车辆维修工程汽车发动机

第七章汽车发动机维修•汽车发动机总成在长期使用过程中，因其基础件和主要零部件的磨损、变形和裂损，使其技术状况及性能不断下降，进而发生故障及损坏，不再能满足使用要求和废气排放标准，最终丧失工作能力。•汽车发动机按修理作业范围和深度的不同分为大修和小修。•大修是指发动机主要零件出现破损、断裂、磨损和变形，在彻底分解后，用修理或更换零件的方法，使其达到完好技术状况和使用寿命的恢复性修理。•小修是指用修理或更换个别零部件的方法来消除发动机在运行中临时出现的故障，或针对维护作业中发现的隐患所进行的运行性修理。第一节发动机总成修理工艺一、总成大修的条件:•发动机加速性能恶化。•发动机最大功率或气缸压缩压力低于标准值25％以上。•气缸磨损，圆度误差达到0.050～0.063mm。•不少进口汽车发动机的制造厂家规定按气缸的极限磨损量作为是否要进行镗磨气缸的标准，如TOYOTAK、R和M系列发动机气缸的极限磨损量为0.20mm。•燃油和机油消耗量明显增加。•发动机出现异响。•发动机不能正常运转或根本不能运转。•发动机重大损伤事故。二、发动机大修前的检测:1．气缸密封性的检测气缸密封性与气缸、气缸盖、气缸垫、活塞、活塞环和进、排气门等零件的技术状况有关。在不解体的条件下，检测气缸密封性的常用方法有：1)测量气缸压缩压力。2)测量曲轴箱窜气量。3)测量气缸漏气量或漏气率。4)测量进气管真空度。5)测量曲轴箱机油中金属磨屑的含量等等。检测时，只要进行其中的一项或两项，就能确定气缸密封性的好坏。2．测量气缸压力•测量气缸压力的方法有用气缸压力表测量和用YT-412型发动机分析仪两种方法•(1)用气缸压力表测量用气缸压力表测量气缸压缩压力，方法简便，价格低廉，在汽车维修企业中广为应用；但这种方法的测量误差大。•气缸压力表为专用压力表，由表头、导管、单向阀和接头组成，如图7-1所示。接头有锥形橡胶接头和螺纹接头两种，前者可以压紧在火花塞孔上，后者可以拧紧在火花塞螺纹孔上。(2)用YT一412型发动机分析仪测量•首先拆下被测气缸的火花塞，旋上分析仪配置的压力传感器，用起动机转动发动机曲轴3.5s。这时，由压力传感器取出的压力信号，经放大和模数(A／D)变换后，送入单片机系统处理，并由显示器显示结果3、发动机功率的检测方法:稳态测功法和动态测功法(1)稳态测功法将发动机安装在试验台架上，在节气门开度一定、转速一定、冷却液和油温温度均保持正常值的稳定状态下，利用测功机测出发动机的转速和转矩，计算发动机的有效功率。(2)动态测功法在发动机加速过程中测量发动机功率的方法。由于动态测功法无须对发动机外加负荷，因此又称无负荷测功法。无负荷测功特别适用于对在用车辆发动机的功率检测，测量精度比稳态测功法稍差。9550tqeTnP4．发动机异响的检查•在无检测仪器的情况下，常用人工判断。•判断异响的方法是通过变换发动机工况、采用火花塞断火或喷油器断油、踏下与释放离合器踏板以及比较发动机冷态与热态时声响强弱程度的变化进行，根据发动机上所有运转件产生异响时的音调、频率、音质和强度不同的声响特征，通过听觉直接判断5．进气管真空度的测量•进气管真空度是进气管内的压力与大气压力的差值，真空度的大小随气缸活塞组零件的磨损而变化，并与气门组零件的技术状况、进气管的密封性以及点火系和供油系的调整有关。•检测进气管真空度，可以用来诊断发动机多种故障。进气管真空度用真空表检测(图7-3)，无须拆卸任何机件，而且快速、简便，应用极广。•一般高速发动机进气管真空度低，低速发动机进气管真空度高。此外，进气管真空度还与测量地点的海拔有关，海拔越高，进气管真空度越低。海拔每升高500m，真空度降低3．3～4．0kPa。6．曲轴箱窜气量的检测7．检查气缸表面及活塞顶状况•当发动机有异响或气缸一活塞组件密封状况不良、缸壁拉伤时，可使用工业纤维内窥镜•对气缸表面和活塞顶状况进行窥查，必要时对异常现象可拍片分析，为发动机大修提供依据。•除此以外，条件允许时还可检测气缸漏气量以及废气中的CO和HC的排放量。