1、 沈阳大学沈阳大学 凌永成凌永成汽车维修技术与设备汽车维修技术与设备第第6章章 汽车发动机维修汽车发动机维修教学提示：教学提示：汽车发动机技术状态的优劣对汽车运行汽车发动机技术状态的优劣对汽车运行性能的影响极大。熟悉汽车发动机的失效形式，掌性能的影响极大。熟悉汽车发动机的失效形式，掌握汽车发动机的维修方法具有重要意义。握汽车发动机的维修方法具有重要意义。教学要求：教学要求：本章主要介绍发动机的失效形式、质量本章主要介绍发动机的失效形式、质量检测和维修方法。检测和维修方法。重点内容是发动机的检测和维修方法。重点内容是发动机的检测和维修方法。要求学生了解发动机的拆装工艺，熟悉发动机要求学生了解发动
2、机的拆装工艺，熟悉发动机的失效形式和检验方法，掌握基本的发动机维修技的失效形式和检验方法，掌握基本的发动机维修技能。能。6.1 发动机总成修理工艺发动机总成修理工艺6.1.1发动机总成大修技术条件发动机总成大修技术条件 为贯彻视情修理原则，防止提前进行发动机大修而造成为贯彻视情修理原则，防止提前进行发动机大修而造成浪费，或推迟发动机大修时机而造成汽车动力不足、运行速浪费，或推迟发动机大修时机而造成汽车动力不足、运行速度下降、燃润料消耗量上升等的不良影响，因此规定发动机度下降、燃润料消耗量上升等的不良影响，因此规定发动机总成符合下述条件时，方可送修理厂大修。总成符合下述条件时，方可送修理厂大修。
3、（1）发动机加速性能恶化，明显感觉起步加速时间和超车）发动机加速性能恶化，明显感觉起步加速时间和超车加速时间延长。加速时间延长。（2）发动机最大功率或汽缸压缩压力低于标准值）发动机最大功率或汽缸压缩压力低于标准值25以上。以上。（3）汽缸磨损，其圆柱度误差达到）汽缸磨损，其圆柱度误差达到0.1750.25mm，或圆，或圆度误差达到度误差达到0.0500.063mm。不少进口汽车发动机的制造厂家则规定按汽缸的极限磨不少进口汽车发动机的制造厂家则规定按汽缸的极限磨损量作为是否要进行镗磨汽缸的标准，如丰田损量作为是否要进行镗磨汽缸的标准，如丰田K、R和和M系列系列发动机汽缸的极限磨损量为发动机汽缸的
4、极限磨损量为0.20mm。（4）燃油和机油消耗量明显增加。）燃油和机油消耗量明显增加。（5）发动机出现异响。）发动机出现异响。（6）发动机不能正常运转或根本不能运转。）发动机不能正常运转或根本不能运转。（7）发动机重大损伤事故。）发动机重大损伤事故。6.1.2发动机大修前的检测发动机大修前的检测 发动机从汽车上拆下前，首先应向车主了解其技术状发动机从汽车上拆下前，首先应向车主了解其技术状况，有何故障症状。例如，发动机运转时有无异响、燃油消况，有何故障症状。例如，发动机运转时有无异响、燃油消耗量是否超过标准值，曲轴箱窜气情况以及排放情况等。耗量是否超过标准值，曲轴箱窜气情况以及排放情况等。在对诸
5、因素进行综合分析后，再决定拆卸与否。为此，在对诸因素进行综合分析后，再决定拆卸与否。为此，在发动机拆下前，应采用汽车检测设备对发动机的技术参数在发动机拆下前，应采用汽车检测设备对发动机的技术参数（表（表6-1）进行检测。检测的项目和方法如下。）进行检测。检测的项目和方法如下。诊断对象诊断对象诊断参数诊断参数诊断对象诊断对象诊断参数诊断参数发动机总体发动机总体发动机功率发动机功率燃油消耗燃油消耗率率排气中有害排放物的浓度排气中有害排放物的浓度进气管真空度进气管真空度冷却系冷却系冷却液温度冷却液温度散热器进、出口温差散热器进、出口温差风扇传动带张力风扇传动带张力点火系点火系一次侧电路电压、电流一次
6、侧电路电压、电流一次侧电路电压降一次侧电路电压降电容器的电容电容器的电容触点闭合角及重叠角触点闭合角及重叠角点火电压点火电压点火提前角点火提前角一次侧电压示波图一次侧电压示波图二次侧电压示波图二次侧电压示波图汽缸活塞组汽缸活塞组汽缸压缩压力汽缸压缩压力曲轴箱窜气量曲轴箱窜气量汽缸漏气率汽缸漏气率发动机异响发动机异响机油消耗量机油消耗量曲柄连杆组曲柄连杆组主油道机油压力主油道机油压力发动机异响发动机异响启动系启动系启动机电压启动机电压启动机电流启动机电流启动转速启动转速供油系及排气净化装置供油系及排气净化装置燃油消耗率燃油消耗率空燃比空燃比排气中有害排放物的浓度排气中有害排放物的浓度润滑系润滑系
