丰田A-EFI发动机教学模型的测绘毕业论文

1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书（论文）河南机电高等专科学校 毕业设计说明书（论文）丰田8A-EFI发动机三维教学模型的测绘系 部： 汽车工程系 专 业： 汽车制造与装配技术 班 级： 汽制113 学生姓名： 张兴武 学 号： 111601347 指导教师： 杨保海 2013 年 12 月 7 日河南机电高等专科学校毕业设计说明书（论文）摘要本文主要介绍了丰田8A-EFI发动机配气机构及曲柄连杆机构的原理、构造、拆装过程及用三维建模软件Catia绘制两大机构时遇到的一些问题，通过对发动机两大机构的建模，能够更方便得展示出发动机两大机构的组成。在不拆解发动机的情况下向同学们展示发动机结构及原理

2、会更加直观，更容易理解。模型包括两大机构各个零部件及总装配模型，采用一比一的比例绘制，非常逼真的展现了丰田8A发动机配气机构及曲柄连杆机构的全貌。关键词：发动机、原理、三维建模、模型。ABSTRACTThis article mainly introduced some questions which with three dimensional modelling software Catia the Toyota 8A-EFI engine timing mechanism and the crank link motion gear principle, the structure, t

3、he knocked-down and assemble process and draws up when two big organizations meet, through to the engine two big organization modellings, can result in the demonstration to embark conveniently the motive two big organization compositions.In does not open the solution engine in the situation to schoo

4、lmates to demonstrate the engine structure and the principle can be more direct-viewing, easier to understand.The model including two big organization each spare parts and the final assembly model, uses one to a proportion plan, extremely lifelike development Toyota 8A engine timing mechanism and cr

5、ank link motion gear complete picture.KEY WORDS：Engine, principle, three dimensional modelling, model.目录第1章 丰田8A-EFI发动机介绍11.1 丰田8A发动机简介11.2 丰田8A发动机技术规格1第2章 丰田8A-EFI发动机两大机构详解32.1 丰田8A发动机配气机构详解32.1.1 配气机构原理32.1.2 配气机构各部件作用32.2 丰田8A发动机曲柄连杆机构详解62.2.1 曲柄连杆机构原理62.2.2 曲柄连杆机构各部件作用6第3章 丰田8A-EFI发动机两大机构的拆装93.1

6、 丰田8A发动机配气机构的拆装93.1.1 配气机构的拆卸93.1.2 配气机构的装配133.2 丰田8A发动机曲柄连杆机构的拆装173.2.1 曲柄连杆机构的拆卸173.2.2 曲柄连杆机构的装配20第4章 模型制作工具CATIA V5 R20234.1 CATIA软件简介234.1.1 软件的特点234.1.2 软件功能模块介绍234.2 模型制作及装配中遇到的软件操作问题及解决方法254.2.1 模型制作中遇到的问题及解决方法254.2.2 模型装配中遇到的问题及解决方法31第5章 丰田8A-EFI发动机装配模型展示36参考文献38致谢3923第1章 丰田8A-EFI发动机介绍1.1 丰

7、田8A发动机简介丰田8A发动机的排量为1342ml，最大功率63kW（86Ps）/6000rpm，最大扭矩为110N·m/5200rpm，这样的一个数据即使在今天看来也不落后，而且装配在整备质量还不足900公斤的夏利上，可谓大马拉小车如图1-1，这样的动力表现只需花不多的钱就能享受到，还是满足了当时部分购车人的心理。图 111.3排量的发动机搭载在不足900公斤的夏利上 可谓大马拉小车这款发动机在结构上采用了16气门的双顶置凸轮轴设计，压缩比为9.3，升功率在47kW。点火方式采用了相对落后的分电器点火，由于是机械式结构，所以在点火正时的控制上不够精确。而且该车也没有现在普遍装配的可

8、变气门正时、电子节气门等技术。8A发动机在技术上可以说没有任何亮点，而它能成为经典的最重要原因在于耐用、油耗低、维修保养也十分方便，这在经济型轿车的购买人群里是最看重和专注的一点。1.2 丰田8A发动机技术规格型号：8A型式：直列四缸，水冷，双顶置凸轮轴,16汽门机构，齿带及齿轮驱动，屋脊型燃烧室。电控系统型式电控燃油喷射系统EFI，开环控制及闭环控制两种。流量控制：速度密度方式（DJ）。电子点火系统ESA，带爆震传感器 （W/KCS），怠速控制系统ISC。气缸数: 4 缸径X行程(mmXmm):78.7X69.0排气量:1.342压缩比:9.3怠数转速(r/min):70

9、0±50点火正时:怠速时上止点前10±2°(T端子接通时)气门间隙 进气(mm)：0.02±0.05(冷态) 排气(mm)：0.03±0.05额定功率(kW/r/min)(NET)63/6000最大矩扭(N.m/r/min)(NET)110/5200±200全负荷最低燃油消耗率(g/kW.h)280燃油牌号(RON) 90号以上汽油(SH0041)闭环控制发动机必须使用无铅汽油。润滑方式：压力与飞溅复合式机油规格：SAE 10W-30API质量等级：SG级以上机油容量(L)：3.5(干式充满)冷