三、发动机大修工艺过程按一定顺序完成修理作业的过程称为大修工艺过程,制定发动机大修工艺时，应从实际出发，贯彻技术一经济指标合理的原则目前实际采用的发动机大修工艺过程主要有下列两种:(1)传统的发动机总成大修工艺过程传统的发动机大修工艺应包括拆装调试工艺和零件修理工艺两个主要部分。这种大修工艺明显的特点之一就是要进行镗缸和磨曲轴(2)以更换零件为主的发动机总成大修工艺过程2.轿车发动机大修过程中的工序安排方法以上海桑塔纳轿车为例，说明JV型发动机部分总成拆卸及其分解的步骤和方法(1)从轿车上拆下发动机总成(2)分解发动机1)V带及同步带的拆卸；2)发动机外部装置的拆卸；3)气缸盖及配气机构的分解图；4)机体的分解图7-105)活塞连杆组的分解图7-151)V带及同步带的拆卸3)气缸盖及配气机构的分解图4)机体的分解图7-105)活塞连杆组的分解图7-15第二节气缸体气缸盖和曲柄连杆机构的修理1．气缸体和气缸盖裂损的检修现象:发动机使用过程中，冷却液异常减少，机油内混有冷却液，则表明缸体或缸盖可能有裂纹或蚀损穿洞。裂损会导致漏油、漏气和冷却液渗漏，影响发动机正常工作。裂损可用水压或气压试验来检查，试验压力0.3~0.4MPa．2．气缸体和气缸盖变形的检修原因：缸盖螺栓拆装顺序不对，转矩不符合标准，在高温时拆卸气缸盖，或发动机长期过热等原因引起一、气缸体和气缸盖的检修•可用精密直尺和塞尺检查见图3.气缸磨损后尺寸的测量•测量已磨损的气缸直径是确定气缸修理尺寸的依据，通常使用量缸表配合外径千分尺进行测量4.气缸的撞磨•镋磨气缸是指用专用铿缸机对气缸实施镋削加工和使用衍磨机对镋削后的气缸进行珩磨。镋磨气缸不仅可以恢复气缸正确的几何形状，而且能去除气缸表面出现的拉伤和斑痕。5．镶气缸套无修理尺寸的气缸，或气缸虽有加大修理尺寸，但其磨损后的尺寸已接近或超过最后一级修理尺寸时，可用镶气缸套的方法进行修理。红旗CA488-3型发动机允许用镶气缸套的方法修复气缸。二、曲轴-飞轮组的检修•1、曲轴损伤的检查•现象：主要是主轴颈和连杆轴颈的磨损，轴颈表面拉伤、烧蚀，曲轴弯曲或扭曲变形，严重时出现裂纹，甚至断裂•曲轴轴颈的磨损量可用外径千分尺按图7-23所示测量方法和测量部位测量。曲轴轴颈的圆度和圆柱度误差超过0.01-0.0125mm时，应在专用的曲轴磨床上进行磨削加工。2.曲轴的磨削加工曲轴轴颈磨损或轴颈的圆度、圆柱度超过极限值，均须在专用曲轴磨床上按曲轴修理尺寸修磨轴颈。一般主轴颈和连杆轴颈应按同一级的修理尺寸磨削，以便分别选配同一级修理尺寸的轴瓦。磨削前应先确定各轴颈的修理尺寸，购买选配轴承。3．曲轴主轴承和连杆轴承的选配1)按曲轴轴颈选配轴承此类轴承也称“组瓦”，当轴颈尺寸确定后，则轴承尺寸也就确定了，在一组主轴承或连杆轴承中，可任意选取一片上轴瓦和一片下轴瓦配对。2)以轴承承孔尺寸选配轴承•3)根据轴颈尺寸或色标选配轴承•4)根据轴承承孔、轴颈和轴承上的尺寸数码选配•标准轴承有五个尺寸，分别用“1”、“2”、“3”、“4”、“5”表示。而连杆轴承选配时，将印在连杆盖和曲轴上的数码相加，然后选择与上述数码之和相同的轴承数码。标准连杆轴承有六个尺寸，分别以印在连杆盖上的数码“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”表示。(2)轴承与轴颈油膜间隙检查曲轴轴颈与轴承的配合间隙，也称油膜间隙。•切诺基主轴承油膜间隙为0．03-0．06mm，连杆轴承的油膜间隙为0．025-0．076mm。桑塔纳主轴承和连杆轴承油膜间隙均为0．03-0．08mm。当该间隙超过极限值时，应更换轴承，必要时更换曲轴。•油膜间隙的检查方法：用外径千分尺测量轴颈外径，用内径千分尺测量安装好的轴承内径，内径与外径的差值即为油膜间隙。4．飞轮的检修•若飞轮齿圈有龟裂、磨损、拉伤等缺陷，飞轮工作面(与离合器摩擦片接触的表面)有刮伤偏磨以及飞轮螺栓孔附近有裂纹、刮伤和偏磨严重或螺栓孔有裂纹等缺陷，应予以更换拆卸齿圈时，应将齿圈均匀地加热到250-300℃，然后拆下。