柴油发动机构造与检修

第1章

柴油机基本结构与工作原理一、发动机的基本术语及应用1.上止点10.压缩比6.燃烧室容积2.下止点3.活塞行程4.曲柄半径5.气缸工作容积7.气缸总容积8.发动机排量9.工作循环11.二冲程发动机12.四冲程发动机1.上止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置。2.下止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的位置。装配发动机或维修故障诊断中经常用到一缸上止点或压缩上止点3.活塞行程：上、下止点之间的距离。一般用s表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180°。

4.曲柄半径：曲柄销中心到曲轴旋转中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即s=2R

。曲轴转一圈，活塞移动两个行程5.气缸工作容积：活塞从上止点运动到下止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。一般用Vh表示：式中：D－气缸直径，单位mm；S－活塞行程，单位mm。6.发动机工作容积（发动机排量）：发动机所有气缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般用VL表示：式中：Vh－气缸工作容积；

i－气缸数目。排量越大，功率越大，加速性能好7.燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。一般用Vc表示。8.气缸总容积：活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即Va＝Vc＋Vh。

9.压缩比：压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。压缩比----衡量汽车发动机性能指标有一个重要的参数汽油发动机是点燃式，压缩比低，6-10；柴油发动机是压燃式，压缩比高，15-22。一般说来，发动机的压缩比越高，车的动力就越大，燃烧也就越充分，排污当然也就越少

10.工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料的热能转化为机械能的一系列连续过程，称为发动机的工作循环。11.四冲程发动机活塞往复四个行程完成一个工作循环的发动机，称为四冲程发动机。二、发动机的工作原理（1）进气行程活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。进气门开启，排气门关闭。气缸内气体压力：0.08MPa～0.09MPa，气体温度50℃～80℃1.四冲程柴油机的工作原理气缸内气体压力3MPa～5MPa，气体温度530～730℃（2）压缩行程活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动进、排气门均关闭（3）作功行程气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行作功进、排气门均关闭作功终了，压力约为0.2～0.4MPa，温度约为930～1230℃瞬时压力可达5MPa～10MPa，瞬时温度可达1530～1930℃气缸内气体压力0.105MPa～0.125MPa，气体温度530～730℃（4）排气行程活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动进气门关闭，排气门开启三、多缸发动机的工作多缸发动机：若干个相同的单缸排列在一个机体上功用一个曲轴输出动力。（四、六、八、十二缸）提高柴油机运转均匀性，通常采用两种方法：(2)采用多缸结构型式。单缸发动机：不稳定(1)在曲轴上安装飞轮；作功间隔角

发动机的工作顺序：多缸发动机作功行程发生的顺序。四缸，工作顺序1-2-4-3六缸，工作顺序1-5-3-6-2-4谢谢！第2章

曲柄连杆机构的构造与检修第1节

曲柄连杆机构的概述根据机件的运动方式不同，通常将曲柄连杆机构分为机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组3个组件。曲柄连杆机构的工作条件高温：最高可达2500K以上高压：最高可达5MPa—10MPa高速：最高可达3000r/min—6000r/min化学腐蚀：可燃混合气和燃烧废气直接接触机件曲柄连杆机构的受力分析：（1）气体压力（2）往复惯性力（3）旋转运动的离心力（4）相对接处表面的摩擦力FpFPFP2FP1FP1RSa.作功行程TFp—燃气压力Fp1—连杆分力Fp2—侧压力R—压紧力S—曲轴旋转力T—旋转力矩（1）气体压力FP分解为Fp1、Fp2Fp1分解为R、SFP平移到活塞销b.压缩行程F’pF’PF’P2F’P1F’P1R’S’T´F´p—气体压力F´p1—连杆分力F´p2—侧压力R´—压紧力S´—旋转阻力T´—旋转阻力矩FP´分解为Fp1´、Fp2´Fp1´分解为R´、S´（2）往复惯性力和离心力a.往复惯性力：是指活塞组件和连杆小头在气缸内做往复运动所产生的惯性力。前半行程活塞从上止点向下运动的惯性力分析：后半行程b.离心力：指曲柄、连杆轴颈、连杆大头等围绕曲轴轴线做圆周运动产生的离心惯性力，简称离心力。Fcx—水平振动离心力使连杆大头的轴瓦和曲柄销、曲轴主轴颈及轴承受到又一附加载荷，增加他们的变形和磨损。Fc—离心力Fcy—上下振动3.摩擦力（相对运动）

互相接触的表面相对运动时都存在摩擦力，其大小与正压力和摩擦系数成正比，其方向与相对运动的方向相反。摩擦力的存在是造成配合表面磨损的根源。

发动机机体组包括气缸体、气缸套、气缸盖、气缸盖罩、油底壳等零件。第二节机体组的结构与维修汽缸体的结构与检修一、汽缸体的结构形式气缸体的结构形式通常有平分式、龙门式和隧道式三种。（c）对置式直列式V型式对置式二、汽缸的排列方式气缸的结构形式（有、无气缸套）无气缸套：气缸套与气缸体为一体，广泛应用于强化程度不高的轿车用汽油机中，合金铸铁缸体。有气缸套：

目的：解决成本与寿命之间的矛盾。

类型：湿式缸套、干式缸套三、汽缸与汽缸套干式缸套：1）其外表面不直接与冷却水接触。2）壁厚较薄（1～3mm）3）与缸体成过盈配合；4）不易漏水漏气。5）内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良。

如沃尔沃D6系列发动机采用的就是干式缸套。湿式缸套：1）其外表面直接与冷却水接触；2）壁厚较厚（5mm～9mm）；3）散热效果好；4）易漏水漏气；5）易穴蚀；如沃尔沃D5/D7系列发动机所采用的湿式缸套。2）轴向：利用缸套上部凸缘与缸体相应台阶C。2）上部：缸套顶面高出缸体0.05mm～0.15mm。定位：1）径向：靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带A和B。密封：1）下部：靠1～3个耐热耐油的橡胶密封圈。柴油机构造与维修

无气缸套式即不镶嵌任何气缸套，在机体上直接加工出气缸，优点是可以缩短气缸中心距，使机体尺寸和质量减小。但成本较高。如沃尔沃D4系列发动机所采用的无缸套的汽缸体。四.汽缸体的检修汽缸体常见的损伤主要有裂纹、磨损和变形等。（一）汽缸体变形的检修

汽缸体的翘曲变形可用平板接触法检验，如图2-10所示。将等于或大于被测平面全长的刀形样板尺放到汽缸体平面上，沿汽缸体平面的纵向、横向和对角线方向多处用塞尺进行测量，如图2-10所示，求得其平面度误差。2．汽缸体变形的修理。

汽缸体变形后，可根据变形程度采取不同的修理方法。平面度误差在整个平面上不大于0.05mm或仅有局部不平时，可用刮刀刮平；平面度误差较大时可采用平面磨床进行磨削加工修复，但加工量不能过大，约0.24～0.50mm，否则会影响压缩比。（二）汽缸体裂纹的检修

汽缸体外部明显的裂纹，可直接观察。而对于细微裂纹和内部裂纹，一般采用和汽缸盖装合后进行水压试验1．汽缸体裂纹的检验。

在对汽缸体裂纹进行修理时，凡涉及漏气、漏水和漏油等问题，一般予以更换。对未影响到燃烧室、水道和油道的裂纹，则根据裂纹的大小、部位和损伤程度等情况选择粘接、焊接等修理方法进行修补。2．汽缸体裂纹的修理（三）汽缸磨损的检修1．汽缸的磨损规律

汽缸正常磨损的特征是不均匀磨损。汽缸孔沿高度方向磨损成上大下小的倒锥形，最大磨损部位是活塞处于上止点时第一道活塞环对应的汽缸壁位置，而该位置以上几乎无磨损形成明显的“缸肩”。汽缸沿圆周方向的磨损形成不规则的椭圆形，其最大磨损部位一般是前后或左右方向。2．汽缸磨损程度的衡量指标

