汽车发动机常见故障分析毕业设计说明书文档格式.docx

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frontpage2003零件、连杆部件装配体以及曲柄连杆机构装配体三维模型。

在

软件的基础上，开发设计了包含发动机常见故障分析及维修对策内容的网页。

网页的内容主要包括发动机两大机构五大系统方面的维修问题。

其功能有查找

内容方便，所占空间小，操作简单等优点。

【关键词】两大机构五大系、故障分析、维修对策

2．

Abstract

rodconnectingenginecrankandweusethisTheJettaEA113enginetype,

mechanismrodcrankconnectingmodelingparameterscalculation.Themechanism

piston,acomprisesthroughsolidworks2011.ItMainlymodelwasdesigned

mechanismconnectingrodandacrankcrankshaft,connectingrodpartsassembly

ofanddesignwedevelopmentassemblymodel.Basedonthefrontpage2003software,

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s

systemsfivemechanismsandanenginetwobigwebpagecontentmainlyincludes

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on.sosimpleoperationandoccupiedspace,

360702501：

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faultsystems；

Commonbiginstitutionsandfivewords【Key】two

MeasuresAnalysis；

repair

3．

前言章第1

随着我国道路交通网络的大力建设，汽车制造业正如雨后春笋般发展起来，

汽车作为主要的交通工具，其在使用过程中的故障会直接威胁人们的安全，汽

车在使用过程中的保养与维修也成为人们关心的问题。

汽车发动机在汽车构造

上有着重要的位置，在使用过程中，汽车发动机的故障问题是引发交通事故的

主要因素之一。

本毕业设计即要求针对汽车发动机各个部分进行故障分析以及

编辑成网页提供共享信息。

在用frontpage2003相应的维修对策研究，并通过

的模型时参照了捷达发动机EA113solidworks2011建立发动机曲柄连杆的3D

结构参数。

4．

曲轴设计章第2

曲轴的结构与其制造方法有直：

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接关系，在进行曲轴结构设计时必须同时考虑。

曲轴分整体式和组合式两大类。

本毕业设计采用整体式设计。

曲轴介绍2.1

曲轴是发动机最重要的机件之一，它的尺寸参数在很大程度上不但影响着发

动机的整体尺寸和质量，而且影响着发动机的可靠性与寿命。

曲轴的破换事故

可能引起其他零部件的严重损坏。

设计曲轴时，必须正确选择曲轴的尺寸参数、

结构形式、材料与工艺，以求获得最经济、最合理的效果。

曲轴结构和材料分析2.2

）材料：

在结构设计和加工工艺正确合理的条件下，主要是材料强度决1（

定着曲轴的体积、重量和寿命，作为曲轴的材料，除了应具有优良的机械性能

以外，还要求高度的耐磨性、耐疲劳性和冲击韧性。

