曲柄连杆机构的检修

学习要点：一、气缸体的检测（一）气缸体裂纹的检修（二）气缸体变形的检修（三）气缸磨损的检修二、活塞连杆组的检修（一）活塞的选配（二）活塞环选配（三）活塞环安装（四）活塞销的选配（五）连杆的检修三、曲轴与轴承的检修（一）曲轴的检修（二）轴承的检修四、曲轴连杆机构常见故障,曲柄连杆机构的检修,一、气缸体的检测,（一）气缸体裂纹的检修1、产生原因：冬季水套冻裂；曲轴箱共振、气缸套等镶装不当，以及缺水开锅后，突然加入冷水。,裂纹、变形、磨损及螺纹滑扣,水压试验和气压试验,气缸体的主要损坏形式有：,2、检验方法：,3、修理方法：,焊修和粘结法,一、气缸体的检测（二）气缸体变形的检修,1、气缸体、气缸盖平面度的检修,2、曲轴主轴承孔的检修,曲轴主轴承的圆度误差大于0.025mm或穴蚀面积大于250mm2时，必须进行修理。,3、主轴承承孔同轴度的检测,4、气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测,（三）气缸磨损的检修,1、气缸磨损的规律与原因“缸肩”：在气缸最上沿不与活塞环接触的部位几乎没有磨损，形成明显台阶，通常称为“缸肩”磨损规律：气缸上部，缸肩下最严重，形成上大下小的锥形较多；从发动机前端看，左右（横向）磨损较前后（纵向）磨损严重，形成椭圆。,气缸的测量,气缸测方法,1、测量前的准备（1）用游标卡尺测量气缸直径，取整（X）（2）把表头装入表标杆中，大指针转一周左右。（3）以X值为基础选择测量杆。（4）调节千分尺值为X,并锁上。（5）以千分尺分基准，调节测量杆，使其长度为X+1-1.5mm。（6）调零：把测量杆压入千分尺中，调节表盘，使大指针为零。（记下小指针位置）2、测量（1）把测量杆放入气缸中，活动头先进入，调整测量头到需测位置，垂直于测量杆摇动表杆，使大指针顺时针转动到最大位置时读数。（2）读数：小指针变小：X+大指针数（逆时针读）小指针变大：X-1+大指针数（逆时针读）,气缸测量记录表（四缸机为例）,当气缸圆度达到，圆柱度达到时，必须修理或更换,0.05-0.063,0.175-0.250,（二）活塞连杆组的检修,活塞连杆组的修理包括：活塞、活塞环、活塞销的选配、连杆的检验与校正，活塞连杆组在组装时的检验校正和装配。,选配：,即不完全互换性，就是以较大的公差加工零件，得到较高配合精度的工艺。,、活塞的选配当气缸的磨损超过规定值，必须对气缸进行修复，或活塞发生异常损坏时，须视情选配活塞。选配活塞时要注意以下几点：（1）根据气缸的修理尺寸选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。活塞裙部的尺寸是镗磨气缸的依据，只有在活塞选配后，才能按选定活塞的裙部尺寸进行镗磨气缸。,一、活塞的选配1、活塞的耗损活塞环槽、活塞裙部、活塞销座孔的磨损、活塞拉毛及划痕（拉缸）、顶部烧蚀、活塞脱顶（头部与裙部分离）。,（2）活塞是成套选配的，同一台发动机必须选用同一厂牌的活塞，以保证其材料和性能的一致性。在成套选配的活塞中，其尺寸差一般为0.010.05mm，质量差为48g，销座孔的涂色标记相同。新型气车的活塞与气缸的配合都采用选配法，在气缸的技术要求确定的情况下，选配相应的活塞。活塞的修理尺寸级别一般分为+0.25、+0.50、+0.75、+1.00mm等四级，选配时，要注意活塞的分组标记和涂色标记。,活塞与气缸间隙的检测,方法一：分别测量气缸与活塞的直径，计算其间隙。方法二：把活塞倒放入气缸内，用塞尺测量裙部大径与气缸的间隙。拖板式活塞间隙为零，测量要求是活塞在气缸内挂得住，用手推得动。,（二）活塞环的选配,活塞环的耗损主要有：磨损、弹性减弱和折断等由于受高温高压燃气的作用、往复运动的冲击和不良的润滑条件，磨损速度较快通常在两次大修间隔之间的某次小修，当气缸的圆柱度达到0.09mm0.11mm时，就需更换一次。