10、却方式：强制循环水冷发动机质量(Kg)：111±2(不带起动机，有机油，无水，带线速，带离合器)外型尺寸(长X宽X高)(mmXmmXmm):670X589X644 怠速排放CO(%)2.5HC(ppm)600第2章 丰田8A-EFI发动机两大机构详解2.1 丰田8A发动机配气机构详解2.1.1 配气机构原理凸轮轴转动时，当凸轮的基圆部分与挺柱接触时，挺柱不升高，挺柱以上的传动件不动作，气门是关闭的。当凸轮的凸起部分与挺柱接触时，便开始将挺柱顶起，于是气门被打开。当凸轮的最大凸起处与挺柱接触时，气门达到最大开度。随后，凸轮与挺柱接触表面的凸起开始逐渐变小，气门在气门弹簧的作用

11、下开始上升关闭，并反向推动传动杆件，使挺柱下移保持与凸轮接触。当凸轮凸起部分离开挺柱时，气门完全关闭。配气机构的作用是按照发动机工作顺序和各缸工作循环的要求，定时地开启和关闭进、排气门。使新鲜的混合气或新鲜空气充人气缸，并使燃烧后的废气排出缸外。2.1.2 配气机构各部件作用配气机构又分为气门组和气门传动组。图 21 进气门一、气门组：用来封闭气缸的进、排气道，主要由气门、气门导管、气门座、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁片等组成。1、气门有进气门如图2-1和排气门如图2-2，进排气门大小不同，进气门与排气门的大小是根据充气量与排气量决定的，从理论上讲充气量和排气量是相等的，排气门的开闭时间和进气

12、门的开闭时间也是相等的。但实际上不是这样，因为节气门指挥着转速，气门开闭有大有小，吸气完了时气缸中应充满了等于大气压力的混合气。但当气体流过进气管道和进气门时要受到阻力，为了克服这些阻力并使混合气能以一定速度流动， 必须浪耗掉一部分压力，于是缸内的气压总是低于大气压力。气体密度是随着压力而变的，压力低密度图 22 排气门也就减小，实际吸入混合气的重量就减少了。要解决和减少气流阻力的影响就得把进气门处气流通路的截面积加大，即把气门面积加大。在高原地区空气稀薄的情况下，进气通路的面积更要加大，否则发动机在这些地区根本达不气门导管到它的额定功率。2、气门导管如图2-4是汽车发动机气门的导向装置，对气

13、门起导向作用，并使气门杆上的热量经气门导管传给汽缸盖。图 23 气门导管3、气门座主要作用是将气门弹簧的张力施加给气门机构，确保气门和气门座气密性良好，同时在气门开闭过程中通过气门弹簧的张力施加一个扭转力，用来碾碎气门和气门座之间的积碳。这个扭转力就需要气门上座和气门下座完成的。图 24 气门弹簧座4、气门弹簧座如图2-3是固定支撑气门弹簧，这样可以使凸轮轴顶压气门压片或摇臂时保持气门和气门弹簧的稳定。5、气门弹簧如图2-6的作用主要有以下几点：(1) 保证气门自动回位关闭而密封。(2) 保证气门与气门座的接合压力。(3) 吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产生的惯性力，以防止各种传动件彼此

14、分离而破坏配气机构正常工作。图 25 气门弹簧因气门弹簧承受着频繁的交变载荷，为保证气门弹簧可靠地工作，要求气门弹簧必须具有合适的弹力，足够的强度和抗疲劳强度。通常气门弹簧采用优质冷拔弹簧钢丝制成。钢丝表面经抛光或喷丸处理。弹簧的两端面经磨光并与弹簧轴线相垂直。6、气门锁片如图2-5是为了固定气门杆与气门弹簧座之间的位置。图 26 气门锁片二、气门传动组：用来控制气门的开启和关闭的时刻，主要由凸轮轴、正时齿轮、液压挺柱组成。图 27 进气凸轮轴1、凸轮轴有进气凸轮轴如图2-7和排气凸轮轴如图2-8，它的作用是控制进排气门的开启和闭合动作。图 28 排气凸轮轴2、正时齿轮的作用是保证发动机运转时

15、的配气相位,使进、排气门的开启和关闭与活塞运动相一致，在正时齿轮上打有标记，在装配时与曲轴齿轮、凸轮轴齿轮的标记相对应。2.2 丰田8A发动机曲柄连杆机构详解2.2.1 曲柄连杆机构原理曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。2.2.2 曲柄连杆机构各部件作用曲柄连杆机构分为机体组、活塞

16、连杆组合曲轴飞轮组。一、机体组图 29缸体主要包括气缸体、曲轴箱如图2-9、气缸套、气缸垫等不动件。机体是内燃机的骨架，除了作为气缸套以及曲柄连杆机构运动件的支撑外还可安装气缸盖、配气机构和驱动机构的机件以及各辅助系统的一些附件，并以其支座安装在车辆上，同时机体内部还设有冷却水道和润滑油道。因此结构复杂。二、活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等运动件。将燃气爆发压力传递给曲轴，将活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动。1、活塞如图2-12是汽车发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴

