3项目三发动机装配与调试

项目三汽车发动机装配与调试发动机的装配是把合格的零件、组合件、总成按一定的技术要求和工艺顺序组装成发动机。组装质量的好坏，直接影响发动机的修理质量；大修后的发动机需进行磨合，磨合包括冷磨合和热磨合2个阶段。发动机大修后经装配、调整和试验，技术部门根据有关标准进行验收、签发合格证，并提供用户必要的技术资料，给予质量保证。活动一发动机基本结构一、发动机总体结构发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂的机器，其结构形式很多。由于发动机的基本原理相似，故基本构造也大同小异。传统汽油机通常由两大机构、五大系组成，而柴油机常由两大机构、四大系组成。两大机构是指曲柄连杆机构和配气机构，五大系是指燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系（柴油机无此系）和起动系，图3-1所示为发动机的总体结构。图3-1发动机总体结构二、曲柄连杆机构组成曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。1．机体组主要包括气缸体、气缸盖、气缸垫、油底壳等不动件。如图3-2(a)所示。2．活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销及连杆等运动件。如图3-2(b）所示。3．曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮等机件。如图3-2(b）所示。(a)机体组（b）活塞连杆组与曲轴飞轮组图3-2奥迪轿车发动机曲柄连杆机构组成在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上，推动活塞做往复直线运动，经活塞销、连杆和曲轴，将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动。发动机产生的动力，大部分经曲轴后端的飞轮输出，还有一部分通过曲轴前端的齿轮和带轮驱动本机其他机构和系统。三、配气机构配气机构包括气门组和气门传动组，其作用是使可燃混合气及时进入气缸，并在燃烧后及时将废气从气缸中排出，配气机构结构如图3-3所示。图3-3凸轮轴中置式配气机构四、燃油供给系统燃油供给系统的作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气（缸内喷射式发动机为空气），并控制进入气缸内的可燃混合气的数量，以调节发动机的输出功率和转速，最后将燃烧后的废气排出气缸。燃油供给系统主要由燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、汽油分配管、喷油器、压力调节器、回油管等组成，如图3-4所示。图3-4燃油供给系统的组成五、冷却系冷却系有水冷和风冷2种，现代汽车一般都采用水冷式。由水泵、散热器、风扇、节温器、水套等组成，如图3-5所示。其作用是利用冷却水冷却高温零件，并通过散热器将热量散发到大气中去，从而保证发动机在最适宜的温度范围内工作。图3-5水冷系统结构六、润滑系润滑系由机油泵、集滤器、滤清器、油道、油底壳、调压阀和安全阀等组成，如图3-6所示。其作用是将润滑油分送至各个摩擦零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面，从而延长发动机的使用寿命。图3-6润滑系的基本组成七、点火系汽油机传统点火系包括电源（蓄电池和发电机）、分电器、点火线圈和火花塞等。其作用是按规定的时刻向气缸内提供电火花，以点燃缸内的可燃混合气。八、起动系由起动机及附属设备组成。其作用是带动飞轮旋转以获得必要的动能和起动转速，使静止的发动机起动并转入自行运转状态。九、发动机基本术语发动机的基本术语如图3-7所示。图3-7发动机基本术语1.上止点上止点是指活塞距曲轴回转中心最远处，即活塞的最高位置。活塞在上止点处，运动速度为零。2.下止点下止点是指活塞距曲轴回转中心最近处，即活塞的最低位置。活塞在下止点处，运动速度为零。3.活塞行程上、下止点间的距离S称活塞行程。4.曲柄半径曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离R（即曲轴的回转半径）称曲柄半径。