7、机油压力机油压力机油透光度机油透光度机油中金属杂质含量机油中金属杂质含量配气机构配气机构气门升程气门升程配气相位配气相位表表6-1 发动机诊断参数发动机诊断参数1.汽缸密封性的检测汽缸密封性的检测 汽缸密封性与汽缸、汽缸盖、汽缸垫、活塞、活塞环和汽缸密封性与汽缸、汽缸盖、汽缸垫、活塞、活塞环和进、排气门等零件的技术状况密切相关。进、排气门等零件的技术状况密切相关。在不解体的条件下，检测汽缸密封性的常用方法有：在不解体的条件下，检测汽缸密封性的常用方法有：（1）测量汽缸压缩压力。）测量汽缸压缩压力。（2）测量曲轴箱窜气量。）测量曲轴箱窜气量。（3）测量汽缸漏气量或汽缸漏气率。）测量汽缸漏气量或汽
8、缸漏气率。（4）测量进气管真空度。）测量进气管真空度。（5）测量曲轴箱机油中金属磨屑的含量等等。）测量曲轴箱机油中金属磨屑的含量等等。在就车检测时，只要进行其中的一项或两项，就能确定在就车检测时，只要进行其中的一项或两项，就能确定汽缸密封性的好坏。汽缸密封性的好坏。2.测量汽缸压力测量汽缸压力 测量活塞到达压缩行程上止点时的汽缸压缩压力的大小，测量活塞到达压缩行程上止点时的汽缸压缩压力的大小，此压力可以反映汽缸密封性的好坏。此压力可以反映汽缸密封性的好坏。根据汽缸压力的测量结果，与标准值进行比较，便可判根据汽缸压力的测量结果，与标准值进行比较，便可判断出汽缸与活塞的磨损情况、气门密封性的好坏以
9、及汽缸垫断出汽缸与活塞的磨损情况、气门密封性的好坏以及汽缸垫是否烧损或冲坏等。是否烧损或冲坏等。测量汽缸压力的方法有用汽缸压力表测量和用发动机分测量汽缸压力的方法有用汽缸压力表测量和用发动机分析仪两种方法。析仪两种方法。1）用汽缸压力表测量）用汽缸压力表测量 汽缸压力表为专用压力表，由表头、导管、单向阀和接汽缸压力表为专用压力表，由表头、导管、单向阀和接头组成，如图头组成，如图6.1所示。所示。接头有锥形橡胶接头和螺纹接头两种，前者可以压紧在接头有锥形橡胶接头和螺纹接头两种，前者可以压紧在火花塞孔上，后者可以拧紧在火花塞螺纹孔上。火花塞孔上，后者可以拧紧在火花塞螺纹孔上。图图6.1 汽缸压力表
10、汽缸压力表图图6.2 汽缸压缩压力测量法汽缸压缩压力测量法 值得注意的是，测量汽缸压缩压力之前应确认蓄电池充值得注意的是，测量汽缸压缩压力之前应确认蓄电池充足电，启动机状态良好，启动转速符合要求，方可开始测量足电，启动机状态良好，启动转速符合要求，方可开始测量汽缸压缩压力。汽缸压缩压力。2）用发动机分析仪测量）用发动机分析仪测量 图图6.3 元征发动机综合分析仪元征发动机综合分析仪表表6-2几种常见汽车发动机的汽缸压缩压力值几种常见汽车发动机的汽缸压缩压力值 发动机型号发动机型号 汽缸压缩压力汽缸压缩压力MPa标准值标准值极限值极限值各缸压力差各缸压力差一汽捷达一汽捷达EA8272V上海桑塔纳
11、上海桑塔纳JV18L二汽富康二汽富康TU3丰田佳美丰田佳美1MZFE丰田皇冠丰田皇冠MS1225M丰田花冠丰田花冠4AFE丰田大霸王丰田大霸王2TZFZE丰田丰田MR2增压增压丰田丰田MR2非增压非增压马自达马自达626F6日产公爵日产公爵Y30VG30S1.101.301.201.251.0781.341.251.151.251.1271.1960.901.020.951.000.8821.101.000.951.000.7490.8830.300.300.300.100.0980.100.100.100.100.1960.098表表6-3 根据汽缸压缩压力判断汽缸活塞组零件故障根据汽缸压缩
12、压力判断汽缸活塞组零件故障测量结果测量结果故障原因故障原因超过标准值超过标准值燃烧室积炭过多燃烧室积炭过多汽缸垫过薄汽缸垫过薄缸体与缸盖结合面经多次修理缸体与缸盖结合面经多次修理磨削加工过多磨削加工过多低于标准值。为了准确判断故障部位，低于标准值。为了准确判断故障部位，可拆下空气滤清器，打开散热器盖，旋可拆下空气滤清器，打开散热器盖，旋转发动机曲轴，使压力低的汽缸活塞处转发动机曲轴，使压力低的汽缸活塞处于压缩行程上止点位置，通过火花塞孔于压缩行程上止点位置，通过火花塞孔向汽缸吹压缩空气，如果：向汽缸吹压缩空气，如果：进气总管有漏气声进气总管有漏气声 排气尾管有漏气声排气尾管有漏气声散热器加水口
