第二章 斯太尔发动机机体、曲轴连杆机构.ppt

1、第二章 机体、曲轴连杆机构,作用：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。 工作条件：高温、高压、旋转运动、不等速高速直线运动、化学腐蚀、润滑条件差等。 组成：由机体组、活塞连杆和曲轴飞轮组组等组成。,内燃机的机体主要由气缸体、气缸套、气缸盖、气缸垫和曲轴箱等机件组成。,第一节 机体组构造与维修,一、机体组构造,1.EQ6BT型柴油机气缸体和上曲轴箱的结构,（一）气缸体,2、WD615型柴油机气缸体和上曲轴箱的结构,气缸体的结构型式一般有三种,平分式,龙门式,隧道式,（二）气缸套,气缸套分干式和湿式两种:,缸套外圆表面不直接与冷 却水接触，壁厚一般为13mm。,

2、缸套外圆表面直接与冷却水 接触, 壁厚一般为59mm。,干式缸套,湿式缸套,干式缸套,湿式缸套,（三）气缸盖和气缸垫,作用: 封闭气缸上部，并与活塞顶部、气缸等构成燃烧室。,1、气缸盖,通常用灰铸铁或合金铸铁铸造。优点是强度高，不易变形，缺点是传热较慢。也有用铝合金铸造的，优点是传热快，不易引起爆燃，缺点是容易翘曲变形。,为制造和维修方便、减少缸盖变形对气缸密封的影响，功率较大的内燃机采用分开式气缸盖，即一缸一盖、二缸一盖或三缸一盖。缸径较小、缸盖负荷较小内燃机采用整体式缸盖。,EQ6BT型柴油机采用整体式气缸盖,WD615型柴油机采用一缸一盖。,气缸盖螺栓的紧定原则是：,拧紧时，必须按一定的

3、顺序以规定的扭矩进行，一般由中间对称底向四周分多次均匀拧紧。,2、气缸垫,安装在气缸体与气缸盖之间，防止漏气、漏油和漏水。,气缸垫处于高温、高压下工作。要有足够的强度，耐高温、抗燃气、机油和水的腐蚀，有一定的弹性和较长的使用寿命。,（四）油底壳,作用：封闭曲轴箱和贮存润滑油，通常用薄钢板冲压制成。,油底壳后部一般做得较深。底部有放油螺塞，供清理、更 换机油用。有的放油螺塞是磁 性的，能吸附金属屑，以减少 磨损。壳内 还设有挡油 板，防止振 动时油面波 动过大。,第二节 活塞连杆组,作用：将燃烧过程中获得的动力传递给曲轴。,组成：由活塞、活塞环、活塞销、连杆等组成。,活塞连杆组工作情况,（一）活

4、塞,作用:承受燃烧气体的作用力，并将这个力通过活塞销传给连杆，活塞顶部是燃烧室的组成部分。,工作条件： 高温、高 压、不等 速高速直 线运动、 润滑条件 差等。,结构: 由顶部、头部和裙部三部分组。,1、活塞顶部 2、活塞头部 3、活塞裙部,1.活塞顶部,活塞顶是燃烧室的组成部分，直接承受燃烧气体的压力。,活塞上部开有活塞环槽的部位称活塞头部。用于密封气缸；传递热量；承受气体压力并传给连杆。 上面的2-3道环槽安装气环，下面的1-2道环槽安装油环。,2.活塞头部,燃烧室的加工位置,3.活塞裙部,活塞头部以下部分称为活塞裙部，用于引导活塞在气缸内往复运动，并承受侧压力。,活塞裙部变形,热变形：销

5、座附近金属堆积，受热后热膨胀量大。,机械变形：燃气压力作用在活塞顶上，导致销座弯曲变形，裙部挤压变形。,活塞裙部变形,保证活塞与气缸壁均匀间隙的结构措施：,1.将裙部制成椭圆形。,3.沿裙部高度方向制成梯形或圆锥形。,2.裙部开隔热槽和膨胀槽。,4.在活塞裙部或销座内嵌入钢片。,5.活塞销偏置。,（二）活塞环 活塞环分气环和油环。 气环的作用：保证活塞与气缸壁的密封，防止气体漏入曲轴箱；将活塞顶部的大部分热量传给气缸壁。,气环的断面形状,EQ6BT型柴油机活塞环 的形状及安装位置,梯形扭曲环的工作情况,油环的作用：是刮去气缸壁上过多的机油，防止大量机油进入燃烧室。,活塞环装配间隙,端隙：活塞环