17、旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。图 210活塞图 211活塞环2、活塞环如图2-11的作用包括密封、调节机油（控油）、导热（传热）、导向（支承）四个作用。 密封：指密封燃气，不让燃烧室的气体漏到曲轴箱，把气体的泄漏量控制在最低限度，提高热效率。漏气不仅会使发动机的动力下降，而且会使机油变质，这是气环的主要任务； 调节机油（控油）：把气缸壁上多余的润滑油刮下，同时又使缸壁上布有薄薄的油膜，保证气缸和活塞及环的正常润滑，这是油环的主要任务。在现代高速发动机上，特别重视活塞环控制油膜的作用；导热：通过活塞环将活塞的热量传导给缸套，即起冷却作用。据可靠资料认为，活塞顶所受的的热量中有7080%是通

18、过活塞环传给缸壁而散掉的；支承：活塞环将活塞保持在气缸中，防止活塞与气缸壁直接接触，保证活塞平顺运动，降低摩擦阻力，而且防止活塞敲缸。一般汽油发动机的活塞采用两道气环，一道油环。图 212活塞销3、活塞销如图2-10是装在活塞裙部的圆柱形销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆。4、连杆如图2-13的作用是将气体的压力变为曲轴的转矩、将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。三、曲轴飞轮组主要包括曲轴、飞轮等。将转矩和转速均匀输出对外作功。图 213连杆1、曲轴如图2-14是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。是发

19、动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑 曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个机械系统的源动力。图 214曲轴2、飞轮是发动机装在曲轴后端的较大的圆盘状零件，它具有较大的转动惯量，具有以下功能：将发动机作功行程的部分能量储存起来，以克服其他行程的阻力，使曲轴均匀旋转。通过安装在飞轮上的离合器，把发动机和汽车传动系统连接起来。装有与起动机接合的齿圈，便于发动机起动。第3章 丰田8A-EFI发动

20、机两大机构的拆装3.1 丰田8A发动机配气机构的拆装3.1.1 配气机构的拆卸1、拆下气门室盖分总成(a)拆下加油盖。(b)拆下4个螺母，4个密封垫和气门室盖。2、拆下2号正时皮带罩(a)拆下4个螺栓和2号正时皮带罩。3、拆下曲轴齿轮或皮带轮罩分总成如图3-1。图 31(a)拆下2个螺栓和曲轴齿轮罩。4、将l号气缸设定在压缩上止点位置如图3-3(a)转动曲轴皮带轮，将皮带轮槽口对准1号正时皮带罩上的正时标记“O”。图 32(b)检查曲轴正时皮带轮的“K”标记与轴承盖的正时标记对准。否则，转动曲轴一周(3600)。5、拆下凸轮轴皮带轮(a)使用SST拆下皮带轮螺栓。(b)使用SST拆下曲轴皮带轮

21、。6、拆下正时皮带罩分总成(a)拆下3个螺栓和正时皮带罩。图 337、拆下正时皮带导轮8、拆下惰轮张紧弹簧如图3-2。(a)旋松惰轮安装螺栓。(b)拆下张紧弹簧。9、拆下正时皮带提示：如果重复使用皮带时，在皮带上画一个方向箭头（按发动机旋转的方向），在皮带轮和皮带上做出定位标记。(a)拆下正时皮带。10、拆下1号正时皮带惰轮分总成。(a)拆下螺栓和1号正时皮带惰轮。11、拆下曲轴正时皮带轮如图3-4图 34(a)如果不能用手拆下皮带轮，使用2个起子。注意：按图示垫上抹布防止损坏。12、拆下凸轮轴正时皮带轮(a)用扳手夹持凸轮轴的六角头部分，并松开皮带轮螺栓。注意：小心不要让扳手损坏气缸盖。(b

22、)拆下皮带轮螺栓和正时皮带轮。13、拆下凸轮轴注意：由于凸轮轴的止推间隙很小，必须保持水平并垂直取出凸轮轴。如果凸轮轴不能保持水平，气缸盖承受轴的推力可能开裂或损坏，造成凸轮轴变形或断裂。为避免如此，必须执行下述步骤：(a)转动凸轮轴的六角部分将副齿轮小孔转上来（它定位主齿轮和副齿轮）。提示：上述状态允许进气凸轮轴的l、3号气缸凸轮的桃心同时顶到各自挺柱。(b)拆下两个螺栓和l号轴承盖。(c)使用维修螺栓固定主、副齿轮如图3-5。提示：拆除凸轮轴时，确信通过上述操作已经消除副齿轮扭转弹簧的弹力。(d)按标出的顺序分几次均匀地拧松8个轴承盖螺栓。图 35(e)拆下4个轴承盖和凸轮轴。提示：如果凸

23、轮轴没有被水平地向上顶起，用两个螺栓重新安装轴承盖。然后向上拉凸轮轴齿轮并交替地旋松，拆下轴承盖螺栓。注意：不要用工具或其它物体撬动和用力拆除凸轮轴。14、拆下凸轮轴副齿轮如图3-6(a)用台钳固定凸轮轴的六角部分。注意：小心不要损坏凸轮轴。(b)使用SST逆时针转动副齿轮，拆下维修螺栓。(c)使用卡环钳拆下卡环。图 36(d)拆下波形垫圈，凸轮轴副齿轮和凸轮轴齿轮弹簧。15、拆下凸轮轴定位油封如图3-7(a)转动2号凸轮轴的六角部分，使定位销位于2号凸轮轴垂直中心线偏右的位置。提示：上述角度允许2号凸轮轴的l、3号气缸凸轮的桃心同时顶到各自的挺柱。(b)拆下2个螺栓，凸轮轴定位油封和l号轴承