圆度误差：用同一横截面上不同方向测得的最大直径与最小直径差值之半作为圆度误差。圆柱度误差：用被测汽缸表面任意方向所测得的最大直径与最小直径差值之半作为圆柱度误差。在进行测量时，测量部位的选择很重要，汽缸的测量位置如图2-12所示，在汽缸体上部距汽缸上平面10mm处，汽缸中部和汽缸下部距缸套下口10mm处的三个截面，按A、B两个方向分别测量汽缸的直径（A为前后方向，B为左右方向）。3．汽缸磨损的检验（1）汽缸圆度的测量。测量时，通常使用量缸表，其方法如下：a．安装量缸表。b．量缸表的使用方法。c．气缸圆度的测量。用量缸表在上部A向测量并找出正确的直径位置，旋转表盘使“0”刻度对准大表针。然后依次测出其他五个数值，取六个数值中最大差值的l/2作为该汽缸的圆柱度误差。（2）汽缸圆柱度的测量。一般发动机最大磨损尺寸在前后两缸的上部。测量时，用量缸表在上部A向测量并找出正确汽缸直径位置，旋转表盘使“0”刻度对准大表针，并记住小表针所指位置。取出量缸表，将测杆放置于外径千分尺的两测头之间，旋转外径千分尺的活动测头，使量缸表的大指针指向“0”，且小指针指向原来的位置(在汽缸中所指示的位置)。此时，外径千分尺的尺寸即为汽缸的磨损尺寸。（3）汽缸磨损尺寸的测量。4．汽缸的修理（1）汽缸的镗磨加工。b．确定镗削量。c．镗缸。d．汽缸的珩磨。a．确定汽缸的修理尺寸。（2）镶装汽缸套。a．选择汽缸套。b．检修汽缸套承孔。c．镶配。d.测量汽缸套高出量。汽缸盖的结构与维修一、汽缸盖的作用与类型作用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。冷却水套、进排气门座、气门导管孔、进排气通道、燃烧室、喷油器座孔、安装凸轮轴的轴承孔。结构：类型：分开式气缸盖（一缸一盖二缸一盖，三缸一盖）一缸一盖三缸一盖整体式气缸盖柴油机构造与维修整体气缸盖二、汽缸盖的修理汽缸盖的主要损坏形式是裂纹与变形。裂纹多发生在进排气门座之间，这一般是由于气门座或气门导管配合过盈量过大与镶换工艺不当所引起的，检测方法与汽缸体裂纹的检测方法相同。气缸盖出现裂纹一般应予以更换。汽缸盖变形是指与汽缸体的结合面翘曲变形，这种损伤通常是由于高温或拆装汽缸盖时操作不当，以及未按汽缸盖螺栓规定的顺序和力矩拧紧所致，其检测方法与汽缸体变形的检测方法相同。三．汽缸盖的拆装（1）汽缸盖的拆卸。汽缸盖螺栓的拆卸应按图2-19所示顺序由外到内分二到三次松开。

（2）汽缸盖的安装。汽缸盖螺栓安装必须按先中间、后两边、对角交叉的顺序进行。如图2-20所示。

对于汽缸盖螺栓除了拧紧顺序有要求外，拧紧力矩也有要求，并且要分二次至三次拧紧至规定力，切不可一次拧紧到位。如东风EQ1O9OF2D车用柴油机气缸盖螺栓规定力矩为147N.m，按顺序分三次拧紧，第一次拧紧到78N.m，第二次拧紧到118N.m，第三次拧紧到147N.m之间。

对于一些进口柴油机，装配精度较高，汽缸盖螺栓采用角度拧紧法拧紧。现以沃尔沃系D7E系列的发动机为例介绍一下角度拧紧法。第一步先用扭力扳手按缸盖螺栓拧紧顺序将螺栓拧紧至50N.m，第二步用扭力扳手按缸盖螺栓拧紧顺序将螺栓拧紧至130N.m，；然后用旋转角度规将每个缸盖螺栓按顺序拧90º即可，如图2-21所示。功用：保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油.结构：①金属-石棉气缸垫；②纯金属片气缸垫；汽缸垫的结构与维修

无石棉气缸垫

一、汽缸垫的构造二、汽缸垫的安装汽缸盖衬垫的安装方法：（1）首先应选择规格与汽缸体一致的汽缸垫，必须与所有的汽缸孔、螺栓孔、水道孔、杆孔等相配合。如厂家有特殊规定，按厂家规定选用气缸垫。如沃尔沃发动机的汽缸垫一角有一个孔、两个孔或三个孔的标记（如图2-23所示），孔数不同，汽缸垫的厚度不同。在安装汽缸垫前，应更具气缸体上平面高出活塞的高度（活塞在上止点时）来选用不同厚度的汽缸垫，从而保证发动机有一个正确的空燃比。选用步骤如下：（2）安装汽缸前，应清洁汽缸盖和汽缸体的两结合平面，清理冷却水道和螺孔、螺纹上的污物，并清洁衬垫和螺栓。检查衬垫有无折损和变形。（3）汽缸垫必须按一定的方向安装。要认清汽缸垫上的识别标记，如“朝上”、“朝前”或“此面朝上”的标记图。若表面上没有标记，则将冲压出的号码标记朝向汽缸盖，如图2-26所示。（4）曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。1.功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。2.构造：（1）用薄钢板冲压而成。（2）内部设有稳油挡板，以防止振动时油面产生较大的波动。（3）最低处有放油塞。（带磁性）柴油机构造与维修油底壳结构与维修二、油底壳修理油底壳常见故障主要表现为汽缸体下平面翘曲不平导致漏油和油底壳放油螺丝滑扣而漏油。汽缸体下平面翘曲，会引起油底壳密封垫密封不严，造成油底壳漏油，这不仅会使润滑油消耗量增加，甚至会因润滑油不足而引起“烧瓦”等事故性损坏。关于汽缸体下平面翘曲变形的检测及维修方法单元一中已介绍。油底壳放油螺螺栓螺扣损坏也会导致油底壳漏油，处理方法有两种：一是直接更换；二是将原来的放油螺栓口拓宽，使用更大的螺栓即可。【故障现象】一辆公路施工急修车装用的6113柴油机，维修后动力一直不足，排气管冒蓝烟，且柴油机通风管下排气严重。由于气缸套内圆几何精度较差，活塞环外圆正常曲面之间存在漏光缝隙，可能是故障引起的根本原因。于是，决定按检测活塞环漏光度的方法，检测气缸内圆几何形状。结果发现活塞环自身不存在漏光问题，而第1、4、6缸气缸套则确实存在不同程度的漏光缝隙，且其中尤以第4缸气缸套问题最严重。在这种情况下，虽然活塞环自身精度较好，气缸的密封性也不可能得到保证。重新更换全部气缸套、阻水圈、活塞及活塞环，并在确认缸内不存在漏光缝隙后再安装试机，故障排除。维修实例分析：6113柴油机排气冒蓝烟故障排除活塞连杆组是用来将燃烧过程中获得的动力传递给曲轴，如图2-28所示。活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销和连杆等主要机件组成，如图2-29所示。第3节活塞连杆组的构造与检修一、活塞的构造1．活塞的作用与要求活塞的构造与检修功用：1）与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；2）承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。要求：(1)要有足够的刚度和强度，传力可靠；(2)热膨胀系数要小，减小受热时的变形；(3)导热性好，耐高压、耐高温、耐磨损；(4)质量小，重量轻，尽可能减小往复惯性力。柴油机——灰铸铁成本低、耐热性好，且膨胀系数小。汽油机——铝合金，质量小，导热性好，但热膨胀系数大，高温下，强度和硬度下降很快。2．活塞的材料根据所起作用的不同，可将活塞分为四部分，活塞顶部、活塞环槽部、活塞裙部和活塞销座。3．活塞的基本结构指活塞的顶面，它承受气体压力，并组成燃烧室。（1）活塞顶部

