发动机机械故障诊断与维修2章new

构造回顾第一节：曲柄连杆机构常见故障的诊断分析第二节：曲柄连杆机构的维修第三节：配气机构常见故障的诊断分析第四节：配气机构的维修第二章发动机机械故障诊断与维修主要内容一、曲柄连杆机构的作用与组成第二章发动机机械故障诊断与维修作用：将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动，对外做功，为整车提供动力。组成：•机体组主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸垫等不动件。•活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆运动件。•曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮等机件。机体组曲轴飞轮组活塞连杆组二、曲柄连杆机构的工作条件气缸内最高温度:2500K以上最高压力:3MPa-5MPa现代发动机最高转速:3000-6000r/min，活塞在气缸内每秒钟要完成约100-200个行程，线速度非常大。可燃混合气与燃烧废气含有酸性成分（有机酸、矿物质酸），腐蚀零件。曲柄连杆机构工作条件：高温，高压，高速，化学腐蚀，热负荷、机械负荷高第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障（一）缸体、缸盖变形1故障现象①发动机排白烟。(水套密封不严)②怠速运转时，打开水箱盖看到水箱冒气泡。③缸压低。2．故障原因①缸体在铸造和机械加工时，有残余应力，由于零件的时效处理不足，造成内应力很大，高温时内应力重新分布。②曲柄连杆机构往复运动产生的力作用在气缸体上，导致气缸拉压、弯曲和扭转作用，使气缸体平面翘曲变形。第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障③在拧紧气缸盖螺栓时，不按规定顺序拧紧，扭力过大或不均匀，或在高温下拆卸气缸盖。进气侧排气侧前后④发动机长期在高转速、大负荷条件下工作，润滑不足、烧瓦抱轴等导致气缸体变形、轴承座孔中心线的变化。3．故障诊断检查对气缸体及缸盖进行检测。参见本章第二节。第二章发动机机械故障诊断与维修缸盖螺栓拧紧顺序示意图第一节：曲柄连杆机构常见故障（二）气缸体与气缸盖的裂纹1．故障现象①发动机排白烟。（缸盖裂纹）②怠速运转时，打开水箱盖看到水箱冒气泡（缸盖裂纹）③缸压低。2．故障原因①气缸体与气缸盖水套壁厚较薄。②水垢集聚过多而散热不良。③缸体结冰冻裂、冷热急剧变化、碰撞受振。第二章发动机机械故障诊断与维修比如：缸盖的排气门座属于应力集中的薄弱部位，水垢的隔热作用使散热条件进一步恶化，热应力过大，在应力集中的作用下就容易产生裂纹。第一节：曲柄连杆机构常见故障④铸造时的残余应力影响。⑤发动机在高速运转时的惯性、热应力、气缸体受交变应力作用等原因，使水套壁产生裂纹。⑥气门座\气缸套镶配次数过多,压配工艺不当或过盈量过大(压完后,水压试验检查)3．故障诊断检查对气缸体及缸盖进行检测。参见第二节。第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障（三）气缸垫烧蚀1．故障现象①发动机运转不平稳，排气管有“突、突”的响声。②发动机工作性能变坏，动力下降，转速不能提高。③相邻两缸窜气，气缸压力低，有时进气管回火，排气管放炮。④气缸垫水道处窜气，致使发动机散热器内有气泡。⑤冷却液漏入气缸内，排白烟，发动机难以启动。⑥冷却液漏人曲轴箱，使润滑油油面升高，且变质。⑦发动机温度高，有时在发动机外部气缸垫边缘有漏水之处。第二章发动机机械故障诊断与维修压缩压缩12341234发动机点火顺序：1-3-4-2第一节：曲柄连杆机构常见故障2．故障原因①气缸盖螺栓拧紧力不均匀，或拧紧力不够。②气缸体和气缸盖接合面变形。③发动机经常在大负荷、点火过早、发动机过热、爆震等情况下运行。（为什么点火过早会使缸垫容易烧蚀？）④气缸垫本身质量问题。3．故障诊断及时拆检更换气缸垫，必要时研磨气缸盖平面。第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障（四）气缸磨损1．