24、盖。图 37注意：如果1号轴承盖不能用手拆除，没有带上轴承盖螺栓时，不要试图用力拆。16、拆下2号凸轮轴如图3-8(a)按标出的顺序分几次均匀地旋松8个轴承盖螺栓。(b)拆下2个螺栓和4号轴承盖。(c)拆下4个轴承盖和2号凸轮轴。图 38提示：如果凸轮轴没有被水平地向上顶起，用两个螺栓重新安装轴承盖，然后向上拉凸轮轴齿轮并交替地旋松和拆下轴承盖螺栓。注意：不要用工具或其它物体撬动和用力拆除凸轮轴。17、拆下气缸盖分总成(a)按标出的顺序分几次均匀地旋松10个气缸盖螺栓。注意：如果螺栓不按正确顺序拆除，有可能损坏气缸盖。(b)拆下10个平垫圈。(c)从气缸体上的定位销处撬起气缸盖。(d)将气缸体

25、放置在长形木块上。提示：为了易于拆下气缸盖，在气缸体和气缸盖之间的间隙插起子撬起气缸盖。注意：小心不要损坏气缸体和气缸盖接触表面。图 3918、拆解汽缸盖如图3-9(1)拆下气门调整垫片(2)拆下气门挺柱(3)拆下进气门(a)使用SST压缩气门弹簧，拆下两个锁片。(b)拆下弹簧座、气门弹簧和进气门。提示：按正确的顺序排列进气门、气门弹簧、弹簧座和锁片。(4)拆下排气门图 310(a)使用SST压缩气门弹簧，拆下两个锁片。(b)拆下弹簧座、气门弹簧和排气门。提示：按正确的顺序排列排气门、气门弹簧、弹簧座和锁片。(5)拆下气门杆油封(a)使用尖嘴钳拆下气门杆油封如图3-10。(6)拆下气门弹簧座平

26、垫圈(a)使用压缩空气和磁棒，拆下弹簧座平垫圈如图3-11。图 311提示：按正确的顺序摆放气门弹簧座平垫圈。19、拆下气门导管衬套如图3-12(a)逐渐加热气缸盖到80 - 1OOC0。(b)使用SST和锤子，敲出导管衬套。3.1.2 配气机构的装配图 3121、安装气缸盖垫(a)在气缸体上安装新气缸盖垫。注意：注意安装方向。2、安装排气门(a)安装排气门、弹簧座、气门弹簧和弹簧锁片。(b)使用SST，压缩气门弹簧，并在气门杆周围放人2个锁片。(c)使用塑料头锤子，轻轻敲击气门端头确保装配合适。3、安装气门挺柱4、安装气门杆油封(a)使用SST，压人一个新油封。提示：进气门油封是灰色的，排气

27、门油封是黑色的。5、安装进气门(a)安装进气门、弹簧座、气门弹簧和弹簧锁片。(b)使用SST，压缩气门弹簧，并在气门杆周围放人2个锁片。(c)使用塑料头锤子，轻轻敲击气门端头确保装配合适。6、安装气缸盖分总成如图3-13提示：气缸盖螺栓分两步拧紧。(a)在气缸盖螺栓的螺纹和螺栓头下部涂一薄层机油。(b)按图示顺序分几次均匀拧紧10个气缸盖螺栓。扭矩：29 N-m(300 kgfcm，21 ft. 1bf)。图 313(c)用油漆在气缸盖螺栓的前面作标记。(d)按顺序号再将气缸盖螺栓拧紧1800。(e)检查标记转过900角。7、安装2号凸轮轴如图3-14注意：由于凸轮轴的止推间隙很小，必须保持水

28、平装入凸轮轴。如果凸轮轴不能保持水平，气缸盖承受轴的推力可能开裂或损坏，造成凸轮轴变形或断裂。为避免如此，必须执行下述步骤：(a)在2号凸轮轴的止推位置涂MP黄油。(b)放置2号凸轮轴，使定位销定位在凸轮轴的垂直中心线偏右的位置。提示：上述角度允许排气凸轮轴的1、3号气缸凸轮桃心同时顶到它们的气门挺柱。(c)清除旧密封材料。(d)将密封填料涂在气缸盖上。(e)将5个轴承盖装在各自位置上。(f)在轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下部涂一薄层机油。图 314(g)按先中间后两边交叉顺序分几次均匀拧紧lO个轴承盖螺栓。扭矩：13 N-m(130 kgf-cm，IO ft. lbf)8、安装凸轮轴定位油封(a

29、)在新油封唇部涂MP黄油。(b)使用SST敲人油封。注意：不要将油封装错方向；把油封插到气缸盖的最深处。9、安装凸轮轴副齿轮如图3-15(a)用台钳夹持凸轮轴的六角部分。注意：小心不要损坏凸轮轴。(b)安装凸轮轴齿轮弹簧，安装凸轮轴副齿轮和波形垫圈。图 315提示：对准齿轮上的销子和齿轮弹簧端部。(c)使用卡簧钳安装卡环。(d)使用SST，逆时针转动凸轮轴副齿轮，对准凸轮轴主、副齿轮孔，安装维修螺栓。10、安装凸轮轴注意：由于凸轮轴的止推间隙很小，必须保持水平装入凸轮轴。如果凸轮轴不能保持水平，气缸盖承受轴的推力可能开裂或损坏，造成凸轮轴变形或断裂。为此，必须执行下述步骤：(a)定位2号凸轮轴

