第2章 机动车检测维修实务 汽车维修 案例分析

主要内容返回目录第2章发动机机体组与曲柄连杆机构的检修2.1气缸体与气缸盖的检修2.2气缸磨损的检修2.3活塞连杆组的检修2.4曲轴飞轮组的检修复习思考题2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.1气缸体与气缸盖破裂的检修2.1.2气缸体与气缸盖变形的检修2.1.3气缸体和气缸盖螺纹孔的检修2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.1气缸体与气缸盖破裂的检修1.气缸体与气缸盖破裂常见部位气缸体和气缸盖破裂的部位与发动机的结构有关。气缸体和气缸盖的破裂，多发生在气门座附近和水套薄壁处，以及应力集中部位。2.气缸体与气缸盖破裂的原因（1）热应力的影响：发动机气缸体与气缸盖多用灰铸铁或铝合金铸造，其断面结构复杂和各部位壁厚不均匀，在铸造冷却时，收缩时间和收缩量也不等而产生内应力；气缸体和气缸盖被切削加工时局部发热，冷却后也易产生残余应力；另外，发动机在工作时各部分工作温度不均匀，也同样会引起热应力。2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.1气缸体与气缸盖破裂的检修（2）机械应力影响：发动机工作时受力情况比较复杂。燃气压力、曲柄连杆机构往复运动质量及旋转质量惯性力的合力作用在气缸体上；曲轴向外输出转矩时，气缸体又受到侧压力构成的反转矩扭转作用，产生一个扭转力矩。这些力作用在气缸体上使气缸体产生拉应力、压应力和弯曲应力。当应力大于气缸体或缸盖材料屈服强度时，多会引起气缸体或气缸盖的变形，甚至还有可能导致裂纹。2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.1气缸体与气缸盖破裂的检修（3）使用及维修不当：发动机在高温时严重缺水的情况下突然加入冷水，或在严寒季节起动时加入高温水，均会使气缸套突然收缩或膨胀而激裂；装有冷却水的发动机，在严寒季节，如果没有把冷却水放出，会将气缸体或气缸盖冻裂；由于碰撞或严重受震也能造成裂纹。另外，在镶配气门座圈、气门导管或气缸套时，若配合过盈量过大也能产生裂纹。3.气缸体和气缸盖裂纹的检查检查气缸体和气缸盖有无裂纹可以进行水压试验，如图所示。2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.1气缸体与气缸盖破裂的检修1—气缸盖2—软管2—气缸体4—水压表5—水压机6—贮水槽2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.1气缸体与气缸盖破裂的检修4.气缸体与气缸盖破裂的修理（1）环氧树脂胶粘接法：环氧树脂粘结法具有粘接力强，收缩性小、耐疲劳等优点，同时设备简单操作方便。（2）焊修法：气缸体与气缸盖的裂纹，如果发生在受力较大的或用其他方法不易操作的部位，则可采用焊修法修复。2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.2气缸体与气缸盖变形的检修1.气缸盖平面度的检测气缸盖变形主要表现为翘曲，其变形程度可通过检测气缸盖下表面的平面度获得。检测时方法一般用平板接触法，也可用直尺和厚薄规检测。用直尺和厚薄规检测时，将气缸盖倒置，将直尺分别沿两条对角线和纵轴线放置到气缸盖上面，用厚薄规检查二者间隙，塞入厚薄规的最大厚度值就是变形量。2.气缸体基准面的检测首先检查缸体上下平面的平行度，其检查方法如图所示。将气缸体置于平板上，用高度游标尺以气缸体底平面为基准，检查气缸体不同位置的高度，测量值之最大差值就是气缸体上下平面的平行度误差，其大小应在规定的公差范围内；然后将气缸体翻转，检查气缸体底平面至第一道和第二道主轴承座孔盖结合平面的距离，以确定主轴承座孔与气缸体底平面的平行度，其高度应该符合要求。2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.2气缸体与气缸盖变形的检修a)检测上下平面的高度b)检测下平面至主轴承座孔盖结合面的距离2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.2气缸体与气缸盖变形的检修3.