汽车发动机机械系统检修.docx

1、汽车发动机机械系统检修发动机动力不足检修任务一 曲柄连杆机构认知发电机的组成 汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。 汽车发动机曲柄连杆机构 组成：由汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆曲轴和飞轮等机件组成。 功能： 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。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从

2、曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。配气机构 组成：由气门、气门弹簧、凸轮轴、挺杆、凸轮轴传动机构等组件等组成。 功能：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，实现换气过程发电机的功能 是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。其功用是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。汽车的动力来自发动机。发电机的类型按所用的燃料分类：可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机等）和气体燃料发动机（如天然气发动机、液化

3、石油气发动机等）。按发火方式分类：可分为压燃式发动机与点燃式发动机。 柴油的特性是在同样的条件下其自燃点比汽油的自燃点低，因此采用压燃式（自燃式）发火。一般可通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机的气缸内，在气缸内与压缩空气均匀混合后，在高温下得以自燃，这种发动机称为压燃式发动机。 汽油的特性是其自燃的温度比柴油的要高，因此常采用点燃式发火。利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油，使其发火燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。按工作循环的冲程数分类：凡活塞往复四个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机，活塞往复两个单程即完成一个工作循环的称为二冲程发动机。按气缸数及其排列方式分类：仅有一个气缸的称为单

4、缸发动机，有两个以上气缸的称为多缸发动机。单缸有立式与卧式，多缸有直列、V型与对置式。按冷却方式分类：根据冷却方式不同，发动机可以分为水冷式和风冷式两种。此外，发动机还可按进气方式分类。当发动机不装增压器，空气是靠活塞的抽吸作用进入气缸内的发动机，称为非增压式发动机（或自然吸入式发动机）；发动机上装有增压器，空气通过增压器可以提高进气压力的发动机，称为增压式发动机。近年来还有按每气缸中的气门数来分类的，当每气缸中设有一个进气门和一个排气门的发动机，称为二气门发动机；每缸中设有两个进气门和两个排气门的，称为四气门发动机；或者每个气缸中设有三个进气门和两个排气门的，称为五气门发动机。发动机四个工作

5、行程及工作原理四行程汽油机经过进气、压缩、作功和排气行程完成一个工作循环。 (1) 进气行程活塞从上止点向下止点运动，排气门关闭，进气门打开。可燃混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。 (2) 压缩行程曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。 (3) 作功行程 作功行程，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，推动活塞从上止点向下止

6、点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束。 排气行程 当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。 曲轴飞轮组的构造、工作原理由曲轴、飞轮、皮带轮、正式齿轮（或链轮）等组成。当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的能力，削减了扭振。任务二 发电机动力不足诊断气缸、曲柄连杆、

7、活塞、活塞环等影响发动机动力不足故障分析影响发动机动力不足的故障诊断任务三 发动机动力不足排除（1）气缸体的检修气缸体常见损伤形式及成因：裂纹、变形、磨损(718页)（2）活塞连杆机构的检修（3）曲轴飞轮的检修发动机异响检修任务一 配气机构认知（1）配气机构的作用、种类作用：把按照发动机每一汽缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时地开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或纯空气得以及时进入汽缸，废气得以及时从汽缸排出，使换气过程最佳。种类：1.凸轮轴下置式配气机构；2.凸轮轴中置式配气机构；3.凸轮轴上置式凸轮机构。（2）气门组结构（1）气门的工作条件气门的工作条件非常恶劣： 气门承

8、受气体力和气门弹簧力的作用，以及由于配气机构运动件的惯性力使气门落座时受到冲击。气门在润滑条件很差的情况下以极高的速度启闭并在气门导管内作高速往复运动气门由于与高温燃气中有腐蚀性的气体接触而受到腐蚀。（2）气门材料进气门一般用中碳合金钢制造，如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。排气门则采用耐热合金钢制造，如硅铬钢、硅铬钼钢、硅铬锰钢等。（3）气门构造 汽车发动机的进、排气门均为菌形气门，由气门头部和气门杆两部分构成。（3）气门传动组零件的构成气门传动组成部件一般有: (1)气门配比齿轮 (2)凸轮轴及组件 (3)摇臂轴及摇臂组件 (4)气门推杆 (5)气门 (6)气缸盖 (7)气门座 (8)气门套管 (

