汽车发动机常见故障诊断与维修文档格式.docx

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1.2汽车发动机的结构

发动机是汽车的动力装置。

由2大机构5大系组成：

曲柄连杆机构；

凸轮配气机构；

燃料供给系；

冷却系；

润滑系；

点火系（汽油机）；

起动系。

如图1所示。

1.曲柄连杆机构

　　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。

2.配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。

配气机构一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。

3.燃料供给系

汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；

柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。

4.润滑系

润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，并对零件表面进行清洗和冷却。

润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

　　5.冷却系

冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、散热器、节温器等组成。

　　6.点火系

在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，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，点火系通常由电源、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

7.起动系

　　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，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转。

因此，曲轴在外力作用下从开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，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。

汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系；

柴油机由两大机构和四大系统组成，即曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系，柴油机是压燃的，不需要点火系。

1.3机电设备检修的基础知识

1.3.1零件的失效形式

机械零件由于某些原因丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。

机械零件的失效并不是单纯意味着破坏，可归纳为三种情况：

完全不能工作；

虽然能工作，但性能恶劣，超过规定指标；

有严重损伤，失去安全工作能力。

零件常见失效形式主要有：

零件的磨损、零件的断裂、零件的腐蚀、零件的变形。

1.零件的磨损

机械的使用过程中，尽管我们按照各种机械的技术要求和使用规范进行正确的管理、使用和保养，机械零件在正常配合状态下仍然不可避免地会遭到破坏。

产生这种现象的主要原因是各配合零件在相对运动中总会有摩擦，使接触面产生磨损，从而改变了零件的形状、尺寸和表面组织，最后使零件丧失了工作能力。

如果机械的零件磨损过快，将使机械的检修次数增加，大修周期缩短，维修费用增加。

因此，减少零件磨损对于提高机械的工作可靠性和延长寿命具有特别重要的意义。

我们应该了解零件磨损的一般规律，以便在使用过程中，采取合理的技术措施，防止零件出现早期磨损：

在修理过程中，应正确地选用材料，确定合理的修理工艺，以保证零件的使用寿命。

磨损的种类主要有：

黏着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损。

（1）粘着磨损：

当构成两个摩擦副的两个摩擦表面相互接触并发生相对运动时，由于粘着作用，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面所引起的磨损称为粘着磨损。

（2）磨料磨损：

磨料磨损又称磨粒磨损。

它是当摩擦副的接触表面之间存在着硬质颗粒，或者当摩擦副材料一方的硬度大得多时，所产生的一种类似金属切削过程的磨损，其特征是在接触面上有明显的切削痕迹。

由于磨料磨损主要是由磨料颗粒与摩擦表面的机械作用引起的，因而影响它的因素也就取决于磨料和摩擦表面的材料，磨料的硬度相对于摩擦面材料硬度越大，磨损越严重，在一定范围内，摩擦表面的磨损量随磨料尺寸的增大而按比例较快的增加，但当磨料粒度达到一定尺寸后，磨损量基本保持不变。

