汽车维修与故障诊断第二章

汽车与交通学院阎岩2020/2/17第二章：汽车发动机曲柄－连杆机构、配气机构的检测、维修不同型号的汽车各具特色，维修装配技术规范不同，因此要全面掌握汽车的维修技术，有一定难度。本章将从汽车发动机结构特点入手,讨论其维修技术。发动机曲柄－连杆机构,主要零件包括有:气缸体、曲轴、凸轮轴、活塞;活塞环、连杆等，这些零件经过长期使用后，会产生磨耗、损伤和老化。这将导致零件的配合间隙增大，气缸压缩压力降低和出现异常声响等故障，造成发动机功率下降，燃料与润滑油消耗量增加，排气污染严重，使发动机性能恶化。汽车与交通学院阎岩2020/2/17一.发动机维修拆卸前技术性能检测发动机维修前，首先应了解其技术状况，有何故障症状;例如发动机运转时有无异响、燃、润料消耗异常、曲轴箱漏气以及排放不良等。发动机拆下前应进行气缸压缩压力、HC和CO排放量和烟色、冷却水量、进气真空度的的检查，发动机异常声响判断。（一）气缸压缩压力气缸压缩压力的大小，直接关系到发动机的功率。对于运转异常或功率不足的送修发动机，在对点火系、燃料供给系调整无效的情况下，应测量气缸压缩压力。测量工具见图2-1.根据气缸压缩压力测量的结果，与标准值(见表2－1)进行比较，进而可以判断出气缸、活塞、活塞环的磨损情况、气门密封性好坏以及气缸垫是否烧穿等故障。汽车与交通学院阎岩2020/2/17表2-1几种车型发动机的气缸压缩压力标准车型压缩比气缸压力/kPa测定转速/（r/min）解放CA10917.4930100～150东风EQ1090E7.00﹥833(各缸差﹤147)100～150跃进NJ10417.5980200～250天津大发9.001225200～250桑塔纳8.2～8.5100～1300200～250三菱柴油车17.52600200～250切诺基8.61068～1275(各缸差﹤206)200～250捷达8.5900～1200(各缸差﹤300)200～250汽车与交通学院阎岩2020/2/17图2-1气缸压力表a)汽油机气缸压力表b）柴油机气缸压力表汽车与交通学院阎岩2020/2/17（二）HC和CO排放量和烟色的检查1.汽车排气中的碳氢化合物（CH）和一氧化碳(CO)的浓度升高，会增加对大气的污染。欧州二号标准（约在95年制定）控制排放要求：以主要有害排放物一氧化碳、碳氢及氮氧化合物的排放量为：汽油车不能超过每公里2.2克(柴油车1.0克)和0.5克(柴油车0.7克)。随着气候问题日益引起世界舆论的关注，二号标准不再符合形势的要求。于是，2000年10月，欧盟又出台了欧洲三号标准。按照三号标准，家庭轿车和轻型汽车的一氧化碳排放量将在原有基础上减少30％，碳氧和氮氧化合物则分别减少40％。柴油发动机的自由加速烟度的极限值不大于蹄Rb5.0，全负荷烟度值不大于Rb4·0。在测定汽车HC,CO排放物时，发动机水温不低于80度，变速器置于空挡位置，排气系统不得有泄漏现象，起动发动机以大约2000r/min的速度运转30-60秒钟，然后怠速运转I一3分钟后，将废气分析仪的测试探针放入排气管中至少40cm，迅速测定浓度。柴油机测定烟度值时，发动机怠速运转，然后将油门迅速踏到底，并维持数秒钟后松开油门拉杆，在排气尾管中采样，便可测得自由加速烟度值。汽车与交通学院阎岩2020/2/172.排气烟色检查规察排气管排放物的烟色和火花塞上的积炭情况以及气缸压力可判断气缸和气门导管的磨损情况。通过比较发动机怠速运转初期与转速提高后的烟色变化情况，则能确定是否有机油被烧掉或漏水情况。兰色烟为机油被烧掉，白色烟是由于有水蒸汽或温度太低所致。汽车与交通学院阎岩2020/2/17（三）冷却水量的检查当驾驶员反映冷却水量减少严重时，夜检查发动机油底壳内机油颜色是否变为白色的乳浊液状，再现察发动机转速提高时、散热器加水口是否有气泡逸出。如不明显，也可从火花塞孔中加入少许机油。看有无烟从散热器加水口逸出。上述现象存在，则说明发动机内部渗漏。