中职汽车发动机修护与构造课件整套课件完整版ppt教学教程最全电子讲义教案(最新).pptx
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1、 汽车发动机构造与维护汽车发动机构造与维护中职中专教育部示范专业项目式规划教材汽车类项目一项目一配气机构故障配气机构故障诊断与维修诊断与维修知识目标:知识目标:u掌握气门组、液压挺柱、凸轮轴、配气正时机构的构造及其作用。u了解气门组、液压挺柱、凸轮轴、配气正时机构的工作原理。技能目标:技能目标:u掌握气门组的常见零件检测方法。u掌握液压挺柱常用的检测方法。u掌握凸轮轴常用的检测方法。u掌握配气正时机构的检测方法。重点难点:重点难点:u气门组、液压挺柱、凸轮轴、配气正时机构的工作原理。u气门组、液压挺柱、凸轮轴、配气正时机构的检测方法。配气机构是控制发动机进气和排气的装置,它应能保证发动机进气充
2、分、排气(废气)干净,对现代汽车发动机转速的提高、性能的改善有着重要的意义。现代轿车发动机多采用多气门、凸轮轴上置、齿形带传动式结构。一些高性能轿车发动机采用可变配气相位和气门升程电子控制系统,它能根据发动机的运行状况而改变发动机的配气相位和气门升程,使发动机在所有的工作转速下都能获得较佳的配气相位和气门升程,从而提高发动机的动力性和经济性。本项目主要介绍配气机构的类型、组成、工作原理、配气相位、检修、异响故障的诊断等内容。3项目一 配气机构故障诊断与维修任务分析任务分析1)以实物讲解配气机构,掌握各部件的名称、作用和结构特点。2)以气门组常见故障现象为例,分析产生故障的原因,演示各部件检查的
3、过程,掌握气门组故障诊断方法。预备知识预备知识知识一气门组的构造知识一气门组的构造气门组由气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片等组成(见图)。4任务一气门组的故障诊断与维修气门组的组成1 1气门气门(1)(1)气门头部气门头部(2)(2)气门杆气门杆5任务一气门组的故障诊断与维修气门的结构气门头部形状2 2气门座气门座3 3气门导管气门导管6任务一气门组的故障诊断与维修气门座气门导管4 4气门弹簧气门弹簧5 5锁片锁片气门弹簧锁片知识二配气机构的工作原理知识二配气机构的工作原理配气机构是进、排气管道的控制机构,它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求,准时地开闭进,排气门,向气缸供给可燃混合气(
4、汽油机)或新鲜空气(柴油机)并及时排出废气。另外,当进、排气门关闭时,保证气缸密封。议一议议一议怎样快速识别发动机进气门和排气门?先找到进排气管以后,进气管垂直位置的就是进气门,排气管垂直位置的就是排气门。拆下气缸盖察看进、排气门,进气门直径大,排气门直径小。进气门和排气门哪个直径大,为什么?进气门直径比排气门大,这样设计使发动机进气充分,排气彻底。气门组的主要检查内容有哪些?检查气门与气门导管配合间隙、气门与气门座的密封性及气门弹簧性能是否完好。7任务一气门组的故障诊断与维修1 1故障现象故障现象2 2故障原因故障原因1)气门积炭。2)气门偏磨。3)气门头部烧蚀。4)气门弹簧弹性减弱或折断。
5、8任务一气门组的故障诊断与维修3 3故障排除故障排除(1)气缸压力的检查(2)气门与气门座的机动研磨(3)气门的密封性检查(4)气门导管的检查(5)气门弹簧检查经验传授经验传授气门烧蚀原因及预防措施气门烧蚀原因及预防措施气门烧蚀主要是由于发动机不合理使用造成的。发动机长时间在大负荷条件下工作,超过设计限度,就会引起气门早期磨损;同时,还会引起气缸盖、气门座和气门导管变形,破坏气门密封性,影响气门散热,使气门烧蚀;此外,发动机高温易引起滑油、燃油氧化聚合和分解,在气门头和气门杆形成胶状沉积物,使气门密封面腐蚀,并使气门漏气、烧蚀。在使用中,应防止发动机长时间大负荷工作,提高保修质量。保养时,应及
