曲柄连杆机构的构造与维修教案.docx

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曲柄连杆机构的构造与维修教案

第二章曲柄连杆机构的构造与维修

教学目的：

掌握曲柄连杆机构的组成、功用、主要零部件的构造及装配连接关系；熟悉曲柄连杆主要部件的检测方法，掌握曲柄连杆机构装配与调整方法。

重点和难点：

掌握曲柄连杆机构的组成、功用、主要零部件的构造及气门间隙的调整方法。

教学方式：

多媒体

教学课时：

14学时

教学内容：

2.1概述

2.1.1功用与组成

功用:

压力能转换为机械能

组成:

机体组活塞连杆组曲轴飞轮组

2.1.2工作条件与受力分析

条件:

高温高压高速化学腐蚀

受力:

气体压力、惯性力、离心力、摩擦力、热应力。

产生：

压缩拉伸弯曲扭转离心磨擦等

2.2机体组

2.2.1气缸体

1、气缸体的功用

安装、固定气缸套及其他机构的基础。

2、气缸体的型式

整体式和分体式

水冷式和风冷式

整体式一般为水冷式，分体则为风冷式

3、整体式气缸体类型：

平分式、龙门式、隧道式

4、气缸体的受力特点及材料

特点：

各种受力、热负荷、润滑条件差

材料：

优质合金铸铁、铸铝合金

5、曲轴箱的密封

2.2.2气缸与气缸套

1、气缸与气缸套的功用

燃料燃烧实现能量转换的场所

活塞运动的轨迹

2、气缸的形式

结合方式：

整体式、单铸式

冷却方式：

风冷式、水冷式（干式和湿式）

4、气缸的排列

单列（直列）式、V形式、对置式

5、气缸套的定位

㈠干式缸套：

不与冷却水接触，壁厚：

1-3mm。

㈡湿式缸套：

与冷却水接触，壁厚：

5-9mm。

湿式缸套有：

上支承定位带，下支承密封带，上与气缸套座紧配合。

优点与缺点

2.2.3气缸盖

1、气缸盖的主要功用

封闭气缸上部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。

2、气缸盖的构造

进排气门座、气门导管、进排气通道

结构分：

单体式、块状式和整体式

2.2.4燃烧室

1、燃烧室的主要功用

燃烧混合气产生强大的压力能。

2、燃烧室的构造

基本要求：

㈠热量损失小、燃烧行程短。

㈡压缩冲程完成后，混合气能产生涡流，保证充分燃烧。

2.2.5气缸垫

1、气缸垫的工作要求

①在高温高压作用下不易损坏；②耐热耐腐蚀；③有弹性，能密封；④卸装方便，能重复使用，寿命长。

2、气缸垫常见结构

金属—石棉、金属—复合材料，纯金属

3、油底壳

2.2.6发动机的支承

二点支承;三点支承（前.后）;四点支承.

