项目二曲柄连杆机构课件.ppt
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1、项目二项目二曲柄连杆机构曲柄连杆机构任务一任务一 机体组机体组任务1-1 机体组拆装1.工作安排工作安排养成合作完成工作任务的习惯,请你将工作分工与完成时间。2拆装步骤拆装步骤1.准备工作准备工作(1)检查工具是否完备;(2)发动机体是否牢靠放置;(3)放掉发动机机油(4)放掉发动机冷却液(5)拆卸发动机附件:各种连接管 气缸盖罩、进排气歧管 2拆卸气缸盖拆卸气缸盖(1)按顺序均匀松开拆下气缸盖螺栓(2)取出螺栓按顺序摆好 (3)拆下气缸盖(4)把气缸盖放置在条形木块上(5)拆下气缸垫 3清洁气缸盖及缸体平面清洁气缸盖及缸体平面(1)清洁附着的密封材料 (2)清洁各个零部件 4安装气缸垫安装气
2、缸垫(1)安装时注意缸垫上的标记“TOP”朝上并装到前端“IN”标记装到进气歧管侧“EX”标记装到排气歧管侧 压力油路油孔,不能被堵塞 5安装气缸盖安装气缸盖(1)气缸盖正确的安装在气缸体上(2)螺栓按拆卸时的位置装好(3)气缸盖螺栓按规定的顺序 第一次拧紧,规定力矩的30%第二次拧紧,规定力矩的60%第三次拧紧,规定力矩的100%6安装气缸盖罩安装气缸盖罩交叉拧紧气缸盖罩螺栓7安装发动机附件安装发动机附件各种连接管气缸盖罩 进排气歧管 任务任务1-2 发动机气缸体和气缸盖的检测发动机气缸体和气缸盖的检测1.工作安排:工作安排:养成合作完成工作任务的习惯,请你将工作分工与完成时间记录 2气缸体
3、和气缸盖变形的检测气缸体和气缸盖变形的检测1)将作业用的工具以及机体组准备好,并检查工具。2)按照维修手册拆卸缸盖螺栓,并按顺序摆放整齐,拆下气缸盖。3)用铲刀、清洗剂将螺栓、气缸盖和气缸体接触面的胶水、缸垫残留物、积炭等清洗干净。4)将气缸盖和气缸体的表面用高压气体吹干或者用干净的毛巾擦干净。5)将气缸盖和气缸体水平放置待用。6)目测气缸盖和气缸体的接触平面是否有明显的刮痕,烧伤的痕迹或者其他明显的损坏。如有则要更换。7)将精密直尺擦干净后,垂直放在气缸盖或气缸体的测试平面上,用塞尺在每一个被测位置测量五个点,如图2-1-8所示,并将测量的数据记录在相应的表格中。图2-1-8 气缸盖和气缸体
4、平面度的检测 8)如图2-1-9所示,为气缸盖和气缸体的测量位置。9)如果测量的数据小于0.05则填上小于0.05,大于0.05则如实填写10)每次测量的数据在计算平面度时以最大的测量数据为准,在测量六个方向全部测量完成后,还是以最大的测量数据为整个平面的平面度。11)检查气缸盖螺栓图2-1-9 气缸盖和气缸体的测量位置用游标卡尺测量螺栓的标准长度。如图2-1-10所示,A标准值为90 mm,B标准值为108mm,若小于标准值,则更换螺栓。12)按照维修手册规范,安装气缸盖图2-1-10 测量气缸盖螺栓3 3气缸体上平面和气缸盖下平面平面度误差要求(表气缸体上平面和气缸盖下平面平面度误差要求(
5、表2-1-42-1-4)4测量作业表(表测量作业表(表2-1-5)任务任务1-3 气缸的测量气缸的测量1.工作安排工作安排养成合作完成工作任务的习惯,请你将工作分工与完成时间记录 2气缸磨损的测量步骤气缸磨损的测量步骤:1)量缸表的检测:(1)检查百分表的测头与指针应伸缩灵活,无卡滯现象。(2)检查量缸表的活动量杆应伸缩灵活,无卡滯现象。(3)检查游标卡尺是否准确无误(主刻度的0线与游标的0线是否对齐)2)量缸表的设定:(1)使用游标卡尺,测量缸径然后获得标准尺寸。测量的标准尺寸应为78.7079.43.(2)根据游标卡尺测得的数据,选择一根长度为7482的固定测量杆和一个调整垫圈。(3)当百