13、有气泡散热器加水口有气泡相邻两缸火花塞有漏气声相邻两缸火花塞有漏气声机油加注口有漏气声机油加注口有漏气声进气门不密封进气门不密封排气门不密封排气门不密封汽缸垫不密封汽缸垫不密封汽缸垫在该两缸之间烧蚀汽缸垫在该两缸之间烧蚀活塞、活塞环或汽缸磨损严重活塞、活塞环或汽缸磨损严重3.发动机功率的检测发动机功率的检测 发动机的有效功率是评价发动机的综合性指标。通过检发动机的有效功率是评价发动机的综合性指标。通过检测发动机功率可以定性地确定发动机的技术状况和定量地评测发动机功率可以定性地确定发动机的技术状况和定量地评定发动机动力性的变化。通常可就车使用无负荷测功仪或发定发动机动力性的变化。通常可就车使用无
14、负荷测功仪或发动机综合检测仪检查。动机综合检测仪检查。检测条件：发动机温度在检测条件：发动机温度在80以上，点火、供油系工作以上，点火、供油系工作正常。若功率测量值小于额定值正常。若功率测量值小于额定值75，则应将发动机拆下进，则应将发动机拆下进行修理。行修理。发动机功率检测方法有两种，即稳态测功法和动态测功发动机功率检测方法有两种，即稳态测功法和动态测功法。法。1）稳态测功法）稳态测功法 稳态测功法是将发动机安装在测功试验台架上，在节气稳态测功法是将发动机安装在测功试验台架上，在节气门开度一定、转速一定、冷却液和机油温度均保持正常值的门开度一定、转速一定、冷却液和机油温度均保持正常值的稳定状
15、态下，利用测功机测出发动机的转速和扭矩，并按下稳定状态下，利用测功机测出发动机的转速和扭矩，并按下式计算发动机的有效功率式计算发动机的有效功率图图6.4 发动机测功试验台架（发动机测功机）发动机测功试验台架（发动机测功机）9550nTPtqe Pe有效功率（有效功率（kW）；）；Ttq发动机扭矩（发动机扭矩（Nm）；）；n发动机转速（发动机转速（r/min）。）。如果节气门全开、发动机如果节气门全开、发动机在标定转速稳定运转，则在标定转速稳定运转，则这时发动机输出的有效功这时发动机输出的有效功率即为标定功率。率即为标定功率。由于稳态测功法需通过测由于稳态测功法需通过测功机对发动机施加负荷，功机
16、对发动机施加负荷，因此稳态测功法为有负荷因此稳态测功法为有负荷测功法。测功法。2）动态测功法）动态测功法 动态测功法是在发动机加速过程中测量发动机功率的方动态测功法是在发动机加速过程中测量发动机功率的方法。由于动态测功法无须对发动机外加负荷，因此又称无负法。由于动态测功法无须对发动机外加负荷，因此又称无负荷测功法。无负荷测功特别适用于对在用车辆发动机的功率荷测功法。无负荷测功特别适用于对在用车辆发动机的功率检测，测量精度比稳态测功法稍差。检测，测量精度比稳态测功法稍差。当发动机在怠速运转时，如果突然全开节气门，将发动当发动机在怠速运转时，如果突然全开节气门，将发动机加速到较高转速，这时发动机输
17、出的有效功率越大，曲轴机加速到较高转速，这时发动机输出的有效功率越大，曲轴的角加速度也越大，加速时间则越短。的角加速度也越大，加速时间则越短。（1）发动机瞬时功率的测量。）发动机瞬时功率的测量。当发动机加速到转速当发动机加速到转速n时，在该转速下的瞬时功率可表时，在该转速下的瞬时功率可表示为示为dtdncnPt（6-2）dtdncnPt（6-2）式中式中 Pt瞬时功率（瞬时功率（kW）；）；n发动机转速（发动机转速（rmin）；）；dndt曲轴瞬时加速度（曲轴瞬时加速度（rs2）；）；c系数，系数，cc1c2；c1与发动机转动惯量有关的常数，与发动机转动惯量有关的常数，c1 ；c2与发动机在某
18、一转速下的稳态功率和动态功率差值有关的修正系数，与发动机在某一转速下的稳态功率和动态功率差值有关的修正系数，可通过台架对比试验得到；可通过台架对比试验得到；I发动机运转件对曲轴中心线的当量转动惯量（发动机运转件对曲轴中心线的当量转动惯量（kgm2），可通过测量），可通过测量或计算确定。或计算确定。式（式（6-2）表明，）表明，发动机加速到某一转速时的瞬时有效功率与发动机加速到某一转速时的瞬时有效功率与该转速及该转速下的瞬时加速度的乘积成正比。因此，只要该转速及该转速下的瞬时加速度的乘积成正比。因此，只要测出加速过程中的这一转速及其对应的加速度，即可求出该测出加速过程中的这一转速及其对应的加速度
19、，即可求出该转速下的有效功率。显然，将发动机加速到标定转速，则求转速下的有效功率。显然，将发动机加速到标定转速，则求得的有效功率就是发动机的标定功率。得的有效功率就是发动机的标定功率。286500I（2）发动机平均有效功率的测量。）发动机平均有效功率的测量。发动机在指定转速范围内的平均有效功率为发动机在指定转速范围内的平均有效功率为 Peav=（6-3）TKPeav平均有效功率（平均有效功率（kW）；）；T发动机从初始转速发动机从初始转速n1加速到终止转速加速到终止转速n2的加速时间（的加速时间（s）；）；K测功常数；测功常数；n1、n2指定的初始转速、终止转速。指定的初始转速、终止转速。上式