9、9)气门弹簧 (10)气门锁片及组件 (11)气门调节螺钉组件等。（4）配气相位的原理、作用原理：当汽车负载较大时（如汽车起步和加速时），发动机转速比较低，此时需要发动机提供大的扭矩，为此发动机一般采用可变气门VVT和可变升程VTEC技术。可变气门（现在有连续可变气门CVVT）配气定时采用智能气门调节技术，因为负责配气定时的凸轮轴是无法动态改变的，只能根据凸轮轴的转动角度进行智能动态判断，然后对气门进行动态调整，当判断到发动机需要提供大扭矩时，在原有的固定配气定时的基础上，改变气门开度，使进气量增加，以提供大的发动机功率。作用：是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和

10、关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。（5）气门间隙原理、作用原理：方法(一)1 、在气门工作面上用软铅笔沿径向每隔 4mm 划一条线，将相配的气门与座接触，并转动气门 1/8 1/4 转后取出，如铅笔线痕迹已全部中断，且接触在居中偏下，则表示密封良好；如果有的线未断，或接触位置不对，则说明密封不严或密封不合要求，需重新研磨或修复。2 、将气门在相配的座上轻拍数下后，察看气门及座的工作面，应有明亮完整的光环，且气门上的光环位置应在工作锥面的居中偏下，则认为已达到密封要求。3 、用带有气压表的气门密封性试验器进行检查，气门组零件处于装备状态，将试

11、器的空气筒紧紧压在气门头部位置，使容筒端面与汽缸盖（或汽缸体）结合面保持良好密封，然后捏橡皮球，向空气容筒内充气，使具有 0.6 0.7MPa 的气压。如果在半分钟内气压表的读数不下降，则表示气门与座的结合密封是良好的。检查和调整气门间隙的原则，应在气门处于完全关闭、且气门挺柱落在最低位置时进行，顶置式气门应测量气门杆端面与摇臂之间的间隙，侧置式气门则测量气门杆端面与挺柱之间的间隙，其检查调整方法有两种。1 、逐缸调整法。首先找到已缸压缩终点，调整该缸进排气门间隙，然后摇转曲轴，按点火顺序逐缸进行。2 、两次调整法。以六缸发动机按 1 、 5 、 3 、 6 、 2 、 4 点火顺序工作为例说

12、明如下：先将一缸活塞置于压缩终点，则该缸的进排气门必然 可调整。按“二进三排”的原则。即此时二缸的进气门和三缸的排气门必然处于完全关闭状态，它们也是可以进行检查、调整的。连杆轴径在同一平面上两个气缸，一次只能调整一对气门，所以此时五缸的排气门和四缸 的进气门也必然可以检查调整当六缸活塞位于压缩终点，则其余未检查和调整的气门，必然处于完全关闭状态。由此，摇转曲轴两次，即可将发动机的所有气门都进行检查调整。 方法(二)(1)划线法.在研磨过的气门工作面上,每隔8mm左右用软铅笔画一条线,然后将相配的气门放在气门座上旋转1/4圈,如所划的线条均被切断,则表示密封性良好,如有的线条未被切断,说明密封不

13、良,需重新研磨。(2)加压法,从进、排气管口各注入50ml煤油,然后施加2030kPa的气压,看是否有煤油经气门渗出,若渗油应拆下再次研磨。(3)涂色法,在气门工作面上涂上一层贡蓝薄膜,在气门自然压下气门座时,相对气门座旋转气门,此时,若气门密封面360。都出现贡蓝,则气门是同心的,反之则应更换气门。气门间隙过大，就会使气门迟开早闭。以致开启的时间太短，在进气过程中无法充分吸入可燃混合气。使发动机正常功率发挥不出来。在排气过程中，也不能充分排出废气，易使发动机过热。另外，发动机在工作时还会产生气门敲击声，影响机件的使用寿命。气门间隙过小，使气门提前开启和延迟关闭，使该气缸无法正常工作。随着发动

14、机温度的升高，气门与气门座将会发生密封不严而漏气。同时还可能使气门积炭，甚至烧坏气门等。调整的一般方法是：预热发动机使冷却液水温达到80-90。打开离合器壳体上正时标志检查孔和缸盖罩。确认缸盖螺栓处于拧紧到规定扭矩状态。转动曲轴，使飞轮上“0”刻线与离合器壳上标记线对齐，确认第一缸进排气门摇臂的弧面与凸轮轴凸轮基圆接触，即一缸活塞处于压缩上死点(如果摇臂与凸轮接触，则应旋转曲轴360)此时气门处于关闭位置。松开调整螺钉1的锁紧螺母2，用螺丝刀转动调整螺钉使螺钉下端面与气门杆3上端面之间A为规定的间隙值(用厚薄规的厚度确定)。保持螺丝刀不动，拧紧锁紧螺母至规定扭矩，然后可用厚薄规插入间隙A进行复