柴油机活塞顶部多采用各种各样的凹坑,凹坑的形状、位置和大小必须与柴油机混合气形成或与燃烧室要求相适应。柴油机构造与维修活塞顶部还会设有气门避碰坑，如图2-32所示，其作用是防止活塞运动到上止点时和气门相碰撞。活塞顶部一般都标有朝前标记，安装活塞时应将此标记朝向发动机前端，如图2-32所示。当然也有例外的，如沃尔沃D6-D7系列的发动机，活塞顶部的标记如图2-33所示，而这个标记不是朝向发动机前端，而是朝向发动机飞轮侧，这主要是因为沃尔沃D6-D7系列的发动机靠近飞轮侧的缸为第一缸。（2）活塞环槽部

活塞的环槽部切有若干环槽，用以安装活塞环。它是活塞的防漏部分，两环槽之间称为环岸。顶部2-3道气环，下面1-2道油环。

油环的底部有若干贯通泄油孔，油环从缸壁上刮下的多余润滑油，经此流回油底壳。结构：全群式、半拖板式、拖板式群部。（3）活塞裙部定义：指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分功用：在活塞运动的时候起导向作用，并承受侧压力。活塞销座（4）活塞销座活塞销座是活塞与活塞销的连接部分，位于活塞裙部的上部，为厚壁圆筒结构，用以安装活塞销。（1）温控结构喷油冷却:对活塞顶部喷油冷却专设喷油嘴连杆中心油道4．活塞的其他结构（a）活塞的热膨胀量大于气缸的热膨胀量，使间隙变小（b）活塞头部膨胀量大于裙部膨胀量，上大下小１）活塞的变形原因及规律活塞与气缸间间隙过小，出现拉缸、卡死故障；过大，将出现敲缸、窜气、上机油等故障（c）群部圆周方向近似椭圆形变化，长轴沿着销座孔轴线方向。（2）应对活塞变形的结构2）活塞变形的预防措施①活塞头部的直径程上小下大的梯形或截锥体；②裙部呈椭圆型，长轴垂直于销座孔直径；③采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌入钢片，以减少裙部的膨胀量。恒范钢片活塞

自动调节式活塞

镶筒形钢片活塞

（3）偏置销座

a)活塞销对中布置压缩行程作功行程Fp1F’p1b)活塞销偏移布置F’p1活塞销孔中心偏离活塞中心线平面，向做功形成侧压力的一方偏移1-2mm。目的：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声（敲缸）。压缩行程作功行程（4）环槽护圈

第一、二道环槽或所有环槽镶入耐磨材料，并制成环槽护圈。某些高速发动机，特别是强化的柴油机，在第一、第二道环槽或所有的环槽内镶入膨胀系数与铝合金相近的耐磨材料（常用奥氏体铸铁或奥氏体钢），并制成环槽护圈，如图2-42所示。图2-43所示为沃尔沃D6E型柴油机在第一道环槽上镶的奥氏体铸铁护圈。也有些锻造活塞在环槽内喷涂耐磨金属。二、活塞的检修活塞的损伤有活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损、活塞销座孔的磨损、活塞拉伤、活塞烧顶、活塞脱顶等。1．活塞的选配（1）各缸应选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。（2）同一发动机必须选用同一厂牌的活塞。（3）在选配的成套活塞中，尺寸差和质量差应符合要求。在成套活塞中，其尺寸差一般为0.02～0.025mm，质量差一般为4～8g，销座孔的涂色标记应相同。（4）活塞与汽缸的配缸间隙应符合规定。2．检测活塞的裙部尺寸在发动机在活塞下部离裙部底边约10mm、与活塞销垂直方向处用外径千分尺测量活塞裙部直径。测量值与标准尺寸的偏差量约为0.04mm。3．检测配缸间隙发动机配缸间隙为0.045mm。检测时可用量缸表测量汽缸的直径，用外径千分尺测量活塞的直径，两者之差即为配缸间隙。活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环之分。1.活塞环的功用与分类（2)油环1-2道，刮油布油，密封（辅助作用）（1）气环2-3道，密封、传热、刮油布油(辅助作用)。活塞环的结构与检修一、活塞环的结构工作条件：高温、高压、高速、润滑困难发动机中磨损最快的零件之一，平均寿命５万Ｋｍ－７万Ｋｍ。第一道环工作条件最差，磨损最快材料与热处理要求：良好的耐热性、导热性、耐磨性、磨合性、韧性和足够的强度及弹性等。材料：灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁组合式油环弹簧钢片热处理：第一道活塞环镀铬或喷钼，其他的镀锡、磷化或硫化处理切口气环（1）端隙Δ1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm～0.50mm；Δ12.活塞环的间隙

发动机工作时，为保证气缸的密封性，防止环卡死在缸内或胀死于环槽中，安装时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙。（3）背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。0.5mm～1mm；Δ2Δ3（2）侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道0.04mm～0.10mm；其它气环0.03mm～0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm～0.07mm；

气环在自由状态下，外径＞缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。第一密封面P0

气环的三条漏气通道：环面与气缸壁间；环与环槽的侧面间；开口端隙间。前两处可密封。第一密封面的建立（环与缸壁）3．气环的密封原理PjFP1第二密封面第二密封面的建立（环与环槽侧面）

活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧（进气，上侧面；排气、压缩、做功，下侧面），形成第二密封面。

窜入背隙和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封。气环的第二次密封（加强第一密封面第二密封面的压力）上行（压缩）：环靠在环槽下方，挤油下行（进气）：环靠在环槽上方，刮油4.气环的泵油作用（1）增加了润滑油的消耗；（2）火花塞沾油不跳火；（3）燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；（4）环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；（5）加剧了气缸的磨损。气环的泵油原因：（1）存在侧隙和背隙；（2）环运动时在环槽中靠上靠下。气环的泵油危害：（1）采用扭曲环；（2）采用组合式油环；（3）油环下设减压腔。

