《汽车发动机构造与维修(第2版)》课后习题答案.pdf

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曲轴转 角 0 180 冲 程 进 气 压 缩 做 功 活塞 运动 气 门 状 态 进气 排气 门 门 开 启 关闭 气缸内压力 温度 压力 MPa 进气结束 0 08 0 90 0 80 0 95 压缩结束 0 6 1 5 3 5 最大压力 3 5 5 10 温度 K 向下 180 360 360 540 向上 向下 关闭 关闭 关闭 关闭 压缩结束 600 700 800 1 000 最高温度 2 000 2 800 1 做功结束 0 3 0 5 0 2 0 4 排 气 1 800 2 200 做功结束 1 300 1 600 1 200 1 500 540 720 向上 关闭 开启 p a g e 1 排气结束 排气结束 900 1 200 0 11 0 115 800 1 000 0 11 0 115 5 何谓发动机的指示性能指标 有效性能指标 标定性能指标 答 指示性能指标 是指以可燃混合气 工质 对活塞做功为基础建立的指标 常用 指示功和指示热效率表 示 是用以评定发动机工作循环优劣的指标 发动机有效性能指标主要有有效功率 Pe 有效转矩 Me 平均有效压力 p e 有效燃料 消耗率 g e 它是以发动机曲轴输出的净功 率建立的指标 同时它综合反映了发动机的工 作情况 对描述发动机的性能特点 比较 检测发动机性能 有着重要的指导意义 发动机铭牌上标示的有效功率 有效转矩 有 效燃油消耗率等性能指标即为标定指 标 6 什么是发动机的充气系数 提高充气系数 的主要措施有哪些 答 在一个工作循环中 实际充入气缸的空气质量 G 与大气状态 下气缸工作容积 内能够充入的空气质量 G0 之比称为充气系数 用 V 表示 即 v G G0 充 气系数 v 恒小于 1 不同类型的发动机其充气系数有较大的差别 汽油机 v 约为 0 7 0 85 柴油机 v 约为 0 75 0 90 提高充气系数是提高发动机 动力性的先决条件 提高充气系数除了在结构上有合理 的气道结构形状与尺寸 合理的 进排气歧管的配置 适宜的配气相位以及采用多气门结 构外 在使用过程中还应注意 定期清洗空气滤清器 以减小进气系统的阻力 定期检 查调整配气相位 消除因配气机 构零件磨损导致的配气相位变化 从而提高充气系数 7 何谓混合气的浓度 其表示方 法有哪几种 答 燃料在燃烧过程中 空气与燃料之间有一定的浓度要求 混合气的浓度 通常用 空燃比和过量空气系数表示 空燃比是指混合气中所含空气质量 单位为 k g 与燃料质量 单位为 k g 之比 用 R 表示 即 R 空气质量 燃料质量 理论上 1k g 汽油完全燃烧大约需要 14 7k g 空气 即空燃比 R 14 7 这种混合 气 称为理论混合气 若 R14 7 的混合气则称为稀混合气 对 于不同的燃料 其理论空燃比是不同的 过量空气系数是指在燃烧过程中 燃烧过程中 实际供给的空气质量 单位为 k g 与 理论上燃料完全燃烧时所需要的空气质量 单位为 k g 之比 用 表示 即 燃烧过程中实际供给的空气质量 实际空燃比 理论上 完全燃烧时所需要的空气质量 理论空燃比 由上述定义可知 无论使用何种燃料 若 1 的可燃混合气即为理论混合气 又 称为标准混合气 1 时则为稀混合气 在发动机的实际循环过程中 发动机对混合气的浓度要求 是随 发动机的各种负荷 工作状况的变化而变化的 2 8 简述汽油机的燃烧过程 答 汽油机的正常燃烧过程分为诱导期 速燃期 补燃 期等三个明显不同的阶段 诱导期 汽油经喷油器喷入进气管 或直接喷入气缸 在进气冲程中被吸入气 缸 被压缩后温度 压力明显提高 当压缩至上止点前某一时刻 点火系统通过火花塞 产生高压电火花 首先在火花塞电极周围形成火焰中心 因只有 少量的混合气燃烧 对 气缸内的温度压力影响不大 其过程曲线与压缩冲程曲线相差不 大 因此将此过程又称 为着火诱导期或着火延迟期 速燃期 随着火焰的形成及压 缩冲程的继续 气缸内部温度 压力迅速升高 缸 内气体扰流加剧 火焰以 20 30m s 的 速度向四周迅速扩散 直至掠过整个燃烧室 缸 内混合气迅速完全燃烧 混合气燃烧放 出的热量多而且速度快 压力明显上升 很快出 现很陡的尖峰 最高燃烧温度和最大爆 发压力分别为 2 200 2 800K 3 5MPa 补燃期 在工作循环过程中 由于时间很短 混合气中汽油蒸发不良以及与空气 混合不均匀 部分颗粒较大的油滴在火焰前锋掠过 后 处于表层的汽油被燃烧 尚有少 量未被燃烧的部分在膨胀过程中继续燃烧 由于补 燃期间气缸容积已明显扩大 燃烧放 出的热量产生的压力比速燃期低得多 热量不能充 分地转变为机械功 反而使排气温度 上升 通过缸壁时热量被冷却水带走 因此 应尽量 缩短补燃期 9 什么是发动机的爆震燃烧和表面点火 如何预防 答 爆震燃烧是指 火焰还未达到燃烧室的末端前 末端的部分未燃混合气受已燃 混合气的强烈压缩和热 辐射作用 其温度 