并且在一定范围内，硬度越高，材料越耐磨。

（3）疲劳磨损：

摩擦表面材料微观体积受循环接触应力作用产生重复变形，导致产生裂纹和分离出微片或颗粒的一种磨损。

按裂纹产生位置，疲劳磨损的机理有两种情况：

滚动接触疲劳磨损、滚滑接触疲劳磨损。

材质、接触表面粗糙度、表面残余应力、其他因素等都影响着接触疲劳磨损。

（4）腐蚀磨损：

在摩擦过程中，金属同时与周围介质发生化学反应或电化学反应，引起金属表面的腐蚀产物剥落，这种现象称为腐蚀磨损。

按照腐蚀介质的不同类型，腐蚀磨损可分为氧化磨损和特殊介质下腐蚀磨损两大类。

影响氧化磨损的因素主要包括氧化膜生长速度与厚度、氧化膜的性质、硬度等。

（5）微动磨损：

两个接触面由于受相对低振幅振荡运动而产生的磨损称为微动磨损。

微动磨损产生的机理是：

由于微动磨损集中在局部范围内，同时两摩擦表面永远不脱离接触，磨损产物不易往外排除，磨屑在摩擦面起着磨料的作用。

又因摩擦表面之间的压力使表面凸起部分黏着，黏着处被外界小振幅引起的摆动所剪切，剪切处表面又被氧化，故兼有黏着磨损和氧化磨损的作用。

摩擦运动形式和摩擦速度、润滑油、摩擦副的材料和表面性质都在影响着磨损，同时摩擦表面的宏观和微观几何形状对磨损过程也会产生很大的影响。

在每一个具体的摩擦条件下，都有一个最小的微观几何形状的配合问题。

在实际工作中，我们常使摩擦副的表面粗糙度等级达到一致，以使磨损量控制在适当的范围内。

2.零件的断裂

断裂是零件在机械力、热、磁、声响、腐蚀等单独或联合作用下，发生局部开裂或分成几部分的现象。

断裂是零件破坏的重要原因之一，而且是零件使用过程中的一种最危险的破坏形式，关键零件的断裂往往导致重大的机械事故。

断裂的分类的方法很多，主要分为延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和环境断裂四种

（1）延性断裂：

零件在外力作用下首先产生弹性变形，当外力引起的应力超过弹性极限时即发生塑性变形，当外力继续增加时，应力超过抗拉强度时发生塑性变形而后造成断裂称为延性断裂。

（2）脆性断裂：

金属零件或构件在断裂前无明显的塑性变形，发展速度极快的一类断裂称为脆性断裂。

它通常在没有预示信号的情况下突然发生，是一种极危险的断裂。

（3）疲劳断裂：

机械设备中的轴、齿轮、凸轮等许多零件，都是在交变应力作用下工作的，它们工作时所承受的应力一般都低于材料的屈服强度或抗拉强度，按静强度设计的标准应该是安全的。

但实际中，在重复及交变载荷的长期作用下，机件或零件仍然会发生断裂，这种现象称为疲劳断裂，它是一种普通而严重的失效形式。

在实际失效件中，疲劳断裂占了较大的比重，约80%～90%。

（4）环境断裂：

实际上机械零部件的断裂，除了与材料的特性、应力状态和应变速率有关外，还与周围的环境密切相关。

尤其是在腐蚀环境中，材料表面或裂纹边沿由于氧化、腐蚀或其他过程使材料强度下降，促使材料发生断裂。

可以看出，环境断裂时指材料与某种特殊环境相互作用而引起的具有一定环境特征的断裂方式。

3.零件的腐蚀

金属零件的腐蚀是指零件表面与外部介质发生化学或电化学作用而发生的表面破坏现象。

腐蚀总是从金属表面开始，然后或快或慢地往里深入，并使表面的外形发生变化，出现不规则形状的凹坑或斑点。

腐蚀结果是使金属便面产生新的物质，严重时会导致零件的破坏。

腐蚀分为两大类：

化学腐蚀和电化学腐蚀。

（1）化学腐蚀

单纯由化学作用引起的腐蚀称为化学腐蚀。

在这一腐蚀过程中不产生电流，介质是非导电的。

在与金属接触时进行化学反应形成表面膜，在不断脱落又不断生成的过程中使零件腐蚀。

大多数金属在室温下的空气中就能自发的氧化，但在表面形成氧化物层之后，如能有效的隔离金属与介质间的物质传递，就形成保护膜。

如果氧化物层不能有效阻止氧化反应的进行，那么金属将不断的被氧化。

（2）电化学腐蚀

电化学腐蚀是金属与电解质物质接触时产生的腐蚀。

它与化学腐蚀的不同点在于其腐蚀过程中有电流产生。

常见的电化学腐蚀形式有：

大气腐蚀、土壤腐蚀、在电解质溶液中腐蚀、在熔融盐中腐蚀。

电化学腐蚀的根本原因是腐蚀电池的形成。

需要形成腐蚀电池的三个条件是：

①有两个或两个以上的不同电极电位的物体，或在同一物体具有不同电极电位的区域，以形成正、负极。

②电极之间需要有导体相连接或电极直接接触。

③要有电解液。

减轻腐蚀危害的措施：

正确选材、合理设计、覆盖保护层、电化学保护、添加缓蚀剂、改变环境条件。

4.零件的变形

零件的变形是指由于质点位置的变化，引起零件的尺寸和形状发生改变的现象。

零件变形后，改变了配合副表面正确的相互位置关系，对港口机械的工作性能和使用寿命会有很大的影响。

零件变形的原因主要包括残余内应力的影响、外载荷的影响、修理过程的影响、温度的影响。

根据外力去除后变形能否恢复，机械零件或构件的变形可分为弹性变形和塑性变形。

（1）弹性变形

金属零件在作用应力小于材料屈服强度时产生的变形称为弹性变形。

如果金属零件在使用过程中，产生超过设计允许的弹性变形，则会影响零件正常工作。

（2）塑性变形

机械零件在外载荷去除后留下来的一部分不可恢复的变形称为塑性变形或永久变形。

金属零件的塑性变形从宏观外貌特征上看主要有翘曲变形、体积变形和时效变形等。

减少变形的措施：

①设计：

不仅要考虑零件的强度，还要重视零件的刚度和制造、装配、使用、拆卸、修理等问题。

②加工：

在加工过程中要采取一系列工艺措施来防止和减少变形，如：

高精度零件在精加工时必须安排人工时效。

③修理：

在修理中，应制定出与变形有关的标准和修理规范。

④使用：

加强设备管理，制定并严格执行操作规范，不能超负荷运行，避免局部超载或过热，加强机械设备的检查和维护

1.3.2零件的清洗、检验与分类

1.零件的清洗

港口机械大修中，在各总成解体后，需要对拆下的零件进行清洗。

清洗的目的，一方面是清除零件上的油垢，对零件进行检验分类，了解各零件的磨损和损坏情况，同时也给下一步的修理工作提供依据。

因此，零件的清洗工作直接影响到机械的修理质量和修理成本。

零件的清洗方法是决定其清洗质量和效率高低的重要因素，而清洗材料和清洗设备又是决定清洗方法的重要内容，因此必须予以以足够重视。

一般来说，零件的清洗必须掌握以下几项基本原则。

（1）保证满足对零件清洗程度的要求。

机械修理中，各种不同的机件，对清