汽车发动机构造与维修中职全套教学课件

发动机概述项目1发动机概述项目2曲柄连杆机构的构造与维修项目3配气机构的构造与维修项目4润滑系统的构造与维修项目5冷却系统的构造与维修项目6燃油供给系统的构造与维修项目7点火系统的构造与维修项目8起动系统的构造与维修全套可编辑PPT课件任务一

发动机的基础知识知识目标（1）了解发动机的分类。（2）掌握四冲程发动机的工作原理。（3）熟悉发动机基本术语的含义。能力目标（1）能够详细描述进气、压缩、做功、排气的工作过程。（2）能够理解发动机基本名称术语的含义。任务目标我们知道汽车的动力来自发动机，发动机是汽车的“心脏”，为汽车的行驶提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。本任务主要熟悉四冲程发动机的总体构造及发动机的基本术语。任务引入在发动机内每一次热能转换为机械能的过程为发动机的一个工作循环。为此，曲轴转两圈（720°），活塞在汽缸内上下往复运动四个冲程，完成一个工作循环的内燃机称为四冲程发动机（图1-1）；曲轴转一圈（360°），活塞在汽缸内上下往复运动两个冲程的内燃机称为二冲程发动机（图1-2）。一、发动机的分类按每工作循环活塞行程数分类1相关知识按所使用的燃料分类2使用汽油作为燃料的称为汽油发动机（图1-3），使用柴油作为燃料的称为柴油发动机（图1-4）。采用各种代用燃料（如甲醇、乙醇、液化石油气、压缩天然气等）的称为甲醇发动机、乙醇发动机、液化石油气发动机（图1-5）、压缩天然气发动机（图1-6）。按发动机汽缸排列方式的不同分类3汽缸排列成一字形的称为直列式发动机（如大众所采用的直列四缸发动机），两列汽缸呈V形布置的称为V型发动机（图1-7），V形夹角为180°的发动机称为对置式发动机（图1-8）。按冷却方式的不同分类4采用冷却液冷却的发动机称为水冷式发动机（汽车用的发动机就是水冷式发动机），采用流动的空气直接冷却的发动机称为风冷式发动机（部分摩托车使用的发动机就是风冷式发动机）。按进气有无增压分类5进入汽缸前的空气或可燃混合气未经压缩的发动机称为自然吸气式发动机（图1-9）；有增压的称为增压式发动机，是指进入汽缸的空气或可燃混合气先经过涡轮机增压，然后进入发动机（图1-10）。目前，汽油机使用较多的是自然吸气式发动机。柴油机为了提高功率，部分使用增压式发动机。现代汽车发动机的结构形式很多，即使是同一类型的发动机其具体构造也是多种多样的。由于工作原理相似，发动机的基本结构也就大小异同，典型的发动机基本结构如图1-11所示。汽油发动机通常由五大系统（点火系统、润滑系统、冷却系统、燃油供给系统、起动系统）、两大机构（曲柄连杆机构、配气机构）组成，而柴油发动机是靠压燃起动的，因此无需点火系统，下面主要讲解汽油发动机。二、发动机的总体构造曲柄连杆机构1曲柄连杆机构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在做功冲程中，活塞承受燃气压力，在汽缸内做直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气冲程中，飞轮释放能量，又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。配气机构2配气机构通常包括进气门、排气门、摇臂、气门间隙调节器、凸轮轴及凸轮轴定时带轮等，其作用是使可燃混合气及时进入汽缸并及时从汽缸排除废气。燃油供给系统3燃油供给系统包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器（目前轿车上无化油器，属于淘汰产品）、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等，其作用是把汽油和空气混合为成分合适的可燃混合气送入汽缸，以供燃烧，并将燃烧产生的废气排出。点火系统4在汽油机中，汽缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此，在汽油机的汽缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系统，点火系统通常由蓄电池、发电机、分电器（目前大部分发动机无分电器）、点火线圈和火花塞等组成。冷却系统5冷却系统主要包括水泵、散热器、风扇、分水管，以及汽缸体和汽缸盖里铸出的空腔（水套）等。其功用是把受热机件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。润滑系统6润滑系统包括机油泵、机油滤清器、限压阀、润滑油道、机油滤清器等，其功用是将润滑油供给作相对运动的零件，来减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件，清洗摩擦表面等。起动系统7起动系统由起动机及其附属装置组成，要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞做往复运动，汽缸内的可燃混合气燃烧做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置称为发动机的起动系统。汽车用往复活塞式发动机活塞在汽缸内往复四个冲程（曲轴旋转两周）完成一个工作循环，故称其为四冲程往复活塞式发动机。发动机每完成一个工作循环活塞需要在缸体内分别完成进气、压缩、做功和排气四个冲程。图1-12所示为四冲程往复活塞式发动机的工作原理。四个冲程依次是进气→压缩→做功→排气。在此循环中，发动机的曲轴旋转两周，进、排气门各开闭一次。三、发动机的基本原理进气冲程如图1-12（a）所示，曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，汽缸内活塞上方容积增大，汽缸内压力小于外界大气压，形成一定真空度，可燃混合气经进气歧管、进气门吸入汽缸。由于进气时间短且进气系统存在压力，进气终了时汽缸压力略低于大气压力，为0.074~0.093MPa。由于气体与汽缸壁之间存在摩擦，同时在高温机件和残余废气加热下，它的温度上升到97~127℃。实际上汽油发动机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭的，这样以便吸入更多的可燃混合气。进气冲程1压缩冲程中，为了使可燃混合气能迅速、完全、集中地燃烧，使发动机能发出更大的功率，燃烧前必须将可燃混合气压缩。如图1-12（b）所示，在进气行程终了时，活塞自下止点向上止点移动，曲轴由180°转到360°，此时，进排气门均关闭。随着汽缸的容积不断缩小，可燃混合气受到压缩，其温度和压力不断升高。压缩行程一直持续到活塞到达上止点时为止，此时，可燃混合气压缩到活塞上方很小的空间中，即燃烧室。压缩终了时，可燃混合气的温度为327~427℃，可燃混合气压力为0.6~1.5MPa。压缩终了时，可燃混合气的压力和温度取决于压缩比，压缩比越大，压缩终了时汽缸内的压力和温度就越高，燃烧速度越快，发动机功率越大，动力性和经济性也越好。但压缩比太高，容易引起爆燃，爆燃会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加，以及容易造成机件的损坏。爆燃是指由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲击声。压缩冲程2做功冲程如图1-12（c）所示，在这个冲程中进排气门仍关闭。当活塞在压缩冲程接近上止点时，装在汽缸盖上的火花塞在高压电作用下产生电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后，放出大量的热能，使燃气的压力和温度急剧升高，其最高压力可达3~5MPa，相应的温度为1927~2527℃，且体积迅速膨胀。此时，活塞被高压气体推动从上止点下行，带动曲轴从360°旋转到540°，并输出机械能，能量除了维持发动机本身继续运转消耗一部分外，其余部分都用于对外做功，所以该冲程称为做功冲程。做功冲程3可燃混合气体燃烧后生成的废气，必须从汽缸中排出，以便进行下一个进气冲程，如图1-12（d）所示，当膨胀过程接近终了时，进气门关闭，排气门开启，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动，曲轴由540°旋转到720°。