20、表明，上式表明，发动机在指定转速范围内的平均有效功率发动机在指定转速范围内的平均有效功率与加速时间成反比，即加速时间越短，发动机的有效功率越与加速时间成反比，即加速时间越短，发动机的有效功率越大；反之亦然。因此，只要测出从初始转速大；反之亦然。因此，只要测出从初始转速n1加速到终止转加速到终止转速速n2所经历的加速时间所经历的加速时间T，便可求得该转速范围内的平均，便可求得该转速范围内的平均有效功率。有效功率。故障现象故障现象故障原因故障原因排除方法排除方法发动机断续运转发动机断续运转1）火花塞间隙过大）火花塞间隙过大2）点火装置接触不良）点火装置接触不良3）点火装置潮湿）点火装置潮湿4）火花
21、塞积炭）火花塞积炭5）空气滤清器堵塞）空气滤清器堵塞6）气门与气门座密封不良，气门漏气）气门与气门座密封不良，气门漏气7）汽缸垫烧蚀）汽缸垫烧蚀8）燃油系管路内有气泡）燃油系管路内有气泡9）输油泵工作异常）输油泵工作异常10）化油器结冰）化油器结冰调整火花塞间隙调整火花塞间隙检查高压线插座，将高压线插牢检查高压线插座，将高压线插牢烘干或更换烘干或更换清除积炭清除积炭清洗滤芯或更换清洗滤芯或更换修磨气门或更换气门与气门座修磨气门或更换气门与气门座更换更换排除气泡排除气泡检修检修加热加热高速时功率不足高速时功率不足点火正时不对，离心调节器失灵点火正时不对，离心调节器失灵检修或更换检修或更换低速时功
22、率不足低速时功率不足分电器串联电阻烧坏分电器串联电阻烧坏更换更换正常转速下功率太小正常转速下功率太小l）点火正时不对）点火正时不对2）火花塞间隙过大或过小）火花塞间隙过大或过小3）火花塞积炭）火花塞积炭4）点火线圈短路或断路）点火线圈短路或断路5）高压线破损漏电）高压线破损漏电6）空气滤清器堵塞）空气滤清器堵塞7）气门与气门座密封不良）气门与气门座密封不良8）气门间隙过小）气门间隙过小9）气门杆卡死）气门杆卡死调整调整调整调整清除积炭或更换火花塞清除积炭或更换火花塞更换更换更换更换 清洗滤芯或更换清洗滤芯或更换修磨或更换气门修磨或更换气门调整调整更换更换发动机加速无力或回火发动机加速无力或回火
23、1）化油器加速泵故障）化油器加速泵故障2）燃油箱通风孔堵塞）燃油箱通风孔堵塞3）燃油箱缺油）燃油箱缺油4）化油器浮子室针阀故障）化油器浮子室针阀故障5）火花塞间隙过大或过小）火花塞间隙过大或过小检修或更换检修或更换清理通风孔清理通风孔加油加油检修检修调整调整表表6-4 汽油机功率不足的故障分析汽油机功率不足的故障分析4.发动机异响的检查发动机异响的检查 发动机有异常声响，则表明发动机有故障。异响可用机发动机有异常声响，则表明发动机有故障。异响可用机器听诊器（图器听诊器（图6.5）或相当的异响检测仪检查。）或相当的异响检测仪检查。在无检测仪器的情况下，常用人工判断。判断异响的方法在无检测仪器的情
24、况下，常用人工判断。判断异响的方法是通过变换发动机工况、采用火花塞断火或喷油器断油、踏是通过变换发动机工况、采用火花塞断火或喷油器断油、踏下与释放离合器踏板以及比较发动机冷态与热态时声响强弱下与释放离合器踏板以及比较发动机冷态与热态时声响强弱程度的变化进行，根据发动机上所有运转件产生异响时的音程度的变化进行，根据发动机上所有运转件产生异响时的音调、频率、音质和强度不同的声响特征，通过听觉直接判断。调、频率、音质和强度不同的声响特征，通过听觉直接判断。图图6.5 机器异响听诊器机器异响听诊器5.进气管真空度的测量进气管真空度的测量 进气管真空度是进气管内的压力与大气压力的差值，单进气管真空度是进
25、气管内的压力与大气压力的差值，单位为位为kPa。发动机进气管真空度的大小随汽缸活塞组零件的。发动机进气管真空度的大小随汽缸活塞组零件的磨损而变化，并与气门组零件的技术状况、进气管的密封性磨损而变化，并与气门组零件的技术状况、进气管的密封性以及点火系和供油系的调整有关。以及点火系和供油系的调整有关。检测进气管真空度，可以用来诊断发动机多种故障。检测进气管真空度，可以用来诊断发动机多种故障。图图6.6 真空表真空表1表头表头 2软管软管在发动机正常状在发动机正常状态，真空表指针态，真空表指针应稳定地停在应稳定地停在5774kPa范围范围内内当真空表指针稳定当真空表指针稳定且比正常状态的示且比正常状