（四）发动机异常声响判断发动机有异常声响，则表明发动机有严重故障。判断异响的方法是通过变换发动机工况、火花塞断火;踏下与释放离合器踏板以及比较发动机冷态和热态时的声响强弱的程度;并借助听音杆在发动机前、后、左、右不同部位寻找异响的最强音点，与各种典型声响比较，便可确定异响原因。实际的发动机声响十分复杂，一定要正确掌握诊断方法，仔细分析比较。汽车与交通学院阎岩2020/2/17（五）进气真空度检查进气管内的真空度发动机节气门开度的大小而变化，当发动机活塞与气缸磨损、气门粘接或烧坏时，进气管真空度也会发生变化。1．检测原理进气管真空度是指进气歧管内的进气压力与外界大气压力之差值。进气歧管的真空度可以评价发动机的气缸密封性，主要是针对汽油机而言。检测进气管真空度，一般在怠速条件下进行，因为技术状况良好的汽油机怠速时，进气管真空度有一较为稳定的值，同时怠速时进气管真空度较高，对因进气管、气缸密封性不良引起的真空度下降较为敏感。进气管真空度可以反映气缸－活塞组、进气管（包括与燃料供应系的连接处）的密封性。若进气管垫、真空点火提前机构等处密封不良，气缸－活塞组、配气机构因磨损或故障使间隙增大都会影响发动机进气管的真空度。通过对进气管真空度的检测可发现这些部位的故障。汽车与交通学院阎岩2020/2/172．检测方法进气管真空度用真空表检测，真空表由表头和软管构成，软管一头固定在真空表上，另一头可方便地连接在进气管上的检测孔上(真空助力或真空控制装置从进气管取真空的孔，即可作为检测孔)。具体检测步骤如下。（1）发动机预热至正常工作温度。（2）把真空表软管与进气歧管上的检测孔连接。（3）变速器置于空档，发动机怠速稳定运转。（4）在真空表上读取真空度读数。汽车与交通学院阎岩2020/2/173．检测结果分析一般进气管真空度怠速时都有规定的正常值，通过对进气管真空度检测结果的分析，可判断发动机的技术状况和故障。（1）在海平面高度发动机怠速运转时，若真空表指针稳定在57～70kPa之间，表明气缸密封性正常，海拔每升高500m，真空度应相应降低4～5kPa;密封性正常时如图a）所示(白针表示稳定，黑针表示漂移量)。（2）怠速时指针在50.66～67.55kPa间有规律地摆动，表示气门粘滞或点火系统有故障，如图）所示。（3）当气门关闭时指针有规律地迅速跌落10～16kPa，表明气门与导管卡滞。如图c）所示。图2-2真空表测试结果汽车与交通学院阎岩（4）如果气门弹簧折断或弹力不足，发动机在5OOr/min左右运转，则真空表指针在33～74kPa范围内迅速摆动，某一只气门弹簧折断，指针将相应地产生快速波动，如图d）所示。（5）如果气门导管磨损松旷，则真空表读数较正常值低10～13kPa，且缓慢地在47～60kPa范围内摆动，如图e）所示。（6）如果活塞环磨损严重，则发动机转速升至2000r/min时，突然关闭节气门，真空表指针迅速跌落至6～16kPa以下;当节气门关闭时，指针不能回复到83kPa,如图f）所示。当迅速开启节气门时，指针不低于6～16kPa，则活塞环工作良好。（7）如果气缸垫窜气，真空表读数会从正常值突然跌落至33kPa，当泄漏气缸在工作行程时，指针又恢复正常值，如图g）所示。（8）如果混合气过稀，则指针不规则跌落，如果混合气过浓，则指针缓慢摆动，如图h）所示。2020/2/17汽车与交通学院阎岩2020/2/17（9）进气歧管衬垫漏气与排气系统堵塞。进气歧管漏气时，真空表指示值比正常值低10～30kPa;排气系统堵塞时，发动机转速升至2000r/min，突然关闭节气门，真空表指针从83kPa跌落至6kPa以下，并迅速回至正常，如图i）所示。（10）如果点火过迟，则真空表指针稳定地指示在47～57kPa之间，如图j）所示。（11）如果气门开启过迟，则真空表指针稳定地指示在27～50kPa之间，如图k）所示。（12）如果火花塞电极间隙太小，则真空表指针缓慢地摆动在47～54kPa之间，如图l所示。汽车与交通学院阎岩2020/2/17•4．