废气在自身残余压力和活塞的推力作用下从汽缸中排出。活塞到上止点附近时，排气行程结束。实际汽油发动机的排气行程也是排气门提前打开、延迟关闭，以便排出更多的废气。残余废气量占总气量的比例一般用残余废气系数表示，残余废气系数是表征排气是否彻底的一个非常重要的参数。由于排气系统存在排气阻力，所以在排气终了时汽缸内压力稍高于大气压力，为0.105~0.115MPa，废气温度为627~927℃。曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了新的循环过程。排气冲程4如图1-13所示为四冲程发动机的基本术语示意图。四、发动机的基本术语活塞在汽缸里做往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为上止点。上止点1活塞在汽缸里做往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。下止点2活塞在汽缸内由一个止点移到另一个止点间的距离（曲轴每转半周），相当于一个活塞行程，也称冲程，以S表示（单位为mm）。活塞行程3活塞在汽缸内由上止点移到下止点的空间，称为汽缸的工作容积，以Vh表示（单位为L）。工作容积4当活塞在汽缸内位于上止点时，活塞顶上的全部空间，称为压缩容积或燃烧室容积，以Vc表示（单位为L）。压缩容积5活塞在下止点时，活塞顶上的全部容积，也就是燃烧室容积Vc和工作容积Vh的总和，称为汽缸总容积，以Va表示（单位为L）。汽缸总容积6多缸发动机全部汽缸工作容积的总和，称为发动机的排量，以VL（单位为L）。发动机排量7汽缸总容积与压缩容积的比值，称为压缩比，以ε表示，其表达式为压缩比8在发动机内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程称为工作循环。工作循环9压缩比是一个抽象的数值，它表示活塞从下止点到上止点气体缩小的比数。例如，汽缸总容积为1.2L，压缩容积为0.2L，压缩比为6∶1或6，即气体被压缩到原来的1/6。目前，汽油发动机的压缩比为6~10（有的高达10以上），柴油发动机的压缩比为15~22。结束发动机概述任务二

发动机维修常用工具及量具的识读方法知识目标（1）掌握游标卡尺的读数方法。（2）掌握千分尺的读数方法。（3）掌握百分表的读数方法。能力目标（1）会读取千分尺上的数值。（2）会读取游标卡尺上的数值。（3）会读百分表上的数值。任务目标发动机经常在高负荷状态下工作，一些部件难免会出现故障。在维修中会使用到不同的工具和量具来检测零部件的好坏，因此，本任务主要介绍常用工具的作用和常用量具的使用方法。任务引入1）手锤手锤一般分为铁锤和橡胶锤（图1-14）等。一、发动机维修的常用工具机械维修的通用工具1相关知识2）扳手（1）开口扳手。（2）梅花扳手。（3）两用扳手。（4）活动扳手。（5）套筒扳手。（6）接杆。3）钳子（1）鲤鱼钳。（2）水泵钳。机械维修专用工具21）扭力扳手2）活塞环拆装钳3）气门弹簧拆装架4）火花塞套筒工具5）拉器6）活塞环压缩器游标卡尺由尺身、游标、等组成。常用精度为0.02mm的游标卡尺（图1-27），其尺身（主尺）上每一刻度为1mm，游标上每一刻度表示0.02mm。读数时，先看游标上“0”刻度线对应的尺身刻度线读数，再找出游标上与尺身某刻度线对得最齐的一条刻度线读数，测得的读数为：尺身读数+0.02（精确度）×n（游标尺分格线与主尺对得最齐的线）。二、发动机维修常用量具游标卡尺的使用1例如，用精确度为0.02mm的游标卡尺测得发动机某零件的读数如图1-28所示，则该零件的测量值是多少？解：方法一：如图1-29所示，游标尺为50分格，50分格的总长度为49mm，所以游标尺每分格的长度为49mm÷50（分格）=0.98mm。如图1-28所示，测得的零件尺寸应为：待测零件=对齐线主尺上对应的长度－游标尺分格的长度×n【游标尺分格线与主尺对得最齐的线（如图1-28中“×”位置）】。36mm－0.98mm×26mm=10.52mm方法二：如图1-28所示，主尺“0”刻度线与游标尺“0”刻度左侧刻度线之间为10mm，另一部分是游标尺“0”刻度线与游标尺“0”刻度左侧刻度线之间不足1mm的部分，即待测零件=整毫米数+0.02mm（游标卡尺精度，游标卡尺上有标注）×n【游标尺分格线与主尺对得最齐的线（图1-28中“×”位置）】。10mm+0.02mm×26mm=10.52mm因此，该发动机零件的测量值应为10.52mm。外径千分尺的使用2外径千分尺是比游标卡尺更精密的量具，其精度为0.01mm。外径千分尺的规格按量程划分，常用的有0~25mm、25~50mm、50~75mm、75~100mm、100~125mm等规格，使用时应按零件尺寸选择相应规格。外径千分尺的结构如图1-30所示。使用外径千分尺前，应检查其精度，检查方法是旋动棘轮，当两个砧座靠拢时，棘轮发出2~3声“咔咔”的响声，此时，活动套管的前端应与固定套管的“0”刻度线对齐，同时活动套管的“0”刻度线还应与固定套管的基线对齐，否则需要进行调整。注意：测量时应檫净两个砧座和工件表面，旋动砧座接触工件，直至棘轮发出2~3声“咔咔”的响声时方可读数。外径千分尺固定套管上有两组刻线，两组刻线之间的横线为基线，基线以下为毫米刻线，基线以上为半毫米刻线（图1-31）。活动套管上沿圆周方向有50条刻线，每一条刻线表示0.01mm。读数时，可按照公式：固定刻度（注意半刻度是否漏出）+可动刻度（估读）×精度（0.01mm）=测量的尺寸。例如，测得发动机三个汽缸的气门杆尺寸如图1-32所示，那么该气门杆的实际读数是多少？解：按照公式：固定刻度（注意半刻度是否漏出）+可动刻度（估读）×精度（0.01mm）=测量的尺寸。可得：（1）图1-32（a）中正确读数为：1.5mm（基线上已露出0.5mm+基线下1mm=1.5mm）+38.0×0.01=1.880mm（2）图1-32（b）中正确读数为：0.5mm+30.9×0.01=0.809mm（3）图1-32（c）中正确读数为：2mm+16.6×0.01mm=2.166mm百分表的使用3百分表主要用于测量零件的形状误差（如曲轴弯曲变形量、轴颈或孔的圆度误差等）或配合间隙（如曲轴轴向间隙）。常见百分表有0~3mm、0~5mm和0~10mm三种规格。百分表的刻度盘一般为100格，大指针转动一格表示0.01mm，转动一圈为1mm，小指针可指示大指针转过的圈数。在使用时，百分表一般要固定在表座上，如图1-33所示。用百分表进行测量时，必须首先调整表座，使测杆与零件表面保持垂直接触且有适当的预缩量，并转动表盘使指针对正表盘上的“0”刻度线，然后按一定方问缓慢移动或转动工件，测杆则会随零件表面的移动自动伸缩。测杆伸长时，表针顺时针转动，读数为正值；测杆缩短时，表针逆时针转动，读数为负值。百分表的读数方法是：先读小指针转过的刻度线（即毫米整数），再读大指针转过的刻度线（即小数部分），并乘以0.01，然后两者相加，即得到所测量的数值。如图1-34所示的数值为：1mm+65×0.01mm=1.65mm内径百分表的使用4内径百分表又称量缸表，主要用来测量孔的内径，如汽缸直径、轴承孔直径等，主要由百分表、表杆和一套不同长度的接杆等组成，如图1-35所示。测量时首先根据汽缸（或轴承孔）直径选择尺寸合适的接杆，并将接杆固定在内径百分表下端的接杆座上；然后校正内径百分表，将外径千分尺调到被测汽缸（或轴承孔）的标准尺寸，再将内径百分表校正到外径千分尺的尺寸，并使伸缩杆有2mm左右的压缩行程，旋转表盘使指针对准零位后即可进行测量。注意：测量过程中，必须前后摆动内径百分表以确定读数最小时的直径位置，同时还应在一定角度内转动内径百分表以确定读数最大时的直径位置。塞尺的使用5塞尺又称厚薄规或间隙片，它由一组具有不同厚度的标准钢质测片组成，如图1-36所示。将塞尺插入缝隙中，可以用来检验相配合表面之间的间隙的大小，若与其他量具配合使用，可以用来检验零件相关表面的形状和位置误差。塞尺厚度有0.002~0.035mm和0.05~1.00mm等多种，可根据需要进行选用。在发动机维修中，塞尺常用于测量零件之间的配合间隙，如气门间隙、曲轴轴向间隙等。在测量时，为了提高测量精度，应尽量选用较小的钢片数量，钢片在测量部位中应感觉有虚蹭而无松旷现象。不允许将钢片剧烈弯曲，也不允许将它用力插进测量部位。钢片上不能有污垢和金属屑，否则会影响其精确性。结束曲柄连杆机构的构造与维修任务一