6、分表安装到量缸表的规体上时,百分表的测量杆有0.51.0 mm的移动量(即指针向右旋转0.51圈)。锁紧百分表并将指针调回到“0”位。3)气缸内径量表的零校准:气缸内径量表的零校准:(1)将千分尺设置到由游标卡尺取得的标准尺寸(以0.5为分界线,大于0.5则取整数,如62.42mm则设为62.0mm,62.68mm则设为62.5mm),锁紧测微螺杆。用夹具固定住千分尺尺身。(2)将测量杆放入千分尺的两个测砧之间,调整固定测量杆,使指针向右转过0.51圈。锁紧固定螺母。(3)将量缸表的指针设定到零点(在这一点指示器指针在探头的收缩侧回转)。注意:指针调到注意:指针调到“0”位后,将量缸表取下后就
7、不能再调整指位后,将量缸表取下后就不能再调整指针。如图针。如图2-1-11所示。所示。图2-1-11 气缸内径量表的零校准 4)气缸直径的测量气缸直径的测量(1)先将量缸表的活动测头以一定的角度放进气缸中,然后用手压住量缸表的杆身,慢慢的移动杆身使其与气缸的轴线平行。(注意:不要使量缸表和气缸套相接触,以免损坏量缸表)(2)左右(或者上下)移动量缸表寻找最短距离的位置,即气缸内径的最小值。(3)读出指针所指示的最小值。如图2-1-12所示。图2-1-12 测量气缸直径 5)测量位置)测量位置测量位置在距气缸套上平面10mm处、气缸套中间位置、和距气缸套下端10mm处三个位置。每处测量位置都要测
8、量其横向和纵向两个方向。如图2-1-13所示。如图2-1-136)读取测量值)读取测量值(1)读取延长侧的值 XY(2)读取收缩侧的值 X-ZX:标准尺寸(测微计的值)Y:量规读数(延长侧)Z:量规读数(收缩侧)例如:6200+0.05=62.05 mm注意:(1)缸径是一个精确的圆。但是,活塞止推面受到来自气缸顶面的压力,而且活塞均暴露在高温高压下。为此,缸径就可能变成椭圆或部分锥形。(2)根据缸径的直径计算椭圆和锥形值。3测量作业表(表测量作业表(表2-1-7)参数要求(表参数要求(表2-1-8)一、曲柄连杆机构简介一、曲柄连杆机构简介1、曲柄连杆机构的功用、曲柄连杆机构的功用曲柄连杆机构
9、是发动机实现能量转换的主要机构。它的功用是把燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的扭矩,并向外输出机械能。2、曲柄连杆机构的受力分析、曲柄连杆机构的受力分析曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和化学腐蚀的条件下工作的,因此它在工作中的受力情况相当复杂。其主要受到的力有:气体作用力、运动质量的惯性力、相对运动件接触的表面所产生的摩擦力以及外界阻力等。3、曲柄连杆机构的组成、曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构由三个部分组成:机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。如图2-1-14所示。图2-1-14 曲柄连杆机构的组成二、机体组的组成及作用二、机体组的组成及作用机体组主要由气缸体、气缸盖、曲轴箱、油底壳、气缸套、气
10、缸衬垫等组成。如图2-1-15所示。机体组是发动机各机构和各系统的安装基础,其内外安装着发动机所有主要零件和附件,承受各种复杂的交变载荷,因此机体组需要有足够的强度和刚度。气缸体和气缸盖是发动机的基础零件,由于结构形状复杂,并在高温、高压及交变载荷下工作,同时,气缸体和气缸盖各部分因工作温度不均匀所引起的热应力,还可能与工作载荷、铸造残余应力等相叠加,使零件应力集中处产生裂纹等,这些都将影响发动机的性能指标和使用可靠性。图2-1-15 机体组的组成三、气缸体的结构特点三、气缸体的结构特点1、气缸体的组成、气缸体的组成气缸体是气缸的壳体,曲轴箱是支承曲轴作旋转运动的壳体,水冷式发动机的气缸体和曲