曲轴每回转一周，活塞移动2个活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的发动机，S＝2R。5.活塞冲程活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程称活塞冲程。6.气缸工作容积气缸工作容积是指活塞上、下止点间的容积，也称气缸排量，以Vh表示。7.发动机工作容积发动机工作容积是指各气缸工作容积的总和，也称发动机排量，以VL表示。VL＝Vhi＝πD２/4×10６S（L）式中D—气缸直径（mm）；S—活塞行程（mm）；i—气缸数。8.燃烧室容积燃烧室容积是指活塞在上止点时，活塞顶上面的空间容积以Vc表示。9.气缸总容积气缸总容积是指活塞在下止点时，活塞顶以上的空间容积以Va表示。Va＝Vh＋Vc10.压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，以ε表示。ε＝Va/Vc＝(Vｈ＋Vc)/Vc＝1＋Vh/Vc压缩比表示活塞由下止点移动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比愈大，压缩终了时气缸内的压力和温度就愈高。目前，一般车用汽油机的压缩比约为7～12，柴油机的压缩比一般为16～22。11.工作循环发动机将热能转变成机械能的过程，是通过进气、压缩、做功和排气4个连续过程组成的封闭过程来实现的。周而复始地进行这4个过程，发动机才能持续做功。在发动机气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转变成机械能的一系列连续过程（进气、压缩、做功、排气）称发动机的一个工作循环。几种常见汽车发动机的主要技术参数见表3-1。活动二发动机装配一、发动机装配的一般原则(一)发动机装配前的准备工作1．发动机装配前必须认真清洗零件和工具，保持装配场所的清洁。2．待装零件、组合件、总成件应备齐全。3．工作台、机件应摆放有序，并按规定配齐衬垫、螺栓、螺母、垫圈、开口销，并准备适量的密封胶及机油、润滑脂等常用润滑材料。(二)发功机装配的一般原则和要求1．发动机装配的一般原则是以气缸体为基础上，分别进行安装。2．装配过程中，应尽多使用专用工具。3．有装配记号的零件，必须按记号装配不得互换。4．配合的零件表面，在装配时必须涂上润滑油。5．紧配合零件装配时，应使用压床或专用的压入工具。如需在零件表面施以压力或锤击时，必须垫以软金属块或使用铜铣头。6．各部位的密封衬垫和油封装配时必须换用新件。7．拧紧螺栓、螺母时，应使用合适的扳手按一定顺序和力矩拧紧，对称的螺栓在拧紧时应交错分2～3次拧紧。对有规定力矩的螺栓、螺母，应用扭力扳手按规定力矩柠紧。8．各锁止装置要安装牢靠。9．保证各密封部位的严密性，无漏油、漏水、漏气现象。10．零件的清洗汽车和总成拆散以后，应进行清洗。零件表面的污垢有油污、积炭、水垢和锈蚀等，对于不同的零件和不同的污垢要采用不同的方法清除。所以，把零件清洗工作分为清除油污、清除积炭、清除水垢和清除锈蚀等。零件清洗后，采用检视法、测量法和探伤法等方法，按照维修技术标准要求，将零件分为可用零件、需修零件和报废零件三类，然后把具有修复价值的需修零件修理好，备好需用新零件，为发动机总装做好准备。二、油污的清除汽车用润滑油主要是矿物油，其油污在酸液中是不可溶的，只能形成乳浊液，且又是不可皂化的，一般采用碱溶液进行清洗。1．钢铁零件的清洗钢铁零件清洗对象主要是矿物油类的油污，属非水溶性的，可采用碱溶液中加入少量乳化剂，经加温后清洗零件。油对金属的附着力很大，当油污接触碱溶液后生成乳浊液，降低了附着能力。当零件加温后，这种乳浊液内分子运动加快，容易在金属表面分解，达到清除油污的目的。溶液的循环流动也加快除油过程，如采用压力喷射可增加运动能量，除油效果更佳。为了防止和减少碱溶液对金属零件的腐蚀，还需用加热的清水喷射，以冲洗金属表面残留的碱溶液。钢铁金零件常用清洗剂配方，如表3-1所示。表3-1钢铁零件常用清洗剂配方配方一配方二苛性钠（Na）0.75ｋｇ苛性钠（NaＯＨ）2Kｇ碳酸钠（Na２CO３）5Kｇ磷酸三钠（Na３PO4）5Kｇ磷酸三钠（Na３PO4）1Kｇ硅酸钠（Na２SiO３）3Kｇ液态肥皂0.15ｋｇ水100Kｇ水100ｋｇ使用碱溶液的清洗设备一般是采用煮水池和喷洗2种。