2.3活塞连杆组

活塞连杆组的组成：

活塞、活塞环、活塞销、连杆

2.3.1活塞

1、活塞的功用：

将活塞顶的压力传到连杆，使曲轴产生旋转。

2、活塞的工作要求：

质量小；导热性好；耐磨；热膨胀系数小。

材料：

铝合金、优质铸铁和耐热钢。

3、活塞的基本结构

顶部、头部和裙部

4、活塞变形分析与结构措施

㈠预加工、㈡开槽、㈢镶钢片、㈣表面处理、㈤冷却、㈥活塞销偏移和改善裙部结构

2.3.2活塞环

1、活塞环的种类与作用

种类：

气环油环

作用：

减少磨损和摩擦阻力，封气油

2、活塞环材料

耐磨、耐热、高强度耐冲击、表面处理粉末冶金（发展）

3、活塞环的结构

活塞环有一个切口，比气缸内径大，安装后由于弹力而紧贴在气缸壁，密封气体。

2.3.3活塞销

1、活塞销的功用

功用：

连接活塞，传递作用力。

2、活塞销的工作要求

要求：

耐磨、抗冲击、高强度、质量小。

种类：

圆柱形、组合形、两段截锥形。

2.3.4连杆

1、连杆的功用

功用：

将活塞承受的力传给曲轴。

要求：

质量小、强度和刚度高。

2、连杆的材料

中碳钢、合金钢，模锻、热处理

3、连杆的结构

4、连杆大头的分类

1、平切口、斜切口

2、斜切口连杆定位方式：

3、止口定位套筒定位锯齿定位

5、V形发动机的连杆

左右两侧对应两气缸的连杆是同支承于一个曲柄销上。

布置形式：

1、并列连杆式；2、主副连杆式；3、叉形连杆式

2.4曲轴飞轮组

曲轴飞轮组的组成：

曲轴和飞轮以及其他不同作用的零件和附件组成。

2.4.1曲轴

1、曲轴的功用

以旋转力矩的形式对外输出动力，并为其他系统提供动力。

2、曲轴的材料

中碳钢或合金钢模锻，表面热处理。

3、曲轴的结构

曲轴前端、若干个曲拐、曲轴后端三部分组成。

直列曲拐与缸数相同，V形曲拐等于缸数的一半。

2.4.2曲轴扭转减振器

摩擦式减振器工作原理：

使曲轴扭转振动能量逐渐消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。

粘液式减振器工作原理：

曲轴扭转振动时，减振器中的硅油受到剪切，产生各油层之间相对摩擦，产生热量达到消耗能量。

2.4.3连杆轴承（轴瓦）

巴氏合金、铜铅合金、高锡合金

保护油膜，减少摩擦阻力

承载负荷、导热性强

2.4.4飞轮

1、飞轮的功用：

贮存能量

2、飞轮的材料：

灰铸铁，高速时用球墨铸钢

3、飞轮的结构

2.5曲柄连杆机构的维护

2.5.1积炭的清除

1、积炭的产生

汽油机：

爆振燃烧

柴油机：

缺氧燃烧

2、积炭的危害

3、清除方法

2.5.2曲轴轴承配合间隙的检验

1、径向间隙的检验

（1）专用塑料线规检验法

（2）通用量具检验法

（3）手感检验法

2、轴向间隙的检验与调整

通用量具检验

2.6发动机异响诊断

2.6.1概述

1、异响类型

响声超过技术文件规定的强度

机械、燃烧、空气动力、电磁

2、产生的原因

3、影响因素和诊断条件

转速、温度、负荷、润滑

2.7气缸体的检修

2.7.1裂纹的检修

缸体裂纹：

曲轴箱的共振裂纹和水套冰冻裂纹。

气缸体裂纹：

气缸套过盈过大、工艺不当。

检验方法：

水压试验

修理方法：

加热减应焊和胶粘

2.7.2变形的检修

部分主要要素的形位误差超差

1、平面度

2、垂直度

3、同轴度

对气缸体的整形修理

定位镗缸、导向镗削、修理平面

2.7.3气缸体的常见损伤与检验

1、常见损伤

磨损、拉痕、裂纹、生锈等。

2、工作表面损伤特征

锥形、椭圆、台阶。

3、气缸的检验

（1）用内径百分表检测气缸内径。

（2）计算气缸磨损后的圆度、圆柱度、最大磨损量、与活塞配合间隙。

2.7.4修理尺寸的确定

1、气缸修理尺寸分为6级，每级加0.25mm。

2、修理尺寸的确定方法

最大磨损+加工余量=修理尺寸

2.7.5气缸的镗削与磨削

1、计算气缸的镗削量和镗削次数

（1）确定修理尺寸

镗削量=活塞裙部最大直径+标准配合间隙

—气缸最小直径—磨缸余量

（2）镗削次数

第1次和最后1次要小0.03-0.05mm

中间几次可以大0.04-0.10mm

2、镗缸

（1）镗缸机

T716型镗缸机为固定型

以缸体底平面为定位基准

T8014型镗缸机为移动型

以缸体上平面为定位基准

（2）镗削方法

根据气缸磨损是否偏心分为：

同心镗和偏心镗

（3）镗削工艺要点（以T8014镗缸机为例）