11、轴箱常铸成一体,可称为气缸体曲轴箱,简称为气缸体,如图2-1-16所示。气缸体内引导活塞做往复运动的圆筒称为气缸。下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。气缸体不仅承受有较大的机械负荷,还有汽车行驶时发动机本身质量引起的各种冲击力,气缸体还要承受较复杂的热负荷燃烧气体给予气缸壁的热量,主要通过气缸体来散发。气缸体曲轴箱的变形会破坏各运动件间的相互位置关系,导致发动机的技术状况变坏及寿命降低。因此,要求气缸体具有足够的强度、刚度和良好的耐热性、耐蚀性等。气缸体的材料一般采用优质灰铸铁、球墨铸铁,气缸内壁经过精加工,其工作表面的粗糙度、形状和尺寸精度都比较高。在有些负荷比较轻、缸径又不大
12、的汽油机中,在气缸体上直接加工出气缸内壁。某些发动机为了减轻质量,加强散热,采用铝合金制造。铝合金缸体耐磨性不好,必须在气缸体内镶入气缸套,形成气缸工作表面。图2-1-16 气缸体 风冷发动机气缸体为了加强散热,近年来多制成双金属的,即在铸铁(或钢)气缸套外面渗铝后,再铸上钼合金散热片。2、气缸体的分类、气缸体的分类(1)按气缸体与油底壳安装平面位置不同分类)按气缸体与油底壳安装平面位置不同分类根据其具体结构形式,气缸体可分为三种:无裙式气缸体、龙门式气缸体和隧道式气缸体,如图2-1-17 所示。发动机的曲轴轴线与曲轴箱分开面在同一平面上的称为无裙式气缸体,其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心
13、在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差,曲轴前后端的密封性也较差。多用于中小型发动机,富康 ZX 轿车 TU3.2K 发动机,夏利 376Q,MAZDAB6 型发动机的气缸体即属于这种结构。如图2-1-17a所示。若发动机的曲轴轴线高于曲轴箱分开面的则称为龙门式气缸体。如图 2-1-17b 所示。其特点是结构刚度和强度较好,密封简单可靠,维修方便,但工艺性较差。大众的桑塔纳2000、捷达、奥迪、解放CA1091 型汽车用 CA6102 发动机都属于这种结构。图 2-1-17 气缸体示意图隧道式气缸体的主轴承孔不分开,其特点是
14、其结构刚度比龙门式的更高,主轴承的同轴度易保证,构紧凑、刚度和强度好,但加工精度要求高,工艺性较差,拆装比较麻烦,多用于主轴承采用滚动轴承的组合式曲轴,如图2-1-14c 所示黄河JN1181C13型汽车 6135Q 型发动机采用隧道式气缸体。(2)根据气缸的排列方式分类)根据气缸的排列方式分类汽车发动机气缸排列形式基本上有四种:直列式、V 型和对置式,如图 2-1-18 所示。直列式(单列式)发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的,如图 2-1-18a所示。为了降低发动机的高度,有时也把气缸布置成倾斜的甚至是水平的。单列式气缸体结构简单,加工容易,但发动机长度和高度较大。一般六缸以下发动
15、机多用单列式,如大众桑塔纳、捷达、富康、红旗、一汽奥迪 100 等轿车的发动机均采用这种直列式气缸体。有的汽车为了降低发动机的高度,把发动机倾斜了一个角度,如上海桑塔纳、天津夏利等。图 2-1-18 气缸排列形式 V 型发动机将气缸排成二列,其气缸中心线的夹角 180。与单列式气缸体相比,V 型气缸体缩短了机体长度和高度,降低了发动机高度,增加了气缸体的刚度,减轻了发动机的重量,但加大了发动机宽度,且形状复杂,加工困难,一般用于六缸以上的大功率发动机上。如奥迪 2.6L 发动机,如图 2-1-18b 所示。对置式气缸排成两列,左右两列气缸在同水平面上,即左右两列气缸中心线的夹角=180。对置气