措施：形状特点示意图矩形环结构简单、制造方便、易于生产、与缸壁接触面积大，散热好；但有泵油作用。扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲，减小泵油作用，减轻磨损锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封；可形成油膜改善润滑，但导热性差，不适用第一道环梯形环可将沉积在环中的结焦挤出，避免环折断，且密封性较好；但加工困难，精度要求高桶面环上下均可形成油膜，且对活塞的摆动适应性好，接触面小，利于密封，但外圆为凸圆弧形，加工困难5．气环的种类及特点如图2-51所示为沃尔沃D11F-D13F发动机活塞上所用的活塞环，第一道气环为梯形环，并在梯形环的内侧切了一个斜槽，这样有利用高压气体从燃烧室进入环的背隙，以增强第一道环对气缸壁的径向压力，从而增强其密封性能；第二道气环为扭曲环；第三道为整体式油环。1）整体式:其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用的小孔或窄槽。作用：布油和刮油类型：2）组合式:由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组成。6．油环的种类及特点组合式油环特点为：1）密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧长大于刮片长而产生径向力。第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。2)无侧隙，不窜油。3)刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。4)上下片可分别动作，适应性好。5)回油能力强。活塞环的损伤主要有活塞环的磨损、弹性减弱、断裂等。二、活塞环的检修1．活塞环的选配在发动机大修时应更换所有活塞环，更换时应按汽缸修理级别选用，必须与汽缸、活塞选用同一修理级别的活塞环。在维护和小修中，如需更换活塞环时，选用的活塞环修理尺寸级别应与被更换的活塞环相同，不允许用加大级别的活塞环来代替较小级别的活塞环使用。为保证活塞环与活塞环槽及汽缸的良好配合，在选配活塞环时，还应检测活塞环间隙、弹力和漏光度，当其中任一项不符合要求时，应重新选配活塞环。2．检测活塞环的“三隙”（1）端隙。1）将活塞环放在汽缸内，用活塞顶将活塞环推正。2）如图2-55所示，用厚薄规插入活塞环开口处进行端隙检测，其值应符合要求。3）活塞环端隙大于规定时，应另选活塞环；小于规定时，可对环口的一端加以挫修。挫修时，应注意环口平整，挫修后环外口应去掉毛刺，以防锋利的环口刮伤汽缸。（2）侧隙。1）经验法，将活塞环放入环槽内，围绕环槽滚动一周，应能自由滚动，既不松动，又无阻滞现象。2）用厚薄规按图2-56所示的方法测量（也可按图2-57所示的方法测量），其值应符合要求。3）如侧隙过小，可将活塞环放在有平板的砂布上研磨，不允许加工活塞；如侧隙过大，则应另选活塞环。（3）背隙。1）将活塞环放入环槽内，活塞环的宽度应低于活塞环槽岸。2）用深度游标卡尺进行测量，一般为0～0.35mm。3）也可用计算的方法的到活塞环的背隙，环的背隙计算公式为：环的背隙：环槽深度（见图2-59）＋活塞与汽缸壁间的间隙－环的宽度4）活塞环背隙过大或过小，都应重新选配。3．检测活塞环弹力活塞环的弹力可用活塞环弹力检验仪检测，如图2-60所示。（1）把活塞环放在弹力检验仪上，使环的开口处于水平位置。（2）移动检验仪上的量块，把活塞的开口间隙压缩到标准值，观察秤杆上的质量，其值应符合规定的要求。4．检测活塞环漏光度（1）将活塞环平正地放入汽缸内，用活塞顶部把它推平。（2）在汽缸下部放置一发亮的灯泡，在活塞环上放一直径略小于汽缸内径，能盖住活塞环内圆的盖板。（3）从汽缸上部观察活塞环外圆与汽缸壁之间是否漏光。一般要求活塞环局部漏光每处不大于25°；最大漏光缝隙不大于0.03mm；每环漏光处不超过2个，每环总漏光度不大于45°；在活塞环开口处30°范围内不允许有漏光现象。5.活塞环的安装1）用清洁的机油润滑活塞和裙部,如图2-62a）所示。2）用活塞环拆装钳将活塞环安装到相应的活塞环槽内（如图2-62b）所示），3）并将环的开口互相错开120º。油环的衬簧开口相对于刮油环开口成180º，（如图2-62c）所示）。4）注意安装标记应朝上（如图2-62d）所示）。6.活塞连杆组的安装在活塞环、活塞裙部、连杆小头两侧及连杆轴承上涂上适量机油，根据活塞及连杆上的标记，将活塞连杆组自缸体上方装入各汽缸中，用活塞环卡箍约束活塞环（如图2-63b）所示），用手锺木柄或橡胶锤将活塞推入汽缸内（如图2-63c）所示），使连杆大头落于曲轴连杆轴颈上，盖上连杆盖，用规定力矩拧紧连杆螺栓，如图2-63d）所示。结构：活塞销内孔有圆柱形、截锥形和组合形作用：连接活塞和连杆小头，并传递活塞的力给连杆。工作条件：周期性冲击载荷，润滑条件差。材料：低碳钢或低碳合金钢。表面渗碳处理，精磨和抛光。活塞销连接方式：1.全浮式:活塞销、连杆小头和活塞销座都有相对运动。特点：1）磨损均匀，寿命长，应用广泛2）卡环轴向定位3）冷态过盈配合2.半浮式：销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。（一般固定连杆小头）特点:销座内无环连杆小头无衬套检修活塞销（1）用外径千分尺测量活塞销直径，如图2-67a）所示，注意应多个截面、多个方向测量；其正常值应该在39.994～40mm之间；（2）将衬套压入连杆小头（如图2-67b）），按照图2-67c）所示在点1和点2用内径百分表测量连杆小头的轴承衬套在平面a和平面b的内径，如图2-67d）所示，其正常范围值为40.035～40.045mm；（3）计算轴承衬套与活塞销的配合间隙。用测得的最大轴承衬套的内径减去测得的最小活塞销直径，得到活塞销与衬套的最大配合间隙，其正常范围为0.025～0.041mm。连杆组的构造与检修一、连杆组的构造连杆组包括连杆、连杆盖、连杆轴承、连杆螺栓等，如图2-68所示。连杆和连杆盖统称为连杆。1．连杆连杆由小头、杆身和大头三部分组成。连杆杆身制成“工”字形断面，以求在强度和刚度足够的前提下减小质量。连杆杆身上一般都有朝前标记（如图2-69a）所示），安装连杆时，此标记应朝向发动机前端。连杆大头按剖分面的方向可分为平切口和斜切口两种。连杆大头剖分面一般会加工一些定位结构，这样可以减轻连杆螺栓的受力，保证连杆大头内孔的正确形状。常见的切口定位方式有以下几种：锯齿形定位如图2-72a）所示，套或销定位如图2-72b）、2-72c）所示，止口定位如图2-72d）所示，另外，现在一种新型的连杆——胀断连杆，如图2-73所示为沃尔沃D12F型发动机采用的胀断连杆。2．连杆螺栓连杆螺栓经常承受交变载荷的作用，一般采用韧性较高的优质合金钢或优质碳素钢锻制成型。拆装时，连杆螺栓必须以原厂规定的拧紧力矩，分2～3次均匀地拧紧。3．连杆轴承连杆轴承也称连杆轴瓦（俗称小瓦），装在连杆大头内，保护连杆轴颈和连杆大头孔。二、连杆组的检修连杆的损伤有杆身的弯曲变形，扭转变形，小头孔、大头侧面的磨损等。1．连杆变形的检测连杆变形的检验在连杆检验仪上进行，如图2-76所示。（1）将连杆大头的轴承盖装好（不装轴承），按规定力矩把螺栓拧紧，检查连杆大头孔的圆度和圆柱度应符合要求，然后装上已修配好的活塞销。（2）把连杆大头装在检验仪的支撑轴上，拧紧调整螺钉使定心块向外扩张，把连杆固定在检验仪上。（3）将V型检验块两端的V型定位面靠在活塞销上，观察V型三点规的3个接触点与检验平板的接触情况，即可检查出连杆的变形方向和变形量。（4）连杆变形的检测结果。1）正值。三点规的3个测点都与平板接触，说明连杆没有变形。2）弯曲。若上测点与平板接触，两下测点不接触且与平板距离一致；或两下测点与平板接触而上测点不接触，表明连杆弯曲。用厚薄规测出测点与平板的间隙，即为连杆在100mm长度上的弯曲度，如图2-77所示。3）扭曲。若只有一个下测点与平板接触，另一个下测点与平板不接触，且间隙为上测点与平板间隙的两倍，这时下测点与平板的间隙即为连杆在100mm长度上的扭曲度，如图2-78所示。4）弯扭并存。如果一个下测点与平板接触，但另一个下测点与平板的间隙不等于上测点间隙的两倍，这时连杆弯扭并存。下测点与平板的间隙为连杆的扭曲度，上测点间隙与下测点间隙一半的差值为连杆的弯曲度.2．连杆变形的校正（1）连杆扭曲的校正。将连杆盖装好，将连杆夹在虎钳上，用扭曲校正器（见图2-79）、长柄扳钳或管子钳进行校正。（2）连杆弯曲的校正。1）如图2-80所示，将弯曲的连杆置于压具上，弯曲部位朝上。2）施加压力，使连杆向己弯的反方向发生变形，并使变形量达到已弯曲部位变形量的数倍以上，停止一段时间，等金属组织稳定后再去掉负荷。3）重新复查校正情况，确定是否需要再校正。注意：校正时先校扭，再校弯，避免反复过校正。校正后要进行时效处理，消除弹性后效作用。活塞连杆组的拆装一、从发动机上拆下活塞连杆组1.将安装在拆装架上的发动机侧置，拆下离合器罩。2.拧下油底壳上的所有螺栓，拆下油底壳及衬垫。3.拆除机油挡油板、曲轴前端油封支架、机油泵。4.摇转曲轴，将要拆卸的汽缸活塞转到处于下止点位置，同时检查活塞顶、连杆大头处有无装配记号，若无装配记号，应先按次序在活塞顶、连杆大头用钢字号码打上记号。5.用扭力板手拆下连杆螺栓，取下连杆端盖和轴承，按顺序放好，以免搞错。6.用手将连杆向上推，使连杆大头与曲轴连杆轴颈分离，然后用手锤柄将活塞连杆组推出汽缸。7.取出活塞连杆组后，应将连杆盖和轴承、螺栓按原样装固。注意不要装错，并按缸号顺序整齐地放好。二、分解活塞连杆组1.用活塞环拆装钳依次将气环、油环从活塞上拆下。2.将活塞销卡簧用尖嘴钳取下，如图2-82所示。使用专用工具将活塞销拆下，如图2-83所示。3.分解后依次按缸号分组放好，仔细观察活塞连杆组各零件间的相互装配位置。三、装配活塞连杆组1.将活塞放在水中加热至60℃后取出，擦拭干净。2.安装活塞销。3.安装活塞销两侧的卡簧，如图2-85所示。一、曲轴的构造1.功用：输出力矩，驱动辅助装置。周期变化的气体压力、往复惯性力和离心力，以及他们所产生的转矩和弯矩。2.工作条件和要求3.材料：优质中碳钢或中碳合金钢（轴颈处淬火处理）足够的强度、刚度、耐磨性，并满足动平衡的要求。