压力都急剧升高 当火焰前锋到达前 未燃 混合气已达到其自燃温度 即自行着火燃烧 形成新的 多个自发的火焰中心 这些火焰 的扩散速度比电火花点火 后的正常火焰扩散速度快几十倍 使未燃混合气瞬间燃烧完 毕 气体的容积来不及膨胀 局部温度压力迅猛增加 与周围气体形成极大的压力差而 产生超音速冲击波 撞击燃 烧室 气缸壁 活塞顶部 使之振动而发出尖锐的金属敲击 声 强烈的爆震使活塞 连杆 p a g e 2 曲轴 轴瓦等机件过载产生变形甚至损坏 爆震时的局 部高温 会加速燃料的热分解 产生游离碳 一氧化碳 氢 氧等不能燃烧的产物 并 冒出黑烟 膨胀过程补燃期延长 机 体过热 功率下降 油耗增加 由于燃烧室内部局部机件过热或高温积炭点燃混合气 的燃烧现象称为表面点火 在火花塞正常点火前的表面点火称为 早火 火花塞点火 正常后的表面点火称为 后 火 由于表面点火不受点火系控制 使燃烧过程不稳定 工 作粗暴 从而使发动机的 动力性 经济性下降 实际使用过程中 正确地调整点火提前 角可有效地抑制爆震燃烧 调整方法是 松 开分电器紧定螺钉 顺着分电器轴旋转方向 转动分电器壳体 点火时间推迟即点火提前 角减小 反之 点火提前角增大 发动机在怠 速运行时 猛踩加速踏板 相当于低速大 负荷工况 若能听到轻微的爆震燃烧敲击声 并且瞬间消失 说明点火提前角是合适 的 10 简述柴油机的燃烧过程及影响燃烧过 程的主要因素 答 柴油机的燃烧过程分为着火延迟期 速燃期 缓燃期和补燃期 着火延迟期 从开始喷油到柴油着火使气缸压力开始急剧上升而与压缩压力曲线 分开 时为止 喷入气缸的柴油经雾化 吸热 蒸发 扩散 并与空气混合才能自燃着火 着火延 迟的长短取决于燃烧室混合气的温度 速燃期 柴油机的混合气是自燃着火的 而燃 烧室内的混合气几乎同时着火 因 此在速燃期 压力升高速度很大是柴油机粗暴工作的 主要原因 着火延迟期越长 在着 火前燃烧室内积累的柴油越多 工作越粗暴 在速燃期 时最高温度和压力为 1 800 2 3 200K 5 10MPa 缓燃期 喷油和燃烧同时进行 由于活塞开始下行 容积不断增 大 而缸内气体 压力变化不大 补燃期 此时喷油停止 未完全燃烧的柴油在膨胀过 程中继续燃烧 压力急剧下 降 通过气缸壁将热量传给冷却水 因此应尽可能缩短补燃 期 喷油器断油不干脆将使 补燃期延长 影响柴油机燃烧过程的主要因素 喷油提 前角过大 压缩冲程结束时缸内气体压力较低 着火延迟期长 工作粗暴 喷油提前角过 小 则补燃期延长 功率下降 发动机过热 喷油规律应与燃烧过程一致 即燃烧初 中 后期的喷油量 按少 多 少顺序 来变化且迅速降到零 这样发动机工作柔和 动力性 经济性也较高 喷油器的喷射角 和喷射行程与燃烧室形状相配合 使用中不应随意改 变与原机相匹配的喷油器类型 负荷增加 供油量也增加 过量空气系数 相对减 小 单位容积内混合气燃烧 放出的热量增加 着火延迟期缩短 发动机工作柔和 负荷过 大 值过小 导致燃烧 不良 补燃期延长 废气中出现黑烟 排气温度过高 经济性下 降 柴油机怠速运转 压缩冲程结束时温度较低 着火延迟期长 压力升高速率较大 产 生较强的敲击声 工 作粗暴 提高发动机转速加强了进气涡流 同时喷油压力也相 应提高 柴油的雾化及与空 气的混合也得以改善 着火延迟期随转速变快而缩短 用于 计算曲轴转角的喷油提前角 应相应增大 因此在柴油机上都装有离心式喷油提前角自 动调节器 与柴油喷射系统相匹配的燃烧室 压缩冲程能形成与油雾相配合的气流 运动 这 有利于燃料与空气的均匀混合 提高空气的利用率 11 汽油机的外特性 部分 速度特性和负荷特性的含义是什么 答 发动机的性能指标 Me Pe g e 随发动机转速 n 变化的关系称为发动机的速度特 性 用于表示这一特性的曲线 称为速度曲线 节 气门全开时速度曲线称做外特性曲线 节气门处于非全开位置时所得到的速度特性称 为部分速度特性 研究发动机速度特性的 目的是确定发动机的最大功率 Pe m a x 最大 转矩 Me m a x 和最小燃料消耗率 g e m i n 时的转 速 从而确定发动机在不同行驶状态下 处于最有利的转速范围 汽油机的转矩 转速 Me n 曲线为一条凸形曲线 在较低转 速时 随转速的加快逐 渐升高 转矩越来越大 到达某转速时转矩 Me 达到最大 以后 随着转速的继续升高 转矩反而下降 功率 转速 Pe n 曲线 已知 Pe M e n 9550 Me n 曲线为凸形曲线 所以当转速 从较低转速值增加时 Me 也同时增加 Pe 迅速上升 当 Me 达到最大值后 再继续增加 转速 n 功率 Pe 上升速度逐渐缓慢 到达 某转速 n 时 Pe 达到最高点 若再增加转速 由于发动机自身消耗的功率倍增及充气 系数下降 输出功率 Pe 也下降 油耗 转速 g e n 曲线为凹形曲线 发动机只有在 某一转速下 油耗最低 这是因 为发动机在低转速和高转速运转时 热效率都比较低 而在高速时机械损失增加的缘故 2 部分速度特性曲线分析 汽油机的部分速度特性 就 Me n Pe n g e n 曲线 形状而言 