26、态的示值低值低1030kPa时，时，表明进气支管泄漏表明进气支管泄漏当表针在当表针在23.667.4kPa之之间摆动时，表明间摆动时，表明气缸衬垫漏气气缸衬垫漏气当表针在当表针在37.660.7kPa之间摆动时，之间摆动时，表明气门密封表明气门密封不良不良若气门弹簧折若气门弹簧折断，真空表指断，真空表指针将在针将在3374kPa之间迅之间迅速摆动速摆动若气门导管磨损，若气门导管磨损，则表针将在则表针将在860kPa之间摆动之间摆动若点火过迟，表针若点火过迟，表针将稳定地停在将稳定地停在4757kPa范围内范围内若混合气过浓，若混合气过浓，表针缓慢摆动；表针缓慢摆动；若混合气过稀，若混合气过稀，
27、则真空表示值无则真空表示值无规律下降规律下降6.曲轴箱窜气量的检测曲轴箱窜气量的检测 随着汽缸活塞组零件的磨损，窜入曲轴箱内的气体会逐随着汽缸活塞组零件的磨损，窜入曲轴箱内的气体会逐渐增多。渐增多。例如，新发动机曲轴箱窜气量约为例如，新发动机曲轴箱窜气量约为1520Lmin，磨，磨损后的发动机则高达损后的发动机则高达80130Lmin。曲轴箱窜气量的多少。曲轴箱窜气量的多少与发动机运行工况有关。在一定工况下，单位时间窜入曲轴与发动机运行工况有关。在一定工况下，单位时间窜入曲轴箱内的气体量，可作为衡量汽缸密封性的尺度。箱内的气体量，可作为衡量汽缸密封性的尺度。测量仪表及测量步骤如下：测量仪表及测
28、量步骤如下：（1）测量仪表：）测量仪表：QCY1型曲轴箱窜气量测定仪。型曲轴箱窜气量测定仪。（2）测量条件：在底盘测功试验台上对发动机加载，节气）测量条件：在底盘测功试验台上对发动机加载，节气门全开，发动机在最大扭矩转速下运行。门全开，发动机在最大扭矩转速下运行。（3）测量步骤如下。）测量步骤如下。堵住机油标尺插口及曲轴箱通风进、出口，保持曲轴箱密堵住机油标尺插口及曲轴箱通风进、出口，保持曲轴箱密封。封。在机油加注口上安装气嘴，接上橡胶管。橡胶管的另一端在机油加注口上安装气嘴，接上橡胶管。橡胶管的另一端连接仪表入口。连接仪表入口。缓慢均匀地开启测定仪的调节阀，直至全部开启为止。缓慢均匀地开启测
29、定仪的调节阀，直至全部开启为止。记下仪表示值。记下仪表示值。表表6-5 单缸平均曲轴箱窜气量参考值单缸平均曲轴箱窜气量参考值发动机技术状况发动机技术状况单缸平均曲轴箱窜气量（单缸平均曲轴箱窜气量（Lmin-l）汽油机汽油机柴油机柴油机新发动机新发动机需大修的发动机需大修的发动机2416223818287.检查汽缸表面及活塞顶状况检查汽缸表面及活塞顶状况 当发动机有异响或汽缸一活塞组件密封状况不良、缸壁当发动机有异响或汽缸一活塞组件密封状况不良、缸壁拉伤时，可使用工业纤维内窥镜对汽缸表面和活塞顶状况进拉伤时，可使用工业纤维内窥镜对汽缸表面和活塞顶状况进行窥查，必要时对异常现象可拍片分析（图行窥查
30、，必要时对异常现象可拍片分析（图6.8），为发动），为发动机大修提供依据。机大修提供依据。图图6.8 使用内窥镜对汽缸表面和活塞顶状况进行窥查使用内窥镜对汽缸表面和活塞顶状况进行窥查 条件允许时还可以利用废气分析仪（图条件允许时还可以利用废气分析仪（图6.9）检）检测发动机废气中的测发动机废气中的CO和和HC的排放量。的排放量。图图6.9 尾气分析仪尾气分析仪6.1.3发动机大修工艺过程发动机大修工艺过程1.发动机大修工艺过程分类发动机大修工艺过程分类 目前，实际采用的发动机大修工艺过程主要有下列两种。目前，实际采用的发动机大修工艺过程主要有下列两种。1）传统的发动机总成大修工艺过程）传统的发
31、动机总成大修工艺过程 传统的发动机大修工艺包括拆装调试工艺和零件修理工传统的发动机大修工艺包括拆装调试工艺和零件修理工艺两个主要部分。艺两个主要部分。这种大修工艺明显的特点之一就是要进行镗缸和磨曲轴，这种大修工艺明显的特点之一就是要进行镗缸和磨曲轴，即对基础件和关键零件进行修理和机械加工。即对基础件和关键零件进行修理和机械加工。图图6.10所示为传统的发动机总成大修工艺过程框图，目所示为传统的发动机总成大修工艺过程框图，目前使用较为普遍。前使用较为普遍。图图6.10 传统发动机总成大修工艺传统发动机总成大修工艺 2）以更换零件为主的发动机总成大修工艺过程）以更换零件为主的发动机总成大修工艺过程