30、，以便定位销位于气缸盖顶部稍微偏上的位置。(b)在凸轮轴的止推位置涂MP黄油。(c)匹配每个齿轮的安装标记，让进气凸轮轴齿轮啮入2号凸轮轴齿轮。图 316注意：如图3-16，在每个齿轮上也有正时标记。(d)沿着两个齿轮的啮合位置向下滚动进气凸轮轴落在轴承轴颈上。提示：上述角度允许进气凸轮轴的1、3号气缸凸轮桃心同时顶到它们的气门挺柱。(e)将4个轴承盖安装在各自的位置上。(f)在轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下部涂一薄层机油。(g)按顺序分几次均匀拧紧8个轴承盖螺栓。扭矩：13N-m(130kgf-cm，10ftlbf)。(h)拆下维修螺栓。(i)安装1号轴承盖，使标记箭头朝前。注意：如果1号轴承盖

31、配合不合适，用一个起子向后撬动凸轮轴齿轮。(j)在轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下部涂一薄层机油。(k)交替地拧紧2个轴承螺栓。扭矩：13N-m(130kgf-cm，10ft-lbf)(l)顺时针转动2号凸轮轴，使定位销朝上。(m)检查凸轮轴齿轮正时标记是否对准。提示：安装标记在上面。图 31711、安装正时皮带轮如图3-17(a)将凸轮轴定位销对准皮带轮带“K”标记的定位销槽，在正时皮带轮侧。(b)暂时安装正时皮带轮螺栓。(c)夹持凸轮轴六角部位，拧紧正时皮带轮螺栓。扭矩：59N-m(600kgfcm，44ftlbf)12、安装正时皮带(a) 安装正时皮带，检查曲轴和凸轮轴正时皮带轮的张力。图 3

32、18提示：如果重新使用正时皮带，对准拆下时作的标记，并且将箭头方向指向发动机旋转方向。(b) 检查配气正时。(l)松开惰轮螺栓。(2)从上止点位置慢慢转两圈再回到上止点位置。注意：只能顺时针转动曲轴。(3)按图3-18检查每个皮带轮对准正时标记。如果没对准正时标记，拆下正时皮带重新安装。图 319(4)紧固1号正时皮带惰轮。扭矩：37N.m(375kgf*cm，27ftlbf)(5)拆下曲轴皮带轮安装螺栓。13、安装1号正时皮带惰轮分总成如图3-19(a)用螺栓安装l号正时皮带惰轮。注意：先不要拧紧螺栓。图 32014、安装曲轴正时皮带轮如图3-20(a)对准皮带轮定位键和皮带轮键槽。(b)推

33、入正时皮带轮，带突缘一面在内侧。15、安装曲轴齿轮或皮带轮罩分总成(a)用3个螺栓安装曲轴齿轮或皮带轮罩。扭矩：9.3N-m(95kgf.cm82ft.bf)16、安装2号正时链条或皮带罩(a)安装2号正时皮带罩。 扭矩：9.3Nm(95kgf*cm，82in.bf)17、将l号气缸定位在压缩冲程上止点(a)转动曲轴皮带轮，将它的缺口与正时皮带轮罩的正时标记“0”对正。(b)检查凸轮轴正时皮带轮的“K”标记与轴承盖的正时标记对正。如果没对准，转动曲轴一圈(3600)，将它的缺口与1号正时皮带轮罩的正时标记“0”对正如图3-21。(c)检查正时皮带扰度。(1)在图中所示的位置检查正时皮带扰度。图

34、 321皮带扰度：5 -6mm (0. 20 -0. 24in)20N时(2kgf,4.4lbf)如果挠度不合适，调节惰轮。18、安装正时皮带导轮如图3-22(a)安装导轮，面朝内安装。19、安装正时链条或皮带罩分总成(a)用3个螺栓安装正时链条或皮带罩。图 322扭矩：9. 3Nm(95kgfcm，82ftlbf)20、安装曲轴皮带轮(a)对准皮带轮定位键和皮带轮键槽。(b)使用SST，安装皮带轮螺栓。扭矩：127N. m(1300kgf.cm, 94ft-lbf)3.2 丰田8A发动机曲柄连杆机构的拆装3.2.1 曲柄连杆机构的拆卸1、拆下油底壳分总成(a)拆下19个螺栓和2个螺母。(b)

35、在气缸体和油底壳之间插入SST的铲刀，铲掉密封垫并拆下油底壳。注意：不要在机油泵体和后油封座上使用SST；小心不要损坏油底壳突缘。2、拆下机油滤清器分总成(a)拆下2个螺栓、2个螺母、机油滤清器和垫片。3、拆下机油泵总成(a)从机油泵拆下7个螺栓。(b)用一个塑料锤子轻轻敲击机油泵体，拆下机油泵。(c)拆下垫片。4、拆下发动机机油压力开关(a)使用SST，拆下发动机机油压力开关。图 3235、拆下发动机后油封座(a)拆下6个螺栓、座圈和垫片。6、拆下机油泵油封(a)使用起子和锤子，敲出机油泵油封。7、拆下发动机后油封如图3-23(a)使用起子和锤子，敲出发动机后油封。图 3248、拆下曲轴如图