部分特性和外持特性相似 即转矩最高点和功 率最高点都向低转速方向偏移 负荷特性则用于研究发动机在转速不变时 经济指标随 负荷变化而变化的关系 Pe GT 曲线为递增曲线 即燃料消耗量 GT 随负荷 节气门 p a g e 3 开度 的增加而增加 节气门开度在 70 80 的范围内 GT 随负荷的增加而增加的幅度 不大 节气门接近全开 时 混合气变浓 GT 快速增加 Pe g e 曲线 有一个最小值 当发动机怠速运转时 机械效率 m 0 功率完 4 全用于克服发动机自身的摩擦损失 油耗率可以认为是无限大 随着负荷的增加 发动 机自身摩擦损失所占比例相对减小 因此 g e 逐渐减小 当节气门开度接近全负荷 时 混合气浓度增大 使燃烧不完全 g e 又出现上升趋势 Pe g e 曲线在一定的功率 P e 范 围内出现低谷 此范围愈宽 表示汽车在宽阔的负荷范围内 均具有良好的经济性 12 用特性曲线表示柴油机的速度特性和负荷特性 答 与汽油机相比 柴油机的转矩 转速 Me n 曲线较平坦 转矩的储备系数较小 对外界阻力的适应性较差 将使换挡次 数增多 为此 在车用柴油机的调速器内装有转 矩校正器 校正弹簧 它能在负荷增大 转速下降时 使供油量自动增加 以提高转 矩 亦即提高柴油机的转矩储备系数 与汽 油机相比 柴油机的功率 转速 Pe n 曲线近似为一条上升的斜直线 为了防止 柴油机 转速失控 飞车 柴油机的喷油泵均装有调速器 当发动机达到标定转速 时 调速器 将起作用 阻止供油量的增加 与汽油机相比柴油机的 g e n 较平坦 即在较宽的转速 范围内有较低的耗油率 同时 柴油机的最低耗油率 g e m i n 比汽油机低 20 30 即 柴油机比汽油机更经济 13 什么是汽车故障 答 汽车在使用过程中 其技术性能逐 渐变坏 失去正常工作能力 出现工作不正 常 甚至不能工作的现象 称为汽车故障 例 如发动机功率下降 排气管冒浓烟 起动 困难 个别气缸不工作 离合器打滑或分离不彻 底 变速器挂档困难 跳档和乱档 制 动器制动不灵或制动跑偏等 14 导致汽车故障的 一般性原因主要有哪些 用线图描述汽车故障的特征现象 答 导致汽车故障的一般性 原因主要有 1 零件的配合关系破坏 主要指零件之间的配合间隙或过盈关系破坏 例 如气缸 壁与活塞配合间隙过大 气门与气门座之间密封不严 会降低压缩压力使发动机 功率下 降 曲轴轴颈与轴瓦间隙过大 会产生异响 2 零件之间相互位置关系破坏 主 要指结构复杂的零件或基础件 如气缸体发生 变形 轴承承孔偏磨 造成零件之间的同 轴度 平行度 垂直度等遭到破坏 而使汽车 不能正常工作 3 零件及各机构间的相互 性能关系破坏 如配气相位 点火或供油时间不正确 供油量不均匀 制动器左右制动力 不相等 都影响汽车的性能 4 零件工作性能出现缺陷 主要指零件几何形状 表面质 量 材料性质等的变化 如气缸体 缸盖破裂 燃烧室积炭 气门弹簧 离合器弹簧弹力下 降 电气设备绝缘被 击穿 油封橡胶材料老化等 都会使汽车形成故障 故障率随时间 而变化的情况可以用故障率曲线所示 1 早期故障期的故障率 由极高值很快地降下来 这个高的故障率主要是由于零件 加工和部件装配等方面不当引起的 2 偶然故障期的故障率降到很低而进入稳定的状 态 其故障率可是视为常量 这个 时期是零件的正常使用期 在这个时期中发生的故障 都是因为偶然原因引起的 3 耗损故障期是机器经历上述两个时期的使用后 由于材料 的疲劳 蠕变和磨损等 5 原因 使零件发生裂纹 尺寸的永久改变 间隙增大 冲击加剧 噪音增大等后果 而 使故障率急剧地增大 15 什么是汽车故障诊断 实际中常用的故障诊断方法有哪些 答 汽车技术诊断是指在不解体 或拆卸个别小件 的条件下 确定汽车的技术状 况 查 明故障部位及原因 实际中常采用以下故障诊断方法 人工直观诊断法是通过对汽车的 观察和感觉 或者采用简单工具来确定汽车的技术 状态和故障 仪器设备诊断法是在 总成不解体条件下 用测试仪表与检验设备来确定汽车的技术 状况和故障 并以室内的 道路条件模拟机械设备来代替路试的一种科学的诊断方法 故障树分析法 利用逻辑推 理 对确定的故障事件在一定条件下用图形表示导致此 故障事件必然发生的次级事件 及与此故障事件的各种逻辑关系 然后再将这些次级事 件逐步按上述方法制图表示 如此层层分析和制图 直至分析到基本故障事件或不能再 分解的边界事件为止 这样的 图形就叫故障树 6 第二章 复习思考题参考答案 1 气缸体有几种形式 各有什么优缺点 答 通常把 气缸体分为平分 无裙 式 龙门 有裙 式和隧道式气缸体三种 1 平分式气缸体 气缸 体分界面与曲轴主轴线在同一平面上 这样便于加工和拆 卸 2 龙门式 如 CA6102 p a g e 4 EQ6100 型发动机 气缸体 气缸体分界面在曲轴主轴线 以下 这种方式下缸体的刚度和 强度较好 但工艺性较差 3 隧道式气缸体 气缸体分界面远低于曲轴轴线 曲轴主 轴承座孔为整体式结构 气缸体的结构刚度更高 用于采用滚动主轴承支承的组合式曲 轴 如 6135Q 型发动机 