32、 以更换零以更换零件为主的发动件为主的发动机总成大修工机总成大修工艺与传统大修艺与传统大修工艺的区别在工艺的区别在于，零件经鉴于，零件经鉴定后将其分为定后将其分为可用件和需更可用件和需更换件两类，取换件两类，取消了对汽缸和消了对汽缸和曲轴的机械加曲轴的机械加工，如图工，如图6.11所示。所示。图图6.11 以更换零件为主的发动机大修工艺过程以更换零件为主的发动机大修工艺过程 对缸体和曲轴不进行机械加工有两种原因，首先是不同对缸体和曲轴不进行机械加工有两种原因，首先是不同型号发动机基础件的可维修性有异，例如丰田凌志型号发动机基础件的可维修性有异，例如丰田凌志400轿车轿车配置的配置的1UZFE型
33、发动机，汽缸和曲轴无修理尺寸，也无修型发动机，汽缸和曲轴无修理尺寸，也无修理尺寸的活塞与轴承供选择；其次，虽然大多数发动机的缸理尺寸的活塞与轴承供选择；其次，虽然大多数发动机的缸体和曲轴有修理尺寸，但当缸体或曲轴损坏且无法修复时，体和曲轴有修理尺寸，但当缸体或曲轴损坏且无法修复时，则以维修用发动机部件（则以维修用发动机部件（Service engine assembly）来替）来替代已损坏的零件。代已损坏的零件。维修用发动机部件俗称维修用发动机部件俗称“中缸中缸”或或“短缸短缸”。它由发动。它由发动机制造厂家将缸体、曲轴、活塞连杆组等按装配工艺技术要机制造厂家将缸体、曲轴、活塞连杆组等按装配工
34、艺技术要求组装而成。用求组装而成。用“中缸中缸”取代缸体、曲轴等需更换件后，既取代缸体、曲轴等需更换件后，既能保证发动机的大修质量，延长质保里程，又能大大缩短发能保证发动机的大修质量，延长质保里程，又能大大缩短发动机大修停厂时间，很受用户青睐，近年来在我国得到长足动机大修停厂时间，很受用户青睐，近年来在我国得到长足发展，如上海桑塔纳、北京切诺基等发动机大修中对发展，如上海桑塔纳、北京切诺基等发动机大修中对“中缸中缸”的选用已不少见。的选用已不少见。2.发动机大修过程中的工序安排方法发动机大修过程中的工序安排方法 发动机大修工艺过程包含很多工序，如果把整个大修工发动机大修工艺过程包含很多工序，如
35、果把整个大修工艺过程视为一个系统，用统筹法对这些工序加以合理安排及艺过程视为一个系统，用统筹法对这些工序加以合理安排及规划，使其相互密切配合，协调一致，不仅可以确保大修质规划，使其相互密切配合，协调一致，不仅可以确保大修质量，而且还能缩短工时，减少费用，从而获得较大的经济效量，而且还能缩短工时，减少费用，从而获得较大的经济效益。益。大修发动机时，应先将发动机总成从车上拆卸下来，经大修发动机时，应先将发动机总成从车上拆卸下来，经分解、清洗和检验之后，再进行各项修理作业。分解、清洗和检验之后，再进行各项修理作业。由于不同品牌、不同类别的汽车的具体结构差别较大，由于不同品牌、不同类别的汽车的具体结构
36、差别较大，发动机总成拆卸和发动机分解的步骤和方法也各不相同。发动机总成拆卸和发动机分解的步骤和方法也各不相同。操作时应严格按照维修手册中规定的程序和操作规范操作时应严格按照维修手册中规定的程序和操作规范进行。进行。6.2 汽缸体、汽缸盖和曲柄连杆机构的修理汽缸体、汽缸盖和曲柄连杆机构的修理6.2.1汽缸体和汽缸盖的检修汽缸体和汽缸盖的检修 汽缸体和汽缸盖是发动机的基础零件。两者的材料多为汽缸体和汽缸盖是发动机的基础零件。两者的材料多为灰铸铁、合金铸铁或铝合金铸造而成。灰铸铁、合金铸铁或铝合金铸造而成。同时，汽缸体和汽缸盖各部分因工作温度不均匀所引起同时，汽缸体和汽缸盖各部分因工作温度不均匀所引
37、起的热应力，还可能与工作载荷、铸造残余应力等相叠加，使的热应力，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。标和使用可靠性。它们的结构形状复杂，并在高温、高压及交变载荷下工它们的结构形状复杂，并在高温、高压及交变载荷下工作，因而不仅各配合表面会产生磨损，而且由于工作载荷和作，因而不仅各配合表面会产生磨损，而且由于工作载荷和铸造残余应力的作用，也容易产生变形，使其形状和位置误铸造残余应力的作用，也容易产生变形，使其形状和位置误差增大，并破坏各配合副的相互关系。差增大，并破坏各配合
38、副的相互关系。1.汽缸体和汽缸盖裂损的检修汽缸体和汽缸盖裂损的检修 发动机使用过程中，发现冷却液异常减少，机油内混有发动机使用过程中，发现冷却液异常减少，机油内混有冷却液，则表明缸体或缸盖可能有裂纹或蚀损穿洞。裂损会冷却液，则表明缸体或缸盖可能有裂纹或蚀损穿洞。裂损会导致漏油、漏气和冷却液渗漏，影响发动机正常工作。导致漏油、漏气和冷却液渗漏，影响发动机正常工作。裂损可用水压或气压试验来检查，试验压力约裂损可用水压或气压试验来检查，试验压力约0.30.4MPa。不过用气压试验时，应在被查部位涂肥皂水。此外，也可把不过用气压试验时，应在被查部位涂肥皂水。此外，也可把染色渗透剂喷到燃烧室、气门座和缸