,选配原则,与气缸、活塞的修理尺寸一致；具有规定的弹力以保证气缸的密封性；环的漏光度、端隙、侧隙、背隙应符合原厂设计规定。,1、弹力检验,活塞环端隙达到规定值时作用在活塞环上的径向力,一般要求该弹力在11.8-15.7N之间。弹力是建立背压的首要条件、保证密封性的必要条件。活塞环弹力检验仪,2、活塞环的漏光度检验,目的：避免漏光度过大使活塞环与气缸的接触面积减小，造成漏气和窜机油的隐患。方法：漏光度检验仪技术要求：在活塞环端口30左右范围内不应有漏光点；在同一活塞环上的漏光不得多于两处，每处漏光弧长所对应的圆心角不得超过25，同一环上漏光弧长所对应的圆心角之和不得超过45；漏光处的缝隙应不大于0.03mm，当漏光缝隙小于0.015mm时，其弧长所对应的圆心角之和可放宽至120。,3、活塞环“三隙”的检验活塞环在安装时，应留有端隙、侧隙和背隙。（1）端隙，又称为开口间隙，,活塞环装入气缸后，该环两端头的间隙。,一般为0.25-0.50mm。,端隙过大、过小有什么危害：,端隙过大时：漏气严重，过小时：易折断,活塞环端隙的检测,(2)侧隙,又称边隙，是指活塞环装入活塞后，其侧面与活塞环槽之间的间隙。第一环因工作温度高，一般为0.040.10mm。油环的侧隙较小，一般为0.0250.07mm。,(3)背隙,是活塞及活塞环装入气缸后，活塞环内圆柱面与活塞环槽底部间的间隙。背隙的检测：很难测量，一般是把活塞环放入环槽内，活塞环不高于环槽为合格。一般：活塞环的三隙是上环大于下环，柴油机环大于气油机环、气缸直径大的环大于直径小的环、发动机压缩比大的环大于压缩比小的环。,（三）活塞环的安装,安装活塞环：特别注意环的类型和规格、顺序及安装方向。镀铬的环在第一道；刮油环内切口朝上，布油环朝下；有标记的一面朝上。,为提高气缸的密封性，避免高压气体的泄漏，要求活塞环的开口应交错布置：以第一道活塞环的开口位置为始点，其它各环的开口布置成迷宫状走向。各道活塞环的开口一般不要布置在活塞销轴线的22.5方向上，因为活塞销轴向两端的润滑油较多，润滑油容易向上窜入燃烧室。,第一道环应布置在作功行程压力较小的右侧，并且尽可能远离燃烧中心。其它环（包括油环）依次间隔90180。三道环的发动机，间隔120或第二环间隔180，第三环与第二环间隔90；四道环的发动机，第二环与第一环间隔180，第三环与第二环间隔90，第四环与第三环间隔180。安装油环的下刮片也要交错排列，二道刮片的下刮片间隔180，三道的则要依次相隔120。,（四）活塞销的选配1、活塞销的耗损2活塞销的选配发动机大修时，一般应更换活塞销，选配标准尺寸的活塞销，为小修留有余地。选配活塞销的原则：同一台发动机应选用同一厂牌、同一修理尺寸的成组活塞销，活塞销表面应无任何锈蚀和斑点。,3、活塞销座孔的修配近年来，制造工艺不断改进，销与座、销与衬套耐磨程度增加，一般只需更换活塞。不提倡铰或刮削修复，而是分组选配，用涂色标记加以区别。,主要是连杆变形的检验与校正、连杆小端衬套的压装与铰削和连杆大端与下盖结合平面损伤的修理等。,（五）连杆的修理,1、连杆变形原因与形式由于发动机超负荷和爆燃等原因，产生复杂的交变载荷，造成变曲和扭曲,2、连杆变形的检验方法一：在连杆校验仪上进行的检验,在连杆大头和连杆小头内装入标准心轴，置于平板上的V型块上，用百分表测量，通过测定活塞销两端高度差，即可计算出连杆弯曲值和扭曲值。,2、连杆变形的检验方法二：通用量具检验,3、连杆变形的校正校正扭曲时，将连杆下盖按规定装配和拧紧，然后用台钳口垫上软金属垫片夹紧连杆大端侧面，最后使用专用扳钳装卡在连杆杆身上下部位，按图示的安装方法校正连杆的逆时针的扭曲变形。