2 发动机镶装气缸套有何特点 什么是干式 湿式气缸套 采用湿式气缸套是如何防止 漏水 答 镶装气缸套 气缸套采用耐磨的优质材料 气缸 体可用一般材料 降低制造成 本 气缸套可以从气缸体中取出 便于修理和更换 延长气 缸体的使用寿命 干式气缸套装入气缸体后 其外壁不直接与冷却水接触 湿式气缸套 装入气缸体后 其外壁直接与冷却水接触 湿式气缸套的漏水措施 上部止扣精加工并 涂密封胶 穿过缸体部分用阻水圈密封 防漏 3 气缸垫的功用有哪些 应满足哪些要求 目前汽车上常用的用哪几种型式 答 气缸垫 又称气缸床 其功用是填补气缸体与缸 盖结合面上的微观孔隙 保证 结合面处有良好的密封性 进而保证燃烧室的密封 防止 气缸漏气和水套漏水 气缸垫 应很好的弹性和耐热性 汽车上所用气缸垫脚石材料不同 可分为金属 石棉衬垫 金 属 复合材料衬垫 全金属衬垫 4 曲柄连杆机构的组成及 其功用 答曲柄连杆机构的功用是指将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩 从而对 外输出动力 主要由机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组组成 5 铝制活塞有哪些 特点 试述活塞工作时的变形原因及规律 答 铝合金活塞具有质量小 导热性好的优点 其缺点是热膨胀系数较大 在温度 升高时 强度和硬度下降较快 活塞工作时 活塞顶 部承受气体压力 活塞头部承受活塞销的支反力 垂直于销轴 的侧面则受到来自气缸的 侧压力 受力的不均衡使得裙部沿活塞销座轴线方向变形大于 其他方向的变形 活塞 销座附近的金属堆积 受热后膨胀的结果也使裙部沿销座轴线方 向的变形大于其他方 向 在机械变形和热变形的共同作用 使得活塞裙部断面变成长轴 在活塞销方向上的椭 圆 由于活塞沿轴线方向温度分布和质量分布都不均匀 热膨胀变 形使活塞呈上大下小 锥形 为了使活塞在正常工作温度下与气缸壁间保持有比较均匀的间隙 以免在气缸内 卡 死或引起局部磨损 必须预先在冷态下把活塞加工成其裙部断面为长轴垂直于活塞 销方 向的椭圆形 沿活塞轴线方向将活塞做成直径上小下大的近似圆锥形 为减少销座 附近 处的热变形 某些发动机的活塞 销座端部附近的裙部做成凹坑 在其环槽部位铸 入环 槽护圈 活塞销座中镶装 恒范钢片 开 T 或 形槽 横槽起隔热作用 6 活 塞环的功用 答 活塞环包括气环和油环 是具有弹性的开口环 气环是密封活塞与气缸 壁的间 隙 将活塞顶部的大部分热量传导给气缸壁 再由冷却水或空气带走 油环的作 用 一 是密封 二是刮油 布油 油环还起封气的辅助作用 7 气换根据其断面形状 分 为哪几种 并进行比较 7 答 气环 按其断面形状分为有矩形 扭曲环 锥形环 锥形环等 矩形断面的气环 随活塞做往复运动时 会产生 气环的泵油作用 扭曲环装入气缸时因环的弹力不对 称 产生了扭曲力矩 M 环外圆周扭曲成上小下大 的锥形 环的边缘与环槽的上下端 面接触 提高了表面接触应力 防止了活塞环的泵油 增加密封性 安装时 须注意将 其内圆切槽向上 外圆切槽向下 不可装反 锥形环在气缸内可向下刮油 而向上滑动时 由于斜面的油楔作用 可在油膜上浮起 改善环的磨合 减少磨损 梯形环多于高热负 荷柴油机的第一道环 主要作用是活塞因侧压力改变位置时 环 的侧隙发生相应变化 将沉积在环槽中的结焦被挤出 减少环槽积碳 但环的加工复杂 桶形环的外圆面为 凸圆弧形 与气缸之间呈圆弧接触 形成楔形空间 对气缸表面 的适应性 对活塞偏摆的 适应性较好 有利于密封 它的缺点是加工较困难 8 简述气环密封原理 答 活塞环装 入气缸后 因弹力作用外圆表面紧贴在气缸壁内表面 因燃气压力作 用 气环下端面与 环槽下端面相互压紧 多道气环的切口相互错开 构成的 迷宫式 封气装置 足以对气 缸中的高压燃气进行有效的密封 9 扭曲环装入气缸中为什么会产生扭曲效果 有何特 点 装配时应注意什么 答 扭曲环是在矩形的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分 随 同活塞装入气缸时 因环的弹性内力不对称作用产生明显的断面倾斜 活塞环内 外侧 的合力组成了扭曲力 矩 M 它使环外圆周扭曲成上小下大的锥形 使环的边缘与环槽的 上下端面接触 提高 了表面接触应力 即防止了活塞环的泵油作用 又增加了密封性 扭曲环在发动机上应用广泛 在安装时 须注意 应将内圆切槽向上 外圆切槽向 下 不 可装反 10 试述组合式油环特点 答 组合油环由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成 优点是 片环薄 对气缸壁的 比压大 刮油作用强 三个刮油片各自独立的 故对气缸的 p a g e 5 适应性好 质量小 回油通 路大 组合油环广泛应用于高速发动机 缺点是制造成本高 11 浮式活塞销有什么优点 为什要有轴向定位装置 答 全浮式 活塞销 发动机时 活塞销不仅可以在连杆小头衬套内 还可以在销 座孔内缓慢地转动 以使活塞销各部分 