39、体表面等被检部位，若染色渗透剂喷到燃烧室、气门座和缸体表面等被检部位，若渗透剂渗入内部，则表明有裂纹，如图渗透剂渗入内部，则表明有裂纹，如图6.23所示。所示。图图6.23 缸体裂纹的检查缸体裂纹的检查缸盖和缸体的裂损可视缸盖和缸体的裂损可视情采用粘接、螺钉填补情采用粘接、螺钉填补或焊接修复等方法，必或焊接修复等方法，必要时应予更换。要时应予更换。2.汽缸体和汽缸盖变形的检修汽缸体和汽缸盖变形的检修 汽缸体和汽缸盖平面的翘曲变形，多由于缸盖螺栓拆装汽缸体和汽缸盖平面的翘曲变形，多由于缸盖螺栓拆装顺序不对，拧紧力矩不符合标准，在高温时拆卸汽缸盖，或顺序不对，拧紧力矩不符合标准，在高温时拆卸汽缸盖
40、，或发动机长期过热等原因引起。螺孔周围也会受拉力作用造成发动机长期过热等原因引起。螺孔周围也会受拉力作用造成局部凸起。局部凸起。汽缸体上平面和汽缸盖下平面的翘曲可用精密直尺和塞汽缸体上平面和汽缸盖下平面的翘曲可用精密直尺和塞尺检查，如图尺检查，如图6.24所示。所示。图图6.24 汽缸体和汽缸盖变形检查汽缸体和汽缸盖变形检查a）缸体）缸体 b）缸盖）缸盖一般缸体的平面度误一般缸体的平面度误差不超过差不超过0.10mm，丰田丰田3Y、22R汽缸体汽缸体平面度误差不超过平面度误差不超过0.05mm，汽缸盖不，汽缸盖不超过超过0.15mm。3.汽缸磨损后尺寸的测量汽缸磨损后尺寸的测量 测量已磨损的汽
41、缸直径是确定汽缸修理尺寸的依据。汽测量已磨损的汽缸直径是确定汽缸修理尺寸的依据。汽缸直径通常使用量缸表配合外径千分尺进行测量，其测量方缸直径通常使用量缸表配合外径千分尺进行测量，其测量方法和测量部位如图法和测量部位如图6.25所示。所示。图图6.25 汽缸磨损量的检测汽缸磨损量的检测4.汽缸的镗磨汽缸的镗磨 镗磨汽缸是指用镗缸机对汽缸实施镗削加工和使用珩磨镗磨汽缸是指用镗缸机对汽缸实施镗削加工和使用珩磨机对镗削后的汽缸进行珩磨，以恢复汽缸正确的几何形状，机对镗削后的汽缸进行珩磨，以恢复汽缸正确的几何形状，去除汽缸表面出现的拉伤和斑痕。去除汽缸表面出现的拉伤和斑痕。图图6.26 镗缸机镗缸机图图
42、6.27 汽缸珩磨机汽缸珩磨机 图图6.28所示为汽缸镗磨工艺示意图。因镗削后在缸壁所示为汽缸镗磨工艺示意图。因镗削后在缸壁2上上留下微量的刀痕留下微量的刀痕“螺距螺距”，其值约为，其值约为0.030.10mm。为了降。为了降低缸壁表面的表面粗糙度值，则需进行珩磨。低缸壁表面的表面粗糙度值，则需进行珩磨。图图6.28 汽缸镗磨工艺示意图汽缸镗磨工艺示意图1镗刀镗刀 2缸壁缸壁 a螺距螺距磨缸的主要加工工具是带有砂条的珩磨头，如图磨缸的主要加工工具是带有砂条的珩磨头，如图6.29所示。所示。珩磨头依靠汽缸孔内圆定位，与珩磨机主轴挠性联接，因而珩磨头依靠汽缸孔内圆定位，与珩磨机主轴挠性联接，因而可
43、以消除主轴与汽缸中心线的偏差。可以消除主轴与汽缸中心线的偏差。图图6.29 珩磨头珩磨头 珩磨头由珩磨机主轴带动旋转，并作上下往复运动。汽珩磨头由珩磨机主轴带动旋转，并作上下往复运动。汽缸壁经过珩磨，条形油石从汽缸表面磨去薄薄的一层金属，缸壁经过珩磨，条形油石从汽缸表面磨去薄薄的一层金属，留下相互交叉的细微网纹（图留下相互交叉的细微网纹（图6.30）。）。图图6.30 珩磨网状轨迹珩磨网状轨迹1-前进行程开始时的磨条位置；前进行程开始时的磨条位置；2-返回行程终了时的磨条位置；返回行程终了时的磨条位置；3-前进终了时的磨条位置；前进终了时的磨条位置；-磨痕螺旋线相交的角度磨痕螺旋线相交的角度
44、磨削时珩磨头的圆周速度与往复运动速度在磨削中形成磨削时珩磨头的圆周速度与往复运动速度在磨削中形成的交角是影响磨缸质量和粗糙度的主要因素。的交角是影响磨缸质量和粗糙度的主要因素。如果汽缸磨损量不大，也可以使用如图如果汽缸磨损量不大，也可以使用如图6.31所示的手动所示的手动珩磨机对汽缸内圆表面进行修整。珩磨机对汽缸内圆表面进行修整。图图6.31 手动珩磨机手动珩磨机5.镶汽缸套镶汽缸套 无修理尺寸的汽缸，或汽缸虽有加大修理尺寸，但其磨无修理尺寸的汽缸，或汽缸虽有加大修理尺寸，但其磨损后的尺寸已接近或超过最后一级修理尺寸时，可用镶汽缸损后的尺寸已接近或超过最后一级修理尺寸时，可用镶汽缸套的方法进行
