项目二 曲柄连杆机构构造与维修（教案）-《汽车发动机构造与维修》同步教学（东南大学出版社）

项目二 曲柄连杆机构构造与维修 本章学习应该达到的目标： 1）了解曲柄连杆机构的功用和受力情况； 2）掌握机体组中各个零件的作用、结构特点； 3）掌握连杆组中各个部件的作用、结构特点； 4）掌握曲轴飞轮组中各个部件作用、结构特点； 5）掌握曲柄连杆机构各部件的检修方法及常见的故障现象。 本章重点： 了解曲柄连杆机构的功用和受力情况； 掌握机体组中各个零件的作用、结构特点； 掌握连杆组中各个部件的作用、结构特点； 掌握曲轴飞轮组中各个部件作用、结构特点； 本章难点： 掌握曲柄连杆机构各部件的检修方法及常见的故障现象。 本章所授课程需要学时数： 需要60学时 任务2.1 机体组检修 2.1.1气缸体 气缸体通常可分为三种结构型式： (1) 平分式气缸体 (2) 龙门式气缸体 (3) 隧道式气缸体 气缸套也称气缸，用来引导活塞作往复直线运动，其型式分干式和湿式两种。 2.1.2气缸盖与燃烧室 1. 气缸盖用来封闭气缸，并与活塞顶部构成燃烧室。其材料主要有灰铸铁（或合金铸铁）和铝合金两种。 2. 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，其形状对发动机的工作影响很大。 2.1.3气缸垫 气缸垫装在气缸体与气缸盖之间、保证燃烧室的密封，防止燃气、冷却水和润滑油窜漏。 应用较多的是金属一石棉气缸垫。在石棉的中间夹有金属丝或金属屑，外覆铜皮或钢皮。气缸垫上制有气缸口、水孔、螺栓孔等，在孔的周围通常采用钢片、镍片等金属镶边，以防化学和高温腐蚀。这种气缸垫强度较高，弹性大，密封性好，可重复使用。 任务实施 （一）气缸体和气缸盖破裂的检验与修理 1.检验方法 2.修理方法 （二）气缸体和气缸盖变形的检验与修理 1.气缸盖下平面的检验与修理 2.气缸体基准面的检验与修理 （三）气缸体与气缸盖螺孔损坏的修理 （四）气缸磨损的检验与修理 1.发动机的大修标准和气缸的测量 (1)发动机的大修标准 发动机大修的标准是：汽车必须行驶完规定的修理间隔里程；发动机的任何一只气缸的磨损量达到0.37毫米(特殊情况允许低于标准0.03毫米)；发动机气缸体破裂，不能用小修恢复其技术状况等。 (2)测量气缸的方法 2.气缸的镗削 (1)选择修理尺寸 (2)确定镗削量和镗削次数 (3)气缸镗削后的质量要求 3.气缸的研磨 气缸镗削后，它的表面存在有细微的刀痕，必须将这些刀痕磨掉，才能提高气缸表面的光洁度，使气缸获得正确的几何形状，并与活塞有正常良好的配合。 4.气缸换套修理 气缸超过最后一级修理尺寸、缸臂上有深的沟槽和裂纹时，应更换新的气缸套。 (1)拆卸旧缸套 (2)换配新气缸套 (3)气缸套的安装 任务2.2 活塞连杆组检修 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成，如图2-24。 图2-24 活塞连杆组 2.2.1活塞 活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，是做功行程中的主动件。 拓展知识 活塞在高速往复运动时，要求活塞与气缸壁之间有恒定的最佳间隙，以减小摩族和磨损。如果间隙过小，由于铝合金膨胀系数大，内燃机热车时活塞会在气缸中卡住。反之，间隙过大，内燃机冷车时活塞会敲缸。为了解决这个矛盾，铝合金活塞上采取了各种结构措施。 活塞是由活塞顶部、活塞头部、活塞裙部三部分组成的。 活塞顶部承受气体压力，它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。其形状大致可分为平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。 拓展知识 对于有些高级轿车上的汽油机，为了减小发动机噪声，其活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm（图2-32）。