的磨损比较均匀 为防止活塞销的轴向窜动而刮伤气缸壁 在活塞销座两端用卡环嵌在 销座凹槽中加 以轴向定位 12 为什么有的活塞中心不与气缸中心线相交 答 活塞销 孔中心线偏离活塞中心线的目的是 可以使活塞在最高燃烧压力到达前 平顺地从压向 气缸的一面过渡到压向另一面 减轻活塞换向时对气缸的敲击 敲缸 降低噪声 13 连杆的功用是什么 它有几种结构型式 有何安装标记 答连杆的功用是 连接活塞 与曲柄 将活塞承受的力传给曲轴 将活塞的往复运动 转变为曲轴的旋转运动 连杆按 其大头按剖分面的方向分为平切口和斜切口两种 形发动机的连杆按其连接 V 方式分 为 并列连杆式 主副连杆式和叉形连杆式 连杆盖与连杆大头采用配对镗销加工 为了 防止装配时配对错误 在连杆盖与连杆 大头的同一侧刻有配对记号 并在连杆杆身上铸 有 朝前 记号 14 连杆大头的定位结构有哪几种 试比较分析 答 汽油机的连杆大头 尺寸都小于气缸直径 多采用平切口 平切口的连杆盖与连 8 杆利用精加工连杆螺栓与精加工螺栓孔定位 柴油机连杆 因受力较大 其大头的 尺寸往往超过气缸直径 一般采用斜切口连杆 斜切口连杆的定位方法有 止口定位 套 筒定位和锯齿定位 15 曲轴为什么要轴向定位 如何定位 答 为适度地限制曲轴窜动 曲轴须设置轴向定位装置 轴向定位装置一般采用滑 动轴承 翻边轴瓦或单制的具有 减磨合金层的推力片 16 曲轴上的平衡重有什么作用 为什么有的曲轴上没有 答 平衡重是用来平衡发动机不平衡的离心力和离心力矩 曲轴是否加平衡重 视 具体 曲 轴本身的平衡特性 情况而定 17 曲轴前后端的防漏措施有哪些 答 为了防止机油沿 曲轴前轴颈外漏 曲轴前端轴颈上装有甩油盘 在齿轮室盖上 装有油封 甩油盘的外斜 面应向后 如果装错 效果将适得其反 为防止机油向后漏出 在曲轴后端通常切出回油 螺纹或其他封油装置 在曲轴穿出 机体处装有油封 18 曲轴扭转减震器有什么作用 答 汽车发动机最常用的曲轴扭转减振器是摩擦式减振器 其作用是使曲轴扭转振 动能量 逐渐消耗于减振器内的摩擦 减小扭转振幅 克服因曲轴扭振而产生的发动机功 率损失 曲轴刚度 强度下降 正时齿轮或齿形带磨损 气缸偏磨等 改善曲轴的扭振 特性 19 气缸内积炭过多对发动机工作有什么影响 如何清除积炭 答 积炭 是发动机因长时间 工作时机油 灰尘 杂物等在燃烧室内 进气阀和喷 油嘴处呈海绵状的称为 胶结 物 积 炭过多 将导致因气门关闭不严 气缸压缩不良 引起起动困难 功率下降 加速不良 油 耗增加 或燃烧室有效容积减小 引起爆震等 防止和处理方法 定期保养 保持油路和 气路的清洁 是防止积碳生成的有效措施 清除柴油机积炭的方法主要有 机械法 喷核 法 化学法 退碳剂法 20 如何检查曲轴轴承的径向间隙和轴向间隙 当间隙逾限时 如何调整 答 径向间隙的检查有通用量具法 专用塑料线规检查法和经验检查 曲轴轴 向间 隙的检查在二级维护时 用百分检查 参考教材图 2 57 间隙逾限时 一般是更 换加 大轴瓦 以恢复其配合间隙 21 试述气缸的磨损特点及原因分析 答 气缸的磨损 特征 在活塞运行区域内 沿气缸上下方向磨损成不规则的锥形 产生圆柱度误差 沿气 缸圆周方向磨损成不规则的椭圆 会产生圆度误差 最大磨损部 位一般在活塞处于上止 点时 第一道气环对应的缸壁处 往下逐渐减轻 气缸上口与活 塞环不接触的部位不磨 损 因此该处出现明显的台阶 导致不均匀 不规则的磨损是由于活塞运行区域内的温 度 压力的不均匀的结果 22 如何检查气缸的磨损 如何确定气缸的修理尺寸 答 检验 气缸时 首先检查气缸的表面是否有裂纹 拉伤和穴蚀等损伤 然后用量 缸表 内径百分 表 测量气缸的磨损情况 根据测量结果判断是否需修 用内径百分表检测气缸磨损 的检查 二个方向 平行于曲轴轴线和垂直于曲轴轴线方向 三个位置 以汽油机为例 活塞处于上止点时 第一道气环所对应的缸壁位置 活塞处于上止点时 活塞裙部下 端所对应的缸壁位置 9 活塞处于下止点时 最后一道气环所对应的缸壁位置 气缸修理尺寸的确定 将 气缸的最大磨损直径 加上加工余量 一般为 0 10 0 20m m 后 与修理尺寸对照 选 择最合适的一级尺寸作为修理尺寸 气缸的修理尺寸确定后 应选配同级修理尺寸的活 塞 再测量每个活塞裙部的尺寸 以活塞裙部最大直径为依据 并保证标准的气缸配合 p a g e 6 间隙和留出磨缸余量后 按下列公 式计算镗削量 镗削量 活塞裙部最大直径 标 准配合间隙 气缸最小直径 磨缸余量 23 什么是定位镗缸 目的及主要原因是什么 答 同心镗缸或定位镗缸法 以活塞行程以外未磨损部位作为镗削中心定位基准 按原中 心镗削 此法适用于偏磨不太严重 其磨损尚未达到极限的气缸 采用这种方法 对 于偏磨严重的气缸 被镗去的金属层较厚 可能出现越级镗削 减少了气缸的可修理 次 数 从而降低了气缸的使用寿命 镗缸工艺要点 清洁和修整气缸体上平面 安装镗缸机 使镗杆初步对正待镗气缸 的中心 选择和安装定心夹具 仔细找正镗杆的中心 调 好后用固定装置将镗缸机固定 磨削镗刀 安装镗刀 调整镗刀尺寸 