6、时清除积炭,密封不良要及时研磨。9任务一气门组的故障诊断与维修知识小金库知识小金库使用气缸压力表诊断发动机故障使用气缸压力表诊断发动机故障遇到汽车发动机故障,通过观察气缸压力表的读数变化,可以迅速准确地诊断出气缸内的一些机件故障。在此介绍四种判断方法。现象一:现象一:在启动机刚转动的瞬间,气缸压力表的指针上升很少,随着启动机转动时间的延续,指针又慢慢上升,但升高值不大,最终指针不动时,压力表的读数仍很低。故障原因:故障原因:该缸的气门密封不良。可能是气门、气门座圈被烧坏;或气门间隙过小;或气门被积炭杂质卡住所致。现象二:现象二:在启动机刚转动的瞬间,气缸压力表的读数很低,随着启动机转动时间的延
7、续,气缸压力由低逐渐升高,但最终读数要比该气缸压力的标准值低。故障原因:故障原因:活塞与气缸壁密封性不好。可能是活塞环严重磨损、折断或气缸壁磨损、拉伤,或活塞严重磨损所致。现象三:现象三:相邻两气缸的压力相等,且都偏低。故障原因:故障原因:相邻两缸串通。可能是相邻两缸的气缸垫被烧穿或气缸盖、气缸体上下平面不平所致。现象四:现象四:各缸压力普遍都低。故障原因:故障原因:凸轮轴正时齿轮的半圆键磨损过甚或移位所致。10任务一气门组的故障诊断与维修考考你考考你1)气门组由哪些部件组成?2)气门组各部件的作用是什么?3)气门漏气导致AFE发动机启动困难、动力下降的故障原因有哪些?11任务一气门组的故障诊
8、断与维修任务评测任务评测12任务一气门组的故障诊断与维修气缸压力检查考核表13任务一气门组的故障诊断与维修气门与气门座机动研磨考核表气门弹簧检查考核表发动机的气门发动机的气门一般发动机每个气缸有两个气门,即一个进气门和一个排气门。进气门头部直径比排气门大15%30%,目的是增大进气门通过断面面积,减小进气阻力,增加进气量。凡是进气门和排气门数量相同时,进气门头部直径总比排气门大。每缸两气门的发动机又称两气门发动机。现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四个气门(见图1),其中尤以四气门发动机为数最多。四气门发动机每缸两个进气门、两个排气门。其突出的优点是气门通过断面积大,进、排气充分,进气量增加
9、,发动机的转矩和功率提高;其次是每缸四个气门,每个气门的头部直径较小,每个气门的质量减轻,运动惯性力减小,有利于提高发动机转速;最后,四气门发动机多采用篷形燃烧室,火花塞布置在燃烧室中央,有利于燃烧。14任务一气门组的故障诊断与维修15任务一气门组的故障诊断与维修气门的数量任务分析任务分析1)以实物讲解液压挺柱作用和结构特点。2)以液压挺柱常见故障现象,分析产生的故障原因,演示各部件检查的过程,掌握液压挺柱故障诊断方法。预备知识预备知识知识一液压挺柱的构造知识一液压挺柱的构造1.1.组成组成2 2特点特点3 3作用作用16任务二液压挺柱的检测与更换液压挺柱1高压油腔;2缸盖油道;3油量孔;4斜
10、油孔;5球阀;6低压油腔;7键形槽;8凸轮轴;9挺柱体;10挺柱体焊缝;11柱塞;12油缸;13补偿弹簧;14缸盖;15气门杆知识二液压挺柱的工作原理知识二液压挺柱的工作原理如上图所示,当挺柱体9上的环形油槽与缸盖上的斜油孔4对齐时,发动机润滑系统中的机油经斜油孔4和环形油槽流入低压油腔6。位于挺柱体背面上的键形槽7可将机油引入柱塞上方的低压油腔。当凸轮转动、挺柱体9和柱塞11向下移动时,高压油腔1中的机油被压缩,油压升高,加上补偿弹簧13的作用,使球阀紧压在柱塞的下端阀座上,这时高压油腔与低压油腔被分隔开。由于液体具有不可压缩性,整个挺柱如同一个刚体一样下移,推开气门15。此时,挺柱环形油槽