（1）煮水池。煮水池是用耐腐蚀钢板焊接而成。碱液一般用蒸汽或炉火加热。零件清洗时，大型零件可以吊入；小零件可置于网栅栏中，便于清洗后提取。为了清洗零件表面的有害液体，从碱水池中提出的零件必须用清水冲洗一遍，然后吹干。为了保证操作工人的安全，在碱水池的上方应有起重设备、通风装置，还应考虑废水污物处理等问题。（2）清洗机。为了提高清洗效果和减少清洗时间，大、中型企业都采用喷洗方法。如单室旋转式清洗机就是一种常用的清洗机。这种清洗机的喷嘴是固定不动的，而清洗的零件盛放在旋转盘上，随旋转盘一起转动。钢铁零件还可以用有机溶剂清洗，清洗的效果比碱溶液强，它可以除去零件表面的各种油污。常用的有机溶剂有工业汽油、煤油和柴油等。其优点是使用简便，对金属无蚀损，但清洗成本高且易燃，一般用于较精密零件的清洗，如高压油泵喷油器和液压挺柱等2．铝合金零件的清洗现代汽车为了减轻车辆的自重而广泛采用铝合金零件。油污对铝合金的黏附力比钢铁件要小，相对来说铝合金零件较易清洗。目前，碱溶液的主要成分是苛性钠，它对铝合金有强烈的腐蚀作用。汽车零件中，如汽油泵、活塞和铝合金气缸盖等均不得在碱溶液中清洗。这些零件，一般可采用有机溶液，如煤油、柴油、工业汽油或工业清洗剂来清洗。对于修理铝合金零件较多的企业，应专门配制铝合金清洗液。一般可以采用硅酸钠或碳酸钠溶液加少量重铬酸钾来配制。清洗时，同样也应加温到60～70℃，以便获得最佳效果。铝合金零件常用清洗剂配方，如表3-2所示。表3-2铝合金零件常用清洗剂配方配方一配方二碳酸钠（Na２CO３）1kｇ碳酸钠（Na２CO３）0.4kｇ重铬酸钾（Ｋ３Ｃr２Ｏ７）0.05kｇ硅酸钠（Na２ＳiＯ３）0.15kｇ水100kｇ水100kｇ3．其他零件的清洗（1）橡胶类零件的清洗。如制动皮碗、皮圈等，应用酒精或制动液清洗，不得用煤油、汽油、柴油等有机溶剂或碱溶液清洗，以防发胀变形。（2）离合器摩擦片和制动蹄摩擦片，不能用碱溶液煮洗，应用少许汽油擦洗后，再用砂纸擦干净。（3）皮质零件。一般先用肥皂水擦洗，再用清水冲洗，最后用干布擦干。亦可用皮件清洁剂清除污物。三、积炭的清除发动机的气缸盖、活塞顶、活塞环、气门头部和火花塞等零件表面，在发动机工作中，会牢固地粘着一层积炭。积炭减少了燃烧室的容积，并在燃烧过程中形成许多炽热点，易发生早燃现象，破坏发动机的正常工作。此外，积炭可以粘结在活塞顶形成新的磨料，影响润滑作用。积炭是燃料和润滑油在高温和氧的作用下形成的产物。在发动机工作时，燃油和窜入燃烧室中的润滑油，以及未燃烧部分在氧和高温的作用下，形成树脂状胶质粘附在零件表面，又经过高温的作用，进一步缩聚成沥青质、油焦质和炭青质的复杂混合物，即积炭。积炭的清除通常用机械方法和化学方法，或二者并用。（1）机械法清除积炭。根据零件的形状和部位，利用专用的金属丝刷装在手电钻上进行刷洗，或用刮刀直接刮除。（2）化学法清除积炭。利用化学溶剂与积炭发生化学和物理作用，使积炭层结构逐渐松弛变软，软化的积炭容易用擦洗或刷洗方法清除掉。清洗用的化学溶液与除油所用的碱溶液作用原理基本相同。四、水垢的清除大多采用酸洗法或碱洗法清除水垢，因为酸或碱性溶液对水垢均有溶解作用。五、发动机的装配程序和主要技术要求发动机的装配程序和技术要求随发动机结构不同而有所差异，现将其共性的内容叙述如下。1．曲轴与轴承的安装（1）将气缸体倒置在工作台或装配架上，用压缩空气将气缸体和曲轴上的油道反复吹通。（2）把轴承按编号装入轴承座中，轴承应与轴承座和轴承盖密合，定位凸榫完整。轴承两端面应高出轴承座及盖的接合面0.03～0.06mm。在轴承内表面上稍涂润滑油。（3）将曲轴置于气缸体轴承座孔内，轴承盖按原来的位置装在气缸体上。各道轴承盖螺栓分2～3次由中间向两端拧紧，最后一次按规定力矩拧紧，待全部轴承盖螺栓拧紧后，用一只手扳动曲轴，曲轴应以能转动为宜，否则应查明原因并予修复。（4）检查曲轴轴向间隙，看其是否符合规定。如不符合规定，应予以调整。（5）安装飞轮时，应对准定位孔。曲轴凸缘与飞轮的配合应符合规定，应交叉均匀地拧紧紧固螺栓。紧固后检查飞轮工作表面的端面跳动，在最外端测量时，其值应不超过0.20mm。（6）正确安装曲轴油封，对整体式后油封，应装入曲轴后端油封座内；对分开式后油封，应装入后轴承座槽内。曲轴前端一般采用整体油封，应将油封装入发动机前端的正时齿轮