15、查，如此可以调完第一缸进、排气门间隙。然后顺时针转曲轴(从发动机前端看)，对于4缸机每转动180，即可按点火顺序1-3-4-2的次序调整下一发火缸的气门间隙。对于3缸机则每转240，即可按点火顺序1-2-3次序调整(曲轴旋转的角度可用飞轮齿圈的齿数进行换算)。作用：给热膨胀留有余地保证气门密封不同机型，气门间隙的大小不同，根据实验确定，一般冷态时，排气门间隙大于进气门间隙，进气门间隙约为0.250.Mmm,排气门间隙约为0.30.35mm。任务二 发动机异响诊断（1）发动机异响的原因分析活塞与气缸壁配合间隙过大。（1）异响与发动机转速的关系发动机的大多数常见异响的存在取决于发动机的转速状态。异

16、响仅在怠速或低速运转时存在。发响的原因有：活塞与气缸壁间隙过大；活塞销装配过紧或连杆轴承装配过紧；挺杆与其导孔间隙过大；配气凸轮轮廓磨损；有时，起动抓松动而使皮带轮发响（在转速改变时明显）。维持在某转速时声响紊乱，急减速时相继发出短暂声响。发响的原因有：凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动；曲轴折断；活塞销衬套松旷；凸轮轴轴向间隙过大或其衬套松旷。异响在发动机急加速时出现，维持高速运转时声响仍存在。发响的原因有：连杆轴承松旷、轴瓦烧熔或尺寸不符而转动；曲轴轴承松旷或轴瓦烧容；活塞销折断；曲轴折断。（2）异响与负荷的关系发动机上不少异响与其负荷有明显的关系，诊断时可采取逐缸解除负荷的方法进行试验，

17、通常采用单缸或双缸断火法解除一或两缸的负荷，以鉴别异响与负荷的关系。某缸断火，异响顿无或减轻。发响的原因有活塞敲缸；连杆轴承松旷；活塞环漏气；活塞销折断。某缸断火，则声响加重，或原来无响，此时反而出现声响。发响的原因有：活塞销铜套松旷；活塞裙部锥度过大；活塞销窜出；连杆轴承盖固定螺栓松动过甚或连杆轴瓦合金烧熔脱净；飞轮固定螺栓松动过甚。相邻两缸断火异响减轻或消失。发响的原因有：曲轴轴承松旷。（3）异响与温度的关系低温发响，温度升高后声响减轻，甚至消失。发响的原因有：活塞与缸壁间隙过大；活塞因主轴承油槽深度和宽度失准；机油压力低而润滑不良。温度升高后有声响，温度降低后声响减轻或消失。发响的原因有

18、：过热引起的早燃；活塞裙部椭圆的长、短轴方向相反；活塞椭圆度小、活塞与缸壁的间隙过小；活塞变形；活塞环各间隙过小。（4）异响与发动机工作循环的关系发动机的异响故障往往与发动机的工作循环有明显的关系，尤其是曲柄连杆机构和配气机构的异响都与工作循环有关。就四行程发动机而言，凡由曲柄连杆机构引起的声响均为发动机作功一次发响两次；凡由配气机构引起的声响均为发动机作功一次发响一次。由曲柄连杆机构引起的异响其原因有：活塞敲击缸壁；活塞销发出的敲击声；活塞顶缸盖；连杆轴承松旷过甚；活塞环漏气。由配气机构引起的异响其原因有：气门间隙过大；挺杆与其导孔间隙过大；凸轮轮廓靡损；气门杆与其导管间隙过大；气门弹簧折断

19、；凸轮轴正时齿轮径向破裂；气门座圈松脱；气门卡滞不能关闭。若异响与工作循环无关，则应注意其发响区域。通常，由与工作循环无关的间隙引起的发响多为发动机附件有故障；若是与工作循环无关的机件发出的连续金属摩擦声，则可考虑是某些旋转件有故障。（5）异响与发动机部位的关系发动机发生异响时，必然会产生一定程度的振动，根据振动的特点和部位可以辅助诊断发生异响的原因。发动机常见异响所引起的振动部件和区域如附图所示，可分为4个区域（A-B、B-B、C-C、D-D）和两个部位（正时齿轮盖、机油加注口）。在A-A区域可听察燃烧室、主轴承和气门等部位，可以辅助诊断活塞顶碰缸盖、气缸凸肩磨损过甚、气门座圈脱出、曲轴折断