机体组的构造与维修知识目标（1）了解机体组的基本构造。（2）掌握汽缸体磨损量的测量方法。（3）掌握汽缸盖平面度的测量方法。能力目标（1）会测量汽缸体的磨损量，以及掌握圆度和圆柱度的计算方法。（2）会测量汽缸盖平面度。任务目标一辆行驶10万公里的雅阁轿车，在汽缸体与汽缸盖的密封处发现油渍，并伴有发动机动力不足现象。根据故障现象，维修技师检查后发现其气门室盖密封垫损坏导致机油溢出和动力不足，更换气门室盖密封垫后，故障排除。任务引入机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。如图2-1所示，发动机机体组主要由汽缸体、汽缸盖、汽缸盖罩、汽缸垫及油底壳等组成。一、机体组的构造相关知识1）汽缸体的结构水冷式发动机的汽缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为汽缸体。汽缸体一般由灰铸铁铸成，汽缸体上部的圆柱形空腔称为汽缸，下半部为支撑曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在汽缸体内部铸有许多加强筋、冷却水套和润滑油道等，如图2-2所示。汽缸体12）汽缸体的类型汽缸体应具有足够的强度和刚度，根据汽缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把汽缸体分为一般式、龙门式、隧道式，如图2-3所示。按照冷却方式不同可分为水冷式和风冷式。汽车发动机采用的是水冷式。按照汽缸排列形式不同可分为直列式、对置式等。按照汽缸结构不同可分为整体式、湿汽缸套式、干汽缸套式等。（1）一般式汽缸体。其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种汽缸体的优点是机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便。但其缺点是刚度和强度较差。（2）龙门式汽缸体。其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度好，能承受较大的机械负荷；但其缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。（3）隧道式汽缸体。这种形式的汽缸体曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从汽缸体后部装入。其优点是结构紧凑，刚度和强度好，但其缺点是加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。汽缸盖21）汽缸盖的结构汽缸盖用来封闭汽缸顶部，并与活塞顶和汽缸壁一起形成燃烧室。另外，汽缸盖内的水套和油道也是冷却系统和润滑系统的组成部分。汽缸盖如图2-4所示。汽缸盖是结构复杂的箱形零件。其上加工有进、排气门座孔，气门导管孔，火花塞安装孔（汽油机）或喷油器安装孔（柴油机）。在汽缸盖内还铸有水套、进排气道和燃烧室的一部分。若凸轮轴安装在汽缸盖上，则汽缸盖上还加工有凸轮轴承孔或凸轮轴承座及其润滑油道。2）汽缸盖的类型水冷发动机的汽缸盖有整体式、分块式和单体式三种结构形式。在多缸发动机中，全部汽缸共用一个汽缸盖，则称该汽缸盖为整体式汽缸盖；若每两缸一盖或三缸一盖，则该汽缸盖为分块式汽缸盖；若每缸一盖，则为单体式汽缸盖。风冷发动机均采用单体式汽缸盖。汽缸盖罩3汽缸盖罩最基本的功能是遮盖并密封汽缸盖，将机油保持在内部，同时将污垢和湿气等污染物隔绝于外部。发动机的运行过程中会形成油雾。汽缸盖罩较冷的内表面会聚集油雾，使机油冷凝并向下流回机油壳。汽缸盖罩还肩负曲轴箱通风的责任。当活塞在汽缸中运动时，发动机内部会集聚压力。如果置之不理，此压力会使各个密封件泄漏，导致发动机效率降低。为了避免这种情况，常用一个管子连接汽缸盖罩和进气道，以便吸入新鲜空气（也称曲轴箱强制通风口）。汽缸垫4汽缸盖与汽缸体之间装有汽缸衬垫，简称汽缸垫。其作用是保证汽缸盖与汽缸体间的密封，防止漏气、漏水。汽缸垫工作条件苛刻，应满足以下要求:（1）在高温、高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏。（2）耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气或有压力的机油和冷却水的作用下不烧损或变质。（3）具有一定的弹性，能补偿接合面的平面度误差，以保证可靠密封。（4）拆装方便，能重复使用，寿命长。油底壳5油底壳的主要功用是存储机油和封闭机体或曲轴箱。油底壳用薄钢板冲压或用铝铸成。油底壳内设有挡板，用以减轻汽车颠簸时油面的振荡。此外，为了保证汽车倾斜时机油泵能正常吸油，通常将油底壳局部做得较深。油底壳底部设有放油螺塞。有的放油螺塞带磁性，可以吸引机油中的铁屑。彻底清理汽缸体上、下平面及内、外油污，积炭和水垢后，检查是否有裂纹、刮痕、生锈和腐蚀现象。如有必要应对水道进行试漏。二、汽缸体的维修汽缸体的清理和检查1测量汽缸磨损21）组装并校正量缸表（1）组装量缸表。根据汽缸直径选择合适的测杆旋在表杆的下端，将百分表垂直于测量杆的方向插入表杆上端，待百分表大指针开始摆动时将其锁紧。（2）校正量缸表。将千分尺调至汽缸的标准尺寸，量缸表下端两测头放入千分尺的两砧座之间，旋转测杆，当百分表小指针指在“2”附近时，锁紧测杆的锁紧螺母，再转动表盘使大指针指向“0”，再将量缸表下端两测头放入千分尺的两砧座之间复核大指针是否指零,确认后锁紧表盘固定螺母。2）测量汽缸直径在汽缸上、中、下三个位置上分别进行横向（A）和纵向（B）测量，如图2-5（a）所示。测量时应摆动量缸表，找出表针摆动的“拐点”，此拐点即测杆与汽缸轴线垂直的位置，此时指针指示的最小值即正确的汽缸直径，如图2-5（b）所示。大指针逆时针方向偏离“0”，表示所测汽缸直径比标准尺寸大，记为“+”；大指针顺时针方向偏离“0”，表示所测汽缸直径比标准尺寸小，记为“-”。逐一测量所有汽缸，并记录测得的数值。3）圆度与圆柱度的计算圆度误差为同一断面上不同方向最大与最小直径差值之半，圆柱度误差为被测轴孔在任一方向上最大与最小直径差值之半。测量汽缸磨损也可就车进行。方法是拆下汽缸盖，摇转曲轴使待测汽缸的活塞处于下止点，即可将量缸表放入汽缸进行测量。一般修理厂在镗缸后镶入新缸套，更换新的标准活塞，通过镗磨加工使汽缸与活塞的装配间隙为0.03~0.06mm（汽油机）和0.05~0.08mm（柴油机）。1）清除汽缸盖接触面上的残留材料使用衬垫刮刀清除汽缸盖接触表面上的所有衬垫残留材料，注意不要刮伤汽缸盖接触表面。2）清洗燃烧室用钢丝刷清除燃烧室内所有积炭。注意不要刮伤汽缸盖与汽缸体接触的下平面。3）清洗汽缸盖用软刷和溶剂彻底清洗汽缸盖，如图2-6所示。三、汽缸盖的维修清洗汽缸盖11）检查平面度用精密的刀口尺和厚薄规测量汽缸盖各接触表面有无翘曲，如图2-7所示。汽缸盖下平面的平面度误差，每50mm×50mm范围内不大于0.05mm，整个平面的平面度误差不大于0.20mm。如果平面度超过允许的最大值，应更换汽缸盖。2）检查有无裂缝用染色渗透液检查燃烧室、进气口、排气口及汽缸盖表面有无裂纹。如有裂纹，应更换汽缸盖。检查汽缸盖2四、汽缸垫的维修汽缸垫的常见故障是烧蚀击穿，如图2-8所示，其主要原因是汽缸盖和汽缸体的接合面不平、汽缸盖螺栓的拧紧力矩不足等。汽缸盖损坏后必须更换，不能修理。五、油底壳的维修油底壳的主要功用是存储机油并封闭曲轴箱。其主要故障就是油底壳漏油，当出现漏油时，应检查油底壳衬垫是否漏油或螺钉是否松动。任务实践实践名称（1）汽缸体磨损量的测量。（2）汽缸盖平面度的测量。工作准备（1）汽缸体、汽缸盖若干。（2）量缸表、厚薄规（塞尺）、刀口尺各一套。（3）工具车、零件车若干。技术要求与注意事项1）实践要求每班分成若干小组，每次同时进行三个小组的实训，其他小组在教室内复习实训的内容，分几次完成。实训时以教师讲解、演示，学生操作、考核为主，学生完成实训报告及考核，最后填写实训内容。2）注意事项（1）听从安排，不要随意走动。（2）不要随意操作车上的各个系统。（3）操作所学系统时必须在指导教师的指导下完成。（4）注意保持教学场地卫生。（5）不能蛮力操作所学系统。（6）严格遵守拆装程序及操作规程。操作步骤及检修汽缸体磨损量的测量1测量部位如图2-9所示，汽缸盖下平面的平面度误差，每50mm×50mm范围内不大于0.05mm，整个平面的平面度误差不大于0.20mm。汽缸盖平面度的测量2结束曲柄连杆机构的构造与维修任务二