检测标准根据GB/T15746·2-l995《汽车修理质量检查评定标准－根据当地海拔修正检测标准发动机大修》的规定，大修竣工的汽油发动机在怠速时下进气歧管真空度应在57～70kPa范围内。进气歧管真空度(大气压力以海平面为准)波动:六缸汽油机不超过3kPa，四缸汽油机不超过5kPa,•由于进气管真空度随海拔升高而降低，因此检测发动机进气管真空度时，应根据测试所在地海拔高度进行修正。汽车与交通学院阎岩2020/2/17二.曲柄连杆机构的维修曲柄连杆机构是发动机输出动力的主要机构，它由气缸体、气缸盖、曲轴、活塞、连杆和活塞销等零件组成。曲柄连杆的修理在发动机修理中占有重要地位，它包括气缸体、曲轴等基础件的修理和轴瓦，活塞及活塞环等易损件的选配;1.气缸体的检测随着汽车行驶里程的增加，发动机气缸逐渐磨损。气缸磨损后失去原有的几何形状，造成漏气;窜油、起动困难和发动机工作无力。(1)气缸的磨损气缸磨损后沿轴向呈锥形，如图，沿径向呈不规则椭圆形，在气缸上部缸口处，因没有磨损而形成台阶。汽车与交通学院阎岩2020/2/17气缸磨损汽车与交通学院阎岩2020/2/17气缸磨损的影响因素I)活塞环对缸壁的压力发动机在作功行程申，工作气体窜入活塞环槽，增加了活塞环对缸壁的压力，第一道活塞环对缸壁压力最大:窜损严重。随着活塞下行;燃烧压力及温度降低，使缸壁磨损逐渐减小。2)润滑不良气缸上部温度最高，润滑油的粘度随温度升高而下降，气缸上部本来很少的润滑油又被部分地烧掉，因此出现干磨擦，磨损加大。3)腐蚀磨损发动机气缸承受着燃烧产物申含有的碳、硫和氮的氧化物，水蒸汽和有机酸等腐蚀性物质的作用，对缸壁造成化学腐蚀。尤其当水蒸汽碰到低温缸壁，凝结成水形成酸性物质，，造成电化学腐蚀。4)磨料磨损由于空气滤清器滤清效果不良，使空气中的灰尘、砂粒伴随混合气进入气缸，或因机油滤清器滤清效果差，润滑油中的磨料微粒随着润滑油的循环被带到各摩擦表面，造成磨料磨损。因为活塞在气缸中部运动速度最高，磨料磨损也最严重，使缸筒形成腰鼓形(见图b),5)混合气的吹射和冲刷作用汽车与交通学院阎岩2020/2/17进气门对面的缸壁蓝对着进气行程中混合气流的方向，混合气流的吹射和冲刷作用，使这部分缸璧上本来就很薄的润滑油膜被冲掉或稀释，降低了缸壁温度，腐蚀作用增强;若混合气中含有磨料微粒。更加速了这部分缸壁的磨损;造成气缸径向磨损成不规则椭圆形。另外随风门关闭时，过浓的混合气，大量未挥发的汽油不断进入气缸，这些微小油滴对缸璧的冲击作用也会加速缸壁的磨损·汽车与交通学院阎岩2020/2/17活塞在作功行程中对缸壁的侧压力，实际上不是气缸磨损的主要因素，因为该力毕竟太小，不致造成气缸磨损。汽车每行驶6000一10000Km，气缸的磨损量大约0.01mm。若保养不及时，汽车使用不当时，磨损量将上升到0.1mm..2.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;修理时;跟据测量的数值，将气缸加大一级或二级修理尺，同时更换同级修理尺寸的活塞和活塞环，测量气缸尺寸常用量缸表配合外径千分尺进行。其测量方法和测量部位如图所示。在气缸的上、中部和下部三个部位及气缸的纵向和横向两个方向的六个部位测得气缸的磨损尺寸后，经计算可获得气缸的圆柱度，圆度和最大磨损量。测量气缸的方法和部位汽车与交通学院阎岩2020/2/17在气缸轴线方向，测得磨损后的最大直径与几乎没有磨损处的最小直径之差的二分之一为气缸的圆柱度，而沿圆周方向测出的磨损后的最大直径于最小直径之差的二分之一称为气缸的圆度。在汽车修理中常以气缸磨损后的圆柱度和圆度作为发动机是否大修的标志气缸的圆度和圆柱度超过规定标准，则应进行镗磨修理.如表2-1所示。测量气缸的方法和部位汽车与交通学院阎岩2020/2/17表2-1发动机气缸使用极限3.气缸的修理尺寸修理尺寸的计算与选择;（1）计算修理尺寸Dn=DS+n（2）计算可能镗磨的最小直径da=Dmax