曲轴主轴承座孔、凸轮轴轴承座孔的检测主轴承座孔的检测：首先将主轴承盖装上并按规定转矩拧紧螺拴，检查轴承座孔圆度及圆柱度，用内径千分尺沿圆周测量3～5点，沿轴线方向测量三处。主轴承座孔的圆度及圆柱度对于铸铁缸体不大于0.01mm，对于铝合金缸体不大于0.015mm。然后检验主轴承座孔同轴度。如图所示的是一种常用的主轴承座孔同轴度测量仪器。1、6—定位轴套2—本体3—百分表4—等臂杠杆5—球型触头7—定心轴2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.2气缸体与气缸盖变形的检修（2）凸轮轴轴承座孔的检验：先将凸轮轴座孔清洗干净，然后仔细观察凸轮轴轴承的磨损情况，如果发现有单边磨损的现象，说明凸轮轴轴承座孔的同轴度误差过大，则应检查凸轮轴座孔的同轴度；如果偏磨不严重，可用修正轴瓦的的方法解决，一般情况不用重新镗凸轮轴轴承孔。2.1.3气缸体和气缸盖螺纹孔的检修螺孔螺纹损坏的修理方法如下：1）超过两个牙以上的均可采用镶套法修理。将已损坏的螺纹孔，按一定的尺寸扩大并攻出新螺纹，拧入带有外螺纹的螺套，螺套的内螺纹必须与原螺孔的螺纹规格相同。必要时，可在螺套外径上加止动螺钉，防止螺套松动。2.1气缸体与气缸盖的检修2.1.3气缸体和气缸盖螺纹孔的检修2）将原损坏的螺孔扩大，再配用台阶形的螺柱。如果螺孔周围及螺栓紧固部位附近龟裂现象严重时，应更换缸体或缸盖。3）火花塞螺孔如有损坏，可用镶套法进行修理。铸铁气缸盖，一般用中碳钢制成内套；铝合金气缸盖一般用圆铜做内套。2.2气缸磨损的检修2.2.1气缸的磨损2.2.2气缸磨损的测量与使用极限2.2.3气缸的修理2.2气缸磨损的检修2.2.1气缸的磨损1.气缸磨损的特点发动机在使用过程中，气缸的表面在活塞环运动的区域内形成不均匀的磨损。沿气缸轴线方向磨损形成上大下小的锥形，磨损最大部位在活塞处于上止点位置时第一道活塞环对应的气缸壁处，此处以上部分气缸壁，几乎没有磨损，因此交界处容易形成明显的台阶，称为“缸阶”或“缸肩”，如图所示。气缸壁下部活塞环运动区域外的部分，由于润滑条件较好，没有活塞环的摩擦作用，所以几乎不产生磨损。特殊情况下，气缸磨损形成中部大的“腰鼓”形状。气缸沿圆周方向磨损也不均匀，形成不规则的椭圆形，最大径向磨损区通常接近于进气门对面附近的缸壁，如图a所示。2.2气缸磨损的检修2.2.1气缸的磨损气缸轴向磨损示意图a)进气冲刷、冷却径向磨损b)活塞侧压力及连杆弯、扭曲使缸套径向磨损示意图2.2气缸磨损的检修2.2.1气缸的磨损2.气缸磨损的原因气缸磨损的原因很多，主要是由于腐蚀磨损、机械磨损、磨料磨损和粘着磨损等等原因造成的。（1）腐蚀磨损原因：气缸内可燃混合气燃烧后会生成碳、硫、氮的氧化物，这些氧化物与水生成矿物酸，直接与气缸壁作用，对气缸壁产生腐蚀作用，使其组织结构松散，当活塞在气缸内运动时，在活塞环的作用下金属腐蚀产物被刮下来，从而造成腐蚀磨损。尤其在气缸上部，由于润滑条件最差，所以气缸上部的腐蚀磨损更严重。2.2气缸磨损的检修2.2.1气缸的磨损2.气缸磨损的原因（2）机械磨损原因：气缸壁是靠机油飞溅润滑的，气缸上部供油条件较差，又邻近燃烧室，受到高温的作用，润滑油变稀，甚至有可能被烧掉。同时可燃混合气进入气缸时，混合气中所含的小油滴对气缸上部的冲刷严重，润滑油膜难以形成。另外，发动机工作时，活塞环在自身弹力和气体压力的作用下，压紧在气缸壁上，活塞环对气缸壁上的压力越大，润滑油膜形成越困难。气缸壁上部所受到的活塞环压力最大，所以气缸壁上部的机械磨损最严重。气缸壁的中下部，润滑条件逐渐改善，活塞环对气缸壁的压力也逐渐减小，磨损渐渐减缓，气缸壁磨损形成上大下小的锥形。活塞裙部的侧压力和活塞连杆组件装配不当，也是造成气缸沿径向磨成椭圆的原因。如图b所示。2.2气缸磨损的检修2.2.1气缸的磨损2.气缸磨损的原因（3）磨料磨损原因：发动机工作时相配合的零件磨落下来的金属屑，燃烧产物的固态颗粒和来自外部空气的尘土等杂质都是磨料，它们使活塞与气缸之间发生磨损磨损。由磨料磨损机理得知，相对运动的速度越大，磨损越强烈，活塞运动速度在行程中部最高，所以磨料磨损的结果是气缸中部磨损最大两端磨损较小，形成“腰鼓”形磨损。