A、清洁气缸上平面；

B、固定、调整镗缸机，即对镗杆中心；

C、安装镗刀、调整尺寸；

D、确定速度和进刀量；

E、调整自动停刀装置、检查吃刀量；

F、开始加工。

（4）镗缸质量要求

3、气缸的珩磨

（1）珩磨机

M4215立式珩磨机

简易珩磨机在台钻或手电钻安装珩磨头

（2）磨缸的工艺要点

2.7.6气缸套的镶换

磨损过大、气缸套裂纹、松旷、漏水

1、气缸套的拆卸（采用专用工具）

2、气缸套承孔的检修

a、检测

b、修理：

分级2~4级，每级加0.5mm。

3、新气缸套的检修

留好配合过盈量

干式缸套与气缸上平面等高，湿式缸套则高出0.05~0.15mm。

4、镶装气缸套

干式在压过程中，在压入20~30mm处，应放松压力，让缸套自动校正轴线；湿式在压过程中，应在承孔上涂石墨粉，缸套涂密封胶；压入缸套后应进行水压试验。

2.8气缸盖的检修

1、损坏形式：

（1）裂纹：

出现在进排气门座之间的过梁上

原因：

气门座过盈量太大或安装不当

措施：

更换

（2）变形：

接合平面的平面度超差

原因：

材料受热变形

措施：

铲削或磨削

2、修理标准：

标准：

长度≤300mm平面度公差为0.05mm，

长度＞300mm平面度公差为0.10mm。

注：

修理后，燃烧室容积不得小于原厂规定的95%，各燃烧室容积差不得大于4mm。

2.9活塞组的选配

2.9.1活塞的选配

原因：

烧蚀、拉伤、活塞环槽磨损等

注意要点：

1、同一级修理尺寸

2、同一品牌

3、成组活塞直径、质量一致

2.9.2活塞环的选配

1、活塞环的选配

第一气环磨损最严重，磨损后弹力减弱，间隙增大，密封性能差，动力性能下降，油耗上升。

注意事项：

A、修理尺寸同一级

B、各项指标符合要求

2、活塞环的检验

A、弹力检验

B、漏光度的检验

C、端隙（开口间隙）检验与修整

D、侧隙的检验与修整

E、背隙的修配

F、平面度的检验

2.9.3活塞销的选配

活塞销磨损后，配合间隙增大，产生异响。

更换活塞时，活塞销应采用同一修级别。

活塞销有四个修理级别，不换活塞时，加工活塞销孔座和连杆衬套来满足其配合要求。

2.10连杆组的检修

2.10.1连杆变形的检验与校正

1、工量具与设备

连杆校正仪、常见量具

检验工艺

2、连杆变形的校正

先校正扭曲，后校正弯曲（弯曲过大用热校，直到更换。

2.10.3连杆衬套的修复

1、连杆衬套的检验

2、衬套的更换

3、衬套铰削工艺要点

4、活塞销孔的铰削

2.10.4连杆其他损伤的检修

裂纹、缝隙、圆柱度、螺杆螺母等

2.11活塞连杆组的组装

2.11.1根据特点，确定安装位置

2.11.2装配工艺要点

1、试配；2、活塞加热装销；3、装挡圈

2.11.3组装后的质量检验

1、检验方法2、检验标准

2.11.4安装时的注意事项

2.12曲轴耗损及检验

2.12.1曲轴裂纹的检验

2.12.2曲轴磨损的检验

1、曲轴磨损规律特征

2、曲轴轴颈磨损的检验

a、测量直径

B、计算

圆柱度、圆度、最大磨损和配合间隙

2.12.3曲轴变形检验

1、曲轴弯曲的检验

2、曲轴扭曲的检验

3、曲轴检验分析处理

2.12.4曲轴弯曲变形的校正

1、冷校法

2、表面敲击校正法

2.13曲轴轴颈的磨修

2.13.1曲轴磨床简介

MQ8260曲轴磨床，中心高300mm,长度1600mm.

2.13.2曲轴曲颈修理尺寸的确定

1、修理尺寸分6级，级差为0.25mm。

2、选择最近的级别进行修理。

3、各曲颈修成同一级修理尺寸，统一选配轴瓦。

2.13.3曲轴主曲轴颈的磨削

1、安装曲轴

2、校正主轴颈与磨床旋转轴线的同轴度

3、修磨砂轮

4、磨削主轴颈

5、砂轮材料与冷却液

2.13.4曲轴连杆轴颈的磨削

1、调整曲柄半径

2、检查校准同轴度

3、检查曲柄半径

4、调整配重

5、依次磨削所有的连杆轴颈

2.13.5飞轮的修理

1、更换齿圈

2、修理飞轮工作平面

3、曲轴、飞轮、离合器总成组装后进行动平衡试验

2.14曲轴轴承的选配与修整

2.14.1轴瓦选配基本要求

1、轴颈轴瓦尺寸要求

2、轴瓦分解面的高度应符合要求

3、定位凸点完整，瓦背光滑

4、弹性合适

2.14.2轴瓦的手工刮配

1、技术要求

2、轴瓦手工刮配工艺

2.14.3曲轴轴向间隙的检查调整

1、检查方法

2、调整间隙

课外作业：

P80、21、22

2.2.6发动机的支承涡流，保证充分燃6