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捷达发动机活塞环故障的检修与分析解析

吉林大学交通学院

自考本科毕业论文

捷达发动机活塞环故障的检修与分析

学院名称：

吉林铁道职业技术学院

专业名称：

汽车检测与维修技术

学生姓名：

吴忠辉

指导教师：

沙中玉

起止日期：

2013.03.06—2013.09.16

吉林大学交通学院

【摘要】活塞环起着密封高温燃烧气并润滑汽缸壁，活塞环像弹簧一样具有伸缩性。

所以活塞环间隙不能过大或是过小。

过大过小都会影响发动机工作效果。

并伴随着相应的故障。

所以在发动机大修时检测活塞环间隙极为重要。

本论文主要从配气机构的组成、工作原理及分类方面进行层层阐述，后查阅资料及自己在实习过程中遇到的问题加以总结。

最后对其估故障的部位进行逐个分析判断直到找到故障所在的部位并对其进行维修。

在发动机大修过程中既要严格按照各项标准进行，也要注意人自身安全。

【关键词】发动机检测活塞环活塞环间隙

目　录

第一章绪论1

1.1活塞环工作环境1

1.2活塞环常见故障1

第二章活塞环拆卸流程3

2.1发动机落地3

2.2拆卸进排气系统部件3

2.3拆卸汽缸体曲轴箱组5

2.4活塞环的拆卸流程10

第三章捷达汽车活塞环类型及要求11

3.1捷达汽车的活塞环11

3.2捷达汽车活塞环要求12

第四章捷达汽车活塞环的检修与故障分析13

4.1活塞的清洁13

4.2检查活塞环间隙13

4.3测量活塞环端间隙13

4.4捷达汽车活塞环故障分析14

结论16

致谢17

参考文献18

第一章绪论

1.1活塞环工作环境

活塞环在发动机中的工作条件是十分恶劣和矛盾的。

它承受燃烧室燃气燃烧所产生的高压和高热，即承受着由此产生的高的机械负荷和热负荷，又因为要上下高变速运动而与汽缸壁、活塞环槽发生相对的摩擦运动，有摩擦就要供应充足的润滑油以便在磨擦面形成油膜来减小磨擦，可是机油又易能过环与环槽的泵油作用进入燃烧室，导致燃烧过程恶化、积炭、结胶和加速磨损。

1.2活塞环常见故障

1、活塞环各环开口错开位置不正确，甚至对口、开口间隙过大、环拉伤、折断或咬死，导致燃气“迷路”作用不好而造成跑气。

2、柴油机运转肘，活塞环除内缩外胀外，还有沿圆周“蠕动”的趋势，它不仅使环与环槽接触面加速磨损，还会造成活塞环对口。

活塞环转动的原因是气缸套、活塞的锥度、不圆度、配合间隙过大、连杆弯曲、气缸壁珩磨网纹路不规则等。

3、活塞环开口间隙、背隙过小，环与缸壁摩擦力过大，缸内积炭严重以及装配时污损或油料不清洁而造成拉伤。

    4、活塞环开口间隙过小，旧气缸换新环后第一道气环撞击缸套台肩或装配时活塞环开口扩展得过大易造成折断。

    5、侧隙过小，拆装时没使用专用工具，使环出现螺旋形，产生弹性效应或缸内积炭严重，都会导致活塞环咬死。

    6、活塞环开口间隙、侧间隙过大，扭曲环、锥形环上下方向装反，以及润滑油过脏使油道孔堵塞等都易导致窜油。

    7、活塞环开口间隙过小，开口处撞击；侧隙过大，环与环岸撞击；旧气缸换新环，第一道气环与缸套台肩撞击等，这些情况都会导致噪音。

第二章活塞环拆卸流程

2.1发动机落地

发动机落地是发动机大修至关重要的一步，它为接下来的拆装、检修、清洗各元件提供了空间。

在落地之前首先得拆卸蓄电池负极、放尽机油和冷却液、拆卸压缩机以及各部位连接导线、拆卸一切与发动机或变速器有关的所有附件和管路。

然后用手动举升台支撑住发动机底部和变速驱动桥，最后用举升器吊出发动机。

2.2拆卸进排气系统部件

首先，用5.5N•m扭矩扳手拆卸发动机盖，拆掉空气管道（进气口）和空气管道（在空气滤清器箱和电控油门执行器之间的部分），移开储液罐，拆下电子节气门控制执行器。

接着从EVAP（electricalvestibularactionpotential）碳罐清洁量控制电池阀上断开EVAP软管和线束接头，同时从进气歧管上断开制动助力器和真空软管，取下进气歧管的支架。