装配新齿圈时也应加热到同样的温度，按规定方向镶人到常温的飞轮外圆上，然后在大气中冷却。•飞轮组装到曲轴上后，应检查其端面圆跳动量，飞轮端面圆跳动量的极限值为0.1～0.2mm。测量飞轮工作面跳动量时，将百分表的测头触及飞轮光滑的工作面，缓慢转动飞轮一圈，百分表的读数差即为飞轮工作面的跳动量。若超过极限值，应该调整、修理或更换飞轮。三、活塞连杆组的检修•现代轿车发动机活塞结构具有下列特点：1)活塞均用铝硅合金制造，通常还须进行固溶和时效等工艺处理。2)活塞头部只有一道气环槽和一道油环槽，以减小活塞的压缩高度。3)活塞裙部横截面为椭圆形；而在活塞的轴线方向，活塞裙部表面则多为筒形面。4)活塞销座两侧镶嵌钢片，并多有将销座下方的裙部去掉，呈所谓拖鞋式或半拖鞋式裙部。5)活塞销孔轴线偏离活塞轴线，以减轻活塞对气缸壁面的拍击。•活塞环有气环和油环之分，如图7-30所示。气环的作用是密封气缸和导热。油环的作用是刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁面上留下一层薄薄的油膜。活塞环必须与气缸壁严密贴合，才能起到密封、导热和刮油的作用；否则，不但会降低发动机性能，还可能烧坏活塞和活塞环。活塞销的作用是连接活塞与连杆，将活塞承受的燃气作用力传给连杆。1．活塞、活塞环与活塞销的选配•活塞环的损伤多由于润滑不良、高温和燃烧气体的高压及高速运动造成环表面拉伤、磨损，活塞环上、下工作面异常磨损，甚至出现活塞环在其槽内被积炭粘住、卡死而失去弹性，密封不良。此外，由于气体压力和惯性力的作用，活塞销与活塞销座孔之间的相对运动，也使活塞销与其座孔磨损。活塞、活塞环与活塞销是易损件，大修时一般成套换新。活塞、活塞环与活塞销选配要点如下：1)应选择与气缸标准尺寸或修理尺寸级别相同的活塞与活塞环及相应的活塞销。活塞顶上标出的标准尺寸字母“STD”或加大尺寸(O/S)数值+0.25，+0.50，+0.75，+1.00可供识别。2)同一台发动机应选用同一厂牌的一组活塞。3)同组活塞的质量误差不应超过规定值，否则应适当车削裙部内壁或重新选配。例如，切诺基I-4规定不超过4g。4)活塞环端隙(也叫开口间隙)、侧隙(也叫轴向间隙)检查是为了确保活塞环与环槽、气缸的良好配合。•检查活塞环端隙时，先将活塞环放入气缸内，再把活塞倒置装入气缸，把活塞环推到正常行程的下极限位置，抽出活塞，把塞尺插入活塞环开口间检查，如图7-3l所示。检查活塞环侧隙时，将活塞环平插人环槽，然后把塞尺插入两者侧隙中检查，如图7-32所示。在上述检查中，测量值不符合要求时，应查明原因，必要时重新选配。不允许用锉刀锉去环口的方法修正端隙，因锉削环的两端会除去一些环面镀层，导致活塞环早期磨损。轴向间隙超过磨损极限时，应更换活塞。此间隙过小时，可用精细研磨的方法修整。•5)测量活塞直径的部位要正确。活塞直径应在垂直于活塞销座孔中心线方向的裙部测量。各种型号发动机活塞直径的测量部位均不相同•6)活塞与气缸的选配部分发动机如TOYOTA22R四缸发动机和IUZ-FEV8缸发动机，其缸径尺寸公差分为三级，每级相差0．01mm，用数码“1”、“2”、“3”表示，打印在气缸体的上平面；相应的标准尺寸的活塞也分为三级，记号打印在活塞顶上。选配活塞时，应使活塞上的数码与气缸上的数码一致，这样才能保证活塞与缸壁的配合间隙。•2．连杆、连杆衬套和连杆轴承的检修•(1)连杆弯扭的检查和校正连杆弯曲和扭转变形会造成敲缸、偏磨损和轴承偏磨损现象。修理时，应在专用的连杆弯扭测量仪上检查连杆的弯曲和扭转变形量。•检查连杆弯曲的方法如图7-34所示：把连杆轴承盖装好，并将活塞销装入连杆小头，然后把连杆大端固定在定心轴上。连杆固定后，把三点式量规的V形槽贴紧活塞销，用塞尺测量三个指销与平板间的数值，便可获得连杆弯曲的程度和方向。连杆弯曲度误差可用连杆大、小头中心线的平行度误差表示，在100mm长度上不大于0.0