同时也要使曲轴的加工容

易和造价低廉。

在保证曲轴有足够强度的前提下，尽可能采用一般材料。

以铸

代锻，以铁代钢。

高强度球墨铸铁的出现为铸造曲轴的广泛采用提供了前提。

球墨铸铁就其机械性能和使用性能而言，比其它多种铸铁都要好。

球墨铸铁

曲轴可以铸成复杂的合理的结构形状，使其应力分布均匀，金属材料更有效地

利用，加上球铁材料对断面缺口的敏感性小，使得球铁曲轴的实际弯曲疲劳强

度与正火中碳钢相近。

该发动机曲轴采用球墨铸铁铸造而成。

）曲轴长度：

曲轴的长度都是由总体布置决定的，主要取决于缸心距（2

及曲轴的支承形式。

当曲轴采用全支承时，曲轴的长度就要大、气缸直径DL0

一些。

曲轴总长度定下来后，曲轴其他部位长度的确定就是如何合理分配的问

。

2.1题了。

曲轴的结构形式如图

5．

曲轴结构图2.1图）连杆轴颈：

在设计曲轴轴颈时，首先应该考虑连杆轴颈，因为连杆轴3（

值，颈的负荷比主轴颈的负荷大。

在现在发动机设计中，一般趋向采用较大的D2以减小连杆轴颈比压，提高连杆轴承的工作可靠性和刚度。

。

这样设计的优点是：

LD，减小因此当前的设计趋势是：

增加22增加，比压下降，耐磨性提高。

D①L一定时，22增加时，弯曲刚度增加，扭转刚度增加。

②D2下降时，纵向尺寸下降，曲轴刚度提高。

③L2过小，润滑油很容易/D2L/D2≈0.4。

因为如果L从润滑理论来讲，希望22/从滑动轴承两端泄掉，油膜压力建立不起来，轴承的承载能力下降；

如果L2过大，则润滑油流动不畅，导致油温升高，润滑油粘度下降和承载能力下降。

D2

过大时，曲轴变形大，容易形成棱缘负荷。

而且当L2还受到两个限制：

D提高2增加导致离心力增加，转动惯量增加。

D①2的取值为D2L/②受到两岸大头及剖分面形式的影响，一般2）/D≤0.65（平切口D2；

从曲轴等D=D（4）主轴颈：

从曲轴全长等刚度的角度出发，应该设计成21都大于连D＜D。

但是在实际结构中，主轴颈D强度的角度出发，应该设计成112，这样做的原因是：

D杆轴颈2增加，可以增加曲轴轴颈的重叠度，从而提高曲轴刚度，而不增加离心①D1力。

加粗主轴颈后，可以相对缩短其长度，从而可以增加曲柄厚度，即增加了

曲柄刚度。

这点非常可贵，因为大多数曲轴最薄弱的部分就是曲柄，很多断裂

都发生在此处。

增加不多。

但I增加，转动惯量增加，可增加扭转刚度，固有频率②DWe1

6．

增加，主轴承圆周速度增加，摩擦损失增加，油温提高。

一般D是，1≥0.3。

/DL,LD/D≈1.05～1.25,L＜121211多缸发动机的曲柄销长度是相等的，但是主轴颈的长度则不一定相等。

负荷

较大的主轴颈应该长一些，安装推力轴承的主轴承也要长一些。

）曲柄：

曲柄应选择适当的厚度、宽度，以使曲轴有足够的刚度和强度。

5（

曲柄的形状应合理，以改善应力的分布。

在确定曲柄的尺寸时，应该考虑到曲

柄往往是整体式曲轴中的最薄弱环节。

如果在曲轴设计时注意到了防止扭振，

那么曲轴经常遇到的破坏形式便是沿曲柄的弯曲疲劳破坏。

曲柄在曲拐平面内

的抗弯能力以其矩形截面系数来衡量，曲柄横截面的抗弯截面系数为：

2）/6=（bhWσ为曲柄宽度。

b式中，h为曲柄厚度；

好得多。

b要比增加曲柄的宽度为了提高曲柄的抗弯能力，增加曲柄厚度h

据统计表明：

提高，则圆角h，实际上提高40%，因为调高10%，W理论上提高20%①hσ处应力集中现象减轻，使应力分布趋于均匀。

但是在缸心距一定的条件下，增

的增加受到限制。

h加曲柄厚度的代价是缩短轴颈的长度，可见

提高，应力b，这是由于10%，实际上提高5%理论上提高②b提高10%，Wσ分布不均匀更加严重。

现代发动机曲轴大多数采用椭圆形曲柄，这样既可以尽量减小曲轴质量，又