16、缸式发动机的高度比其他形式的小得多,总体布置方便,有利于风冷。这种布置的发动机在轿车中应用不多。如图 2-1-18c所示。(3)根据气缸套的形式分类根据气缸套的形式分类气缸套有干式和湿式两种,如图 2-1-19 所示。制造气缸套常用珠光体灰铸铁、合金铸铁、高磷铸铁、含硼铸铁等高级铸铁材料。图 2-1-19 气缸套 干式气缸套不直接与冷却水接触,如图 2-1-19a所示。干式气缸套的壁厚一般为 1 3 mm,直接在气缸体的气缸承孔上压入由特殊耐磨性好的合金铸铁等材料的缸套。湿式气缸套(图 2-1-19b)则与冷却水直接接触,壁厚一般为 5 9 mm。气缸套的外表面有两个保证径向定位的凸出的圆环带
17、,分别称为上支承定位带和下支承密封带。气缸套的轴向定位是利用的是上端的凸缘。为了密封气体和冷却水,有的气缸套凸缘下面还有紫铜垫片。湿式气缸套的优点是缸体铸造较容易,便于维修,且散热效果好。缺点是缸体刚度较差,易产生穴蚀,且易漏水、漏气。它主要用于高负荷的柴油机和铝合金缸体发动机。气缸套的上支承定位带直径略大,与气缸套座孔配合较紧密。下支承密封带与座孔配合较松,通常装有 1 3 道橡胶密封圈来封水。常见的密封结构形式有两种。一种形式是 将密封环槽开在缸套上,将具有一定弹性的橡胶密封圈装入环槽内,如图 2-1-19b 所示。另一种形式是将安置密封圈的环槽开在气缸体上,这种结构的工艺性较差,故应用较
18、少,如图 2-1-19c所示。气缸套装入座孔后,通常气缸套顶面略高出气缸体上平面 0.05 0.15 mm。这样当紧固气缸盖螺栓时,可将气缸盖衬垫压得更紧,以保证气缸的密封性,防止冷却水和气缸内的高压气体窜漏。(4)根据冷却方式分类)根据冷却方式分类为保证气缸表面能在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖及时加以冷却。冷却方式有两种:一种用水来冷却(水冷);另一种直接用空气来冷却(风冷)。汽车发动机较多采用水冷发动机,如图 2-1-20所示。用水冷却时气缸周围和气缸盖中均有用以充水的空腔,称为水套,气缸体和气缸盖上的水套是相互连通的。利用水套中的冷却水流过高温零件的周围而将热量带走。图 2-1-2
19、0 水冷发动机和风冷发动机的气缸体、气缸盖示意图 发动机用空气冷却时,在气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片,以增加散热面积,保证散热充分。一般风冷发动机的气缸体与曲轴箱是分开铸造的。(5)按有无气缸套分类)按有无气缸套分类按有无气缸套,气缸体分为整体式和镶嵌式两种,整体式气缸体与镶嵌式气缸体的构造及性能特点如表2-1-10。四、气缸盖、燃烧室、气缸垫的结构特点四、气缸盖、燃烧室、气缸垫的结构特点1、气缸盖、气缸盖气缸盖的主要功用是封闭气缸上部,并与气缸、活塞顶部构成了发动机的燃烧室。气缸盖用螺栓紧固在气缸体上,其间垫有气缸盖衬垫。气缸盖内部有与气缸体相通的冷却水套,有进、排气门座及气门导管孔和
20、进、排气通道,有燃烧室、火花塞座孔(气油机)或喷油器座孔(柴油机),上置凸轮轴式发动机的气缸盖上还有用以安装凸轮轴的轴承座。图 2-1-21 为6120Q-J 型柴油机气缸盖的分解图。图 2-1-21 6120Q-1 型柴油机气缸盖 在多缸发动机中,只覆盖一个气缸的气缸盖,称为单体气缸盖;能覆盖部分(两个以上)气缸的称为块状气缸盖;能覆盖全部气缸的气缸盖则称为整体气缸盖。采用整体气缸盖可以缩短气缸中心距和发动机的总长度,其缺点是刚性较差,在受热和受力后容易变形而影响密封,损坏时须整个更换。整体式气缸盖多用于缸径小于 105 mm 的汽油发动机上。缸径较大的发动机常采用单体气缸盖或块状气缸盖。2