活塞连杆组的构造与维修知识目标（1）掌握活塞的选配方法。（2）掌握活塞环三隙的测量方法。（3）熟悉活塞连杆组的构造。能力目标（1）会测量活塞环三隙。（2）会正确选配活塞。任务目标一辆刚刚经过发动机大修的轿车处于走合期，在怠速运转时出现“嗒嗒”声，略像活塞敲缸的声音，而温度升高后，响声不但不消失，反而稍重一些，并且有时还带有“吭吭”的声音，发动机稍有抖动现象。根据故障现象分析可能原因是活塞与缸壁间隙过小或活塞膨胀系数过大；活塞椭圆度不足或反椭圆；活塞头部尺寸大，活塞环背隙或端隙过小；活塞销与销座孔配合过紧，致使活塞变形胀大；机油不足或润滑孔道堵塞，润滑不良；发动机缺水，温度过高等。经过维修技师检查后故障是活塞与缸壁间隙过小或活塞膨胀系数过大，更换活塞总成后，故障排除。任务引入活塞连杆组将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动车轮转动及带动其他附属装置。活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆等部件组成，如图2-10所示。一、活塞连杆组的构造相关知识活塞活塞环活塞销连杆1）活塞的功用活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。2）活塞的结构活塞可分为活塞顶部、活塞环槽部和活塞裙部三部分，如图2-11所示。（1）活塞顶部。活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分，其形状、位置、大小都和燃烧室的具体形式有关，都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求，其顶部形状可分为三大类：平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞。平顶活塞顶部是一个平面，结构简单，制造容易，受热面积小，顶部应力分布较为均匀。四冲程汽油机常采用平顶活塞，如图2-12（a）所示。凹顶活塞顶部呈凹陷形，凹坑的形状和位置必须有利于可燃混合气的燃烧。四冲程柴油机常采用凹顶活塞，如图2-12（b）所示。凸顶活塞顶部凸起呈球顶形，其顶部强度高，起导向作用，有利于改善换气过程。二冲程汽油机常采用凸顶活塞，如图2-12（c）所示。活塞顶部吸收的热量大部分（70%~80%）通过活塞环传给汽缸壁，再由冷却水吸收。（2）活塞环槽部。活塞环槽部指活塞环槽以上部分。它有数道环槽，用以安装活塞环，起密封作用。柴油机压缩比高，一般有四道环槽，上部三道安装气环，下部安装油环。汽油机一般有三道环槽，其中有两道气环槽和一道油环槽，在油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环从汽缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳。（3）活塞裙部。活塞裙部指油环槽下端以下部分。它包括装活塞销的销座孔。活塞裙部对活塞在汽缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力。裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。在压缩冲程和做功冲程中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向汽缸壁。压缩冲程和做功冲程气体的侧压力方向正好相反，由于做功压力大大高于压缩压力，所以，做功冲程中的侧压力也大大高于压缩冲程中的侧压力。活塞裙部承受侧压力的两个侧面称为推力面，它们处于与活塞销轴线相垂直的方向上。1）活塞环的功用活塞环的主要功用是防止汽缸内的气体漏入曲轴箱，起密封作用；将活塞头70%~80%的热量传导给汽缸壁；使汽缸壁上机油膜均匀分布以改善润滑条件；将汽缸表面多余的机油刮下以保证汽缸壁上的机油量适中，使活塞在汽缸内运动自如。2）活塞环的结构活塞环一般是由合金铸铁材料制造的，分为气环和油环，安装位置如图2-13所示。（1）气环。气环也叫压缩环，它的功用是密封活塞与汽缸壁的间隙，防止气体由汽缸内窜入油底壳，并将活塞头部的热量传给汽缸壁，再由冷却水或空气带走；另外还起辅助刮油的作用。（2）油环。油环的功用是刮走汽缸壁上多余的机油，并在汽缸壁上涂一层均匀的机油膜。这样可以防止机油窜入燃烧室燃烧等，又可减小活塞、活塞环与汽缸的摩擦阻力和磨损；另外也起辅助密封的作用。目前，随着发动机转速的极大提高，活塞环的数量逐渐减少，多为两道气环、一道油环。这样既减少了摩擦损失，又缩短了活塞高度，进而降低了发动机高度。1）活塞销的功用活塞销的功用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。2）活塞销的结构活塞销一般用低碳钢或低碳合金钢制造，为空心圆柱体，如图2-14所示。活寒销的连接方式一般有全浮式和半浮式两种。全浮式连接是指在发动机工作温度下，活塞销与销座、活塞销与连杆小头之间都是间隙配合，可以相互转动。这种连接方式增大了实际接触面积，减小了磨损且使磨损均匀，被广泛采用。为防止工作时活塞销从孔中滑出，必须用卡坏将其固定在销座孔内。半浮式连接是指销与座孔和销与连杆小头两处，一处固定，一处浮动。其中大多数采用销与连杆小头固定的方式。可以将活塞销压配在连杆小头孔内，也可将活塞销中部与连杆小头用紧固螺栓连接。这种方式不需要卡环，也不需要连杆衬套。1）连杆的功用连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴，从而使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。2）连杆的结构连杆由连杆小头、连杆杆身和连杆大头等组成，如图2-15所示。（1）连杆小头。连杆小头与活塞销相连。工作时，小头与销之间有相对转动，因此小头孔中一般压入减摩的青铜衬套。为了润滑活塞销与衬套，在小头和衬套上钻出集油孔或铣出集油槽，用来收集发动机运转时被溅上来的机油，以便润滑。有的发动机连杆小头采用压力润滑，在连杆杆身内钻有纵向的压力油通道。（2）连杆杆身。连杆杆身通常做成“工”字形断面，抗弯强度好，质量小。有的连杆在杆身内加工有油道，用来润滑连杆衬套和冷却活塞。（3）连杆大头。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，有整体式和分开式两种。一般多采用分开式（连杆盖用螺栓或螺柱紧固，为使结合面在任何转速下都能紧密结合，连杆螺栓的拧紧力矩必须足够大，连杆盖装合到连杆体上时须严格定位，以防止连杆盖横向位移），分开式又分为平分和斜分两种，即连杆大头的切口形式有平切口和斜切口，如图2-16所示。二、活塞连杆组的维修活塞的维修11）活塞的正常磨损活塞的磨损主要有活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损和活塞销座孔的磨损。2）活塞的异常磨损活塞的异常磨损主要有活塞刮伤、顶部烧蚀和脱顶等，这些属于非正常的损伤形式。3）活塞的选配当活塞发生异常损坏及汽缸的磨损超过规定值时，就要对汽缸进行修复后选配活塞。在选配时应注意以下几点：（1）汽缸的修理尺寸是哪一级，活塞也应该选用哪一级修理尺寸的活塞。（2）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。（3）在选配的成组活塞中，其尺寸差一般为0.01~0.15mm，质量差为4~8g，涂色标记也应相同。活塞环的维修21）活塞环端隙的检测（将活塞环置入汽缸套内，并用倒置活塞的顶部将环推入汽缸内相应上止点位置，然后用塞尺测量，如图2-17所示。若端隙大于规定值则应重新选配活塞环；若端隙小于规定值时，应利用细平锉刀对环口的一端进行锉修。锉修时只能锉修一端且环口应平整，锉修后应将毛刺去掉，以免在工作时刮伤汽缸壁。2）活塞环侧隙的检测将活塞环放入相应的环槽内，围绕环槽转动一圈，环在槽内应转动自如。