曲柄连杆机构的检修

第一节气缸体与气缸盖的检修 气缸体是发动机的基础部件 气缸盖是发动机的主要部件 它们是燃料燃烧作功的基件 通常气缸体和气缸盖都由灰铸铁或铝合金铸成 结构复杂 工作条件恶劣 使用或修理不当易产生如下损伤 1 气缸体及气缸盖的破裂损伤 2 气缸磨损损伤 3 各结合面的翘曲变形或其他部件的变形 所有这些损伤都会影响发动机的技术性能指标 工作可靠性和耐久性 因此在修理过程中应认真检验 发现问题及时解决 一 气缸体 气缸盖破裂损伤检查与修理1 破裂的原因 气缸体与气缸盖常因工作温度不均匀 导致热应力产生 在结构薄弱环节因刚度不足而产生破裂 在交变和脉动应力作用下导致疲劳裂纹的出现 或在冬季未放冷却液 造成冻裂 发动机过热时 突然添加冷却液 或者因冲击 撞击 过度拧紧或对中不好而导致零件变形等不规范操作 使缸体 缸盖产生裂纹甚至断裂 因此在大修开始前 修补裂缝后 镶装气缸套 气门座圈及气门导管后均应进行裂纹检查的工作 2 检查方法 在维修行业中 气缸体 气缸盖破裂常用到的检测方法有 水压法 磁力探伤法 荧光粉检查法 染色渗透剂检查法和气雾探伤检查法 3 缸体 缸盖上裂纹的修理 缸体 缸盖上的裂纹基本上分为内部的 如燃烧室部位 和外部的 即可从外部看到的 两种 修理缸体 缸盖上裂纹 通常采用有机粘接 气焊 氩弧焊 铸铁销接等方法 二 气缸体 气缸盖变形的检修1 气缸体与气缸盖变形的原因 气缸体和气缸盖的变形 直接影响修理质量 大修时只需对零件清洗 检查 必要时更换损坏的零件 除此以外 有时因下述原因 也会使缸体 缸盖变形 1 在制造时进行的时效处理不足 因此零件内应力较大 在高温条件下工作时 内应力重新分配 达到新的平衡 使零件产生过大的翘曲变形 破坏各部位之间的位置精度 因此换装新的零配件 效果也是很不理想的 2 由于装配 维修过程中 不按工艺规程操作 气缸盖螺栓紧固扭力不均匀 不按规定顺序装卸缸盖螺栓而引起缸盖变形 或装配过程中缸盖螺栓的拧紧力矩过大 使螺孔四周因受螺栓拉力作用而凸起 3 在高温下拆卸缸盖 使缸盖发生拱曲 或缸体 缸盖因裂纹损伤而采用热焊补修理法发生受热变形 4 由于气缸垫不平引起漏水 漏气使平面形成腐蚀 斑点 或修理工作平面采用环氧浇灌引起不平 在这些变形中 往往缸盖变形较大 缸体变形较小 2 缸体和缸盖平面的不平度检查与修理 缸体和缸盖的不平度可用长度大于待检缸体最大长度的刀口尺或光轴和厚薄规检查 使用光轴时其径向全跳动应不大于0 05mm 粗糙度Ra为0 48 m 如图5 1所示 观察平面与刃口线或光轴母线漏光部位 并用厚薄规塞检漏光处 如果 中间凸起 应将两端间隙调成等值后再进行测量 所测得的最大间隙即为该平面的平面度误差 图5 1气缸体平面度的检查 三 气缸磨损的检查与修理发动机大修与否主要取决于气缸磨损程度 气缸磨损超过允许标准时 发动机的其他机件 如曲轴 凸轮轴 气门等摩擦副也都接近修理条件 1 气缸磨损的原因 1 润滑不良造成的机械磨损 发动机在工作中 气缸上部的润滑条件较差 因为润滑油不易溅到气缸壁上部 2 高压造成的机械磨损 发动机工作时 活塞环在自身弹力和气体压力作用下 压紧在气缸壁上 3 腐蚀造成的磨损 通常汽油中含硫量为0 15 由于燃烧 生成二氧化硫 SO2 其中一部分生成三氧化硫 SO3 SO3同燃烧生成物中的水结合成硫酸 H2SO4 蒸气 存在于燃气中 4 磨料造成的磨损 磨料是由机油中渗和的金属杂质和空气中带进的尘土拌合形成的 2 气缸的修理 1 气缸的测量 测量时 必须在每一个缸中三个不同高度上和相互垂直的两个平面上进行测量 见图5 2 此时 应摆动表杆 当表针指到最小刻度时 表示测杆垂直于气缸中心 此时的读数为标准读数 通常可以测得最大的磨损量 圆度和圆柱度 图5 