故障现象①冷启动时有明显的嗒嗒的敲击声，温度升高，响声减弱或消失。（为什么？）②缸压低。③有时排气管排蓝烟，加机油口处冒蓝烟。④发动机动力性下降。⑤油耗增加。第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障2．气缸的磨损规律及其原因(1)磨损规律从气缸的纵断面看（沿气缸轴线方向）：上大下小的不规则“锥形”或“锥体”。磨损最大部位：在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸壁活塞环接触不到的上口无磨损，形成“缸阶”在特殊情况下，气缸的磨损最大部位在中部（腰鼓形）。在同一台发动机上，不同气缸磨损情况不尽相同，一般水冷发动机的第一缸前壁和最后一缸的后壁处磨损较为严重。第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障从气缸横断面来看：磨损不均匀，磨损成不规则的椭圆形各气缸沿圆周方向的最大磨损部位：一般是进气门对面附近缸壁磨损最大。(2)气缸磨损的原因上大下小的原因：①机械磨损：活塞位于上止点时，高温燃气爆发压力最大，致使活塞环对气缸壁的正压力加大，摩擦力也加大，润滑油膜被破坏，第一道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障②腐蚀磨损：混合气燃烧生成的有机酸和酸性氧化物（溶于水生成矿物酸）。对气缸表面产生腐蚀作用，造成腐蚀磨损。气缸体上部不能完全被润滑油膜覆盖，腐蚀作用更加严重。③磨料磨损：空气中的尘埃、润滑油中的机械杂质、发动机中的磨屑等进入气缸壁间造成磨料磨损。空气中的尘埃被吸人气缸上部，其棱角锋利，因而气缸上部磨损也最大第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障腰鼓形的原因：在风沙严重地区，大量灰尘进入气缸后，由于活塞在气缸中部运动速度最大，磨料磨损最严重。水冷发动机第一缸前壁最后一缸的后壁进气门对面附近缸壁3．故障诊断①检测故障缸压力。②检测气缸直径及圆柱度。磨损最大的原因：低温时在气缸体表面容易生成水珠，有利于酸性氧化物溶于水生成矿物酸，腐蚀磨损加剧。第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障（五）发动机拉缸（定义，形成机理）1．故障现象①发动机运转有明显响声，温度升高，响声明显加重。②发动机动力下降。③发动机明显抖动。④怠速运转时易熄火、停机。⑤排气管排蓝烟，加机油口处冒蓝烟。⑥手摇曲轴阻力大。第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障2．故障原因①活塞与气缸配合问隙小。②活塞加工几何形状变形。（活塞的锥度，椭圆度）③缸孔过脏。④活塞环与缸壁发卡、活塞环端隙过小。⑤机油变质、压力过低。⑥发动机过热。（活塞膨胀量超过最大值）⑦走合期驾驶员不正确使用。3．故障诊断①单缸断火蓝烟消失。②拆检故障缸。第二章发动机机械故障诊断与维修第一节：曲柄连杆机构常见故障（六）活塞环故障1．故障现象①发动机动力下降。②气缸压力不足。③从加机油口处冒大量蓝烟。④烧机油，机油严重变质。⑤有漏气响。第二章发动机机械故障诊断与维修2．故障原因①活塞环弹性不足。②活塞环与活塞边隙大（侧隙）③活塞环折断。④活塞环对口（端隙不足）3．故障诊断①单缸断火后，响声减弱为故障缸。②手摇曲轴阻力小。③测缸压，压力低。采用注机油法再测缸压，缸压瞬间升高。④延迟点火时刻，响声减弱。（为什么?）第一节：曲柄连杆机构常见故障第二章发动机机械故障诊断与维修（七）活塞的故障活塞的故障主要有：①活塞环槽的磨损（第一道环的下平面严重，侧隙增大，危害？）②活塞裙部磨损（通常为承受侧向力的一侧有磨损和擦伤）③活塞销与销座孔的磨损（活塞销座孔磨成椭圆形，长轴方向？）④活塞的刮伤（或称拉缸）。⑤活塞烧伤（活塞顶或侧面局部或大面积熔化）⑥活塞脱顶（活塞头部与裙部分离）非正常损坏形式第一节：曲柄连杆机构常见故障第二章发动机机械故障诊断与维修（八）曲轴轴颈的磨损1．故障现象①主轴颈、连杆轴颈磨损成椭圆形。②机油压力明显降低。③接合离合器，总有短暂颤抖。