单元一曲轴的构造与检修4.类型：整体式、组合式5.整体式曲轴构造曲柺曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式。直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数；V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。1)主轴颈与连杆轴颈主轴颈：曲轴的支撑部分；全支撑曲轴：主轴颈数比连杆轴颈多一个，刚性好，主轴颈负荷小，多用于柴油机或负荷大的汽油机。连杆轴颈：和连杆大头连接部分。非全支撑曲轴：主轴颈等于或小于连杆轴颈数，结构简单，长度短，中小负荷汽油机。油道：贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈，润滑主轴颈连杆轴颈。中空连杆轴颈减少质量和离心力积污腔缺点：起动初期连杆轴颈不能立即润滑2）曲柄和平衡重：曲柄：连接主轴颈和连杆轴颈。平衡重的作用：平衡曲轴的离心力和离心力矩，有时还用来平衡一部分活塞连杆组的往复惯性力。平衡重的位置：曲柄的反方向上平衡重的类型：整体式、装配式平衡重3）曲拐的布置：④曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。（1）布置原则①作功间隔应力求均匀，以使发动机运转平稳。②连续作功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象。③V型发动机左右气缸尽量交替作功。（2）常用曲轴曲拐布置①直列四冲程四缸发动机曲拐对称布置于同一平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/4=1800。发动机工作顺序：1—3—4—2或1—2—4—3.②直列四冲程六缸发动机曲拐对称布置于三个平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/6=1200。1—5—3—6—2—4（国产）1—4—2—6—3—5

（日产）发动机工作顺序③V型八缸四冲程发动机曲拐对称布置于两个正交平面内或对称布置在同一平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/8=900。发动机工作顺序有1—5—4—8—6—3—7—2、

1—5—4—2—6—3—7—8

。柴油机构造与维修4）曲轴前端轴与后端轴前端轴，第一道主轴颈之前的部分，用来安装正时齿轮、皮带轮、止推片、甩油盘、起动爪等；后端轴，最后一道主轴颈以后的部分，有凸缘盘，用来安装飞轮（1）作用：前端轴连杆轴颈主轴颈后端凸缘平衡重曲拐曲柄曲轴前后端都伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出，在曲轴前后都设有防漏装置。（2）前后端的密封：常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油螺纹等。一般发动机：复合式防漏装置（两种或两种以上防漏装置组成）。自紧油封甩油盘填料密封甩油盘回油螺纹5）曲轴的轴向定位

功用：保证曲柄连杆机构在曲轴受轴向力时能够正常工作。轴向定位措施：1.翻边轴瓦2.止推片3.止推环6）主轴承与连杆轴承大体相同，分上下轴瓦不同：为了向连杆轴承、主轴承输送润滑油，轴瓦上有周向油槽和油孔二、曲轴的检修曲轴常见耗损形式：轴颈磨损（主轴颈和连杆轴颈）、弯扭变形、曲轴裂纹断裂。1.曲轴轴颈的磨损磨损特点：轴颈的磨损是不均匀的各主轴颈的最大磨损靠近连杆轴颈一侧；连杆轴颈的最大磨损部位在靠近主轴颈一侧（即连杆轴径内侧）连杆轴颈沿轴向还有锥形磨损。（一）曲轴的耗损与检验检验:①首先检视轴颈有无磨痕②然后用外径千分尺测量连杆轴颈的直径，算出圆度和圆柱度。③然后用外径千分尺测量主轴颈的直径，算出圆度和圆柱度。④曲轴轴颈和连杆轴颈圆度、圆柱度误差大于0.025mm或表面划伤时，应磨削修理或更换曲轴；⑤曲轴连杆轴颈和主轴颈的修理尺寸，汽油机为八级，柴油机为十三级，级差为0.25mm。具体修理尺寸应根据原车设计要求决定。2.曲轴弯曲变形原因：发动机超负荷工作个别缸不工作或工作不均匀主轴承孔同轴度偏差太大危害：导致活塞连杆组和气缸的磨损影响发动机的动力、经济性能和工作稳定性检验：

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，将百分表触头垂直地抵在中间主轴颈上，慢慢转动曲轴一圈，百分表指针所示的最大摆差。若大于0.15mm，冷压校正。小于0.15mm，磨修主轴颈修正。3.曲轴扭曲变形烧瓦和个别活塞卡缸造成的。检验：

将曲轴两端同平面内的连杆轴颈转到水平位置，用高度游标卡尺分别测量这两个连杆轴颈的高度。这同一方位上两个连杆轴颈的高度差即为曲轴扭转变形量。原因：4.曲轴的裂纹断裂

由于曲轴变形和修磨不慎，使曲轴的曲柄臂与轴颈之间的过渡圆角处以及油孔处产生应力集中，从而引起该部位的裂纹和断裂。检验：

曲轴清洗后，可用磁力探伤器或染色渗透剂进行裂纹的检查。若查处裂纹，一般应报废更换。染色渗透剂即浸油敲击法，将曲轴置于煤油中浸一会儿，取出后擦净表面并撒上白粉，然后分段用小锤轻轻敲击，如有明显的油迹出现，则该处有裂纹。原因：（1）轴承的常见损伤

轴承损伤主要形式有磨损、合金层疲劳剥落和粘着咬死等。

轴承的选配包括选择合适内径的轴承，以及检验轴承的高出量、自由弹开量、定位凸点和轴承钢背表面质量等内容。（2）轴承的选配（二）曲轴轴承的选配①选择轴承内径现代发动机曲轴轴承制造时，根据选配的需要，其内径直径已制成一个尺寸系列。②检验轴承钢背质量要求定位凸点完整，轴承钢背光整无损。③检验轴承自由弹开量要求轴承在自由状态下的曲率半径大于座孔的曲率半径（1.5-2.5mm），保证轴承压入座孔后，可借轴承自身的弹力作用与轴承座贴合紧密。