45、修理。套的方法进行修理。对于未装干式缸套的缸体，安装新缸套前，应在缸体上对于未装干式缸套的缸体，安装新缸套前，应在缸体上加工承孔。承孔内径与缸套外径采用过盈配合，过盈量为加工承孔。承孔内径与缸套外径采用过盈配合，过盈量为0.030.08mm，汽油机干式缸套上端面应与汽缸体上平面平，汽油机干式缸套上端面应与汽缸体上平面平齐。齐。更换湿式缸套时，更换湿式缸套时，只需拆旧装新，不需只需拆旧装新，不需要对承孔进行机械加要对承孔进行机械加工。装配时注意汽缸工。装配时注意汽缸套应高出汽缸体上平套应高出汽缸体上平面面0.030.10mm，以防漏水。以防漏水。图图6.32 镶汽缸套时汽缸的加工尺寸镶汽缸套时汽
46、缸的加工尺寸6.2.2曲轴曲轴飞轮组的检修飞轮组的检修1.曲轴损伤的检查曲轴损伤的检查 曲轴的损伤主要是主轴颈和连杆轴颈的磨损，轴颈表面曲轴的损伤主要是主轴颈和连杆轴颈的磨损，轴颈表面拉伤、烧蚀，曲轴弯曲或扭曲变形，严重时出现裂纹，甚至拉伤、烧蚀，曲轴弯曲或扭曲变形，严重时出现裂纹，甚至断裂。断裂。曲轴轴颈的磨损量可用外径千分尺按图曲轴轴颈的磨损量可用外径千分尺按图6.33所示测量方所示测量方法和测量部位测量。法和测量部位测量。图图6.33 测量主轴颈和连杆轴颈的直径测量主轴颈和连杆轴颈的直径 检查曲轴弯曲变形时，可将曲轴两端主轴颈放在测量平检查曲轴弯曲变形时，可将曲轴两端主轴颈放在测量平板上
47、的板上的V形块上，用百分表进行测量，方法如图形块上，用百分表进行测量，方法如图6.34所示。所示。图图6.34 检测曲轴弯曲变形检测曲轴弯曲变形 变形过大时，应采用热校、冷压或敲击法消除，必要时变形过大时，应采用热校、冷压或敲击法消除，必要时更换曲轴。曲轴上的裂纹可通过磁力探伤检查。更换曲轴。曲轴上的裂纹可通过磁力探伤检查。2.曲轴的磨削加工曲轴的磨削加工 曲轴轴颈磨损或轴颈的圆度、圆柱度超过极限值，均须曲轴轴颈磨损或轴颈的圆度、圆柱度超过极限值，均须在专用曲轴磨床（图在专用曲轴磨床（图6.35）上按曲轴修理尺寸修磨轴颈。）上按曲轴修理尺寸修磨轴颈。一般主轴颈和连杆轴颈应按同一级的修理尺寸磨削
48、，以一般主轴颈和连杆轴颈应按同一级的修理尺寸磨削，以便分别选配同一级修理尺寸的轴瓦。磨削前应先确定各轴颈便分别选配同一级修理尺寸的轴瓦。磨削前应先确定各轴颈的修理尺寸，购买选配轴承。的修理尺寸，购买选配轴承。图图6.35 曲轴磨床曲轴磨床3.曲轴主轴承和连杆轴承的选配曲轴主轴承和连杆轴承的选配1）轴承选配）轴承选配 曲轴轴承俗称轴瓦。为了正确选配轴承，应了解上下轴曲轴轴承俗称轴瓦。为了正确选配轴承，应了解上下轴承的组合特点和轴承、轴承盖、曲柄以及缸体上有关数码和承的组合特点和轴承、轴承盖、曲柄以及缸体上有关数码和字母的含义。字母的含义。（1）按曲轴轴颈选配轴承。此类轴承也称）按曲轴轴颈选配轴承
49、。此类轴承也称“组瓦组瓦”，当轴颈，当轴颈尺寸确定后，则轴承尺寸也就确定了，在一组主轴承或连杆尺寸确定后，则轴承尺寸也就确定了，在一组主轴承或连杆轴承中，可任意选取一片上轴瓦和一片下轴瓦配对。轴承中，可任意选取一片上轴瓦和一片下轴瓦配对。（2）以轴承承孔尺寸选配轴承。这种轴承也叫）以轴承承孔尺寸选配轴承。这种轴承也叫“对瓦对瓦”，只能对号入座。例如，丰田只能对号入座。例如，丰田22R发动机曲轴的标准主轴承尺发动机曲轴的标准主轴承尺寸分寸分4组，以轴承背面印的数码组，以轴承背面印的数码1、2、3、4表示。表示。在缸体下平面上打印出一组在缸体下平面上打印出一组5位数码（位数码（1号号5号），依次号
50、），依次代表从第代表从第1第第5道主轴颈应选配的轴承号，如图道主轴颈应选配的轴承号，如图6.36所示。所示。图图6.36 丰田丰田22R主轴承选配主轴承选配（3）根据轴颈尺寸或色标选配轴承。选配切诺基的连杆轴）根据轴颈尺寸或色标选配轴承。选配切诺基的连杆轴承和主轴承时，应根据所测轴颈尺寸或色标（轴颈尺寸按公承和主轴承时，应根据所测轴颈尺寸或色标（轴颈尺寸按公差分组的标记），并结合配合间隙来选配。一对上、下轴承差分组的标记），并结合配合间隙来选配。一对上、下轴承尺寸（或色标）可以相同，也可以不同，但上、下轴承尺寸尺寸（或色标）可以相同，也可以不同，但上、下轴承尺寸差不得大于差不得大于1个轴承级别