校正顺时针的扭曲时，可将上下扳钳交换即可。,校正弯曲时，将弯曲的连杆置入专用的压器，弯曲的凸起部位朝上，在正丝杠的部位加入垫块，扳丝杠使连杆产生反向变形并停留一定时间，待金属组织稳定后再卸下，检查连杆的回位量，直至连杆校正至合格为止。,在更换活塞销的同时，必须更换连杆衬套，以恢复其正常配合。新衬套的外径应与小端承孔有0.100.20mm的过盈，以防止衬套在工作中发生转动。过盈量也不可过大，否则会在压装时将衬套压裂。选择新衬套时，可用量具分别测量连杆小端承孔内径和衬套外径，其差值便是衬套的加工余量。通常多用经验法进行判断，在衬套压装前先将其与活塞销试配，如能勉强套入活塞销则为合适。如套不进或套入感觉松旷，表示其加工余量过大或过小，均应重新选用衬套。,4、连杆衬套的修复,活塞销与连杆衬套的配合也有凭感觉判断的，即以拇指力能将涂有机油的活塞销推过衬套为符合要求。或将涂有机油的活塞销装入衬套内，连杆与水平面倾斜成45，用手轻击活塞销应能依靠其自重缓缓下滑。此外，活塞销与连杆衬套的接触面积应在75以上。,连杆的杆身与小端的过渡区应无裂纹、表面无碰伤，必要时采用磁力探伤检验连杆的裂纹。如有裂纹，禁止继续使用，应立即更换。另外如果连杆下盖损坏或断裂时，也要同时更换连杆组合件。连杆大端侧面与曲柄之间，一般应有0.10-0.35mm的间隙，如超过0.50mm时，可堆焊连杆大端侧面后修理平整。,5、连杆其它损伤检修,连杆杆身与下盖的结合平面应平整。检验时，使两平面分别与平板平面贴合，其接触面应贴合良好，如有轻微缝隙，不得超过0.026mm.。连杆轴承承孔的圆柱度误差大于0.025mm，应进行修理或更换连杆。连杆螺栓应无裂纹，螺纹部分完整，无滑牙和拉长等现象。选用新的连杆螺栓时，其结构参数及材质应符合规定，禁止用直径相同的普通螺栓代用。连杆螺栓的自锁螺母不许重复使用。,发动机在修理中必须对曲轴进行检验，查明曲轴的损伤和磨损，分析其原因，并进行正确的修理。（一）曲轴的检修曲轴的主要失效形式有：,三、曲轴与轴承的检修,磨损、裂纹和弯曲,磨损、裂纹和弯曲,曲轴的轴颈表面还可能出现：,1、曲轴的裂纹检验裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡圆角处，以及油孔处。前者是横向裂纹，严重时造成曲轴断裂；后者多为轴向裂纹，沿斜置油孔的锐边沿轴向发展。主要是应力集中引起的，曲轴变形和修磨不慎也会使过渡区的应力陡增，加剧曲轴的疲劳断裂。,2、曲轴变形与检修曲轴主轴颈的同轴度误差大于0.05mm，称为曲轴弯曲。若连杆轴颈分配角误差大于030，则称为曲轴扭曲。曲轴产生扭曲变形后，将使连杆轴颈分配角改变，影响发动机的配气定时和点火正时。,曲轴弯曲的检验,曲轴的校正曲轴的弯扭变形超过一定限度时，应进行校正。冷压校正:压弯量为1015倍，保持24min。,3、曲轴的磨损和检修曲轴主轴颈和连杆轴颈的磨损是不均匀的，且磨损部位有一定的规律性：各主轴颈的最大磨损靠近连杆轴颈一侧；而连杆轴颈的最大磨损部位在主轴颈一侧。另外，曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损。,（1）磨损检测：测量其圆度与圆满柱度,3、曲轴的磨损和检修,（2）修理：当圆度误差0.05mm时应磨轴、换轴瓦。有的发动机没有修理尺寸的轴瓦，只能更换曲轴。,（二）曲轴轴承的检修、轴承的耗损磨损、合金疲劳脱落、轴承疲劳收缩、粘着咬死。,、曲轴轴承的选配直接选配、不刮瓦、不加垫。检验其内径、钢背质量、高出量和弹开量。刮瓦的话：刮大留小、刮重留轻。75%。大瓦紧固力矩：200/N.m左右，小瓦：130/N.m左右。,3、曲轴轴承径向间隙的检查与调整1、检查方法(1)专用塑料线规检验法(2)通用量具检验法(3)手感检视法。