然后用塞尺进行测量。侧隙的检测如图2-18所示。3）活塞环背隙的检测将活塞环放入活塞内，以环槽深度与活塞环径向厚度的差值来衡量。测量时，将环落入环槽底，再用深度游标卡尺测出环外圆柱面沉入环岸的数值，该数值一般为0~0.35mm。如背隙过小，应更换活塞环或车深活塞环槽的底部。活塞销的维修3发动机大修时一般更换活塞销。活塞销常见的故障为磨损导致点蚀、斑点及弯曲变形和失圆变形等。若活塞销圆柱度大于0.002mm，圆度大于0.0015mm，则应更换活塞销。活塞销圆柱度的测量如图2-19所示。连杆的维修4连杆的耗损主要有连杆小头磨损、连杆弯曲和扭曲等。连杆弯曲和扭曲的检验应在连杆校验仪上进行，如图2-20所示。在汽车维修标准中对连杆的变形有如下规定：连杆小端轴线与大端应在同一平面，在该平面上的平行度误差不大于0.03mm，该平面的法向平面上的平行误差不大于0.06mm。当连杆的弯曲和扭曲度超过误差值时，应进行校正或更换。任务实践实践名称活塞环三隙的测量。工作准备（1）活塞、活塞环、汽缸体若干。（2）塞尺、游标卡尺各一套。（3）工具车、零件车若干。技术要求与注意事项1）实践要求每班分成若干个小组，每次同时进行三个小组的实训，其他小组在教室内复习实训的内容，分几次完成。实训时以教师讲解、演示，学生操作、考核为主，学生完成实训报告及考核，最后填写实训内容。2）注意事项（1）听从安排，不要随意走动。（2）不要随意操作车上的各个系统。（3）操作所学系统时必须在指导教师的指导下完成。（4）注意保持教学场地卫生。（5）不能蛮力操作所学系统。（6）严格遵守拆装程序及操作规程。操作步骤及检修活塞环端隙的测量1活塞环侧隙的测量2活塞环背隙的测量3结束曲柄连杆机构的构造与维修任务三

曲轴飞轮组的构造与维修知识目标（1）掌握轴承耗损形式及选配要求。（2）掌握曲轴主轴颈、连杆轴承径向间隙及轴向间隙的检测方法。（3）熟悉曲轴飞轮组的基本组成。能力目标（1）能够使用千分尺测量曲轴轴颈的磨损量。（2）会检测曲轴的轴向间隙和径向间隙。任务目标一辆刚刚经过发动机大修的轿车，当发动机加速时，有连续明显的“”声，随发动机转速升高而增大，在发动机怠速或低速运转中，可听到“”的响声。根据故障现象分析可能原因是轴承润滑不良或轴承配合不当而造成烧损；轴承质量不佳或装配间隙过松、过紧迫使轴承片变形而造成合金脱落；连杆轴颈失圆，与轴承接触不良而造成磨损等。经过维修技师的检查后发现轴承润滑不良，导致烧瓦并发出声音，清理油道后故障排除。任务引入曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮及装在曲轴上的各零件（如正时齿轮、扭转减振器、主轴承瓦、止推片等）组成，如图2-21所示。一、曲轴飞轮组的构相关知识曲轴1曲轴是发动机中最重要的部件之一，其主要作用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩，对外输出动力。另外，曲轴还可驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置（如发电机、风扇、水泵、转向油泵等）。如图2-22所示，曲轴包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、曲轴后端等，一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐，曲拐数取决于汽缸的数目和排列方式。直列发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数，V型发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数的一半。其中，曲柄用来连接主轴颈和连杆轴颈。1）主轴颈主轴颈是曲轴的支撑部分。每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈的曲轴，称为全支撑曲轴；主轴颈数等于或少于连杆轴颈数的曲轴，称为非全支撑曲轴。2）连杆轴颈连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，直列发动机的连杆轴颈数目和汽缸数相等；V型发动机的连杆轴颈数等于汽缸数的一半。3）曲柄和平衡重曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处铸有（或紧固有）平衡重。平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力，有时还用来平衡一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。4）曲轴前端和后端曲轴前端装有正时齿轮、驱动风扇、水泵的带轮及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封，防止机油外漏。曲轴后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。常见的几种发动机曲拐布置和工作顺序21）直列四缸四冲程发动机直列四缸四冲程发动机的点火间隔角为720°/4=180°。四个曲拐在同一平面内。发动机工作顺序为1-2-4-3或1-3-4-2，其工作循环见表2-4、表2-5。直列四缸发动机的曲拐布置如图2-23所示。2）直列六缸四冲程发动机直列六缸四冲程发动机的点火间隔角为720°/6=120°。六个曲拐互成120°。有两种点火顺序，一种为1-5-3-6-2-4（其工作循环见表2-6），这种方案应用比较普遍；另一种为1-4-2-6-3-5。直列六缸四冲程发动机的曲拐布置如图2-24所示。3）V型八缸四冲程发动机V型八缸四冲程发动机的点火间隔角为720°/8=90°。四个曲拐互成90°，曲拐布置如图2-25所示。点火顺序为R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2或L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1，其工作循环见表2-7。飞轮3飞轮的作用是通过存储和释放能量来提高发动机运转的均匀性和改善发动机克服短时超载的能力，与此同时，又将发动机的动力传递给离合器。飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，多用灰铸铁制造，外缘上压有一个齿圈，可与起动机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用。有些飞轮上通常刻有第一缸点火正时记号，以便校准点火时间，如图2-26所示。主轴承和曲轴止推轴承41）主轴承主轴承俗称大瓦，基本结构与连杆轴承相同，主轴承一般开有油槽和主油孔。有的发动机为了不降低负荷较重的下轴瓦的强度，只在上轴瓦上开油槽，因而在装配时两片轴瓦不能装错。2）曲轴止推轴承汽车行驶时由于踩踏离合器而对曲轴施加轴向推力，使曲轴发生轴向窜动。过大的轴向窜动将影响活塞连杆组的正常工作和破坏正确的配气定时和柴油机的喷油定时。为了保证曲轴轴向的正确定位，须装设止推轴零件，如图2-27所示。曲轴止推轴承有翻边轴瓦、半圆环止推片和止推轴承环三种形式。翻边轴瓦是将轴瓦两侧翻边作为止推面，在止推面上浇铸减摩合金。轴瓦的止推面与曲轴止推面之间留有0.06~0.25mm的间隙，从而限制了曲轴轴向窜动量。二、曲轴飞轮组的维修曲轴的维修11）裂纹维修裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡圆角处及油孔处，应该用磁力探伤法或浸油敲击法进行裂纹的检验。一经发现横向裂纹，曲轴即应报废。细微的纵向裂纹可结合曲轴磨削予以消除。2）弯曲变形的维修曲轴主轴颈的同轴度误差大于0.05mm，称为弯曲。连杆轴颈分配角误差大于0°30′，称为扭曲变形。（1）弯曲变形的检测。检验弯曲应以两端主轴颈的公共轴线为基准，检查中间主轴颈的径向圆跳动误差，如图2-28所示。检验时，将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平板的V形块上，将百分表测头抵在中间主轴颈上，往往此处的弯曲最大，慢慢转动曲轴一圈，百分表指针所示的最大摆差，即中间主轴颈的径向圆跳动误差值，若大于0.15mm，则应进行压力校正。