④检验轴承的高出量轴承装入座孔内，上、下两片的每端均应高出轴承座平面0.03mm～0.05mm，称为高出量。轴承高出座孔，以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果。⑤装配轴承。将选择好的轴承嵌入轴承承孔及盖内，轴瓦应与承孔及盖密合，凸口应与承孔及盖的凹槽相嵌合，以及轴承上的油孔应与承孔座上的油道相通。轴向间隙和径向间隙：为了适应发动机在运转中机件受热膨胀而设置的。①径向间隙检查方法一：轴承螺栓按规定顺利、力矩拧紧后，用适当的力矩（四道轴承，３０—４０Ｎ．ｍ；七道轴承，６０－７０Ｎ．ｍ）转动曲轴，以试其松紧程度。3、轴承间隙的检验用内径千分尺和外径千分尺分别测量轴颈的外径和轴承的内径，测得的这两个尺寸之差，就是它们之间的间隙。沃尔沃D6E发动机曲轴径向间隙的检查过程如下：方法二：1）在点1和点2用用外径千分尺测量主轴颈在平面a和平面b的外径，其正常值应该在83.980～84.0mm（小号83.73～83.75mm）之间，测量方法如图2-103所示；2）把主轴瓦安装到主轴承盖中，把主轴承盖安装在发动机缸体中。按照图2-105所示在点1和点2用内径百分表测量主轴承在平面a和平面b的内径，其正常范围值为83.98～84mm；图2-105测量主轴承内径-测量的位置及方向3）计算主轴承与主轴颈的配合间隙。用测得的最大主轴承的内径减去测得的最小主轴颈的外径，得到主轴承与主轴颈的最大配合间隙，其正常范围为0.03～0.092mm。

把专用塑胶量规纵向放入轴承中，按原厂规定的拧紧力矩紧固轴承盖，在拧紧过程中应注意防止曲轴转动。然后拆下轴承盖，取出已压展的塑料线规，与附带有的不同宽度色标的量规或第一道主轴承侧面上不同宽度的刻线相对比，即为轴承的间隙值。

方法三：塑胶量规法轴向间隙过小，会在机件受热膨胀时卡滞，轴向间隙过大，曲轴轴向窜动。②曲轴主轴承轴向间隙的检查然后用曲轴主轴颈的宽度减去测量的轴承盖与止推轴承的整体宽度就可得出轴承的轴向间隙。方法一：擦拭干净轴承盖及两侧止推轴承，然后将两个带有凸缘的止推轴承安装到轴承盖两侧（如图2-106a）所示）；用外径千分尺测量其整体宽度（如图2-106b）所示）；用内径百分表量取对应曲轴主轴颈的宽度，如图2-106c）所示；1）将曲轴安装到发动机上：方法二：2）将带有磁力表座的百分表固定在汽缸体上，调整表架使百分表测量杆与曲轴轴向方向平行，用撬杠左右撬动曲轴，百分表的最大摆差就为曲轴的轴向间隙，如图2-107g）所示。3）安装好曲轴后，也可采用厚薄规测量曲轴的轴向间隙。先将曲轴定位轴肩向轴承的承推端面的一边靠合，用撬棒将曲轴挤向后端，然后用厚薄规片在曲轴臂与止推轴承或止推垫圈之间测量，如图2-107h）所示。（3）曲轴连杆轴承径向间隙的检查用内径千分尺和外径千分尺分别测量连杆轴颈的外径和连杆轴承的内径，测得的这两个尺寸之差，就是它们之间的间隙。沃尔沃D6E发动机曲轴连杆轴承径向间隙的检查过程如下：1）在点1和点2用用外径千分尺测量连杆轴颈在平面a和平面b的外径，其正常值应该在70.026～70.065mm（小号69.775～69.815mm）之间，测量方如图2-103所示；2）把连杆轴瓦安装到连杆大头中，安装连杆盖，用规定力矩拧紧连杆螺栓。按照图2-108所示在点1和点2用内径百分表测量主轴承在平面a和平面b的内径，其正常范围值为70.026～70.065mm（小号69.775～69.815mm）；3）计算主轴承与主轴颈的配合间隙。用测得的最大主轴承的内径减去测得的最小主轴颈的外径，得到主轴承与主轴颈的最大配合间隙，其正常范围为0.036～0.095mm。共振功率损失、曲轴扭转变形甚至扭断、正时齿轮产生冲击噪声、磨损严重等临界转速：发生共振时的转速1.扭转振动

自由扭转振动

强迫扭转振动扭转减振器的构造与检修一、扭转减震器的构造安装：扭转振动较大的曲轴自由端2.扭转减振器的作用功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。3．扭转减振器的构造和工作原理图2-109橡胶式扭转减振器1-曲轴前端；2-皮带轮毂；3-减振器圆盘；4-橡胶垫；5-惯性盘；6-皮带盘常用的扭转减振器有干摩擦式、橡胶式、粘液式（硅油）及橡胶—粘液式数种。二、扭转减震器的检修橡胶式扭转减振器：在检查橡胶式扭转减振器时，若发现内环（轮毂）与外环（风扇皮带或平衡盘）之间的橡胶层脱层，内、外环出现相对转动，两者的装配记号（刻线）相错，说明扭转减振器已丧失了工作能力，必须更换。对于硅油式扭转减震器可根据减振器惯性质量温度判断其工作情况，如果发动机工作一段时间后，减振器惯性质量的温度却很低，甚至没有温度感觉（减振器工作正常时，其惯性环的温度约80度），即是硅油减振器已失效。这时，某些硅油减振器可卸下硅油加注口的螺塞，添加硅油后再发动检查，如仍然出现上述情况，则应拆下硅油减振器送厂修复或更换。贮存和释放能量利用飞轮上的齿圈起动时传力将动力传给离合器克服短暂的超负荷1.功用飞轮的结构与检修一、飞轮的结构2.构造飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。一缸上止点记号一缸上止点记号柴油机构造与维修1．更换齿圈。二、飞轮的修理2．修理飞轮工作平面。飞轮工作平面有严重烧灼或磨损沟槽深度大于0.50mm时，应进行修整。修整后，工作平面的平面度误差不得大于0.10mm；飞轮厚度极限减薄量为1mm；与曲轴装配后的端面圆跳动误差不得大于0.15mm，还应在平衡机上进行动平衡试验，允许的动不平衡应符合原厂标准。谢谢！教学前言1.教学目标（1）了解配气机构的作用、组成、工作原理、分类、零件和组件。（2）了解配气机构的气门间隙和配气相位。（3）掌握配气机构的拆装要点、气门组零件的检修和气门传动组零件的检修方法。（4）掌握配气机构的气门间隙的检查与调整、配气正时的检测方法（5）掌握配气机构的气门关闭不严（漏气）和配气机构异响等故障诊断与排除技巧。2.教学要求（1）常用工程机械柴油机4缸或六缸发动机（2）发动机拆装工作台，拆装专用工具，检测工量具等。按照发动机各缸工作循环的要求，定时地将各缸进气门与排气门打开、关闭，以便空气得以及时进入气缸，废气得以及时排出气缸。功用分类

凸轮轴下置式凸轮轴中置式凸轮轴上置式第1节配气机构的组成和配气相位第3章

配气机构的构造与检修配气机构的组成气门组组成：气门、气门座、气门弹簧、气门导管功用：维持气门的关闭气门驱动组组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂组功用：定时驱动气门使其开闭图3-2四气门机构图3-3凸轮轴齿轮传动图3-4凸轮轴齿型带传动与链传动为了能提高充气效率，实际发动机都采用延长进、排气时间，使气门早开晚关，以改善进、排气状况，提高发动机的动力性。配气相位图：表示进、排气门的实际开闭时刻的环形图称为配气相位图配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。1.配气相位配气相位进气门的配气相位进气提前角

：进气门开启到上止点所对应的曲轴转角进气迟后角

：下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角

=10~30

=40~80进气行程持续时间相当于曲轴转角

180++排气门的配气相位排气提前角γ：排气门开启到下止点所对应的曲轴转角

=40~80排气迟后角δ：上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角

=10~30排气行程持续时间相当于曲轴转角180++进气门早开角与排气门晚关角的和(α+δ)，称为气门叠开角。2、气门叠开：进、排气门同时开启的现象组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片等零件组成。第二节气门组零件的构造与检修1、气门组成：头部和杆部功用：头部用来密封气缸的进、排气通道；杆部用来为气门的运动导向。头部杆部气门座气门头部，用来封闭气道，是一个具有圆锥斜面的圆盘。