最后拆下进气歧管。

拆卸排气管原件，先拆卸前排气管和拆下进气歧管，接着从汽缸盖上取下加热型氧传感器的线束支架，取下进气歧管盖和使用加热型氧传感器扳手取下加热传感器。

最后相反顺序松开螺母，拆下排气歧管。

2.3拆卸汽缸体曲轴箱组

2.3.1拆卸外围元件

首先拆卸点火线圈以及火花塞等，再用扭矩为10.0N•m的扳手松开螺栓拆下摇臂盖，接着从摇臂盖上取下衬垫，清除掉汽缸盖的所有密封胶遗留痕迹。

接下来拆卸驱动皮带，然后做好一缸上止点标记点。

然后用皮带轮支架固定曲轴皮带轮，松开并取出曲轴皮带轮螺栓，再在曲轴皮带轮的M6螺纹孔内安装皮带轮拔具取下曲轴皮带轮。

最后相反顺序松开螺栓，再在⑥和⑦处撬开，切下密封胶取出前端盖。

2.3.2拆卸正时链条

在拆下外围元件后，先拆下链条张紧器以及正时链条的张紧导杆。

在此前提下，再拆下正时链条，朝凸轮轴链轮的方向松动正时链条，然后从其侧面取下正时链条。

2.3.3拆卸凸轮轴

取下正时链条，接下来是对凸轮轴（排气）链轮进行拆卸，先用开口扳手固定住凸轮轴，再用套筒扳手松开凸轮轴链轮（排气）的固定螺栓。

接着拆卸拆卸凸轮轴支架，在先松开，用空压枪对其颈油孔，施加压力（300kPa或更大值）同时按照箭头方向旋转最终把限位销插入凸轮轴链轮（进气）上的限位销孔内，并把其锁定在最大提前角位置。

然后相反顺序分几步松开螺栓，取下凸轮轴（排气）及其链轮。

接下来一步是拆卸凸轮轴（进气）及其链轮，先抬起链轮（进气），用套筒扳手固定螺栓，重新把凸轮轴（进气）轻放回缸盖轴颈，接着用扳手将凸轮轴固定住，松开链轮的固定螺栓，取下凸轮轴（进气）及其链轮。

2.3.4拆卸汽缸盖及油底壳

用扳手拆卸汽缸盖螺栓，抬出缸盖，然后拆卸缸盖衬垫。

倒放发动机，拆卸油底壳螺栓，再用油封刮刀将密封胶除去，取下油底壳。

2.3.5拆卸活塞连杆组件和曲轴

将要拆下的连杆对应的曲轴销放置在底部正中，然后拆卸连杆盖，最后使用小锤或类似的工具将活塞和连杆总成推出缸盖测。

然后使用活塞扩张器拆卸活塞环。

拆卸曲轴先得拆卸主轴承盖，分几步松开并拆卸螺栓，然后用塑料锤子轻敲，使主轴承盖从缸体上拆下。

2.4活塞环的拆卸流程

1、将活塞从缸中吊出。

2、清洁积碳，对有卡死现象的环，可用轻柴油浸泡后用橡胶锤轻敲使其活动，不得用凿子凿削。

3、将活塞环钳的钳口稳固地装于环的两搭口上，小心地将环慢慢地胀开，使之内径稍大于环槽（或一人将两绳套分别搭于环的两搭口，用两手大拇指分别钩住绳套，然后小心地向外拉使环张开）。