20、和主轴承松旷等故障。在B-B区域的气门室一侧，可听察气门组合件及挺杆等部位，如在气门室对面，可辅助诊断活塞敲缸一类的故障；在机油加注口处听察可辅助判明活塞销、连杆轴承发响和活塞环漏气等故障。在C-C区域可听察凸轮轴的衬套和正时齿轮，可辅助诊断凸轮轴正时齿轮破裂或其固定螺母松动，以及凸轮衬套松旷等故障。D-D区域是在气缸体及油底壳分开面的附近（凸轮轴的对面），在此区域听察可以辅助判明主轴承发响或曲轴断裂等故障。（6）异响与其他故障现象的关系发动机在发生某些异响故障时，常常伴随出现其他故障现象。因此，这些伴同现象就成为辅助诊断异响原因的重要依据。（2）发动机异响的故障诊断方法、步骤任务三 发动机异

21、响排除（1）气门间隙的检查与调整气门间隙检查1、摇转曲轴，使被检查气门外于完全关闭状态。 2、用符合气门间隙的塞尺片插入气门杆尾部与气门摇臂之间，来回抽动塞尺检查，以抽动时稍有阻力为合适。气门间隙的调整 气门间隙方法(一) 1、在气门工作面上用软铅笔沿径向每隔4mm划一条线，将相配的气门与座接触，并转动气门1/81/4转后取出，如铅笔线痕迹已全部中断，且接触在居中偏下，则表示密封良好；如果有的线未断，或接触位置不对，则说明密封不严或密封不合要求，需重新研磨或修复。 2、将气门在相配的座上轻拍数下后，察看气门及座的工作面，应有明亮完整的光环，且气门上的光环位置应在工作锥面的居中偏下，则认为已达到

22、密封要求。 3、用带有气压表的气门密封性试验器进行检查，气门组零件处于装备状态，将试器的空气筒紧紧压在气门头部位置，使容筒端面与汽缸盖（或汽缸体）结合面保持良好密封，然后捏橡皮球，向空气容筒内充气，使具有0.60.7MPa的气压。如果在半分钟内气压表的读数不下降，则表示气门与座的结合密封是良好的。 检查和调整气门间隙的原则，应在气门处于完全关闭、且气门挺柱落在最低位置时进行，顶置式气门应测量气门杆端面与摇臂之间的间隙，侧置式气门则测量气门杆端面与挺柱之间的间隙，其检查调整方法有两种。检查调整方法 1、逐缸调整法。首先找到一缸压缩终点，调整该缸进排气门间隙，然后摇转曲轴，按点火顺序逐缸进行。 2

23、、两次调整法。以六缸发动机按1、5、3、6、2、4点火顺序工作为例说明如下： 先将一缸活塞置于压缩终点，则该缸的进排气门必然可调整。 按“二进三排”的原则。即此时二缸的进气门和三缸的排气门必然处于完全关闭状态，它们也是可以进行检查、调整的。 连杆轴径在同一平面上两个气缸，一次只能调整一对气门，所以此时五缸的排气门和四缸的进气门也必然可以检查调整 当六缸活塞位于压缩终点，则其余未检查和调整的气门，必然处于完全关闭状态。 由此，摇转曲轴两次，即可将发动机的所有气门都进行检查调整。方法(二) (1)划线法.在研磨过的气门工作面上,每隔8mm左右用软铅笔画一条线,然后将相配的气门放在气门座上旋转1/4

24、圈,如所划的线条均被切断,则表示密封性良好,如有的线条未被切断,说明密封不良,需重新研磨。 (2)加压法,从进、排气管口各注入50ml煤油,然后施加2030kPa的气压,看是否有煤油经气门渗出,若渗油应拆下再次研磨。 (3)涂色法,在气门工作面上涂上一层贡蓝薄膜,在气门自然压下气门座时,相对气门座旋转气门,此时,若气门密封面360。都出现贡蓝,则气门是同心的,反之则应更换气门。 气门间隙过大，就会使气门迟开早闭。以致开启的时间太短，在进气过程中无法充分吸入可燃混合气。使发动机正常功率发挥不出来。在排气过程中，也不能充分排出废气，易使发动机过热。另外，发动机在工作时还会产生气门敲击声，影响机件的