21、、燃烧室、燃烧室汽油机的燃烧室是主要由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组成。对发动机燃烧室有如下基本要求:一是结构尽可能紧凑,充气效率要高,以减小热量损失及缩短火焰行程;二是使混合气在压缩终了时具有一定涡流运动,以提高混合气燃烧速度,保证混合气得到及时和充分燃烧;三是表面要光滑,不易积炭。汽油机常用燃烧室形状有以下几种,如图 2-1-22 所示:(1)楔形燃烧室(图 2-1-22a)结构较简单、紧凑。在压缩终了时能形成挤气涡流,因而燃烧速度较快,经济性和动力性较好。解放 CA6102 型发动机采用楔形燃烧室。(2)盆形燃烧室(图 2-1-22b)结构也较简单、紧凑。捷达 EA113 型发动机采用
22、了这种燃烧室。(3)半球形燃烧室(图 2-1-22c)结构较前两种更紧凑。但因进排气门分别置于缸盖两侧,故使配气机构比较复杂。但由于其散热面积小,有利于促进燃料的完全燃烧和减少排气中的有害气体,对排气净化有利。AJR、JV发动机多采用半球形燃烧室。图 2-1-22 汽油机的燃烧室形状3、气缸垫、气缸垫气缸垫是气缸体与缸盖底面之间的密封件,其功用是填补气缸体与缸盖结合面上的微观孔隙,保证结合面处有良好的密封性,进而保证燃烧室的密封,防止气缸漏气和水套漏水。由于气缸垫工作在高温、高压的恶劣环境,所以应满足如下的技术要求:(1)在高温、高压燃气作用下有足够的强度,不易损坏;(2)耐热和耐腐蚀,即在高
23、温、高压燃气或有压力的机油和冷却水的作用下不烧损或变质;(3)具有一定的弹性,能补偿接合面的不平度,以保证密封;(4)拆装方便,能重复使用,寿命长。目前应用较多的有以下几种气缸垫,如图 2-1-23所示。常用的有金属-石棉气缸垫、钢板气缸垫以及采用中心用编织的钢丝网或有孔钢板为骨架,两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸衬垫。有的发动机采用了较先进的加强型无石棉气缸垫结构。近年来,国内正在试验采用膨胀石墨作为衬垫的材料。安装时衬垫卷边的一面朝气缸盖,光滑面朝气缸体,也可根据标记或文字要求进行安装,如衬垫上的文字标记“TOP”表示朝上,“FRONT”表示朝前。金属石棉垫(金属皮的),由于缸的卷边一面高
24、出一层,对与它接触的平面会造成单面压痕变形,因此卷边应朝向易修整的接触面或硬平面。图 2-1-23 气缸垫的结构 1)气缸盖和气缸体同为铸铁时,卷边应朝向易修整面的缸盖;2)铝合金气缸盖、铸铁气缸体、卷边应朝向硬平面的缸体;3)气缸体和气缸盖同为铝台金时,卷边应朝向硬平面的缸体,即朝向湿式缸套的凸缘。气缸盖用螺栓紧固在气缸体上,拧紧螺栓时,必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行,最后要用扭力扳手按工厂规定的拧紧力矩值拧紧,以免损坏气缸衬垫和发生漏水现象。如果气缸盖由铝合金制成,最后必须在发动机冷态下拧紧,这样在热机状态时能增加密封的可靠性。铸铁气缸盖在发动机冷态下拧紧后还应该在发动机热车
25、后检查一次紧度。四、缸盖四、缸盖在气缸盖上部有起到封闭和密封作用的气缸盖罩,如图2-1-24 所示,气缸盖罩结构比较简单,一般用薄钢板冲压而成,上设有加注机油用的注油孔。气门室罩与气缸盖之间一般设有橡胶材料制成的密封垫。五、油底壳的结构特点五、油底壳的结构特点油底壳的主要功用是贮存和冷却机油并封闭曲轴箱,同时也可起到机油散热作用。为保证发动机纵向倾斜时机油泵仍能吸到机油,油底壳中部做得较深,并在最低处置有放油塞,以便放出润滑油,有的放油塞还带有磁性,可以吸附润滑油中的金属屑,以减少发动机运动零件的磨损。为了防止汽车振动时油底壳中的润滑油也产生较大的波动,在油底壳的内部设有稳油挡板。如图 2-1
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