2．故障原因①润滑不好，机油牌号不对。②热处理工艺不当。③轴颈磨削之前，校正不好，加工时，磨掉淬硬层。④曲轴飞轮组动平衡不好。⑤长时间承受大负荷。3．故障诊断①长期使用中，机油压力逐渐降低。②出现连杆轴瓦响、曲轴主轴瓦响。第一节：曲柄连杆机构常见故障第二章发动机机械故障诊断与维修（九）曲轴裂纹1．故障原因①轴颈圆角半径小或圆角淬硬不好造成应力集中。②热处理工艺不好。（调质时的加热温度，冷却介质的选择等）③长期在恶劣条件下工作、临界转速下工作，形成共振。2．检查磁力探伤。第一节：曲柄连杆机构常见故障第二章发动机机械故障诊断与维修（十）曲轴弯、扭变形(危害)主要原因有：①发动机工作不平稳，各轴颈受力不均匀。②发动机突然超负荷工作，使曲轴过分受振。③发动机经常发生“突爆”燃烧。（点火时刻，汽油品质）④曲轴轴瓦和连杆轴瓦间隙过大，工作时受到冲击。⑤曲轴轴瓦松紧不一，中心线不在一条直线上。⑥点火时间过早。⑦活塞质量不一致。(运转不均匀)③曲轴端隙过大，运转时前后移动。⑨驾驶时紧急制动；上坡时换挡不及时，利用冲力带动发动机，使曲轴受到较大的扭力。第二节：曲柄连杆机构的维修一、气缸体检验及修理二、活塞连杆组的检修三、曲轴飞轮组件的检修第二章发动机机械故障诊断与维修上平面的检修主轴承座孔的检验气缸体螺纹的检验气缸的检修活塞的检测与选配活塞销的检查与选配活塞环的检测连杆的检验与校正曲轴弯曲的检验与校正曲轴扭曲的检验与校正曲轴裂纹的检验曲轴轴径磨损的检验第二节：曲柄连杆机构的维修一、气缸体检验及修理1气缸体上平面的检修①外观检查：检查有无磨损、损伤及裂纹②平面度误差检查：刀口尺，塞尺。塞尺塞入的最大厚度值即为平面度误差，应符合要求（轿车：≤0.15mm）第二章发动机机械故障诊断与维修气缸体平面度检查示意图第二节：曲柄连杆机构的维修③修理：变形量较大时(0.05mm)：采用铣削或磨削的方法来修整。注意事项：总磨削量不宜过大，约0．24～0．50（为什么？）变形量不大时(0.05mm)：①铲削：用铲刀修刮气缸体平面的凸出部分，修平。②研磨：在气缸体平面上涂些研磨膏，把气缸盖放在气缸体上扣合，研磨修复。第二节：曲柄连杆机构的维修2气缸体主轴承座孔的检验①外观初步检验，检查有无磨损、拉伤及裂纹。②装上主轴承盖，按规定扭矩拧紧螺栓。③圆度及圆柱度检测（内径千分表）测量部位：沿圆周测量两点沿轴线方向测量两处④计算圆度、圆柱度。⑤检验标准(以轿车为例)：铸铁：≤0.01mm；铝合金：≤0.015mm⑥同轴度的检测（用标准芯棒,同轴度测量仪）第二章发动机机械故障诊断与维修第二节：曲柄连杆机构的维修⑥修理:采用恢复承孔尺寸的修复工艺:手工电弧堆焊\镶套\瓦背加大\金属电刷镀(最佳工艺)3气缸体螺纹的检验①外观初步检验，检查有无拉伤、滑行脱牙，螺纹的拉伤不应多于2个牙。②螺纹孔口周围应平整。用手拧入标准螺栓2／3以上深度时，应无明显的松旷感。第二章发动机机械故障诊断与维修第二节：曲柄连杆机构的维修4气缸的检修分级修理尺寸法气缸磨损的程度，国内一般是用圆度和圆柱度两个指标来衡量的。（国外引进车型不同）(1)气缸磨损的检测:第二章发动机机械故障诊断与维修量缸的部位气缸上平面气缸下平面第二节：曲柄连杆机构的维修(2)气缸修理的条件汽油机:圆度误差0．05mm圆柱度误差0．175mm柴油机:圆度误差0．063mm圆柱度误差0．25mm一般气缸只要有一个缸孔需要镗、珩磨，其余各缸应同时镗、磨，选配活塞，以保持发动机各缸工作的一致性。(3)修理尺寸的选择：修理尺寸=气缸最大直径+加工余量（镗、磨余量之和0.10-0.20mm）第二章发动机机械故障诊断与维修镗缸或更换缸套修理与修理级别相对照，确定修理级别，选择同一级别的活塞；根据活塞裙部直径，确定镗削量与设备的精度和工人的技术水平有关第二节：曲柄连杆机构的维修（4）镗缸1)镗削量的计算:镗削量=活塞裙部最大直径－气缸最小直径＋活塞与气缸配合问隙－磨缸余量2)镗缸基准选择气缸镗削中心线确定:同心法,偏心法背吃刀量确定:第一刀与最后一刀切削深度应小些（5）珩磨主要加工刀具是带有砂条的珩磨头珩磨后的气缸表面表面粗糙度≤3.2um第二章发动机机械故障诊断与维修过大：浪费工时增加成本，而且易失圆过小：粗糙度保证不了气缸修理级别、镗削量的确定x1x2镗削量