汽车发动机构造与检修（第二版）课件：机体组构造与检修

机体组构造与检修

【任务描述】客户王先生的雪佛兰科鲁兹汽车已经行驶了60000Km，在行驶过程中，听到发动机舱有放气的尖鸣声，热车时频率尤其高，踩下加速踏板时声音消失，松开踏板后声音又出现了，气缸盖罩盖接触面有渗油现象。王先生开车来到雪佛兰4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师对此车进行检查后发现气缸盖罩盖漏油，并决定对发动机气缸盖密封件进行更换并测量气缸盖上表面平面度。下面将学习机体组的相关知识并按流程进行气缸盖密封件的检查、清洗及更换。【知识储备】一、曲柄连杆机构的作用曲柄连杆机构是提供燃烧场所，并把燃料燃烧后产生的气体膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。1.将气体的压力变为曲轴的转矩。2.将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。3.把燃烧作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，并输出机械能。图2-1曲柄连杆机构组成二、曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成，如图2-1所示。1.机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、气缸套及油底壳2.活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆3.曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴三、机体组1.机体组的作用机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。2.机体组的组成机体组是主要由气缸盖、气缸垫、气缸体和油底壳等组成，如图2-2所示。图2-2机体组3．气缸盖（1）作用气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室。（2）结构一般水冷式发动机气缸盖内铸有冷却水套，缸盖下端面与缸体上端面向所对应的水套是相通的，利用水的循环来冷却燃烧室壁等高温部分；风冷式发动机气缸盖上铸有许多散热片，靠增大散热面积来降低燃烧室的温度。发动机的气缸盖上应有进、排气门座导管孔和进、排气通道等。汽油机气缸盖还应有火花塞孔，而柴油机则设有安装喷油器的做孔，如图2-3所示。图2-3气缸盖（3）燃烧室气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机燃烧室主要有半球形燃烧室、楔形燃烧室、盆型燃烧室，如图2-4所示。图2-4汽油机燃烧室类型4．气缸垫（1）作用气缸盖与气缸体之间装有气缸衬垫，其作用是保证气缸盖与气缸体间的密封，防止燃烧室漏气、水套漏水等，如图2-5所示。（2）材料气缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。应用较多的是铜皮—棉结构的气缸垫，由于铜皮—棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。图2-5气缸垫5．气缸体（1）作用气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。气缸体也可称为气缸体—曲轴箱，因为气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和机油油道等，如图2-6所示。（2）材料缸体的材料一般为灰铸铁或铝合金，可提高气缸的耐磨性，有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钼、铬、磷等。但是，实际上除了与活塞配合的气缸壁表面外，其它部分对耐磨性要求并不高。为了材料上的经济性，广泛采用在缸体内镶入气缸套来形成气缸工作表面。这样，缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，以延长气缸使用寿命，而缸体可用价格较低的普通铸铁材料制造。图2-6气缸体（2）类型①按冷却方式分类气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体，如图2-7所示。水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。气缸体上部是气缸，气缸周围的空腔相互连通构成水套。下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构，气缸体和曲轴箱分开铸造，然后再装配到一起。气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热。图2-7水冷式缸体和风冷式缸体②按气缸体与油底壳安装平面的位置不同分类气缸体有一般式、龙门式和隧道式，如图2-8所示。③按照气缸的排列方式分类气缸体有直列、V形和水平对置三种形式，在汽车上常用直列和V形两种，如图2-9所示。图2-8一般式、龙门式和隧道式图2-9直列式、V型和水平对置6.气缸套气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸，整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这种气缸对材料要求高，成本高。如果将气缸制造成单独的圆筒形零件(即气缸套)，然后再装到气缸体内。这样，气缸套采用耐磨的优质材料制成，气缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。同时，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种，如图2-10所示。（1）干式气缸套外表面不直接与冷水接触，其壁厚一般为1～3mm。缸套外表面与其装配的气缸体内表面采用过盈配合。（2）湿式缸套外表面直接与冷却水接触，冷却效果好。其壁厚比干式缸套厚，一般为5～9mm。图2-10干缸套和湿缸套

7.油底壳油底壳的主要作用是储存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附机油中的金属屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止机油泄漏，如图2-11所示。图2-11油底壳8.气缸盖罩盖（1）作用气缸盖罩盖是盖在发动机缸体上的罩壳，能够防止外界杂质进入到发动机内，同时起到密封的作用，如图2-12所示。①遮盖并密封气缸盖，将机油保持在内部，同时将污垢和湿气等污染物隔绝于外。②将机油与空气隔离。在发动机的运转过程中会形成油雾。气缸盖罩较冷的内表面会聚集油雾，使机油冷凝并向下流回油底壳。气缸盖罩内的挡油板或滤清器用来避免机油流向进气道。图2-12气缸盖罩盖③气缸盖罩盖还肩负曲轴箱通风的责任。当活塞在气缸中运动时，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，用一个管子连接气缸盖罩盖和进气道,以便燃烧通风空气。该管可以使用带槽软管插头、螺纹管插头或快换插头来连接，如图2-13所示。④充当机油加注口。这种结构可以简单至一个孔，在其中拧入机油加注口盖即可；也可以是更加复杂的注油管，如图2-14所示。⑤气缸盖罩盖还可以作为传感器安装支座，包括凸轮轴位置和凸轮轴正时传图2-13PCV阀图2-14机油加注口（2）材料气缸盖罩盖多采用热塑性塑料，其特性会随着环境变化，使用增强材料可以减弱环境变化的影响，但这种影响在某种程度上仍会发生。环境因素中最重要的是温度，温度升高时，材料的强度将会降低。另外两个环境因素是老化及与机油接触，这些都会对材料的性质产生削弱。如果长时间不更换气缸盖罩盖密封件，不仅会导致气缸盖罩盖内部机油渗漏，还会导致内部变脏，机油变质。严重时还会导致发动机运转时发出尖锐的哨声，废气泄漏等，如图2-15所示。图2-15气缸盖罩盖机油渗漏3.气缸盖罩盖和气缸盖结合面变形的检修气缸盖变形是指气缸盖与气缸盖罩盖的结合面的平面度误差超限。气缸盖和气缸盖罩盖结合面变形，会导致气缸密封不严，漏气、漏水、漏油等，使发动机无法正常工作。气缸体上平面和气缸盖下平面的翘曲变形可用刀口形直尺和厚薄规检查，如图2-16所示。气缸盖上表面平面度一般不超过0.15mm。当检查结果超过规定值时,可以对翘曲平面进行磨削或铣削加工。气缸盖磨削或铣削量一般不应超过0.20～0.30mm，可通过气缸盖厚度的极限值加以控制。图2-16刀口型直尺和厚薄规【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解曲柄连杆结构和机体组的作用及组成，掌握了气缸盖罩盖密封件的更换方法。本任务