低于此值可结合磨削曲轴予以修正。（2）弯曲变形的校正。一般采用冷压校正或敲击校正法。当变形量不大时，可采用敲击校正法，即用手锤敲击曲柄边缘的非工作表面，使被敲击表面产生塑性残余变形，达到校正弯曲的目的，如图2-29所示。冷压校正是将曲轴用V形架架住两端主轴颈，用压力机沿曲轴弯曲相反方向加压，如图2-30所示。由于钢质曲轴的弹性作用，压弯量应为曲轴弯曲量的10~15倍，并保持2~4min，为减小弹性后效作用，最好采用人工时效法消除。3）曲轴扭曲变形的维修曲轴扭曲变形的检验是将连杆轴颈转到水平位置上，用百分表分别确定同一方位上两个轴颈的高度差。这个高度差即扭曲变形量。曲轴若发生轻微的扭曲变形，可直接在曲轴磨床上进行修正，如图2-31所示。4）曲轴轴颈磨损的维修（1）磨损的检验。如图2-32所示，主要是用外径千分尺测量主轴颈和连杆轴颈的圆度和圆柱度误差，其值均不得大于0.025mm，否则应按修理尺寸磨轴。（2）轴颈的修磨。在小修时，轴颈某些较轻的表面损伤，可用油石、细锉刀或砂布修磨。发动机大修时，对轴颈磨损已超过规定的曲轴，可用修理尺寸法对曲轴主轴颈、连杆轴颈进行光磨修理。5）曲轴轴向和径向间隙的检查与调整（1）轴向间隙的检查与调整。曲轴轴向间隙的检查可采用百分表或塞尺进行。将百分表触头顶在曲轴平衡重上，用撬棒前后撬动曲轴，观察表针摆动数值，即曲轴轴向间隙，如图2-33（a）所示。或者用撬棒将曲轴撬向一端，再用塞尺检查推力轴承和曲轴止推面之间的间隙，即曲轴轴向间隙，如图2-33（b）所示。（2）径向间隙的检查与调整。曲轴的径向间隙可用塑料间隙塞尺检查，如图2-34所示。将塑料条（或软金属丝）放置在曲轴轴颈上（不要将油孔盖住），盖上轴承盖并按规定扭力拧紧螺栓。不要转动曲轴，然后取下轴承盖和塑料条，用被压扁的塑料条和样条宽度相对照，查得与塑料条宽度（或测量软金属丝厚度）对应的间隙值即曲轴的径向间隙。如果径向间隙不符合规定，应重新选配轴承。6）曲轴轴承的选配（1）选配轴承内径尺寸。曲轴主轴承根据轴颈的修理尺寸来选配，应选用与轴颈修理级别相同的新轴承。现代发动机使用的主轴承和连杆轴承均采用薄壁轴瓦（常称装配瓦），不允许乱配。因此，在磨削轴颈时，各道轴颈的磨削尺寸应按选配的轴瓦孔径及所需的间隙确定。（2）检测轴瓦结合平面高度。轴承厚度应符合规定，新轴承装入座孔内，上、下两片的两端均应高于接合平面0.03~0.06mm，保证轴承与座孔贴合紧密，提高散热效果。若轴承两端高出量过小，轴承装配后与孔的过盈不足，自锁能力弱，在工作中容易产生转动引起“烧瓦”。若轴承两端高出量过大，装配沿轴承局部可能翘起，在冲击载荷下，合金层不但容易疲劳剥落，加速轴承疲劳，引起“烧瓦”，还可能造成孔的穴蚀，也同样破坏发动机自锁性能。（3）检测轴承钢背质量。定位凸点完整，轴承背面光滑无斑点，表面粗糙度值应不大于轴承定位凸点可保证轴承在座孔内圆周方向和轴向的定位，凸点损伤后，将导致轴承窜位。如凸点过低，可用尖冲头冲出合适高度。（4）检测轴承弹开量。弹性合适无哑声，把新选用的轴承放入轴承座后，要求新轴承的曲率半径大于轴承孔的曲率半径，以保证轴承装入后与轴承座紧密贴合。将其装进座孔时，应感觉吃力，如轻轻地就能装入，表明弹力不足。飞轮的维修21）更换齿圈飞轮齿圈有断齿或齿端冲击耗损，与起动机齿轮啮合状况发生变化时，应更换齿圈或飞轮组件。齿圈与飞轮过盈配合为0.30~0.60mm，更换时，应先将齿圈加热至623~673K再进行热压配合。2）修整飞轮工作平面飞轮工作平面有严重烧灼，或磨损沟槽深度超过0.50mm，或飞轮端面圆跳动误差超过0.50mm时，应进行光磨修整。曲轴、飞轮、离合器总成组装后进行动平衡试验。组件动平衡量应不大于原厂规定。更换飞轮或齿圈、离合器压盘或总成之后，都应重新进行组件的动平衡试验。任务实践实践名称（1）曲轴轴向间隙的测量。（2）曲轴径向间隙的测量。（3）曲轴圆度与圆柱度的测量。工作准备（1）液力变矩器若干。（2）百分表、磁力表座、专用工具各一套。（3）工具车、零件车若干。技术要求与注意事项1）实践要求每班分成若干个小组，每次同时进行三个小组的实训，其他小组在教室内复习实训的内容，分几次完成。实训时以教师讲解、演示，学生操作、考核为主，学生完成实训报告及考核，最后填写实训内容.。2）注意事项（1）听从安排，不要随意走动。（2）不要随意操作车上的各个系统。（3）操作所学系统时必须在指导教师的指导下完成。（4）注意保持教学场地卫生。（5）不能蛮力操作所学系统。（6）严格遵守拆装程序及操作规程。操作步骤及检修曲轴轴向间隙的测量1曲轴径向跳动量的测量2曲轴圆度与圆柱度的测量3结束配气机构的构造与维修任务一

配气机构基础知识知识目标（1）掌握配气机构的组成及工作原理。（2）熟悉配气机构的分类。能力目标（1）能正确理解配气相位的相关概念。（2）能理解配气机构的作用。任务目标配气机构是发动机的两大核心机构之一，在发动机的维修中，常常会遇到配气机构的故障所引起的气门异响、气门漏气等现象，要想正确分析故障原因，就必须先了解配气机构的基本组成及原理，对症下药才能排除故障。任务引入配气机构的作用是按照发动机各缸的工作次序和每一汽缸内所进行的工作循环的要求，定时开启和关闭各汽缸的进、排气门，配合发动机各缸实现进气、压缩、做功和排气的工作过程。一、配气机构的作用相关知识配气机构主要由气门组、气门传动组两部分组成。气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座等零件；气门传动组包括正时齿轮（或带轮、链轮）、正时皮带（或链条）、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴等零件。配气机构的组成如图3-1所示。二、配气机构的组成按气门的布置形式分类1分为侧置式气门与顶置式气门，如图3-2所示。三、配气机构的分类按凸轮轴的布置分类2分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式、凸轮轴上置式，如图3-3所示。按气门驱动方式分类4分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式、凸轮轴上置式，如图3-3所示。按曲轴与凸轮轴的传动方式分类3分为齿轮传动、链传动、齿形皮带传动。按每缸气门的数目分类5目前使用较多的是二气门和四气门式，如图3-5所示。一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。现代大部分汽车发动机上多采用四个气门结构，即两个进气门和两个排气门。四、配气机构的工作原理配气机构的工作原理如图3-6所示。发动机不工作时，气门处于关闭状态【图3-6（a）】；发动机工作时，曲轴把力传到凸轮轴并通过配气机构的传动路线把力传到摇臂，推开气门并压缩气门弹簧【图3-6（b）】。凸轮凸起部分的顶点转过挺柱后，凸轮对挺柱的推力减小，气门在气门弹簧力的作用下逐渐关闭，凸轮凸起部分离开挺柱时，气门完全关闭，换气过程结束，发动机进入压缩和做功冲程。从上述工作过程可以看出，气门的开启是通过气门传动组的作用而完成的，而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。气门的开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓形状。五、配气相位配气相位是曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间，通常用环形图来表示配气相位图，如图3-7所示。理论上，四冲程发动机在进气冲程和排气冲程中，进、排气门的开启时间为180°曲轴转角。即当活塞处于上止点时，进气门开启，排气门关闭；活塞处于下止点时进气门关闭，排气门开启。但实际情况并非如此，由于发动机转速很高，一个冲程的时间极短，这样短的时间内难以做到进气充分，排气彻底。为提高发动机性能，改善换气过程，实际发动机的气门开启和关闭并不恰好在活塞的上、下止点，而是适当地提前开启和延迟关闭，以延长进排气时间，气门开启行程中曲轴转角都大于180°。进气延迟角2在进气行程中活塞到达下止点过后，活塞又上行一段，进气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角β称为进气延迟角。