11、已与斜油孔4错开,停止进油。当挺柱达到下止点后开始上行时,在气门弹簧上顶和凸轮下压的作用下,高压油腔封闭,球阀也不会打开,液压挺柱仍可认为是一个刚性挺柱,直至上升到凸轮处于基圆,使气门关闭时为止。此时,缸盖主油道中的压力油经斜油孔4进入挺柱的低压油腔6,同时,高压油腔1内油压下降,补偿弹簧推动柱塞上行。从低压油腔来的压力油推开球阀而进入高压油腔,使两腔连通充满机油。这时挺柱顶面仍和凸轮紧贴。在气门受热膨胀时,柱塞和液压缸作轴向相对运动,高压油腔中的油液可经过液压缸与柱塞间的缝隙挤入低压油腔。因此,使用液压挺柱时,可以不预留气门间隙。17任务二液压挺柱的检测与更换议一议议一议 怎样才能看出气门是
12、液压气门?所谓的液压气门是指挺柱是机械式还是液压结构,单独观察气门的结构是无法判断的。机械式的挺柱结构非常简单,只与凸轮轴接触,所以表面看上去就是一只套筒。液压式的挺柱结构稍微复杂一些,是在套筒内部加装一个液压阀体,用来自动调节间隙的大小。配气机构采用液压挺柱的优点有哪些?1)结构简单、紧凑,合理。2)能自动补偿气门间隙,即消除了传统机械挺柱要求预留的气门间隙,大大降低了因间隙产生的机械噪声和振动,使整个配气机构工作更加平稳,改善了发动机的使用性能。3)由于消除了气门间隙,能延长气门开启延续时间。发动机机械式气门间隙调整装置与液压挺柱比较,有哪些各自的特点?1)机械式气门间隙调整装置的气门间隙
13、需要自己调节在合适的范围内,间隙过大或过小都会对发动机的性能产生影响,其优点是成本较低,其缺点是气门间隙需要调节,且调节较麻烦,而且使用一段时间后气门间隙可能会发生变化,需要重新调节。2)液压挺柱可以通过油压自动调节气门间隙,使摇臂和气门始终保持接触。其优点是无需人工调节,比较方便。其缺点是成本较高,而且使用液压挺柱的发动机要在缸盖上加工相应的孔和油道,这也增加了成本。18任务二液压挺柱的检测与更换任务实施任务实施1 1故障现象故障现象2 2故障原因故障原因1)油底壳中润滑油过高或过低。2)润滑油粘度低或稀释了。3)润滑油压力低。4)液压挺柱中有脏物。5)液压挺柱磨损。6)压力腔内存在空气或进
14、油孔被堵塞。3 3故障排除故障排除(1)液压挺柱工作情况的检测(2)液压挺柱与凸轮接触工作面磨损的检查(3)挺柱体圆柱工作面的检查(4)挺柱与导孔配合间隙的检测19任务二液压挺柱的检测与更换经验传授经验传授液压挺柱检修时的注意事项液压挺柱检修时的注意事项液压挺柱检修时应注意以下事项:1)挺柱不可互换,应按原位装回。2)挺柱装复前应排尽空气,否则会引起液压挺柱异响。3)发动机在使用中,应加注规定牌号的优质润滑油,并及时清洁或更换机油滤清器滤芯,保持润滑系正常的油压,以使液压挺柱正常工作和减少磨损,延长其使用寿命。20任务二液压挺柱的检测与更换知识小金库知识小金库桑塔纳乘用车液压挺柱异响的检修案例
15、桑塔纳乘用车液压挺柱异响的检修案例一辆桑塔纳乘用车工作时,常发生发动机液压挺柱异响故障,但要确切地判断产生异响的挺柱却比较困难,就是把全部液压挺柱进行分解检查也难以判断;若更换全部液压挺柱,则费用较高,会造成不必要的浪费。常见产生液压挺柱异响的主要原因,是因单向阀密封不良造成的挺柱高压油腔内油压不足或因油缸外部油垢过多,造成的油缸发卡。通常,只要对液压挺柱进行一次认真细致的清洁维护就可以排除故障。具体操作方法是:在硬木板上用力向下敲打液压挺柱,使柱塞与油缸等零件从液压挺柱中脱出;用细砂布将油缸外部的油垢清除干净;将单向阀钢球与单向阀座孔清洁干净,必要时,可先将托架拆下来,然后再清洁单向阀钢球与