这种结构可使活塞在从压缩行程到作功行程中较为柔和地从压向气缸的一面过渡到压向气缸的另一面，以减小敲缸的声音。在安装时，这种活塞销偏置的方向不能装反，否则换向敲击力会增大，使裙部受损。 2.2.2活塞环 气缸与活塞之间留有间隙，若不加以密封，气缸中的气体会向曲轴箱漏气，造成压缩压力降低，内燃机性能变坏。另外，气缸与活塞之间多余的机油，若不刮掉，就会窜入燃烧室燃烧，使耗油增加，产生燃烧室严重积碳、排气冒蓝烟等不良现象。为了解决这个问题，活塞头部装有具有弹性的开口环，成为活塞环。 拓展知识 有的发动机油环在环后加有径向弹性衬簧，例如红旗牌CA-72型汽油机。衬簧的张力，使环对气缸壁的压力增高，尤其环磨损后，也能保持足够的环压，环的使用寿命长。但是，衬簧与环接触的角部容易磨损，使用中弹性容易失效。 2.2.3活塞销 活塞销是圆柱形零件，用以连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。装配时，活塞销的中部穿过连杆小头孔，而两端则支承在活塞销座孔中。 活塞销的内孔有三种形状：a.圆柱形；b.两段截锥与一段圆柱组合；c.两段截锥形。（如图2-38所示） 圆柱形孔结构简单，加工容易，但从受力角度分析，中间部分应力最大，两端较小，所以这种结构质量较大，往复惯性力大；为了减小质量，减小往复惯性力，活塞销做成两段截锥形孔，接近等强度梁，但孔的加工较复杂；组合形孔的结构介于二者之间。 2.2.4连杆 连杆用来连接活塞和曲轴，将活塞所受的力传给曲轴，并把活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动。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，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。 任务2.3 曲轴飞轮组检修 曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。 2.3.1曲轴 轴承受由连杆传来的力，并转变为扭矩，传给被带动的工作机械。主要是传给底盘的传动机构。同时，也驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。为了完成这个任务，曲轴必须具有足够的强度和刚度，主轴颈和曲柄销表面要耐磨。 2.3.2飞轮 飞轮是一个比较重的铸铁圆盘，用螺栓固定在曲轴后端凸缘上。它的作用主要是在作功行程中储存能量，克服辅助行程的阻力，使曲轴旋转均匀。 2.3.3曲轴扭转减振器 曲轴是一种扭转弹性系统，其本身具有一定的自振频率。在发动机工作过程中，经连杆传给连杆轴颈的作用力的大小和方向都是周期性变化的，所以曲轴各个曲拐的旋转速度也是忽快忽慢呈周期性变化。安装在曲轴后端的飞轮转动惯量最大，可以认为是匀速旋转，由此造成曲轴各曲拐的转动比飞轮时快时慢，这种现象称之为曲轴的扭转振动。当振动强烈时甚至会扭断曲轴。扭转减振器的功用就是吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动，避免发生强烈的共振及其引起的严重恶果。一般低速发动机不易达到临界转速。但曲轴刚度小、旋转质量大、缸数多及转速高的发动机，由于自振频率低，强迫振动频率高，容易达到临界转速而发生强烈的共振。因而加装扭转减振器就很有必要。 拓展实训一：曲柄连杆机构拆装 实训目标 1、熟悉曲柄连杆机构组成及主要机件作用、构造与装配关系； 2、熟悉发动机工作顺序与连杆轴颈排列方式，了解曲轴轴向定位与防漏方法； 3、掌握正确拆装顺序与方法。 实训准备 1、EQ6100-1（CA6102）发动机四台； 2、常用、专用工具各四套； 3、拆装工作台四台。 实训步骤 1、气缸体曲轴箱组拆卸 2、活塞连杆组拆卸 3、曲轴飞轮组拆卸 4、清洗各零部件，注意观察其具体结构；按三个组拆卸的顺序将零部件堆放整齐以备安装，安装顺序与拆卸顺序相反。 5、曲轴飞轮组安装 6、活塞连杆组安装 7、气缸体曲轴箱组安装 学科网（北京）股份有限公司 $$