,用以贮油和保证可靠润滑。

一、曲轴

1. 功用与工作条件

曲轴的主要功用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩并对外输出;另外,还用来驱动发动机的配气机构和其他各种辅助装置。

曲轴在工作时,要承受周期性变化的气体压力、往复惯性力和离心力,以及它们产生的转矩和弯矩的共同作用。因此,要求曲轴韧性和耐磨性都比较高的材料制造,一般都采用中碳钢或中碳合金钢模锻。

2.结构与平衡

曲轴的基本组成包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重和后端凸缘等,如图5-8-1所示。

 图5-8-1  曲轴的结构

一个连杆轴颈与它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。曲轴的曲拐数取决于汽缸的数目和排列方式。直列发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数;V型发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数的一半。

主轴颈是曲轴支承部分。每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈,称为全支承曲轴,全支承曲轴的主轴颈总比连杆轴颈数多一个;主轴颈少于连杆轴颈者,称为非全支承曲轴。全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度,且主轴承的负荷较小。故它在汽油机和柴油机中广泛采用。

曲轴上开有贯穿主轴承、曲柄和连杆轴承的油道,以使主轴承内的润滑油经此贯穿油道流至连杆轴承,如图5-8-2所示。

 

图5-8-2  曲轴内油道

平衡重用来平衡连杆大端、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及其力矩,有时还为了平衡部分往复惯性力及其力矩,使发动机运转平稳,并可减小曲轴主轴承的负荷。

曲轴前端装有正时齿轮,驱动水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏,在曲轴前端装有一个甩油盘,在齿轮室盖上装有油封,如图5-8-3所示。

 

图5-8-3  曲轴前端

曲轴的后端用来安装飞轮,在后轴颈与飞轮凸缘之间做成挡油凸缘与回油螺纹,以阻止机油向后窜漏,如图5-8-4所示。

 

图5-8-4 曲轴后端


3.扭转减振器

发动机运转时,各缸气体压力和往复运动件的惯性力是周期性地作用在曲轴连杆轴颈上,给曲轴一个周期性变化的扭转外力,使曲轴发生忽快忽慢的转动,从而形成曲轴对于飞轮的扭转摆动,即曲轴的扭转振动。为了消减曲轴的扭转振动,有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器。

常用的扭转减振器还有橡胶式、摩擦式和黏液(硅油)式等数种,如图5-8-5所示。

橡胶式扭转减振器是将减振器圆盘用螺栓与曲轴带轮及轮毅紧固在一起,橡胶层与圆盘及惯性盘硫化在一起。当曲轴发生扭转振动时,力图保持等速转动的惯性盘便使橡胶层发生内摩擦,从而消除了扭转振动的能量,避免扭振。

 

图5-8-5 各类扭转减振器