进气门滞后关闭的目的：活塞到达下止点时，汽缸内压力仍低于大气压力，且气流还存相当大的惯性，这时气流不但没有终止向汽缸流动，甚至可能流速还比较高，仍可以利用气流惯性和压力差继续进气。由此可见，进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角为α+180°+β。α一般为10~30°，β一般为40~80°。进气提前角1在排气行程接近终了、活寒到达上止点之前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到活塞移到上止点所对应的曲轴转角α称为进气提前角。排气提前角3在做功行程接近终了，活塞到达下止点之前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角γ称为排气提前角。排气门提前开启的目的：当做功行程活塞接近下止点时，汽缸内的气体还有0.30~0.50MPa的压力，此压力对做功的作用已经不大，但仍比大气压力高。可利用此压力使汽缸内的废气迅速地自由膨胀排出，待活塞到达下止点时，汽缸内只剩0.11~0.12MPa的压力，使排气冲程所消耗的功率大为减小。排气延迟角4活塞越过上止点后，排气门才关闭，从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角δ称为排气延迟角。排气门滞后关闭的目的：活塞到达上止点时，汽缸内的残余废气压力继续高于大气压力，加之排气时气流有一定的惯性，仍可以利用气流惯性和力差把废气排放干净。由此可见，排气门开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角为γ+180°+δ。γ—般为40°~80°，δ角一般为10°~30°。气门重叠角5由于进气门在上止点前开启，而排气门在上止点后才关闭。这就出现了一段时间内进、排气门同时开启的现象，这种现象称为气门重叠。同时开启的曲轴转角α+δ称为气门重叠角。由于新鲜气流和废气流的流动惯性都比较大，在短时间内是不会改变流向的。因此，只要气门重叠角选择适当，就不会有废气倒流入进气管和新鲜气体随同废气排出的可能性。相反，由于废气气流周围有一定的真空度，对排气速度有一定影响，从进气门进入的少量新鲜气体可对此真空度加以填补，还有助于废气的排出。需要注意的是不同发动机，由于其结构形式、转速存在差异，因而配气相位也有所不同。结束配气机构的构造与维修任务二

气门组的构造与维修知识目标（1）掌握气门组的维修方法。（2）熟悉气门组的基本构造。能力目标（1）能正确研磨气门座。（2）能正确使用工具检测气门杆的弯曲变形。任务目标一辆大众轿车起动发动机时出现起动困难、排气管放炮、冒烟等现象。根据故障现象分析可能原因是气门与气门座工作面磨损、烧蚀、密封不良而漏气；气门与气门座工作面有积炭，气门关闭不严而漏气；气门与气门导管间隙过大，气门杆晃动，导致气门关闭不严而漏气；气门在气门导管内发涩或卡住，气门不能上下移动；气门弹簧失去弹性或弹簧折断。经过维修技师的检查发现一、二缸气门零件损坏，更换损坏的气门零件，试车，故障排除。任务引入气门组在配气机构中相当于一个阀门，作用是接通和切断进排气系统与汽缸之间的通道。气门组由气门、气门导管、气门座、气门弹簧、气门弹簧上座、气门油封、气门锁夹组成，如图3-8所示。一、气门组的构造相关知识1）气门的构造气门的作用是密封进、排气通道。气门由头部和杆部两部分组成，如图3-9所示，气门头部与气门座配合实现密封汽缸的进、排气通道的作用，气门杆部则主要为气门提供运动导向。2）气门顶面形状气门顶面的形状主要有平顶、喇叭形顶和球面顶三种结构形式，如图3-10所示。平顶是大多数发动机采用的一种方式。它吸热面积小，结构简单，制造方便，质量小，进、排气门均可采用。喇叭形顶和杆身的过渡部分具有流线型，气体流动阻力小，质里轻、惯性小。但顶部受热面积大，适合作为进气门，不宜作为排气门。球面顶的强度高，排气阻力小，废气清除效果好，适合作为排气门。但球面顶受热面积大、质量和惯性大，加工也复杂。按凸轮轴的布置分类23）气门锥角气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。气门锥面与气门顶面之间的夹角称为气门锥角。进、排气门的气门锥角一般为45°，只有少数发动机的进气门锥角为30°。气门锥角如图3-11所示。气门导管与油封2气门导管如图3-12所示，其功用是对气门提供运动导向，保证气门作直线往复运动，使气门与气门座或气门座圈能正确贴合。此外，还将气门杆接收的热量部分地传给汽缸盖。气门导管的工作温度较高，而且润滑条件较差，靠配气机构工作时飞溅起来的机油来润滑气门杆和气门导管孔。气门导管由灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金制造。在以一定的过盈将气门导管压入汽缸盖上的气门导管座孔之后，再精铰气门导管孔，以保证气门导管与气门杆的正确配合间隙。气门杆与气门导管孔需要润滑，但进入气门导管孔内的机油又不能太多，否则将使机油消耗量增加，为了控制和减少机油消耗量，在气门导管上装有气门油封。气门座3汽缸盖或汽缸体的进、排气道与气门锥面相结合的部位称为气门座，它也有相应的锥面。气门座的作用是靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封汽缸，并接收气门传来的热量。气门座可制作在汽缸盖上（气门顶置时）或汽缸体上（气门侧置时）。因为气门座在高温下工作，磨损严重，故有不少发动机的气门座用耐热钢材或合金铸铁单独制成气门座圈，然后镶嵌入汽缸盖或汽缸体上的气门座圈孔中（图3-13），以便提高其使用寿命，同时便于更换。气门弹簧4气门弹簧位于汽缸盖与气门杆尾端弹簧座之间。气门弹簧的功用是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启时配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。气门弹簧多采用优质合金钢丝制成，并经热处理，提高其疲劳强度。为了避免弹簧锈蚀，弹簧表面应镀锌、磷化。弹簧的两端面必须磨平并与弹簧轴线相垂直，以防止工作中弹簧产生歪斜。气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧，如图3-14所示。当气门弹簧的工作频率与其固有频率相等或成整数倍时，气门弹簧就会发生共振而使折断的概率增加。为了防止共振的发生，可采用变螺距弹簧，目前大多数发动机采用同心安装的双弹簧。内、外两根弹簧的旋向相反，外弹簧刚度比内弹簧大。双弹簧不但可以防止共振，还可以缩短弹簧长度，并且在其中一根弹簧折断时，另一根弹簧还可以继续工作，不使气门落入汽缸中。气门的维修1气门的维修主要是检查气门杆磨损、气门工作面磨损、气门杆端面磨损及气门杆弯曲等情况。二、气门组的维修1）气门杆磨损的检查气门杆磨损，会使气门杆与导管孔的间隙增大，易使气门歪斜，导致气门关闭不严而漏气。当高温废气通过导管孔间隙时，会使气门及导管过热，加速它们的磨损，并可能由于导管中润滑油烧结，使气门卡死而无法动作。气门杆与气门导管的配合间隙过大，应更换气门和气门导管。用外径千分尺测量气门杆的磨损程度，测量部位在气门杆上、中、下三个部位，如图3-15所示。气门杆磨损极限为0.08mm，若超过规定范围，应更换气门。2）气门工作面磨损的检查气门工作面的宽度是确保气门密封性能的重要依据，工作面位于气门锥面中部偏下，宽度为进气门1.0~2.0mm，排气门1.5~2.5mm，由于发动机型号不同，其数值存在偏差，测量时应根据测量车型，查阅相关维修手册。气门工作面的修理工作主要在气门光磨机上进行。气门光磨后，其边缘逐渐变薄，工作时容易变形和烧毁，进气门气门头最小边缘厚度不得小于0.60mm，排气门不得小于1.10mm，否则应更换气门。3）气门杆端面磨损的检查将气门放置在两V形块上，用百分表检查其端面，百分表指针摆差不大于0.03mm，否则，可用气门光磨机修磨，将气门杆端磨平。4）气门杆弯曲的检查气门杆弯曲可用百分表测量，如图3-16所示。其操作方法如下。（1）将气门置于相距100mm的V形块上，用顶尖顶住气门两端面。（2）将百分表测头抵在气门杆中间，转动气门杆一圈，百分表所示最大与最小的读数之差，即气门杆的弯曲度。