选择镗削规范 确 定镗削速度和进刀量 调整自 动停刀装置 检查吃刀量 镗削气缸 h n g m 24 气缸为什么要进行网纹磨削 如何实现网纹磨削 气缸珩 磨后有何技术特点 答 网纹磨削的目的是改善气缸承压能力和润滑条件 网纹磨削是由珩磨头的圆周 速度 与往复直线运动速度实现的 气缸珩磨的质量要求 圆度公差 0 005m m 表面粗 糙度 Ra 0 4 0 6 圆柱度公差 0 0075 配缸间隙符合原厂规定 25 活塞 活塞销 活塞环 选配时分别注意什么 答 活塞应成套选配 即同一台发动机须选用同一品牌的活塞 以 保证其材料和性 能一致 在选配的成组活塞中 其直径差一般不超过 0 025m m 质量差 为 4 8g 销座孔的涂 色标记应相同 若活塞的质量差过大 应重新选配 选配活塞环时 应注意 1 以气缸的修理尺寸为依据 同一台发动机应选用与气缸和活塞修理尺寸等 级相 同的活塞环 2 活塞环的弹力 漏光度 端隙 边隙 背隙及平面度应符合要求 发动机大修 一般应更换活塞销 更换新活塞 标准尺寸或修理尺寸 时 应选配 标准尺 寸的活塞销 为小修留有余地 且要求活塞销与活塞销座孔为同一组别 这样不 经修理 可直接装配 若不换活塞 则选用修理尺寸的活塞销 26 汽车维修中如何检查和校正 连杆的弯曲度和扭曲度 答 连杆变形的检验在连杆校验仪上进行 其检验工艺为 1 将需要检验的连杆安装在校验仪上 将三点规跨放在连杆小端心轴上 使量脚 接触检验 平板 用塞尺测量三量脚与平板的间隙 2 计算直线度 扭曲度 左 右量脚间隙的平均 值减去上量脚间隙 即连杆直线 度 弯曲变形程度 左 右量脚间隙差值 即扭曲度 3 双重弯曲的检验 测量出小端面与平板距离 a 将连杆翻转 180 后 再按同 法测得 距离 b 如两次测得的距离不等 表明连杆有双重弯曲 其差值 a b 即双重 弯曲值 连杆变形的校正 当直线度大于 0 03 100 时 应校正弯曲 扭曲度大于 0 06 100 时 应校正扭曲 10 如两种变形同时存在 一般先校正扭曲 后校正弯曲 1 连杆扭曲的校正 用连杆 校正器 对连杆扭曲的反方向施加一定扭矩 参考教 材图 2 77 并持续一定时间 将 其校正 2 连杆弯曲的校正 对连杆弯曲的反方向施加一定弯矩 并持续一定时间 参 考 教材图 2 78 将其校正 冷校后的连杆 应将连杆进行时效处理 连杆变形过大时 可采用热校 双重弯曲过大时校正困难 应更换连杆 27 怎样装配活塞连杆组件 有 何技术要求 答 安装活塞时应注意顶部燃烧室的不对称性和相关记号 安装连杆时应注 意连杆 大端切口方向 杆身朝前记号 大端钢印号码等 安装活塞环时 应采用专用工具 以 免将环折断 由于各道活塞环的结构差异 在安装活塞环时要特别注意各道活塞环 的类 型和规格 顺序及其安装方向 组装后的质量检查 1 活塞与连杆之间应转动灵 活 轴向移动量符合技术要求 2 检查活塞裙部的圆度 如果圆度比装配前大 应查明 原因 并设法消除 3 将活塞连杆组置于连杆校验仪上 检查活塞裙部母线与连杆大端 中心线的垂直 度 也可在活塞连杆组装入气缸后 检查其是否偏缸 4 同一台发动机 各缸活塞连杆组的质量差一般不大于 40g 28 曲轴的常见操作有哪些 原因是什么 答 曲轴常见耗损 曲轴工作时承受燃烧气体的压力和活塞连杆组的往复惯性力 旋转离 心力及力矩 曲轴的扭转振动 交变应力将引起曲轴疲劳 产生裂纹 这些应力 超过一定 数值时 将造成曲轴的弯曲和扭曲变形 甚至断裂 轴颈表面要承受很大的负 荷 而且有 很高的滑动速度 散热条件差 引起磨损 29 怎样确定曲轴轴颈和连杆轴颈的修理尺寸 有哪些技术要求 答 通过对曲轴检验分析 若四项指标 圆度 圆柱度 最大磨损量 与 轴瓦配合 间隙 中任一项超限及表面损伤严重 弯曲变形较大时 必须修磨曲轴 更换轴 瓦 曲轴修理尺寸的确定 将曲轴磨损后的最小直径 减去加工余量 一般为 0 10 0 2 0m m 后 与修理尺寸对照 选择最合适的一级尺寸作为修理尺寸 确定曲轴轴颈修理尺 p a g e 7 寸基本技术要求 1 在保证磨修质量的前提下 尽可能选择最接近的修理尺寸级别 以 延长曲轴的 使用寿命 2 曲轴的各道主轴颈和连杆轴颈 应分别磨修成同一级修理尺 寸 以便选配统一 的轴瓦 30 如何选配曲轴轴颈 答 选配轴瓦前 应先确定曲轴轴颈 的修理尺寸 再选配同一级别的轴瓦 轴瓦分 解面的高度应符合要求 定位凸点完整 瓦 背光滑 弹性合适 31 曲轴连杆机构常见故障有哪些 试述故障现象 原因 判断过程及 排除办法 答 曲柄连杆机构有故障主要表现为异响 发动机在运转过程中产生的响声强 度超 过技术文件规定的声响强度 发动机的常见异响 主要有曲轴主轴承响 连杆轴承 响 活塞销响 活塞敲缸响 气门脚响等 异响原因和分析诊断归纳如下表 发动机常见 异响原因分析和诊断方法 11 异 响 种 类 主 轴 承 响 连 杆 轴 承 响 活 塞 销 响 活 塞 敲 缸 响 气 门 脚 响 听诊部位 主要特征及变化规律 辅助听诊措施 单缸断火 声响无 明显变化 相邻两缸 断火时声响明显减 