36、3-24(a)抬出曲轴。(b)从气缸体拆下上轴承和上止推垫片。提示：按正确的顺序摆放主轴承盖和止推垫片。 (c)抬出曲轴。提示：把上轴承和上止推垫片与气缸体放在一起。(d)检查每个主轴颈和轴承。(e)检查每个主轴颈和轴承麻点和划痕。如果主轴颈和轴承损坏，更换轴承。如果必要，刮削或更换曲轴。(f)把曲轴放在气缸体上。(g)在每个轴颈处放一段塑料间隙规。(h)在主轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下面涂一点机油。(i)按从里到外交叉顺序，几分次均匀拧紧主轴承盖螺栓。扭矩：60 N*m (610 kgf*cm，44 ftlbf)注意：不要转动曲轴。9、拆下连杆分总成如图3-25(a)使用倒角绞刀，清除所有气缸

37、上部的积碳。(b)用一段短软管套在连杆螺栓上，防止损伤曲轴。(c)从气缸体上面推出活塞、连杆总成和上轴承。提示：把轴承、连杆和盖放在一起；按正确的顺序摆放活塞、连杆总成。图 325(b)使用SST拆下的主轴承盖的螺栓，前后撬动并拆下主轴承盖和下止推垫片（只在3号主轴承盖处）。提示：把下轴承和主轴承盖放在一起；按正确的顺序摆放主轴承盖和下止推垫片。(c) 清洁曲柄销和轴承。(d)将塑料间隙规放人到曲柄销上。(e)安装连杆盖。扭矩：29 N*m (300 kgf-cm21 ftlbf)注意：不要转动曲轴。10、拆下活塞环组(a)使用活塞环扩张器，拆下2个压缩环如图3-27。(b)用手拆下2边的刮环

38、和油环。图 326提示：按正确的顺序摆放活塞环。11、拆下带活塞销的活塞分总成如图3-26图 327(a)使用SST，从活塞中压出活塞销。(b)拆下连杆。提示：活塞和活塞销是配套的。(c)按正确的顺序摆放活塞、活塞销、活塞环和轴承。3.2.2 曲柄连杆机构的装配1、安装带活塞销分总成如图3-29(a)将活塞销和销孔涂上机油。(b)对正活塞和连杆的向前标记，用拇指推人活塞销。(c)使用SST，压人活塞销。2、安装活塞环组如图3-28(a)用手安装油环弹簧和2个刮油环。图 328图 329(b)使用活塞环扩张器，安装2个压缩环，代码标记朝上（仅对2号环）。代码标记（仅对2号环）：T(c)按图示布置

39、活塞环端口。注意：不要对齐活塞环端口。图 3303、安装连杆轴承如图3-30(a)对准轴承凸起和连杆或连杆盖的凹槽。(b)将轴承安装到连杆和连杆盖中。4、安装曲轴轴承如图3-31提示：上轴承有一个油槽和油孔。(a)对准轴承凸起和缸体的凹槽，装上5个上轴承。图 331(b)对准轴承凸起和主轴承盖的凹槽，装上5个下轴承。提示：如果使用标准轴承，用在连杆盖上标有相同号码的连杆替换。有3种尺寸的标准轴承，分别标为“1”、“2”和“3”。提示：如果使用标准轴承，用同样号码的轴承更换。如果不能确定轴承的号码，把气缸体和曲轴上印有的号码加起来，按总数选择轴承。标准轴承5级尺寸，分别标为“1”、“2”、“3”

40、、“4”和“5”。项目号码标记气缸体123曲轴012012012使用轴承123234345表格 31曲轴轴承的选配例如：气缸体“2”+曲轴“1”=总数“3”（使用轴承“3”）(c)彻底消除塑料间隙规。图 3325、安装曲轴止推垫片如图3-32(a)在缸体3号轴颈位置安装2个上止推垫片，带油槽的一面朝外。(b)把曲轴放在缸体上。(c)在3号轴承盖上安装2个下止推垫片，带油槽的一面朝外。6、安装连杆分总成如图3-33(a)用一段软管套在连杆螺栓上，防止损伤曲轴。(b)使用活塞环收紧器，按正确的位置把活塞和连杆总成推入各自的气缸，活塞的前标记朝前。(c)把连杆盖装在连杆上。(l)匹配连杆盖和连杆的号

41、码。(2)安装连杆盖，前标记朝前。(d)在连杆盖螺母下方涂一薄层机油。图 333(e)分几次交替拧紧螺母。扭矩：29 Nm(300 kgfcm，21 ftlbf)如果任何螺母不符合扭矩标准，更换连杆螺栓和螺母，不必成套更换。(f)用油漆在螺帽和连杆螺栓上做标记。(g)再将螺帽拧紧900。7、安装曲轴如图3-34(a)在正确的位置安装5个曲轴轴承盖。提示：每个轴承盖有代号和向前标记。(b)在主轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下面涂一薄层机油。(c)按图示顺序分几次均匀拧紧10个主轴承盖螺栓。扭矩：60N-m (610kgf* cm，44ft-lbf)图 334(d)检查曲轴转动灵活。8、安装发动机后油封