25、使用寿命。 气门间隙过小，使气门提前开启和延迟关闭，使该气缸无法正常工作。随着发动机温度的升高，气门与气门座将会发生密封不严而漏气。同时还可能使气门积炭，甚至烧坏气门等。 检查调整方法 调整的一般方法是： 预热发动机使冷却液水温达到80-90。 打开离合器壳体上正时标志检查孔和缸盖罩。 确认缸盖螺栓处于拧紧到规定扭矩状态。 转动曲轴，使飞轮上“0”刻线与离合器壳上标记线对齐，确认第一缸进排气门摇臂的弧面与凸轮轴凸轮基圆接触，即一缸活塞处于压缩上死点(如果摇臂与凸轮接触，则应旋转曲轴360)此时气门处于关闭位置。 松开调整螺钉1的锁紧螺母2，用螺丝刀转动调整螺钉使螺钉下端面与气门杆3上端面之间A

26、为规定的间隙值(用厚薄规的厚度确定)。保持螺丝刀不动，拧紧锁紧螺母至规定扭矩，然后可用厚薄规插入间隙A进行复查，如此可以调完第一缸进、排气门间隙。 然后顺时针转曲轴(从发动机前端看)，对于4缸机每转动180，即可按点火顺序1-3-4-2的次序调整下一发火缸的气门间隙。对于3缸机则每转240，即可按点火顺序1-2-3次序调整(曲轴旋转的角度可用飞轮齿圈的齿数进行换算)。（2）配气相位的检查与调整配气相位的检查方法有检验气门控制点和检验气门重叠开度两种方法。1:检验气门控制点是在调好气门间隙的基础上，找出各气门控制点相对曲轴转角，与标准配气相位角进行比较，来判断配气相位正确与否。2:检验气门叠开，

27、同样应先调好气门间隙，将一缸或六缸活塞摇到压缩行程丄止点位置，用塞尺插入气门与气门座接合面来测量气门重叠期的微开量。若六缸发动机的点过顺序为1-5-3-6-2-4，可按6-2-4-1-5-3的顺序进行测量，并把各缸的微开量值分别记录好，再与该机型标准配气相位进行比较，来判断该机型配气相位的准确性。影响配气相位正时的零件应予以报废，换用新件后，应重新调整配气相位。（3）气门座的铰削工艺1、根据气门导管的内径尺寸,选择合适的铰刀导杆。铰刀导杆插入气门导管内应能灵活转动,但不可松旷。2、根据进排气门座斜面的不同角度选择好气内座铰刀,并将铰刀固定在导杆上。3、砂磨气门座接触环带上的硬化层。气门座接触环

28、带上若有硬化层时,铰削往往会使铰刀打滑。遇到此情况,应使用粗砂布垫在铰刀下面先磨掉硬化层。4、粗铰。用粗铰刀铰削密封斜面,两手用力要均匀,转动要平稳,直至将烧蚀、斑点等缺陷铰去为止。5、精铰。用同样角度的精铰刀,将斜面轻轻铰光。6、铰修斜面宽度。为缩小密封环带的宽度并调整其正确位置,可分别用15和75铰刀铰削气门座的上、下口,使气门头上的密封环带位于气门头斜面的中部或中部稍偏向气门杆部。当气门座密封下带偏向气门头外侧时,用15铰刀铰上口;如密封环带偏向气门杆时,则用75铰刀铰下口,直至合适为止。最后用精铰刀铰定接触环带,宽度为1.52.5mm。（4）配气机构的拆装与检修配气机构的拆装1 . 摇

29、臂轴总成的拆装要点 因为装在摇臂轴上的各摇臂中,有的摇臂正处于压缩气门弹簧使气门打开的状态,这样的摇臂对摇臂轴有一个向上的作用力。所以,在拆卸摇臂轴总成时,要把全部摇臂轴支座的固定螺栓分几次逐渐拧松,使摇臂轴平行地远离气缸盖,安装时亦然,以防拆装不当造成摇臂轴弯曲。 2 . 凸轮轴总成的拆装要点 (1)确认配气正时记号 拆卸凸轮轴总成前应仔细观察曲轴和凸轮轴正时齿轮的配气正时记号,尤其是在缺少资料的情况下,更有必要。配气正时记号的一般规律是:对于齿轮传动的配气机构,配气正时记号一般都打在齿轮上,但也有分别打在正时齿轮和正时齿轮室上的。对于同步带传动或链传动的配气机构,配气正时记号通常则分别制在正时同步带轮(或链轮)和其后侧静止不动的壳体件上。安装时,只要使曲轴和凸轮轴的正时同步带轮(或链轮)上的正时记号分别和其后侧壳体上的记号对准,然后再