2气缸孔内径检查的位置 2 气缸的修理声尺寸 在确定发动机修理尺寸时 应以磨损最大的气缸为标准 一般发动机前 后两缸磨损较大 测量时可重点测量这两只气缸 以磨损最大的缸径尺寸作为选取修理尺寸的依据 几种车型发动机活塞与气缸的装配间隙 见表5 1 表5 1几种车型活塞和气缸的配合间隙 3 气缸镗磨中应注意的问题 在镗磨气缸时还需注意如下几点 1 镗削速度 要根据气缸壁硬度和气缸直径确定 硬度高 直径大的宜用低转速 2 镗缸时应隔缸进行镗削 以减小热变形的影响 3 镗削时第一刀进刀量应小 约为0 025 0 05mm 因第一刀时气缸表面较硬 同时由于气缸失圆造成进刀不均匀 进刀小 可以减少残留量及刀杆的变形量 中间各刀可加大到0 07 0 08mm 最后一刀为了保证光洁度 进刀量应减小为0 025 0 050mm 4 磨缸是为了降低气缸表面粗糙度 同时使缸壁形成网状螺旋形的 花纹 以便发动机工作时 在其中有适当存油 通常磨缸分粗磨和细磨 磨缸后的圆度偏差应不大于0 005mm 圆柱度偏差不大于0 075mm 表面粗糙度Ra值不大于0 6 m 并形成与水平线成22 32 夹角的交叉纹线 第二节活塞连杆组的检修 一 活塞和活塞环的磨损1 活塞的磨损 活塞在工作中的最大磨损部位是活塞环槽 主要原因是气缸压力的作用 使活塞环对活塞环槽的单位面积之压力很高 同时活塞在高速往复运动中 活塞环对活塞环槽的冲击很大 尤其是第一道环槽 所承受的压力最大 周围的温度最高 且润滑条件差 因此磨损最为严重 以下逐渐减轻 环槽的磨损主要是下平面 上平面磨损较少 这是因为活塞环在工作过程中大部分时间在下平面与活塞槽平面相接触 摩擦 环槽磨损后 引起活塞环侧隙增大 使气缸漏气和窜油 润滑油进入燃烧室 燃烧产生大量积碳 结胶 使活塞环过热 失去弹性或卡死 造成发动机工作冒黑烟 经济性能下降 活塞工作时 由于气体压力和惯性力的作用 活塞销与销座孔之间产生磨损 其最大磨损在上下方向 磨损使配合松旷 严重时 在工作中会出现不正常响声 以往采用绞削活塞销孔 更换加大活塞销来解决 目前大多采用更换活塞解决 2 活塞环的磨损 常见活塞环磨损有磨料磨损和拉毛磨损 在使用不当时 也可能出现环失去弹性或断裂以及活塞烧顶等现象 表5 2标准发动机活塞尺寸 二 活塞和活塞环的选配1 活塞的选配 活塞的选配 关键是保证活塞与气缸壁的间隙应达到标准 活塞的选组应根据测得的气缸直径 选配对应的组别 选配的活塞其寸应按表5 2所列的标准值范围 活塞的组别标于活塞顶部 测量活塞直径时 应在活塞裙部长轴方向 距活塞最下端约15 25mm处测量 如图5 3 此外 同组活塞的质量差不得超过5g 否则在运转中将引起发动机抖动 一般采用车削裙部内部或重新选配 图5 3活塞直径的测量 图5 4活塞环开口间隙的检测 2 活塞环的选配 活塞环与活塞一样 分标准尺寸和加大尺寸的 在选用时环的尺寸级别应与活塞的尺寸级别一致 选用活塞环后 应进行如下检查修正 1 活塞环与缸壁的漏光检查 活塞销的作用是连接活塞与连杆并在两者之间传递压力和推力 2 活塞环开口间隙的测量 如图5 4所示 3 活塞环侧隙的测量 该侧隙可用厚薄规测量 如图5 5 侧隙过大影响活塞环的密封作用 过小会使其卡死在环槽内 图5 5活塞环侧隙的检查 图5 6活塞销与活塞压力法装置 三 活塞销和活塞连杆组的修配1 活塞销与活塞销座的修配 1 活塞销的选配 活塞销的作用是连接活塞与连杆并在两者之间传递压力和推力 2 活塞与活塞销的装配方法 如果环槽过浅 则销环易脱落 造成 拉缸 事故 具体要求如下 热装法是将活塞放在水中加热 当水沸腾后 将活塞迅速取出 并立即把活塞销压入活塞销座孔内 压入法及其夹具如图5 6 2 活塞销和连杆衬套的修配 对于全浮式结构的活塞销 