弱 但 不一定消失 单缸断火 声响明 显减弱或消失 观察 机油压力有无变化 主要原因 主轴承盖螺栓松 动 轴承磨损径向间 隙过大 润滑不良等 原因造成轴 承合金烧 连杆轴承盖螺栓松 动 轴承磨损径向间 隙过大 轴承尺寸不 符或质量不佳 轴承 变形或接触面积过小 等原因造成轴承合金 烧毁或脱落 活塞销与销座或衬 套 配合松旷 活塞销 润滑不良 活塞销两 端销环脱落使销窜动 活塞销裙部与气缸 壁间 间隙过大 活塞 销与连杆衬套装配过 紧 连杆弯曲变形等 原因 气门间隙过大 凸 轮 磨损 顶杆 挺柱 跳动 气门杆与导管 磨损松旷 气缸体 稳定动转时不响 转速突然 下 部 靠 变化时 发出低沉连续的 铛 近 油 底 壳 铛 转速提高 声 声响增大 与 机 体 的 负荷增加 声响增强 转 速突然变化时 有明显连 续的 铛 铛 声 比主轴 承 轻 短 而怠速时较 机油 加 小 中速则较明显 转速越高 注口处 声响越大 负荷增加 声响增 强 怠速时或 略高于怠速时有 较清晰 明显并有节奏的 嗒 嗒 声响 转速变化响声也周 期性变 化 加速时响声明显 温度升高 响声不减或更明显 通常怠速时较明显清晰 并 有节 奏的 吭 吭 声响 转 速升高时变杂碎声甚至消失 点火一次而响两次 一般温度 低 时声响明显 温度升高时 声响明显减弱或消失 怠速时发出有节奏的 嗲 嗲 转速升 高声响也升高 声 单缸断火 声响不变 气缸上 部或机油 加注口处 气缸上 部或机油 加注口处 气门室 附近 单缸断火 声响减 弱或消失 复火 在 瞬间声响特别清晰 将点火时间略提早 一点 声响更加明显 单缸断火 声响减 弱或消失 机油加注 口是否冒烟 排气管 有无 蓝烟 可疑气缸 加少量浓机油声响 减弱或消失 怠速时用手提起 挺柱或插入厚薄规 若声响减弱或消失 即为该气门间隙过 大 12 第三章 复习思考题参考答案 1 简述配气机构的功用及顶置气门式配气机构的基 本组成 答 配气机构是进 排气管道的控制机构 它按照气缸的工作顺序和工作过程的 要 求 准时地开闭进 排气门 向气缸供给可燃混合气汽油机 或新鲜空气柴油机 并及 时排出废气 确保进气充分 排气彻底 当进 排气门关闭时 保证气缸密封 气门顶置 式配气机构的进气门和排气门都倒挂在气缸盖上 具有进气阻力小 燃烧 室结构紧凑 气流搅动大 能达到较高的压缩比等特点 现代的汽车发动机都采用气门 顶置式配气机 构 顶置气门式配气机构主要由气门组和气门传动组两大部分组成 气门组主要包括气 门 及气门 气门导管 气门弹簧 气门弹簧座和气门锁片等零件 其组成与配气机构 的 结构型式基本无关 气门传动组是包括从正时齿轮开始至推动气门动作的所有 凸轮 轴 正时齿轮 凸轮轴 挺柱 推杆 摇臂和摇臂轴等 零件 其基本组成据配气机构的 形式而 有所不同 2 比较双气门和多气门的特点 答 双气门发动机的特点是 结构简单 能适 应各种燃烧室 但其气缸换气受到进 气通道的限制 故都用于低速发动机 采用多气门 结构的发动机 其进气门总的通过断面较大 充气效率较高 排气门的 直径可适当减小 p a g e 8 工作温度降低 提高了工作可靠性 利于改善排放性能 3 柴油机的进排气管为何多分 置于机体的两侧 答 柴油机一般是将进 排气道分置于机体两侧 以免排气加热进气 影 响进气量 4 什么是气门间隙 气门间隙过大或过小对发动机工作性能有何影响 答 气 门间隙是指气门完全关闭时 气门杆与摇杆 或与凸轮或与挺柱 间的距离 气门间隙过 小 发动机在热态下可能会漏气 导致功率下降 甚至将气门烧坏 甚至发 生气门撞击活 塞的事故 气门间隙过大 则传动零件之间以及气门与气门座之间将产生 撞击并发出响 声 一方面加剧了零件的磨损 同时也会使气门开启的持续时间减少 气 缸的充气及排 气情况变坏 5 简要叙述二次法调整气门间隙的基本要领 答 气门间隙的二次调整法 的基本要领 摇转曲轴 对记号找准第 1 缸活塞压缩上止点 根据工作顺序及配气 相位 判断出处于完全关闭的气门 然后调整这些气门的间 隙 以六缸作功顺序为 1 5 3 6 2 4 的发动机为例 简单易记的方法是 双排不进 教材图 3 59 用塞 尺检查进 排气门杆与摇臂之间的间隙 如不符合技术 要求 应予调整 调整时 先松开 锁紧螺母 旋出调节螺钉 然后插入规定厚度 的塞尺 一边拧进螺钉 一边不停地来回抽 动塞尺 至抽动塞尺有阻力又能抽出时 锁 紧螺母 最后 复查一次 摇转曲轴 360 调整剩下的气门间隙 复查一次 6 绘制 EQ6100 型发动机的配气相位 答已知 EQ 6100 型发动机的配气相位值 20 56 40 20 30 绘制配气相位 图 如图所示 13 第三章 6 题图 7 简要叙述配气相位检查与调整的方法和步骤 答 凸轮磨损不均 凸轮轴和曲轴轴向间隙增大 发生弯扭变形 制造和修理的加 工 装配误差等 均会改 变配气相位 发动机热效率和机械效率降低 功率下降 油耗 增加 配气相位的检查 取 下气门罩盖 找出飞轮圆周上的上 下止点刻线 慢慢转动飞轮 使活塞刚好位于压缩上 止点 安装好百分表支架和表头 