锁销式：用锁销固定，锁销孔。气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式锥形锁片式：安装两半锥形锁片，凹槽（环槽）。弹簧座固定方式2.气门座：气缸盖的进、排气道与气门锥面相座合的部位气门座作用：与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门传来的热量。气门座锥角是与气门锥角相适应的，以保证二者紧密座合，可靠地密封。气门座锥角通常为450（或300）。气门座锥角3.气门导管功用：1）起导向作用

2）起导热作用材料：用含石墨较多的合金铸铁或粉末冶金材料，能提高自润滑作用。工作条件：高温、磨损严重、润滑困难气门与气门导管间留有0.05－0.12mm的微量间隙，使气门能在导管中自由运动，适量的配气机构飞溅出来的润滑油由此间隙对气门杆和气门导管进行润滑。该间隙过小，会导致气门杆受热膨胀与气门导管卡死；间隙过大，会使机油进入燃烧室燃烧，产生积炭，加剧活塞、气缸和气门磨损，增加润滑油消耗，同时造成排气冒蓝烟。为了防止过多的润滑油进入燃烧室，很多发动机在气门导管上安装有橡胶油封，如图3-13、图3-14所示。4.气门弹簧(1)作用1)保证气门自动回位关闭而密封。2)保证气门与气门座的座合压力。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。

形状：圆柱形螺旋弹簧。一端支承在缸盖上，一端支承在弹簧座上。当气门每分钟开闭的次数与弹簧本身的固有振动频率相同或成倍数时，就出现共振现象，使弹簧的振幅增大，破坏了气门的正常开闭时间，弹簧折断。1)提高气门弹簧的自然振动频率，即提高弹簧的刚度：如加粗钢丝直径或减小弹簧的圈径，即粗丝小径。2）采用双气门弹簧：每个气门装两根直径不同、旋向相反的内外弹簧。气门弹簧防共振的结构措施：3）采用不等螺距气门弹簧4)采用等螺距的单弹簧，在其内圈加一个过盈配合的阻尼摩擦片来消除共振。不等螺距的气门弹簧安装时，螺距小的一端应朝向气门头部。气门组零件的检修1.气门的检修(1)通常用如图3-30所示的专用工具拆装气门和气门弹簧。(2)清除气门头上的积炭。检视气门锥形工作面及气门杆的磨损、烧蚀及变形情况，视情更换气门。(3)检查气门头圆柱面的厚度H，如图3－31所示。柴油机一般进排气门应大于0.80mm。(4)检查气门尾部端面。该端面在工作时经常与气门摇臂碰擦，需检视此端面的磨损情况，有无凹陷现象。不严重时，可用油石修磨。如果修磨量超过0.5mm，则需更换气门。(5)检查气门工作锥面的斜向圆跳动。(6)检查气门杆的弯曲变形。2、气门导管的检修(1)清洗气门导管。(2)检查气门杆与气门导管的间隙(在气门的弯曲检验合格后进行)。(3)气门导管的更换。3、气门座检查与维修(1)外观检视气门座，气门座表面如有斑痕、麻点，则需用专用铰刀进行铰削；气门座如松动、下沉则需更换。气门座圈下沉量的检测，如图3-37所示。利用专用工具或千分尺检测，检测结果参照维修手册进行维修或更换。（2）气门座圈更换如图3-38所示，将旧气门两端切口后，利用电焊将气门直接焊接在气门座圈上，利用铁锤直接将气门座圈敲下。图3-39所示，将园铁块切槽，同样方法焊接在气门座圈上，利用气门杆部直接敲下。气门座圈装配，如图3-40所示，冷却气门座圈或加热缸盖，选择对应该气门座圈和气门导管定位的专用工具，利用铁锤或压力机进行装配。(3)气门与气门座密封性的检查。A划线法B轻拍法清洗气门和气门座圈，安装对应气门，在气门头部距离气门座圈20-30MM时，用手将气门轻拍数下，若气门与气门座圈的工作面能出现一条完整的光环视为正常。C汽油检测法把气缸盖平面水平朝上放置，将汽油倒入装有气门的燃烧室，5min内如密封环带处无渗漏，即为合格。（4）气门密封环带检测和维修A气门密封环带检测检测方法是将气门座圈涂上红印泥，再将气门插入原座，轻轻拍打并旋转后取出，观察气门工作面上红丹印痕，判断密封环带是否符合要求，如过宽、过窄或位置不正确，可采用铰削气门座圈的方法进行维修。B气门座的铰削：气门座用手工铰削时，因铰刀的尺寸和形状不同，导杆的尺寸也不同。气门座的铰削工艺过程如下：a.选择刀杆

如图3-42所示，利用气门导管作定位基准，根据气门导管的内径选择相适应的定心杆直径。定心杆插入气门导管内，调整定心杆使它与气门导管内孔密切配合，以保证铰削的气门座与气门导管中心线重合。b.粗铰