6、两端开口间隙。 侧隙：环与环槽上下方向的间隙。 背隙：环与环槽底部的间隙。,各道活塞环的开口位置,油环的安装,装配活塞环时端隙应相互错开180或120。,活塞环的安装记号,（三） 活塞销,作用: 将活塞和连杆连接起来，并把活塞承受的力传给连杆。,安装形式： 活塞销与活塞、连杆的连接方式分全浮式和半浮式。内燃机工作时，达到一定温度活塞销可在连杆小头衬套和活塞销座孔内转动，使活塞销的磨损比较均匀。为防止活塞销滑出刮伤气缸壁，活塞销两端用锁环限位。,（四）连杆,作用:把活塞与曲轴连接起来，将活塞承受的力传给曲轴，使曲轴转动，输出动力。 结构:由连杆小头、连杆身和连杆大头组成。,连杆大头切口形式：直切

7、口和斜切口,WD615系列柴油机 连杆的安装,EQ6BT型柴油机 连杆的安装,连杆螺栓的放松,第三节 曲轴飞轮组,主要机件是曲轴和飞轮。曲轴前端装有正时齿轮、皮带轮和扭转减振器；曲轴的后端装有飞轮，其上装有起动用的齿圈。,（一）曲轴,作用: 将连杆传来的力变为旋转的扭矩输出，同时通过连杆推动各缸活塞，完成进气、压缩和排气工作，并驱动配气机构和其它辅助装置工作。,结构: 曲轴主要由主轴颈、连杆轴颈、曲轴臂、平衡铁、前端轴、飞轮结合盘等组成。,分整体式和 组合式曲轴。,分全支承和非全支承。,支承方式：,结构形式：,WD615系列柴油机曲轴,EQ6BT系列柴油机曲轴,曲 轴 的 油 道,（二）轴承,

8、主轴承、连杆轴承各由上、下两片组成。上轴瓦制有润滑曲轴的油槽和油孔。,轴瓦的自由弹势和轴瓦的过盈,轴瓦的紧固,（三）曲轴扭转减振器,扭转减振器安装在曲轴前端。 作用：降低扭振振幅和把曲轴共振转速推向更高，使内燃机在常用转速区工作时比较平稳。,型式：橡胶元件减振器和粘性减振器。,WD615系列柴油机采用两种规格的硅油减振器，功率小于或等于191KW的机型上配用外径为260mm的减振器；功率大于或等于206KW的机型配用外径为280mm的减振器。,（四）曲轴的轴向限位装置,为了限制曲轴的轴向移动，在结构上必须装有轴向定位装置，即单面浇有轴承合金的垫圈。,WD615系列柴油机利用曲轴第二道主轴承止推

9、片定位。,EQ6BT柴油机利用曲轴第六道 主轴承止推片定位。,（五）飞轮及飞轮壳,飞轮的作用: 储存作功冲程部分能量，克服辅助冲程阻力，保持曲轴转速均匀，向外输出动力。,（六）曲轴的形状和内燃机的工作顺序,曲轴的形状取决于气缸数、气缸排列形式(直列、V型)和各缸工作顺序。 在安排各缸的工作顺序时，应使各缸的作功间隔尽量均匀，要避免相邻两缸连续作功，以减少主轴承的磨损和避免相邻两缸进气门同时开启 出现“抢气”现 象。V型内燃 机左右两排气 缸尽量交替作 功。,曲 轴 的 形 式,右式曲轴:当1、6缸连杆轴颈朝上时，3、4缸连杆 轴颈朝右。工作顺序为：1-5-3-6-2-4。,左式曲轴:当1、6缸