在发动机大修时 在更换活塞与活塞销的同时必须更换连杆衬套 以恢复其正常配合 否则在运转中会产生异响 引起冲击 1 连杆衬套的选配 新衬套的外径与座孔应有0 06 0 15mm的过盈量 以保证衬套在工作时不走外圆 过盈量过大会造成衬套压装困难 甚至压坏衬套 过盈量的测量如图5 7 其差值就是衬套的过盈量 图5 7活塞销与活塞压力法装置 2 衬套的压入 衬套压入可在台虎钳上进行 压入前检查连杆小头内孔是否有损伤和毛刺 如有损伤和毛刺应进行修整 压入时 衬套倒角端应朝向连杆小头内孔倒角端 并放正 3 连杆衬套的修配 将活塞销穿过研磨或滚压的连杆衬套夹在虎钳上 沿活塞销轴线方向扳动连杆 应无间隙感觉 加入机油扳动时无 气泡 产生 把连杆置于水平面成75 角时应能停住 轻拍连杆徐徐下降 如图5 8 图5 8连杆衬套修配质量的检验 3 连杆的弯扭检查和校正 连杆的弯曲变形和扭转变形 将会使发动机在工作中产生活塞的偏缸现象 严重时会导致拉缸 降低发动机输出功率 在检修中应加以重视 常用连杆检验器来检查连杆的弯曲 扭转和弯扭并存的故障 如图5 9 图5 9连杆弯扭的检查和校正 第三节曲轴飞轮组的检修 一 曲轴的检修1 曲轴的弯曲变形与检查 造成曲轴变形的原因是曲轴主轴颈与缸体上主轴承磨损的不均匀 各档磨损的方位不同 使曲轴在工作过程中沿着曲线运转 受到额外的弯曲力 曲轴弯曲的检查 如图5 10所示 图5 10曲轴弯曲的检查 图5 11曲轴弯曲的校正 曲轴的校正 可在压力机上进行 如图5 11 在校正时 应在压力机的压杆与曲轴轴颈之间垫铜片 以免损伤轴颈表面 在校正过程中 要使校正量比原弯曲量稍大 以消除弹性变形的影响 校正量的大小与曲轴材料和弯曲强度有关 铸钢和中碳钢弯曲变形在0 1mm时 校正量为3 4mm 保压一两分钟即可 2 曲轴轴颈磨损的检验和修理 1 曲轴轴颈的检验 如图5 12 用内径千分尺按三段纵横测量其外径尺寸 在轴颈的同一横断面最大直径与最小直径之差 即圆度偏差 超过0 01mm或0 03mm 就应进行修理 图5 12曲轴主轴颈直径的检测 2 曲轴轴颈的修理 曲轴轴颈的修理 采用缩小直径的方法来恢复几何形状和配合间隙 轴颈伤痕磨去后 为提高轴颈光洁 应先将磨料清洗 涂上一层润滑油 再进行抛光处理 如图5 13所示 图5 13曲轴轴颈的修理工 二 曲轴轴承与连杆轴承的修理轴瓦在工作中承受较大冲击载荷和高速的摩擦 工作时产生大量的热量 所以轴承在使用中的损坏 主要是磨损 疲劳 剥落和烧熔 尤其是小瓦的上半瓦和大瓦的下半瓦尤为突出 1 轴瓦厚度的测量 在修理中 由于轴瓦不再加工 曲轴轴颈与轴瓦之间的间隙通常由磨削曲轴轴颈来保证 因此控制轴瓦装入承孔后的尺寸是很重要的一个关键 2 曲轴轴承的选配 在轴承选配前 首先应检查轴瓦的承孔 要求其圆度和圆柱度偏差都不超过0 05mm 选配轴瓦要根据曲轴轴颈光磨后的实际尺寸级别 选用同一级的轴瓦 轴瓦的弧度 新的轴瓦装入座孔内贴合后 两端应高出0 03 0 05mm 以保证轴瓦与座装配后紧密贴合 提高散热效果 3 间隙的检查 间隙测量可以用分厘卡和内径量缸表测量 但这个方法麻烦 通常用塑料条测量规来检查间隙 如图5 14 5 15 图5 14用塑料条检查轴轴向间隙 图5 15用百分表检查曲轴轴向间隙 连杆大头的轴向间隙也同样是较重要的 间隙过大易引起机油压力下降 工作中噪声增大 曲轴连杆轴颈负荷不当 间隙过小 则增加运动的阻力 当曲轴受热伸长时 连杆适从性下降 可能卡死 发动机在分解连杆轴承时 应注意检查连杆大头的轴向间隙 检查方法见图5 16 图5 16连杆轴向间隙的检查 三 飞轮的检修1 飞轮齿圈的修理 齿圈与起动机齿轮在发动机起动时有冲击 产生碰撞 或因啮合不良 容易造成牙齿的磨