d.精铰：选用45°角的细刃铰刀进行精铰或在铰刀下面垫以细砂布进行砂磨。如图4-44所示。C气门的研磨：为进一步提高气门座的密封性，气门与气门座必须进行研磨。气门的研磨有手工研磨法和机动研磨法两种。a.手工研磨法工艺过程：b.机动研磨法：将气缸盖清洗干净，置于研磨机工作台上。在已配好的气门工作面上涂一层研磨膏，将气门杆部涂以发动机机油装入导管内。使各气门的座孔对正转轴的垂直位置，连接好研磨手柄，调节气门升程，即可进行研磨。研磨至与手工研磨相同的要求为止。4、气门弹簧的检查(1)检查气门弹簧的自由长度L。用游标卡尺测量气门弹簧的自由长度，检测结果参考维修手册是否更换。亦可用新旧弹簧对比的经验方法进行。自由长度小于使用限度1.3-2.0mm时，应更换新件。(2)检查气门弹簧端面与其中心轴线的垂直度。将气门弹簧直立置于平板，用直角尺检查每根弹簧的垂直度。气门弹簧上端和直角尺之间的间隙L即为垂直度的大小。其极限值为2.0mm，如该间隙超限，则必须更换气门弹簧。功用：使进、排气门按规定的时刻开闭，且保证有足够的开度第2节气门传动组零件的构造与检修凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴凸轮斜齿轮组成：正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴。1、凸轮轴凸轮轴由凸轮、轴径、及其它附属件组成如图3-16所示。（1）凸轮功用：控制气门运动。各个气缸的进、排气凸轮按照配气相位和发火顺序的关系配置在凸轮轴上，如图3-17所示，凸轮数目决定于气缸数目及其传动关系。高度及形线：决定了气阀打开、关闭的时刻和气体流通截面的大小，如图3-18轮形线应保证气阀平稳光滑地移动，并在正常工作所允许的惯性力的情况下，能足够快速打开和关闭气门。表面要求：由于受到气门间歇性开启的周期性冲击载荷，因此对凸轮表面要求耐磨，对凸轮本身则要求有足够的韧性和刚度，在工作中变形最小。（2）凸轮轴颈：凸轮轴各轴颈的直径一般均取相同的，以使机械加工简单。但为了拆装方便，也有采用前端向后递减直径的。在小型内燃机上一般每两个气缸用一个凸轮轴颈支撑，在大型发动机上相邻之间都有一个轴颈支撑。(3)传动方式：工程机械发动机凸轮轴的驱动方式多用正时齿轮，如图3-19所示，并按照记号安装，保证配气正时。部分柴油机（例如VOLVOD12D）采用凸轮轴记号装配、曲轴记号装配、中间惰轮保证间隙装配的方式，如图3-19-2所示。（4）凸轮轴轴向定位（a）止推片轴向定位。（b）止推螺钉轴向定位。（C）翻边轴瓦定位。如图3-24所示，大功率的工程机械用柴油机（VOLVOD12D等）多采用翻边轴瓦的轴向定位方法。2、挺柱3、摇臂组与摇臂如图3-26所示，VOLVOD6发动机采用单组摇臂结构,摇臂轴座没有润滑油道，润滑是采用缸体油道至挺柱油道，通过中空推杆传递给中空摇臂螺钉至摇臂及润滑部位。气门传动组零件的检修1、摇臂轴与摇臂的检修如图3-46所示，检视摇臂和调整螺钉的磨损。调整螺钉的端头1如磨损严重，应更换调整螺钉。摇臂头部3应光洁无损。磨损后可以采用堆焊修磨修复后更换，修复后的凹陷应不大于0.50mm。(1)摇臂的检修（2）摇臂轴磨损的检修检查摇臂与摇臂轴的配合间隙，如图3-47所示，可用千分尺和内径百分表分别测量摇臂轴与摇臂轴孔的尺寸，其差值即为两者的配合间隙，各数值应满足原厂要求，一般间隙不超过0.15mm；如果超过原厂要求，可采用更换摇臂衬套的方法进行修理。(2)检查凸轮的磨损。凸轮的磨损程度可用外径千分尺测量凸轮的高度H来判断，如图3－48所示。如果被测凸轮高度H小于使用限度，更换凸轮轴。(4)检查凸轮轴轴颈的磨损。如图4-50所示，使用外径千分尺利用“两点法”测量每个凸轮轴轴颈的直径。(5)检查凸轮轴轴向间隙(止推间隙)。凸轮轴轴向间隙应按图如图3-51所示进行测量。凸轮轴轴向间隙是靠止推板来保证的。测量该间隙时，可用撬杠拨动凸轮轴作轴向移动，用塞尺或百分表进行测量，如果测量值超限，则增减止推板或调整圈的厚度来调整。3、挺柱的检修①挺柱底部出现疲劳剥落或擦伤划痕时，更换新件。②挺柱底部出现环形光环，该光环说明磨损不均匀，应尽早更换新件。③挺柱圆柱部分与导孔的配合间隙超过规定值时，应视情更换挺柱或导孔支架。装有衬套的结构可更换衬套。4、推杆的检修推杆一般都是空心细长杆，工作时易发生弯曲，要求其直线度误差不大于0.30mm；上端凹球端面和下端凸球面磨损应更换新件。凸轮轴驱动齿轮的齿形应无磨损，齿轮的啮合间隙应在规定值内。5、传动齿轮的检修2、凸轮轴的检修(1)外观检视检视凸轮工作面是否有擦伤和疲劳剥落现象。凸轮工作面的擦伤是沿滑动方向上产生的小擦痕，而后将发展成为严重的粘着损伤。如有上述现象，则应更换凸轮轴。(3)检查凸轮轴的弯曲变形。如图4-49所示，将V形铁置于平板上，将凸轮轴置于V形铁上，使用百分表测量凸轮轴中间支承的径向圆跳动。气门杆气门间隙摇臂气门间隙定义：冷态装配时（气门完全关闭后），气门杆尾端与气门驱动组零件之间留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量，这个间隙称为气门间隙。第4节气门间隙的概念、检查与调整气门间隙气门间隙气门间隙如果气门及其传动件之间，在冷态时无间隙，则发动机在热态，气门及其传动件的受热膨胀将引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动。为此，在冷态时应该留气门间隙。必要性：气门间隙进气门0.25～0.35mm排气门0.30～0.35mm气门间隙大小：一般情况下，排气门的气门间隙比进气门的气门间隙稍大，因为排气门的温度比进气门温度高。过大：（1）传动零件之间及气门和气门座之间产生撞击响声，并加速磨损。（2）使气门开启的持续时间减少，气缸充气和排气情况变坏。过小：热态下使气门关闭不严而发生漏气，导致功率下降，甚至烧坏气门。气门间隙过大和过小的危害：气门间隙的检查与调整气门间隙过大，会使气门升程不足，引起进气不充分，排气不彻底，并出现异响；气门间隙过小，会使气门关闭不严，造成漏气，易使气门与气门座的工作面烧蚀。因配气机构零件的磨损、变形等原因，气门间隙会发生变化。气门间隙调整原则必须使所要检查调整的气门在完全关闭的情况下，才能调整气门间隙。（气门挺柱落于基圆位置时进行）根据该原则，则气门在六种状态下不能调：（1）正在进气，则进气门不能调；（2）正在排气，则排气门不能调；（3）将要进气，则进气门不能调；（4）将要排气，则排气门不能调；（5）刚进气完，则进气门不能调；（6）刚排气完，则排气门不能调。气门间隙调整的方法目前用得较多的有逐缸调整法和两次调整法。第一种调整方法：逐缸法第一步：使第一缸处于压缩上止点，检查调整第一缸的气门间隙第二步：转动曲轴，使下一缸处于压缩上止点，进行检查调整第三步：如此类推，直到调完所有气缸的气门第一步：把一缸活塞转到压缩上止点第二步：按“双排不进”检查调整一半气门第三步：转动曲轴一圈，检查调整另一半气门第二种方法：二次调整法“双排不进”法：工作顺序1342第一遍（一缸在压缩上止点）双排不进第二遍（一缸在排气上止点）不进双排工作顺序153624第一遍（一缸在压缩上止点）双排不进第二遍（一缸在排气上止点）不进双排气门间隙调整特例（1）VOLVO-D6D发动机无法利用塞尺检测气门间隙，采用角度规的旋转判断气门间隙。如图3-28所示。以上同样两种方法，松开气门间隙锁紧螺母，用手旋转螺钉确定气门没有间隙，利用角度规反向旋转进气门75度（或排气门120度）后，锁紧螺母。（2）VOLVO-D12D发动机气门间隙调整，如图3-29所示，摇臂轴前端有调整气门间隙时刻记号，对应最前端凸轮轴瓦盖上有刻度记号，记号与刻度中间对齐时，调整相应气门间隙。（123456对应进排气门，如果有V1V2V3V4V5V6刻度记号对应排气门）。谢谢！第4章

柴油机润滑系统的构造与检修第1节

润滑系的组成及润滑油路一、润滑原理润滑油膜形成的基本条件是两零件之间存在油楔及相对运动，并且有足够的润滑油供给。如图5-1利用油楔作用形成润滑油膜的润滑原理所示。作直线运动的零件，其前端有倒角时，润滑油也可楔入摩擦表面而形成油膜。二、保证发动机润滑的条件1.保证发动机有足够的润滑油2.具有合适的压力3.运动件表面之间有合适的间隙4.足够快的速度5.润滑油必须有适当的黏度三、润滑油的成分及作用1.润滑油的成分润滑油是由基油和添加剂构成，添加剂的作用是改善润滑油的特性。目前，添加剂主要有：清洁剂、抗氧化剂、分散剂、碱性剂、耐磨剂等清洁剂：防止高温时反应生成的不可溶解物。分散剂：防止低温时生成沉积物。抗氧化剂：分解氧化物。碱性剂：中和酸以防止腐蚀发动机。耐磨剂：形成油膜以减少磨损。倾点分散剂：保持低温流动性。高粘温数剂

：保持高温的粘度。消泡剂：防止生成气泡。润滑冷却清洗密封防锈润滑运动零件表面，减小摩擦阻力和磨损，减小发动机的功率消耗。机油在润滑系内不断循环，清洗摩擦表面，带走磨屑和其它异物。机油在润滑系内循环带走摩擦产生的热量，起到冷却作用。在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈。在运动零件之间形成油膜，提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油。2.润滑油的作用四、润滑油的分类及应用1．发动机机油的分类1）API质量分类法API根据发动机油的用途和使用性能的高低将机油分为汽油发动机油和柴油发动机油。“S”系列代表汽油发动机用油；“C”系列代表柴油发动机用油；当“S”和“C”两上字母同时存在，则表示此机油为汽柴通用型。汽油机油定为S系列，按产品性能质量等级分类为SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、ＳＭ等，柴油机油定为C系列，按产品性能质量等级分类为CA、CB、CC、CD、CE、CF-4、CG-4、