磨料粒对气缸磨损的影响与磨料粒的大小、数量和硬度有极大的关系。润滑油越脏，含磨料粒越多，引起的磨损越严重。（4）粘着磨损原因：润滑不足及长时间大负荷工作的情况下，使气缸摩擦副有微小凸起金属表面直接接触，形成局部高温，使其熔化、粘着、脱落，逐渐扩展为粘着磨损。这种磨损一旦发生，气缸的工作面会拉出沟槽遭到严重的破坏，甚至报废。2.2气缸磨损的检修2.2.2气缸磨损的测量与使用极限气缸的磨损情况通常是用量缸表来进行测量。量缸表主要是由百分表和联动装置组成，如图所示。具体测量方法如下：1）根据气缸直径大小，选用测量接杆，并将其固定在量缸表的下端。2）将千分尺调到被测气缸的标准尺寸，再将量缸表调整到千分尺的尺寸，并使千分尺上的升缩杆有2mm左右的压缩行程，再调整表盘，使表针对准“0”位。3）用量缸表测量第一道活塞环在上止点时对应的气缸壁。通常要在与曲轴轴线平行和垂直的两个方向上测量气缸的磨损。4）同样的方法测量气缸中部和下部的气缸磨损。气缸下部指离缸口下边缘10～20mm处。如图所示。2.2气缸磨损的检修2.2.2气缸磨损的测量与使用极限1—百分表2—锁紧螺母3—表杆4—接杆座5—活动测杆6—支撑架7—接杆8—固定螺母9—加长杆2.2气缸磨损的检修2.2.2气缸磨损的测量与使用极限2.2气缸磨损的检修2.2.3气缸的修理1.镗削前的准备（1）修理尺寸的选择：测得磨损最大气缸的最大直径后，结合加工余量来确定气缸的修理尺寸大小。气缸的修理尺寸通常是在标准直径尺寸的基础上，每加大0.25mm或0.50mm为一级，逐渐加大至1.00mm或1.50mm。气缸的修理尺寸可按下式进行计算：Dx=Dmax+X式中Dx——修理尺寸（mm）；Dmax——磨损最大气缸的直径（mm）；X——加工余量（mm）。2.2气缸磨损的检修2.2.3气缸的修理1.镗削前的准备（2）确定镗削量和镗削次数：气缸修理尺寸确定以后，应选择一组同一修理尺寸的活塞，测量活塞的最大直径，结合必要的缸壁配合间隙和磨缸余量，计算出镗削量。确定气缸镗削量的方法如下:镗削量=活塞最大直径-气缸最小直径+活塞与气缸配合间隙-磨缸余量2.镗缸镗缸是气缸或干式气缸套过度磨损比较常见的修理方法。湿式气缸套主要以更换活塞-气缸套组方式进行修理。镗缸要在修理完气缸体其他部位后进行。常用的镗缸设备有固定式镗缸机和移动式镗缸机两种，现以固定式T716镗缸机为例介绍镗缸工艺。T716镗缸机如图所示。2.2气缸磨损的检修2.2.3气缸的修理2.镗缸镗缸是气缸或干式气缸套过度磨损比较常见的修理方法。湿式气缸套主要以更换活塞-气缸套组方式进行修理。镗缸要在修理完气缸体其他部位后进行。常用的镗缸设备有固定式镗缸机和移动式镗缸机两种，现以固定式T716镗缸机为例介绍镗缸工艺。T716镗缸机如图所示。固定式镗缸机常以缸体底平面和气缸上口缸肩为定位基准，靠装在镗杆上的定心杆来定中心的，如图所示。在镗缸时应隔缸进行。镗缸后缸口应加工成1×75°倒角，以便安装活塞连杆组。气缸镗削后的质量要求：各缸应镗成同一级修理尺寸，气缸壁粗糙度不超过1.6μm；气缸轴线对气缸曲轴轴承孔轴线的垂直度为0.05mm；缸内允许有深度不大于0.04mm的局部凹陷。2.2气缸磨损的检修2.2.3气缸的修理2.镗缸1—滑架2—辅助电动机3—辅助电动机电钮4—主电动机电钮5—立加6—进刀杆7—变速杆8—主电动机9—变速器齿轮箱10—机座平台11—工作平台12—手动进刀轮13—自动进刀杆14—主轴15—主动离合器手柄2.2气缸磨损的检修2.2.3气缸的修理3.气缸的磨削磨削是对气缸的最后一次加工。气缸经镗削以后，表面存有螺旋形加工刀痕，所以必须进行磨削精加工。气缸磨削是把装有油石的磨缸头（见图）放入气缸中，用专门的珩磨机或一般手电钻驱动，使之在气缸中旋转和等速上下往复运动。利用油石表面磨粒的切削作用，均匀磨去镗缸时给缸壁留下的刀痕，进一步提高气缸壁的尺寸精度和表面质量。磨缸头与主轴用浮动的方法连接，以利用自动调心，消除磨头与气缸中心线的微小误差。1—定心杆2—气缸2.2气缸磨损的检修2.2.3气缸的修理3.气缸的磨削1—连接套2—调整盘3、8—箍簧4—磨头体5—油石6—油石导板7—油石压片2.2气缸磨损的检修2