42、(a)使用SST和锤子，敲入新油封直到油封表面与后油封座边缘平齐。9、安装机油泵油封如图3-35 (a)使用SST和锤子，敲人新油封直到油封表面与油泵壳边缘平齐。 (b)在油封唇部涂MP黄油。图 33510、安装发动机后油封座圈(a)安装一个新垫片和用6个螺栓安装后油封座圈。扭矩：9.3Nm (95kgf*cm，82inlbf)11、安装发动机机油压力开关(a)将胶粘剂涂在机油压力开关的2或3道螺纹上。(b)使用SST，安装机油压力开关。12、安装机油泵总成(a)在气缸体上安装一个新垫片。(b)使机油泵的驱动转子的花键齿与油泵侧曲轴的大齿啮合。(c)用7个螺栓安装机油泵。扭矩：22Nm (22

43、0kgf*cm16ftlbf)13、安装机油滤清器分总成(a)用2个螺栓和2个螺母安装新垫片和滤清器。14、安装油底壳分总成(a)清除密封材料(FIPC)，小心不要使油底壳和气缸体接触表面沾油。(b)用19个螺栓和2个螺母安装油底壳。第4章 模型制作工具CATIA V5 R204.1 CATIA软件简介4.1.1 软件的特点CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样

44、机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA 提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括:从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖所有的制造业产品。在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。CATIA 源于航空航天业，但其强大的功能以得到各行业认可，在欧洲汽车业，已经成为事实上的标准。CATIA 著名用户包括波音、宝马、克莱斯勒、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中有举足轻重的地位。波音公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配过程，创造了业界的一个巨大奇迹，从而也确定了C

45、ATIA 在CAD/CAE/CAM 行业中的领先地位。4.1.2 软件功能模块介绍（1）“基础结构”模块“基础结构”模块主要包括材料库、产品结构、图片制作、实时渲染、CATIA不同版本之间的转换等基础模块。（2）“机械设计”模块“机械设计”模块提供了机械设计所需要的大多数模块，包括零件设计、装配设计、草图绘制、工程制图、线框和曲面设计等模块。从概念到细节设计，再到实际生产，CATIA的“机械设计”模块可加速产品设计的核心活动。“机械设计”模块还可通过专用的应用程序满足钣金与模块制造商的需求，以大幅提升生产力并缩短上市时间。（3）“形状”模块CATIA外形设计和风格造型提供给

46、用户有创意、易用的产品设计组合、方便用户进行构建、控制、修改工程曲面和自由曲面，包括自由曲面造型、汽车白车身设计、创成式曲面设计和快速曲面重建等模块。定义复杂的曲线和曲面，并对NURBS的支持使得曲面的简历和修改以及与其他CAD系统的数据交换更加轻而易举，这是“自由曲面造型”模块最大的特点。“汽车白车身设计”模块对设计类似于汽车内部车体面板和车体加强筋这样复杂的薄板零件提供新的设计方法。可使设计人员定义并重新使用设计和制造规范，通过3D曲线对这些形状的扫掠，便可自动生成曲面，从而得到高质量的曲面与表面，避免了重复设计，节省了时间。“创成式曲面设计”模块的特点是通过对设计方法和技术规范的捕捉以及

47、重新使用，从而加速设计过程，在曲面技术规范编辑器中对设计意图进行捕捉，使用户在设计周期中任何时候都能方便快速的实施重大设计更改。（4）“加工”模块CATIA V5的“加工”模块提供高效的编程能力，相比于其他的数控加工解决方案，其优点如下：1、高度的自动化和标准化。2、高效的零件编程能力。3、减少管理和技能方面的要求。4、优化刀具路径并缩短加工时间。5、高效的变更管理。（5）“数字模型”模块“数字模型”模块提供了机构的空间模拟、机构运动、结构优化的功能。（6）“分析与模拟”模块CATIA V5创成式和基于知识的工程分析解决方案可以快速对任何类型的零件或装配件进行工程分析，基于工程分析的体系结构，

48、可方便的利用分析规则和分析结果优化产品。（7）“ACE工厂”模块“ACE工厂”模块用于处理空间利用和厂房内物品的布置问题，可快速实现厂房布置和厂房布置的后续工作。“ACE工厂”模块提供方便的厂房布局设计功能，该模块可优化生产设备布置，达到优化生产过程和产出的目的。4.2 模型制作及装配中遇到的软件操作问题及解决方法4.2.1 模型制作中遇到的问题及解决方法Question1:草图绘制好后拉伸时出现对话框选定的草图自相交，如图4-1所示：Key:图 41这说明是草图绘制过程中不是一个封闭的图形，在拉伸时草图必须是一个封闭的图形，例如圆、正方形、及一些复杂的多边形。这时需要退回到草图编辑器重新定义

49、草图。把图形多余的线段删除再拉伸即可。Question2:绘制好的模型起中文名字时会发现弹出错误窗口，如图4-3所示：Key：图 42图 43这是因为catia是不支持中文名字的，只要把名字用汉语拼音代替就解决问题了。Question3:绘制草图过程中有时候草图比较复杂，我们难免会做一些辅助的点、线，这时，当退出草图拉神时会弹出如图4-2所示的对话框：图 44Key：我们绘制草图时所做的点或线有两种，一种是几何元素，一种是构造元素，几何元素是我们所做的草图的轮廓线，而构造元素则是我们需要的辅助元素，这时只需单击选中我们所做的辅助点或线，然后单击工具栏如图4-4箭头所指按钮将几何元素改成构造元素