16、单向阀座孔。在柱塞上涂少许机油,最后将柱塞和单向阀钢球等零件装入油缸中进行单向阀的密封性试验。试验时,将柱塞向油缸内压入,然后松开柱塞,并观察柱塞是否能往外弹出。若柱塞能往外弹出,则表明单向阀密封性能良好;反之,则要重新清洁单向阀钢球和单向阀座孔,装复油缸内的所有零件,将油缸轻轻敲入挺柱体中,异响故障即可消失。21任务二液压挺柱的检测与更换考考你考考你1)液压挺柱的工作原理是什么?2)配气机构采用液压挺柱的优点有哪些?3)发动机机械式气门间隙调整装置与液压挺柱比较,各自有哪些特点?4)发动机液压挺柱响的故障原因是什么?5)发动机液压挺柱响的故障排除方法有哪些?22任务二液压挺柱的检测与更换任务
17、评测任务评测23任务二液压挺柱的检测与更换液压挺柱检测考核表任务分析任务分析1)以实物讲解凸轮轴,掌握部件的名称、作用和结构特点。2)以凸轮轴常见故障现象,分析产生的故障原因,演示各部件检查的过程,掌握凸轮轴故障诊断方法。预备知识凸轮轴的构造凸轮轴的构造1)作用:主要配置有各缸进、排气凸轮,可以使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭,并保证气门有足够的升程。2)结构特点:凸轮的形状(见图111)影响气门的开闭时刻及高度,凸轮的排列影响气门的开闭时刻和工作顺序。3)工作条件:承受气门间歇性开启的冲击载荷。4)材料要求:凸轮表面要求耐磨,凸轮轴要有足够的韧性和刚度。凸轮轴是发动机配气机构的一部分
18、,专门负责驱动气门按时开启和关闭,保证发动机在工作中定时为气缸吸入新鲜的可燃混合气,并及时将燃烧后的废气排出气缸。由于发动机转速较高,为保证进/排气和传动效率、简化传动机构、降低高转速的振动和噪声,多采用顶置式凸轮轴。24任务三凸轮轴的故障诊断与检测25任务三凸轮轴的故障诊断与检测凸轮轴议一议议一议 如何确定凸轮轴的旋转方向?采用同步带传动的顶置式凸轮轴顺时针转动,采用一对正式齿轮传动的下置式凸轮轴逆时针转动。如何判别凸轮轴上的凸轮是进气凸轮还是排气凸轮?凸轮轴逆时针转动,按照先排气后进气的规律,即可分辨出进/排气凸轮;若凸轮轴顺时针转动,则进/排气凸轮的位置与前者正好相反。26任务三凸轮轴的
19、故障诊断与检测凸轮位置凸轮轴为什么要轴向定位?为了限制凸轮轴在工作中产生的轴向移动承受螺旋齿轮在传动时产生的轴向力,凸轮轴需要轴向定位。如何根据凸轮轴判定发动机工作顺序?凸轮轴上各同名凸轮(各进气凸轮或各排气凸轮)的相对角位置与凸轮轴旋转方向、发动机工作顺序及气缸数或作功间隔角有关(见图112)。如果从发动机风扇端看凸轮轴逆时针方向旋转,则工作顺序为1342。27任务三凸轮轴的故障诊断与检测1 1故障现象故障现象2 2故障原因故障原因1)凸轮轴弯曲变形。2)凸轮过度磨损。3 3故障排除故障排除(1)凸轮磨损的检测(2)凸轮轴弯曲变形的检修(3)凸轮轴轴颈的检测28任务三凸轮轴的故障诊断与检测经
20、验传授经验传授普通桑塔纳普通桑塔纳(普桑普桑)轿车发动机大修后异响故障的检测维修轿车发动机大修后异响故障的检测维修发动机大修后出现上部异响是普通桑塔纳一种较为常见的故障现象,大部分原因是凸轮轴润滑不良。由于普通桑塔纳发动机凸轮轴没有轴瓦,凸轮轴间隙如果过小,会因润滑不良而加速磨损;如果凸轮轴间隙过大,又不易形成油膜,也会造成润滑不良。出现这种情况,如果单独更换凸轮轴瓦盖,在市场上又买不到,而瓦盖和缸盖又组装在起。如果整体更换缸盖,则至少要付出3000元的代价。有没有一种简单易行的方法,既能保证凸轮轴的有效润滑,避免发动机上部异响,又能降低维修成本,为用户减少负担呢?最为简单有效的方法就是沿着凸