2、调整方法改变轴承盖的垫片厚度,几种汽车轴承的径向间隙,轴承承推端面与轴颈定位肩之间的间隙。用百分表触针顶在曲轴的平衡铁上，再用撬棒将曲轴前后撬动，观察表针摆动数值。另一方法：用撬棒将曲轴撬向一端，再用厚薄规在止推轴承处承推面与轴颈定位肩之间进行测量。,4、曲轴轴向间隙的检查与调整,曲轴轴向间隙一般为0.050.20mm，使用极限为0.35mm。曲轴轴向间隙的调整是通过更换不同厚度的、装在曲轴前端或后端的止推片进行调整的；有的则是更换装在中间的不同厚度的止推轴承进行调整的。,（一）主轴瓦响,1故障现象(1)当发动机转速突然变化时，有明显而沉重的连续“嘡嘡”声，并伴随气缸体产生抖动；(2)发动机的转速升高，响声增大；(3)发动机负荷变化时，响声明显。,四、曲柄连杆机构常见故障诊断与排除,主轴瓦响,2故障诊断与排除方法,(1)拆下机油加注口盖，耳朵贴近机油加注口倾听，同时反复改变发动机的转速试验：突然加速或减速时，发动机出现明显钝哑沉重的“嘡嘡”响声，当用听诊器或简易听诊杆在气缸体曲轴位置察听时，响声明显。(2)利用单缸断火法试验，响声没有变化，然后将相邻两缸断火试验，如在某两缸断火后，响声明显减弱，说明这两缸之间的主轴瓦发响。,(3)使发动机高速运转，机体会产生较大的振动，机油压力偏低，说明主轴瓦间隙过大或轴承合金层脱落。(4)放尽机油，拆下油底壳后检查：如发现机油中和油底壳壁上有轴承合金屑粒，则说明轴承合金脱落，应更换新的主轴瓦，并检查主轴颈有无损伤。检查主轴承盖螺栓是否松动，如有松动，应按规定力矩拧紧。检测主轴瓦径向和轴向间隙，若间隙过大，应更换新主轴瓦。,（二）连杆轴瓦响,1故障现象(1)发动机运转中，产生一种连续而短促的“当当”声，中速运转时，响声比较明显，当突然加速时，响声随着增大；(2)发动机负荷增加时，响声随着增大；(3)发动机温度变化时，响声不随着变化。,连杆轴瓦响,2故障诊断与排除方法,(1)使发动机怠速运转，可听到短促的“当当”声，随着转速的升高，响声会更突出，拆下机油加注口盖倾听，响声为清脆的“当当”声，说明是连杆轴瓦响。(2)利用单缸断火法试验：若某缸断火时响声减弱或消失，在复火的瞬间响声又立即出现，则可断定该缸连杆轴瓦响。,(3)放尽机油，拆下油底壳检查：发现机油中或油底壳壁上有轴承合金屑粒，说明连杆轴瓦合金层脱落，应更换新的连杆瓦，并检查连杆轴颈有无损伤；检查连杆螺栓有无松动，如有松动，应按规定力矩拧紧；若连杆螺栓不松动，用手上、下推拉连杆盖检查，如感觉旷量较大，说明连杆轴瓦磨损过甚，应更换新的连杆轴瓦。(4)检查机油压力是否过低，若属机油压力过低造成的响声，应调整油压；若属机油粘度过小造成的响声，应更换机油。,（三）活塞敲缸响,1故障现象(1)发动机在怠速或低、中速运转时，在气缸上部发出清晰、明显、有规律的“嗒嗒”声，中速以上一般减弱或消失；(2)发动机温度低时响声明显，正常工作温度下，响声减弱或消失；(3)发动机在高温、高速运转时，发出“嘎嘎”连续不断且有节奏的响声。,活塞敲缸,2故障诊断与排除方法,(1)发动机冷车起动，即发出有节奏的“嗒嗒”声，此时应将发动机转速控制在响声最明显的范围内，在气缸体上部用听诊器或简易听诊杆听诊，若响声在怠速、冷车时明显，在高速、温度升高后减弱或消失；同时伴有从机油加注口冒烟、排气管冒蓝烟现象，则说明活塞敲缸。(2)将发动机置于响声最明显的转速上运转，逐缸进行断火试验：若某缸断火后响声减弱或消失，说明该缸活塞敲缸；若在断火后出现敲缸响声，并由间断响变成连续响，则说明活塞裙部锥度过大，使活塞头部撞击气缸壁所致。应检查并更换活塞。,(3)发动机熄火，拆下有响声气缸的火花塞或喷油器，往气缸内注入少量机油，并用手摇柄或起动机带动曲轴转动数圈，然后装上火花塞或喷油器，起动发动机。如响声在短时间内减弱或消失，过