使百分表 的触头垂直接触在排气门弹簧座上 并使百 分表的触头保持一定的预压缩量 小指针在 1 2 之间 同时将百分表的大指针对 0 在飞轮上装一只角度仪 顺着发动机旋转方向慢慢转动飞轮 观察百分表指针的变 化 当指针离开 0 值时 为排气门开启时间 此时将角度盘指针调到 0 继续转 动飞 轮 当其下止点刻度对准缸体刻线时 角度仪指针所指示的角度值即为排气门在下 止点 前开启的角度 继续转动飞轮 当百分表指针回到 0 位时 为排气门关闭时刻 此时角 度仪指针 的指标的角度值 即为排气门开启延续角 用同样的方法可以检查进气门的 开闭时间及开启延续角 2 配气相位的调修 配气相位不准 可在气门标准间隙内适当 改变气门间隙以弥补配气相位 使发动机 的动力性 经济性得以改善 对于某些发动机 仅仅由于气门间隙过大 而造成配气相位 减少 若将气门间隙调至标准值 一般就能恢 复配气相位 如果因凸轮磨损而造成配气 相位角减小 只能用更换配气机构凸轮轴等有 关零件解决 14 第四章 复习思考题参考答案 1 用方框表示并注明汽油机燃料供给系各部分名称 燃料供给 空气供给及废气排 放的线路 答 第四章 1 题图 2 结合理想化油器的特性曲线 说明现代化油器个供油装置的功 用 答 由理想化油器的供油特性可知 在一定转速条件下 汽车发动机所要求化油器 所 提供的混合气浓度随负荷变化 理想化油器这一特性正好与简单化油器的供油特性相 反 所以现代化油器在简单化油器的基础上 加装了一系列的自动调配混合器浓度的装 置 如起动装置 怠速装置 主供油装置 大负荷加浓装置 加速装置及其他特殊功能 的 辅助装置 以保证车用汽油机在各种工况条件下都能供给适当浓度的混合气以满足发 动机工作的需要 1 起动装置 冬季起动发动机机时 根据气温的高低适当关闭阻风门 此时 阻风 门下方产生很大的真空度 使主喷口和怠速喷口同时喷油 与少量的空气混 合形成极浓 的混合气 有利于发动机冷起动 2 怠速装置 其作用是 保证发动机无负 荷 低速稳定运转和由怠速向中等负荷稳 定过渡 3 主供油装置 其作用是保证发动机 在中小负荷范围内工作时 供给随节气门开度 增大而逐渐变稀的混合气 0 8 1 1 以提高发动机的经济性 4 加浓装置 省油器 分为真空加浓和机械加浓 真 空式加浓装置 其作用是 在发动机中等负荷转速降低 如行驶阻力突然增大 或向全负 荷过渡时 加浓混合气 机械式加浓装置 其作用是 在发动机全负荷运转时将主供 油装置供给的经济混合 气加浓成功率混合气 6 加速装置 加速泵 急速开大节气门 p a g e 9 时 泵筒内的汽油经加速油道 出油阀从 加速喷孔喷出 加浓混合气 3 是说明怠速装 置的构造与工作原理 答 以 CAH101 型化油器为例 怠速装置由第一怠速量孔 第一怠 速空气量孔 第二 怠速量孔 第二怠速空气量孔 怠速喷孔 怠速油道 怠速过渡喷孔 怠 速调整螺钉和 节气门限位螺钉等组成 怠速装置的工作情况描述如下 节气门开 度最小时 在节气门边缘的怠速喷孔处产生很大的真空吸力 此时 浮 子室的汽油经主 量孔 第一怠速量孔后与第一怠速空气量孔进入的空气进行第一次混 合 又经第二怠速 量孔后 与第二怠速空气量孔进入的空气进行第二次混合 然后经怠 速油道从怠速喷孔 喷出 由于怠速过渡喷孔在节气门上方 也向怠速油道渗入空气 这 时节气门开度很小 喷出的汽油 实际上是汽油与空气的混合物 与节气门边缘缝隙进 入的少量空气混合 后 形成很浓的混合气供入气缸 节气门稍开大时 怠速过渡喷孔处的真空吸力也增 大 怠速喷孔 怠速过渡喷孔 同时喷油 以增加供油量 使发动机由怠速圆滑地向中等负 荷过渡 此时由于从节气门 15 边缘进入的空气量增多 混合气的浓度有所变稀 4 是说明住供油装置实在什么 样的负荷范围内作用的 在此符合范围内随气门开度的 逐渐增大 混合气浓度如何变化 工作原理如何 答 主供油装置 除怠速工况外 在发动机全部工作范围内 主供油装置 都供油 在中小负荷范围内工作时 供给随节气门开度增大而逐渐变稀的混合气 0 8 1 1 以提高发动机的经济性 发动机不工作时 主喷管 直立油室和浮子室 的油面是等高的 当发动机开始工作 时 随着节气门开度增大 主喷孔处的真空吸力增 大 浮子室的汽油经主量孔 功率量 孔进入直立油室内 从主喷孔喷出 与进入的空气混 合形成稍浓的混合气 在节气门继 续开大的过程中 油室内的油面逐渐下降 泡沫孔逐 个露出油面 空气从主空气量孔 泡沫管上的泡沫孔渗入油室内 渗入的空气量随油室 油面的下降而增多 在节气门开大 的过程中 由于空气的渗入 油室内的真空吸力比主 喷孔处的真空度增长要缓慢 使主 量孔供油量的增长比吸入空气量的增长缓慢 混合气 由浓变稀 以适应中等负荷对混合 气的要求 5 说明启动装置在什么情况下工作 简要 叙述其构造与工作原理 答 起动装置 在冬季低温条件下起动作用 CAH101 型化油器的 起动装置采用半自 动阻风门结构 包括阻风门 阻风门轴 操纵臂 摇臂和半自动阻风门 弹簧等组成 冬季起动发动机机时 根据气温的高低适当关闭阻风门 此时 阻风门下方 产生