可以最大限度地保证曲柄应力分布均匀。

拐上的离心惯43、拐和第1（6）平衡块：

对四拐曲轴来说，作用在第、2

性力互成力偶。

这两个力偶大小相等、方向相反，所以从整体上讲是平衡的，

但是这两个力偶却还是作用在曲轴上了，曲轴这两个对称力偶的作用下可能发

生弯曲变形。

由于曲轴是安装在机体的主轴承中的，所以曲轴发生弯曲变形时

上述力偶就将也部分地作用在机体上，使机体承受附加弯曲力偶的作用，尤其

是在此情况下主轴承的工作条件也要变坏。

安装平衡重，改善曲轴本身和机体

的受力情况，尤其改善了主轴承的工作条件。

设计时，平衡重对主轴承工作情况的影响是利用主轴颈载荷图来进行估算的。

没有平衡重时，由于离心惯性力的影响，主轴颈表面所受载荷的分布可能很不

7．

均匀，一部分轴颈表面所受载荷很大，但另一部分轴颈表面却完全不承受载荷。

通过安装平衡重可以抵消一部分离心惯性力，从而使轴颈表面的载荷分布比较

均匀些，与此同时轴颈和轴承表面的平均载荷也可以相应下降。

它意味着轴颈

的磨损也可以比较均匀，而不是集中于一处，防止因偏磨而很快失圆损坏。

设计平衡重时，应尽可能使平衡重的重心远离曲轴旋转中心，即用较轻的重

量达到较好的效果，以便尽可能减轻曲轴重量。

平衡重的径向尺寸和厚度以不

碰活塞裙底和连杆大头能通过为限度。

将平衡重与曲轴铸成一体时加工较简单，

并且工作可靠。

）曲轴油孔：

为保证曲轴轴承工作可靠，对它们必需有充分的润滑。

曲7（

轴中油道的尺寸和布置直接影响它的强度和刚度，同时也影响轴承工作的可靠

性。

润滑油一般从机体上的主油道通过主轴承的上轴瓦引入。

从主轴颈向曲柄销

曲轴结构参数计算2.3

取～0.65D曲柄销直径D=0.60D2=0.60D=0.6×

80.985=48.591mmD2=0.4×

48.591=19.436mmD取L≈0.4曲柄销长度L222=1.05取DDD主轴颈的直径=1.05～1.25D1212=1.05×

48.591=51mmD2=0.5×

51=25mmD取L≥0.5L主轴颈的长度D=0.31111b=0.8D=0.8×

80.985=64.788mm～曲柄的宽度b=0.75D1.2D取

h=0.22D=0.22×

80.985=17.817mm～曲柄的厚度h=0.18D0.25D取

，所以曲柄0.31～=r/L=0.25连杆比λL=149mm=0.27，又因为λ，取

r=40.23mm.

2.2所见模型见图

8．

曲轴图2.2：

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活塞设计章第3

活塞介绍3.1

活塞组包括活塞、活塞销和活塞环等在汽缸里作往复运动的零件，他们是活

塞式发动机中工作条件最严酷的组件。

发动机的工作可靠性与使用耐久性在很

大程度上与活塞组的工作情况有关。

活塞组件与气缸一起保证发动机工质的可

靠密封，否则活塞式发动机就不能正常运转。

活塞组零件工作情况的共同特点

是工作温度很高，并在很高的机械负荷下高速滑动，同时润滑不良，这决定了

他们会遭受强烈的磨损，并且可能产生滑动表面的拉毛、烧伤等缺陷。

实践经

验证明，活塞组零件的寿命决定了发动机的修理间隔。

在大功率强化发动机中，

活塞组的热负荷往往限制了发动机的强化潜力。

由此可见，提高活塞组零件的

工作可靠性和耐久性具有极其重要的意义。

活塞组的作用可归结为：

①传力、导向。

承受燃烧室内气体的压力，将压力传递给连杆，并保证活塞

在气缸内顺畅运动。

②密封。

通过活塞环和活塞密封气体，保证缸内工质不泄露或很少泄漏。

③传热。

在密封的基础上，通过活塞环和活塞裙部向缸壁传递热量。

9．

④配气。

完成进气、压缩和排气功能，在二冲程发动机