注意随时保持环与活塞的同心

4、稳定住环搭口开度，小心地将环提起（或装入），随时调整环与活塞的同心度，使环与活塞同圈间隙均匀地拆出（或装入）活塞环。

5、拆卸时，从两侧向中间逐根拆下，以减少环拆装时行经的距离，并随时做好活塞环的排列顺序及工作面标记（对于中小型柴油机可以从第一道环逐根往下拆）

第三章捷达汽车活塞环类型及要求

3.1捷达汽车的活塞环

捷达汽车气环采用合金铸铁材质的；B型－桶矩形面，在加工上有全鉻层环、半镶嵌、镶嵌环、还有各种搭口环。

桶面环具有下列优点：

保证良好的润滑。

因为桶面环对着滑动方向的入口间隙大，能形成油隙，可使活塞环达到最佳的液体润滑，从而使磨损减少。

避免棱缘负荷。

特别在用短活塞的高速发动机中，活塞摆动较剧，易产生棱缘负荷，往往导致熔着磨损。

桶面环与汽缸套圆弧接触，能很好适应活塞的摆动，不致产生棱缘负荷。

密封性能好。

因为桶面环与汽缸接触面积小，对汽缸表面的适应性好，即便在表面发生变形时仍能保持有良好的接触，因而密封性能好。

磨合性能好。

桶面环实质上是双向微锥面环，所以易于磨合，而且比微锥面环容易加工。

桶面环廓面参数对油膜分布的影响在压缩与做功冲程的上止点附近,环的滑动廓面采用正偏心度比采用负偏心度能得到更好的油膜形成能力.随着偏心度a值由负到正的逐渐变化,上止点处的最小油膜厚度明显增大.而当活塞环的对称性不变时,随着曲面高度的增加挤压效应减弱,上止点区最小油膜厚度不断减小.因此,从获得的良好的油膜形成能力的角度考虑,应采用小曲面高度和有一定正偏心度的曲面环.

捷达汽车油环，油环采用钢带组合环，钢带组合油环的优点及作用由于钢带组合油环的径向压力较高,对缸壁的顺应性好,弹力的保持也比较持久,而且端面的密封性能也好,也就是有其三面密封之特点,既可达到具有高贴合性,控油能力佳,高温状态下弹力稳定,回油性能好,摩擦功损耗小,使用寿命长等内燃机的要求,

3.2捷达汽车活塞环要求

1活塞环弹力要求：

第一道气环8.5—12.8N；第二道气环7.5—11.3N；油环35—52.5N,。

2活塞环三隙参数:

捷达发动机活塞环开口间隙为：

第一道气环0.30—0.45，第二道气环0.25—0.40，油环0.25—0.50.侧隙：

第一道气环0.03—0.07，第二道气环0.02—0.06，油环0.02—0.06

第四章捷达汽车活塞环的检修与故障分析

4.1活塞的清洁

活塞长期使用之后，在活塞顶部及活塞环槽内通常存有积碳等杂质，清洁时，可先用煤炭浸透。

顶部用软刷或钝的刮刀清理，不应留有刮痕。

环槽内可用专用工具或旧活塞环，清除积碳。

最后，可使用溶剂及刷子彻底清洁活塞，主要不要使用钢丝刷，避免损伤活塞表面。

或是当环槽积炭较多，活塞环不易取出时，可将其放入金属清洗剂溶液中，加热到50℃以上，浸泡1小时左右，即可将积炭软化，取出活塞环。

4.2检查活塞环间隙

使用塞尺测量活塞环和活塞环槽沟的侧间隙。

如果测量的值超过极限，请更换活塞环，并重新测量，倘若仍然超过极限，还需更换活塞。

（标准：

顶环：

0.040-0.080mm，第二个环：

0.030-0.070mm，油环：

0.045-0.125mm；极限：

顶环：

0.11mm，第二个环：

0.10mm）

4.3测量活塞环端间隙

测量活塞环端间隙，先使用新机油润滑活塞和活塞环，然后插入活塞环直到活塞到达缸的中部，并使用塞尺测量活塞环端间隙。

（标准：

顶环：

0.20-0.30mm，第二个环：

0.35-0.50mm，机油环：

0.20-0.60mm；极限：

顶环：

0.50mm，第二个环：

0.66mm，机油环：

0.92mm）

4.4捷达汽车活塞环故障分析

4.4.1.故障现象

（1）轻微拉缸一般不易听到，较严重的拉缸在发动机急速运转时，可出现“嗒嗒嗒”的声音，略微像活塞敲缸的响声。

其特点是，开始时声音很小，随发动机温度的升高敲击声不但不减弱，反而更加重了。

（2）有时出上述响声外，还常有“吭吭”的声音，发动机稍有抖动，加油时提速不灵敏。

　　（3）拉缸严重时，可造成发动机突然停转，甚至在停转瞬间会从加机油口处冒烟。

4.4.2检查与判断

发动机运转中，类试敲缸现象，不但不随着发动机温度升高而减弱消失可初步断定为拉缸响声。

拆下气缸盖，检查气缸拉伤情况，并找出拉伤原因。

如只是由于活塞与缸壁配合较紧而轻微拉伤时。

可稍微磨一下缸壁，仍可用原活塞。

如果严重，应换镗，并加大活塞的修复。

4.4.3解析故障产生原因

拉缸是活塞、活塞环与气缸套表面由于高温而“熔接”拉伤。

即活塞不与气缸套之间由于油膜中断产生干磨擦，炽热的磨擦热引起金属的显微熔化而粘着，并将附近的金属质点扯断。

产生拉缸的最根本的原因是油膜中断。

根据气体密封的要求，活塞环与气缸套之间的间隙应尽可能小，这就使它们的润滑条件十分不利。

缸套与活塞环的磨擦情况取决于活塞环的弹力、工作温度、滑动速度、油膜分布、零件的质量及磨合情况等。

当由于接触表面超负荷，使气缸套表面与活塞环工作面之间由于直接接触而剧烈磨擦，产生大量的磨擦热，使工作表面的温度急剧上升，其后果是两个磨擦表面熔接粘附而造成拉伤。

：

活塞与气缸套配合间隙过小，或在正式带负荷工作以前没有经过良好的磨合。

破坏了润滑，机油不能润滑和吸附活塞环与气缸套表面的热量，从而活塞环个环受热膨胀距汽缸套的距离不能按正常值做工从而产生拉缸声。

活塞环工作在恶劣环境中，他承受这高温高压的燃烧气体，活塞环受热膨胀与气缸壁间隙变小或发生摩擦，活塞环会将润滑油在汽缸壁上布上一层油膜但当温度过高的时候会破坏油膜从而产生干摩擦，就会出现上述的故障现象。

当更换活塞环是相当大的工程，得先将发动机落地然后拆卸最后才能拆卸活塞环。

在正常的情况下即使发生也会使活塞环变薄而不是与气缸壁干摩擦。

当出现这种情况基本是润滑油出现了问题，润滑油不能吸附气缸内的热量，冷却不了气缸导致了活塞环与汽缸壁的磨损，所以在日常机油更换时要上一些大的维修站，不要使用便宜的没有质量保证的机油。

结论

本文从发动机活塞环入手，叙写了发动机解体，及活塞环常见故障。

根据这些故障现象判断出活塞环是什么原因导致的。

从而发散思维做到以点带面的学习过程。

随着汽车保有量的日益增加和汽车的报废年限逐渐的增长，所以我认为发动机出现故障的几率提高了，而发动机最容易发生故障的是活塞环，活塞环承受燃烧室燃气燃烧所产生的高压和高热，即承受着由此产生的高的机械负荷和热负荷，所以活塞环出现故障几率升高。

经过这几个月的毕业实习和对相关资料的收集，让我对发动机有了更深的了解，，正是这一次设计让我积累了许多实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。

汽车维修必须要有理论作为依据，七分诊断三分修理，重在诊断。

只要认真学习好理论知识，并通过日常实践，会使更快地掌握维修经验。

希望在日后的学习中能掌握更多的技术，通过自我学习，丰富自己的专业知识，开拓自己的思路，努力作到一名知识丰富，技能扎实，善于思考以“汽车医生”为目标的维修人员。

致谢

本毕业论文是在沙中玉老师悉心的带领和指导下完成的，从刚开始时的接触课题，到论文后期提交的修改，沙老师无论在理论上或实践上等各方面都给予了详尽的指导。

沙老师渊博的学识、诲人不倦、严谨的治学态度和刚直善良的品格都给了我深刻的影响和启迪，这使我受益匪浅。

在毕业论文完成之际，谨向我们敬爱的沙中玉表示衷心感谢及崇高的敬意！

在论文的写作和修改过程中参考了大量的资料，在此，谨向这些资料文献的作者们表示感谢。

最后，我要对所有曾经给予我帮助、支持、关心和鼓励的老师、同学、朋友表示我由衷的谢意！

参考文献

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电子工业出版社，2010：

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机械工业出版社，2009：

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机械工业出版社，2009：

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[5]木元.《汽车发动机控制系统维修》[M].北京:

机械工业出版社，2010：

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山东科学技术出版社，2010:

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