10、连杆轴颈朝上时，3、4缸连杆 轴颈朝左。工作顺序为：1-4-2-6-3-5。,一、气缸体曲轴箱组常见故障 气缸体曲轴箱组常见的主要故障有气缸拉伤、缸体破裂和碗形塞漏水。 （一）气缸拉伤 1. 现象 发动机运转时曲轴箱窜气，严重时出现金属敲击声。分解发动机后，在气缸套的内壁上沿活塞运动方向出现深浅不同的沟纹。 2. 原因 （1）使用方面 新车磨合期没有按规定要求使用车辆； 低温启动时猛轰油门； 长时间怠速运转，燃油稀释了气缸壁上的油膜，造成润滑不良；,冷却不良，发动机出现过热； 没有按规定清洗、更换“三滤”。 （2）维修方面 活塞与气缸的配合间隙过小； 活塞环开口间隙过小； 活塞销锁环选配、安装

11、不当，或活塞销与锁环之 间间隙过小，使锁环松脱、拆断。 （3）机件故障 冷却活塞的机油喷嘴工作不良，使活塞温度过高； 燃油喷嘴长期雾化不良，燃油稀释了气缸壁上的 润滑油膜，造成活塞与气缸壁润滑不良； 活塞环卡死、拆断。,3.排除方法 轻微的气缸拉伤，可通过对气缸壁光磨，更换活塞环进行修复；严重的气缸拉伤，应更换新的气缸套、活塞和活塞环进行修理。 （二）气缸体破裂 1. 现象 发动机外部有水或机油漏出；冷却水无故短缺，机油平面无故增高机油变质。 2. 原因 （1）使用不当 在发动机高温缺水的情况下，突然加入大量冷却水；,冬季气温较低时，启动发动机之前，不加冷却 水启动发动机，待温度升高后突然加入

12、冷水； 冬季气温较低时，未放冷却水或冷却水未放干净，使冷却水结冰。 （2）维修不当 气缸盖主、副螺栓拧紧力矩大小不均匀； 更换碗形塞的过盈量太大； 不按规定拆装，生拉硬敲，造成缸体破裂。 （3）铸造缺陷 铸造出现砂眼、气孔等； 机件应力过于集中。,3.排除方法 气缸体出现轻微的破裂时，可根据情况采取焊、补的方法进行修复。无法修复时，应更换新的气缸体或缸盖。,（三）碗形塞（水堵）漏水 1.现象 发动机外部的碗形塞处有水漏出；冷却水无故短缺，机油平面无故增高，机油变质。 2.原因 冬季未放冷却水或冷却水未放干净结冰，将碗形塞胀出； 碗形塞严重腐蚀烂透； 碗形塞安装偏斜、没有到位；,自制碗形塞过盈量

13、小，圆度不够； 碗形塞弯角处有裂纹。 （3）排除方法. 碗形塞漏水，要根据不同的原因采用不同的方法进行修理排除。发动机外部的碗形塞出现破裂，可在碗形塞内进行点焊修复；碗形塞由于结冰胀出、安装不正确，可重新安装排除；用符合要求的碗形塞，替换不符合要求的自制碗形塞。如果碗形塞出现腐蚀烂透，在发动机保养、修理时，应进行全部更换。,二、曲轴连杆机构的常见故障 （一）活塞敲缸 1.现象 活塞敲缸响是一种清晰有节奏的“嗒嗒”声；响声在发动机怠速或怠速稍高时明显，随着发动机温度的升高减弱或消失；进行断油试验时，响声明显减弱或消失。 2.原因 (1)活塞与气缸配合间隙过大； (2)活塞与气缸壁严重拉伤； (3

14、)连杆弯、扭曲变形； (4)喷油器工作不良或损坏。,3.判断方法 活塞敲缸响可通过逐缸断油的方法进行判断。将某缸的高压油路断开后，响声减弱或消失；恢复供油后响声重新出现，即为该缸的活塞敲缸声。 为了进一步证实该气缸活塞敲缸声，可通过向气缸内加注20ml的浓机油，使曲轴转动几圈，然后起动发动机。如短时间内响声减弱或消失，运转一会后响声出现或增强，即可判定为该气缸活塞敲缸声。,4.修理方法 (1)发动机在温度较低时出现敲缸声，温度正常后响声消失，这种情况可继续使用，不予修理。 (2)发动机在正常工作温度下出现敲缸声，可待机修理。 (3)发动机在正常工作温度出现严重的敲缸声，并且随着转速的升高响声加