21、轮轴瓦盖弧线方向,在中间用刮刀或锯条开道宽、深约为0.15mm的油槽,与凸轮轴油孔相对应,可以改善凸轮轴的润滑情况。数台用此种方法修理过的普通桑塔纳发动机,效果相当好,不仅对凸轮轴润滑相关系统部件没有任何副作用,而且轻松地排除了发动机上部异响的故障。普通桑塔纳发动机大修时的技术规范,在凸轮轴间隙方面少有涉及。因间隙不当而引起发动机上部异响的故障,可以开一道油槽解决问题。因为在凸轮轴瓦盖上开一道油槽,用以贮油,可保证凸轮轴的可靠润滑。如间隙偏小,可以加快形成润滑油膜的过程。如间隙偏大,油道可以起到一定程度的缓冲和释压作用。这样不仅保证了修理质量,而又为用户节省了一笔可观的费用。需要注意的是:在加
22、工油道之前,一定要确认异响确因凸轮轴间隙不当引起。要先检查气门间隙、液压挺柱及机油压力(标准情况下不得低于30kPa)。29任务三凸轮轴的故障诊断与检测知识小金库知识小金库单顶置凸轮轴发动机和双顶置凸轮轴发动机的比较单顶置凸轮轴发动机和双顶置凸轮轴发动机的比较1)单顶置凸轮轴在气缸盖上用一根凸轮轴直接驱动进、排气门,它具有结构简单的特点,适用于高速发动机(见图)。以往一般采用的侧置凸轮轴,即凸轮轴在气缸侧面,由正时齿轮直接驱动。为了把凸轮轴的转动变换为气门的往复运动,必须使用气门挺杆来传递动力。这样,往复运动的零件较多,惯性质量大,不利于发动机高速运动。而且,细长的挺杆具有一定的弹性,容易引起
23、振动,加速零件磨损,甚至使气门失去控制。30任务三凸轮轴的故障诊断与检测单顶置凸轮轴2)顶置双凸轮轴是在缸盖上装有两根凸轮轴,一根用于驱动进气门,另一根用于驱动排气门(见图114)。采用双顶置凸轮轴对凸轮轴和气门弹簧的设计要求不高,特别适用于气门V形配置的半球形燃烧室,也便于和四气门配气机构配合使用。在同等工作容积下,双顶置凸轮轴的配气更准确些,燃油的利用率也就更高。但维护相对复杂一点,不过现在来说和单顶置的相差也不大。31任务三凸轮轴的故障诊断与检测双顶置凸轮轴 考考你考考你1)如何确定凸轮轴的旋转方向?2)如何判别凸轮轴上的凸轮是进气凸轮还是排气凸轮?3)凸轮轴为什么要轴向定位?4)如何根
24、据凸轮轴判定发动机工作顺序?32任务三凸轮轴的故障诊断与检测任务评测任务评测33任务三凸轮轴的故障诊断与检测凸轮轴检测考核表知识拓展知识拓展桑塔纳轿车霍尔式凸轮轴位置传感器桑塔纳轿车霍尔式凸轮轴位置传感器1.结构特点2.工作情况34任务三凸轮轴的故障诊断与检测霍尔式凸轮轴位置传感器任务分析任务分析1)以实物讲解配气正时机构,掌握部件的名称、作用和结构特点。2)以常见配气正时机构故障现象,分析产生的故障原因,演示各部件检查的过程,掌握配气正时机构故障诊断方法。预备知识预备知识知识一配气正时机构的组成知识一配气正时机构的组成配气正时机构的组成如下。1)曲轴正时齿轮:通过正时带驱动凸轮轴。2)中间轴
25、齿轮:驱动分电器。3)张紧轮:调节正时带的松紧程度。4)凸轮轴正时齿轮:驱动凸轮轴。5)正时带:通过曲轴与凸轮轴的连接并配合一定传动比来保证进、排气时间的准确。35任务四配气正时机构的故障诊断与调整知识二配气正时机构的工作原理知识二配气正时机构的工作原理汽车发动机工作过程中,在气缸内不断发生进气、压缩、做功、排气四个过程,并且,每个步骤的时机都要与活塞的运动状态和位置相配合,使进气与排气及活塞升降相互协调起来,在曲轴的带动下经正时皮带传递将动力传递给相应机件,让每个气缸正好做到:活塞向上正好到上止点时,气门正好关闭,火花塞正好点火。议一议议一议什么是气门重叠?当进气门早开和排气门晚关时,出现进
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