（3）将百分表测头抵住气门头平面，转动气门一圈，百分表最大与最小的读数之差即气门头部的摆差。（4）若弯曲度超过0.03mm，摆差超过0.05mm，应予以校正。气门导管的维修21）检查气门导管与气门杆之间的配合间隙将汽缸盖倒置在工作台上，将气门顶升至高出座口约10mm，安装百分表座，使百分表的测头触及气门头边缘，侧向推动气门头，同时观察百分表指针的摆动，其摆动量即实测的近似间隙，如图3-17所示。如换上新气门，其间隙值仍超过允许值，则应更换气门导管。气门杆与气门导管的配合间隙超过限度，应予以更换。2）气门导管的更换更换气门导管时，应用冲子和锤子将旧气门导管冲出（图3-18），冲出时应注意方向（一般为汽缸盖上方）。对于铝合金汽缸盖，冲出旧气门导管前还应加热汽缸盖，以免汽缸盖产生裂纹和损伤。冲出旧气门导管后，应根据新气门导管外径适当铰削气门导管孔，使气门导管与气门导管孔有适当的过盈量，一般为0.015~0.065mm。气门座的维修31）气门座的镶换如工作面过宽，气门座工作面烧蚀出现斑点、凹陷时，应进行铰削和磨削。如气门座圈有裂纹、松动和严重烧伤时，则应重新镶气门座圈。镶配气门座的方法如下。（1）拉出旧气门座。镶配气门座圈时，先用气门座圈拉器将原来的旧座圈拉出。目前一些新型的发动机气门座圈与汽缸体配合时没有台阶，更换时无法用拉器将座圈拉出，可采用氧乙炔焰加热座圈，冷却后撬出，或者在旧座圈的内表面堆焊上一圈金属层，当自然冷却后座圈随之收缩，即可用拉器拉出。（2）选择新气门座圈。用外径千分尺测量座圈外径，用内径千分尺测量座圈孔内径，选择合适的过盈量，一般在0.07~0.16mm。若过小，配合不紧密，容易松动；若过大，在镶嵌时又将挤削去一层金属，也不牢固。（3）气门座圈的镶换。气门座圈可用热胀座圈或冷缩座圈承孔的方法镶入。一般将承孔加热到100℃左右后，将座圈外面涂以甘油与黄丹粉混合的密封剂，再垫以软金属，迅速地将座圈冲入。镶入后座圈上端面要与汽缸体平面平齐。2）气门座的铰削（1）选择铰刀、固定导杆。根据气门直径选用合适的气门座铰刀；根据气门导管的内径，选择相适应的铰刀导杆，并插入气门导管内，使导杆与气门导管内孔相结合。（2）砂磨硬化层。由于气门座长期与高温气体接触，会出现硬化层，在铰削时易使铰刀打滑。遇此情况时，可用粗砂布垫在铰刀下面先进行砂磨，然后再进行铰削。（3）初铰。把装有45°粗刃铰刀的导杆插入导管孔内，用两手握住铰刀把，顺时针转动铰刀进行铰削（图3-19）。导杆应正直，用力要均匀、平稳，直到将烧蚀、斑点等缺陷铰去为止。（4）试配和修整工作面。初铰以后，用光磨过的气门进行试配。当工作面宽偏上时，用15°铰刀铰削上斜面，缩小和改变上接触面；当工作面宽偏下时，用75°铰刀铰削下斜面，缩小和改变下接触面。为了延长气门座与气门的使用寿命，当接触面距气门下边缘1mm时，即可停止铰配。（5）精铰。用45°细刃铰刀或在铰刀下面垫上细砂布再次修磨气门座工作面，以减小接触面的表面粗糙度。3）气门座的磨削气门座除了用铰刀铰削外，也可用气门座光磨机进行磨削。其基本操作方法与铰刀铰削相同。气门座的磨削是用砂轮代替了铰刀，用手电钻或电动机作为动力代替了手工铰削，也可用压缩空气为动力的风动砂轮修磨气门座（图3-20）。用光磨机修磨气门座速度快，质量高，特别适用于修磨硬度高的气门座。气门座磨削加工后，应检查气门工作面与导管孔同心度偏差，其偏差不应超过0.05mm。气门弹簧的维修4气门弹簧由于长期在较高温度下工作，并承受交变载荷，使弹性下降，气门弹簧自由长度缩短，影响气门的密封性能。交变应力作用还可能出现疲劳裂纹导致气门弹簧断裂而造成事故，在修理时，应加以重视。用游标卡尺测量气门弹簧的自由长度，如图3-21所示。若自由度不符合规定，则应更换气门弹簧。用钢直角尺测量气门弹簧的垂直度，如图3-22所示。若偏差值大于最大值，则应更换气门弹簧。弹簧弹力的检测如图3-23所示。将弹簧压至规定长度，台秤上所示弹力大小即所测弹簧弹力，弹力减弱不得超过原规定值的8%。任务实践实践名称气门的维修。工作准备（1）汽缸盖总成若干。（2）百分表、磁力表座、千分尺、游标卡尺、专用工具各一套。（3）工具车、零件车若干。技术要求与注意事项1）实践要求每班分成若干个小组，每次同时进行三个小组的实训，其他小组在教室内复习实训的内容，分几次完成。实训时以教师讲解、演示，学生操作、考核为主，学生完成实训报告及考核，最后填写实训内容。2）注意事项（1）听从安排，不要随意走动。（2）不要随意操作车上的各个系统。（3）操作所学系统时必须在指导教师的指导下完成。（4）注意保持教学场地卫生。（5）不能蛮力操作所学系统。（6）严格遵守拆装程序及操作规程。操作步骤及检修气门的测量1气门弹簧的测量2结束配气机构的构造与维修任务三

气门传动组的构造与维修知识目标（1）掌握气门间隙的调整方法和步骤。（2）掌握液压挺柱的工作过程。（3）熟悉气门传动组的基本构造。能力目标（1）会检测凸轮轴的弯曲度。（2）会正确调整气门间隙。任务目标一辆轿车，当发动机在运转时，缸盖处发出有节奏的“嗒嗒”响声。根据故障现象分析可能原因是凸轮轴承与轴颈配合间隙过大、凸轮轴磨损过大、凸轮轴弯曲变形。经过维修技师的拆解检查后，发现凸轮轴有弯曲现象，更换故障件，试车，故障排除。任务引入气门传动组主要包括凸轮轴、正时齿轮、挺柱及其导管、推杆、摇臂总成和摇臂轴（图3-24）。其主要作用是使进、排气门按配气相位的时间开启与关闭，并保证规定的开启时间和开启高度。一、气门传动组的构造相关知识1）凸轮轴的作用凸轮轴的作用是控制气门的开启和关闭，每一个进、排气门分别有相应的进气凸轮和排气凸轮。2）凸轮轴的构造凸轮轴主要由凸轮、轴颈两部分组成，如图3-25所示。凸轮分为进气凸轮和排气凸轮两种，用来控制气门的开启和关闭；轴颈对凸轮轴起支承作用。凸轮轴1挺柱21）挺柱的作用挺柱是凸轮的从动件，其作用是将来自凸轮的运动和作用力传给推杆或气门，同时还承受凸轮所施加的侧向力，并将其传给机体或汽缸盖。2）挺柱的构造（1）机械挺柱的构造。常见的机械挺柱的构造如图3-26所示。在发动机工作时挺柱底部与凸轮接触，为使挺柱底部磨损均匀，挺柱底部的工作面制成球面。挺柱的下端设有油孔以便将漏入挺柱内的润滑油排到凸轮上进行润滑。（2）液压挺柱的构造。液压挺柱由挺柱体、液压缸、柱塞、单向阀罩、单向阀弹簧和柱塞弹簧等组成，如图3-27所示。在挺柱体中装有柱塞，在柱塞上端有压力推杆支座。柱塞被柱塞弹簧向上推压，其极限位置由卡夹限定。柱塞下端的单向阀保持架内装有单向阀弹簧和单向阀。发动机润滑系统中的机油经进油孔进入内油腔。挺柱顶面与凸轮轴凸轮直接接触，液压缸底面与气门杆尾端接触，如图3-28所示。①气门打开的过程。②气门关闭的过程。推杆3推杆的作用是将凸轮轴经过挺柱传来的推力传递给摇臂，它是配气机构中最易弯曲的细长零件。在凸轮轴下置式的配气机构中，推杆是一个细长杆件（图3-29），加上传递的力很大，所以极易弯曲。因此，要求推杆有较好的纵向稳定性和较大的刚度。为了减小质量并保证有足够的刚度，推杆通常采用冷拔无缝钢管制成，对于缸体和缸盖都是铝合金制造的发动机，其推杆最好用硬铝制造。摇臂和摇臂组4摇臂的作用是改变力的传递方向。摇臂相当于一个杠杆结构，它将推杆的作用力改变方向传给气门杆尾端从而推动气门打开；利用两边臂长的比值（称为摇臂比）来改变气门的升程。摇臂的构造如图3-30所示。摇臂组件主要由摇臂轴、摇臂、摇臂轴支座、定位弹簧、气门间隙调整螺钉和锁紧螺母等组成，如图3-31所示。摇臂空套在摇臂轴上，摇臂轴通过摇臂轴支座固定在汽缸盖上。为防止摇臂轴向窜动，每摇臂之间装有定位弹簧。摇臂轴为空心管状结构，润滑油从汽缸体上的主油道经汽缸体、汽缸盖和支座中的油道进入摇臂轴内，然后经摇臂轴上的径向孔进入摇臂与轴之间进行润滑。凸轮轴的维修1二、气门传动组的维修1）凸轮轴弯曲的维修图3-32所示为检查凸轮轴弯曲的方法。通常摆差不大于0.05mm，可不修理。如超过规定应予校正。校正时先记住轴的弯曲方向，将凸面向上，在手动压床上进行校正，钢制凸轮轴为弯曲量的10倍（表针摆差的5倍），铸铁凸轮轴减半。校正后摆差应小于上述值。2）凸轮轴轴颈的维修凸轮轴轴颈的测量如图3-33所示。凸轮轴轴颈的圆度误差大于0.015mm，各轴颈的同轴度误差超过0.05mm时，应按修理尺寸法进行校正并修磨。修磨后轴颈的圆柱度公差为0.005mm，以两端轴颈的公共轴线为基准，中间任一轴颈的径向圆跳动公差为0.025mm