15、重，这种情况应立即停机检修。 发现气缸严重磨损、拉伤或活塞与气缸的配合间隙超过使用限度，应更换气缸套、活塞及活塞环；发动机连杆弯、扭曲变形，应予以修理或更换。,（二）活塞销响 1.现象 由于产生响声的部位不同，其现象不完全一样。活塞销与连杆衬套之间响，是有节奏的“哒哒”声，响声不随发动机工作温度的变化而变化。活塞销与活塞座孔之间响，是清晰有节奏的“啪啪”声，响声随发动机工作温度的升高而增强。这两种部位产生的响声，一般在发动机怠速稍高时明显；用逐缸断油试验时，响声增强。 2.原因 (1)活塞销与连杆衬套配合间隙过大； (2)活塞销与活塞座孔配合间隙过大； (3)活塞销与连杆衬套、活塞座孔润滑不良

16、； (4)活塞销严重烧蚀。,3.判断方法 一般可通过逐缸断油的方法进行判断。当断开某一气缸的高压油路时， 响声不但不减弱或消失，反而增强，即可判定为该气缸的活塞销响。 4.修理方法 (1)发动机只是在怠速稍高出现轻微的活塞销响，可待机排除。 (2)发动机在低、中、高速均出现明显的活塞销响，特别是活塞销与座孔之间产生的响声，应立即停机检修。对于检查发现产生异响的机件，应进行更换，予以排除。,（三）连杆瓦晌(小瓦响) 1.现象 发动机中速运转时，产生一种坚实有节奏的“哒哒”声；初次起动、中速范围内抖动油门时，响声明显、突出；随着发动机负荷的增大，响声增强；进行断油试验，响声明显减弱或消失。 2.原

17、因 (1)连杆瓦与轴颈配合间隙过大； (2)连杆瓦合金烧蚀或脱落； (3)连杆瓦与座孔配合松旷连杆瓦在座孔内走外圆； (4)连杆螺栓拧紧力矩小、松动或损坏； (5)润滑不良。,3.判断方法 可通过逐缸断油的方法进行判断；发动机稳定在中速响声不太明显难以判断时，可通过在中速范围内边抖动油门边进行断油试验的方法进行判断。如果对某一缸进行断油试验时，响声明显减弱或消失，即可判定该气缸的连杆瓦响。 4.修理方法 发动机一旦发现连轩瓦响，应立即停机检修。检查发现连杆瓦合金烧蚀、脱落或严重磨损；连杆瓦座孔严重磨损、失圆，应更换连杆瓦或连杆进行修理排除。,（四）主轴瓦晌(大瓦响) 1.现象 发动机中、高速运

18、转时，产生沉重有节奏的金属敲击声，并伴有发动机抖动，机油压力下降的现象；在中、高速范围内抖动油门时，响声明显、突出；响声随着发动机负荷的增大而增强；进行断油试验，响声明显减弱或消失。 2.原因 (1)主轴瓦与轴颈配合间隙过大； (2)主轴瓦合金烧蚀或脱落； (3)瓦与座孔配合松旷，瓦在座孔内走外圆； (4)曲轴弯曲变形； (5)润滑不良。,3.判断方法 主轴瓦响可通过断油试验，结合发动机是否抖动，机油压力是否下降进行判断。使发动机在中、高速范围内反复抖动油门，同时断相邻两气缸的高压油路（第一道、第七道只断一、六缸即可），如果响声减弱；并且在抖动油门的过程中，伴随有发动机抖动，机油压力下降现象，即可判定这相邻两气缸之间的主轴瓦响。 4.修理方法 发动机一旦发现主轴瓦响，应立即停机检修。如果主轴瓦合金烧蚀、脱落或严重磨损，应予以更换，曲轴弯曲变形，应对曲轴进行校正修理或更换，予以排除。,复习题,1.机体组的作用是什么？由几部分组成？ 2.气缸有何作用？何为湿式、干式气缸套？ 3.紧定气缸盖螺栓