50、即可。Question4:绘制曲轴时，每个缸对应一个主轴颈和一个曲拐，而各缸的主轴颈和曲拐部分相同，只是互相对称，这时可以用镜像命令来完成，但当他们是中心对称时，镜像就不行了，而这时会发现中心对称时原来的实体就不保留了。图 45Key:图 46图 47右键单击零件几何体，选择复制，再右键单击零件几何体如图4-5，选择粘贴，这时就复制出了一个和零件几何体一样的几何体（两个几何体在同一位置，看着是一个，其实是两个）如图4-7，这时再执行中心对称命令就会发现零件几何体原地未动，几何体执行了中心对称命令，刚好出现我们想要的结果。Question5:在问题4中通过中心对称得到的曲轴在打油孔时会发现对称得

51、到的实体打孔时会出现打不透的情况，也就是不能打孔，如图4-6，双向打孔时右侧无孔，本来应该是顺着孔方向将右侧也切除，而现在从中间分开左侧有孔，右侧无变化。Key：类似这种实体不能打孔或切割的情况可以右键单击树状图上的零件几何体 ，选择复制，再右键单击零件几何体选择“选择性粘贴”命令，弹出对话框如图4-8所示：图 48图 49选择按结果，单击确定，这时复制出的几何体是由面组成的空壳，只有一步一步画上去的实体会显示为实体，如图4-9：这时要得到实体就很简单了，可以用封闭曲面命令将曲面变成实体，然后隐藏曲面即可。Question6:图 410有时候在做完零件后需要在零件上打上字，这时候该怎么办呢？K

52、ey:图 411Catia中没有直接打上文字的命令，这时候就需要间接得到文字了，可以先选择要打字的零件表面，进入草图。然后单击菜单栏开始-机械设计工程制图，选择“空图纸”，单击确定，进入工程制图模块如图4-11。单击“文本”按钮如图4-10，有时候可能会找不到这个按钮，这时因为工具栏太多，有的没有显示，只需把能看到的工具栏拉出来，隐藏的工具栏就出来了。然后单击工作界面就可以输入文字了，文字输入完后一定要改变字体，使字图 412体有轮廓，不能是细线组成的字，选择SimSun(TrueType)字体如图4-12即可，再单击文件-另存为，会弹出保存类型对话框，这时一定要选择*.dxf格式如图4-14

53、。保存完后就可以关掉工程制图模块。图 413图 414回到零件设计模块，选择文件-打开，找到刚才保存的*.dxf文件，打开，框选之前输入的文字单击右键选择复制，再选择窗口菜单切换至零件设计模块，在需要打字的面上进入草图编辑状态，按键盘上的Ctrl+v粘贴至草图，这时会发现草图中好像没有文字，其实文字已经在草图中，只需缩小草图，就能找到文字，由于文字粘贴到草图中后，大小可能与零件相差较大，导致不能在零件周围看到文字，如图可见，坐标中心的零件与右上角的“8A”字样距离很远如图4-13。文字复制上后，用草图工具栏中的平移、旋转、缩放命令，将文字放置在合适的位置，使用平移、旋转、缩放时要取消对话框中的

54、复制模式。最后，文字就可以像普通草图一样拉伸成实体了。Question7:问题6所讲的是平面上打字的做法，那么曲面上的文字怎么办呢？Key：曲面文字制作前期和平面文字一样，只是粘贴文字时就不能选曲面为草图面了，而是要再建一个在曲面上方的平面，或者零件本身有符合的平面也行。拉伸文字前先将曲面向上偏移至想要的文字高度，偏移曲面需要转换模块，单击开始-形状-创成式外形设计，进入创成式外形设计模块，如图4-15橙色发亮的图标。偏移平面后将其隐藏。若偏移平面与其他平面有连接关系，则不能偏移，会弹出如图4-17对话框，这时就需要先提取平面。图 415进入创成式外形设计中，选择提取命令如图4-18,被选平面

55、会变成绿色，曲面提取后就可以偏移了。接着转换至零件设计模块拉伸文字，选择直到下一个，使文字实体与曲面接触如图4-19：图 416图 417图 418然后选择那个偏移平面将其显示出来，再选择切割命令，将曲面上方文字实体切除即可。制作好的曲面文字如图4-16：Question8:图 419气门弹簧的螺距是不等的，我们在做普通弹簧时螺距是一样的，可以通过螺旋线制作，但变螺距的弹簧该怎么做呢？Key:变螺距弹簧的制作不同于普通弹簧，要复杂一些，catia的螺旋线功能在创成式外形设计模块。首先单击开始-形状-创成式外形设计，进入创成式外形设计模块，要是直接用螺旋线功能，生成的弹簧螺距是相等的，不能满足复杂螺旋的制作，这里需要用到法则曲线。图 420首先，在草图中建一个如图4-20所示的草图，约束可根据需要添加。要是结果弹簧不合意，也可返回来再修改草图。图 421单击法则曲线按钮，弹出如图4-21对话框，参考选横向的H轴，定义