1、2022-7-20全国交通运输职业教育教学指导委员会全国交通运输职业教育教学指导委员会 组织编写王王 雷雷 主 编2022-7-20发动机配气机构构造与检修汽油发动机燃料供给系统构造与检修发动机润滑系统构造与检修发动机冷却系统构造与检修单元三单元四单元五单元六单元七单元八单元九发动机排放控制系统构造与检修 发动机拆装与维护 发动机综合故障诊断与排除 单元二发动机曲柄连杆机构构造与检修单元十柴油发动机 单元一汽车发动机基本知识学习任务1 机体组构造与检修学习任务2 活塞连杆组构造与检修学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修思考与练习 学习任务1 机体组构造与检修学习目标知识目标 1能正确叙述机体组的作
2、用与组成；2能正确描述机体组主要部件结构特点与原理；3能正确叙述机体组主要部件的作用与分类。技能目标 1能规范对汽缸盖平面度检测；2能规范对汽缸圆度与圆柱度检测。建议课时 35课时。学习任务1 机体组构造与检修 一、理论知识准备 机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和各系统部件安装和配合的基体。机体组主要由汽缸盖、汽缸盖罩、汽缸垫、汽缸体、主轴承盖和油底壳等组成，如图2-1所示。而机体组的部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、汽油喷射系统、冷却系统、润滑系统的组成部分，因此，严格地区别发动机各系统所归属零部件比较困难。图2-1 发动机机体组 学习任务1 机体组构造与检修 1汽缸体 1）
3、结构 汽缸体是发动机的主体，是安装活塞、曲轴以及其他零件和附件的支承骨架，其内部引导活塞作往复运动的圆柱形空腔称为汽缸。汽缸的作用是引导活塞和散发燃烧过程中产生的多余热量，汽缸工作表面除承受燃烧气体的高温高压外，活塞还在其中作高速往复运动。所以汽缸体必须具有足够的刚度、强度、耐磨和抗腐性，同时还要具备质量轻、散热好的特性。发动机汽缸体通常采用含镍量高、硬度较高的铸铁制造，并且在汽缸体上铸有许多加强筋，如图2-2所示。随着制造工艺的提高以及技术的进步，现在越来越多的汽缸体采用铝合金结构，以减轻质量。汽缸体下半部为支承曲轴的曲轴箱，内部铸有冷却水套和润滑油道。图2-2 铸铁发动机缸体 学习任务1
4、机体组构造与检修 2）分类 （1）按制造材料分。按照制造材料的不同可分为铸铁汽缸体和铝合金汽缸体。铸铁汽缸体强度、刚度及耐磨性能较好，但汽缸体比较笨重，散热性差。铝合金汽缸体质量轻、散热好，适合于中小型发动机，但其强度、刚度较低，耐磨性较差，成本相对较高。（2）按汽缸体与油底壳安装平面位置分 按照汽缸体与油底壳安装平面位置的不同分为平分式、龙门式和隧道式三种类型，如图2-3所示。学习任务1 机体组构造与检修图2-3 曲轴箱的基本结构形式 学习任务1 机体组构造与检修 平分式汽缸体。其油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。其机体高度小、质量轻、机械加工简单、曲轴拆装较为方便，但刚度、强度较差，
5、且曲轴前后端与油底壳接合处密封性较差，多用于中小型发动机。龙门式汽缸体。其油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。其强度高、刚度好、能承受较大的机械负荷，但结构笨重、工艺性差。隧道式汽缸体。其曲轴主轴承孔为整体式，主轴承孔较大，安装曲轴时需要从汽缸体后部装入。其结构紧凑、刚度和强度好，但加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。学习任务1 机体组构造与检修 3）汽缸体端面 发动机汽缸体有上下两个端面。上端面安装有用于固定汽缸垫和汽缸盖的定位销，同时有连通汽缸盖和汽缸体的水道、润滑油道及其回油道。为了保证汽缸盖和汽缸体之间的密封性，汽缸上端面需要有较好的平面度。汽缸体下端面与油底壳相连，两者间的接合
6、依靠密封垫来密封，如果密封不良，将会造成汽缸体下端面与油底壳之间的接合处漏油，如图2-4所示。图2-4 汽缸体端面 学习任务1 机体组构造与检修 2汽缸套 目前广泛应用的是在汽缸体内镶入汽缸套，汽缸套是一个圆筒形零件，镶嵌在汽缸体孔中，活塞在汽缸套内作往复运动，其外由冷却液冷却。尤其是铝合金汽缸体耐磨性较差，通常需要在汽缸体内镶入汽缸套，这种结构大大提高了汽缸体的使用寿命。学习任务1 机体组构造与检修 1）干式汽缸套 干式汽缸套安装在汽缸套座孔内，其外壁不与冷却液接触，壁厚一般为13mm，如图2-5所示。干式汽缸套的外圆表面和汽缸套座孔内表面均须精细加工，一般采用过盈配合以保证配合精度。干式汽
7、缸套具有整体式汽缸体的特点，其强度和刚度都较好，但加工比较复杂，散热性能较差，温度分布不均匀，容易发生局部变形，拆装也不方便。图2-5 干式汽缸套 学习任务1 机体组构造与检修 2）湿式汽缸套 湿式汽缸套外壁与冷却液直接接触，如图2-6所示。其壁厚达59mm，以微小的装配间隙放入汽缸中。湿式汽缸套的优点是机体上没有密封水套，容易铸造，传热好，温度分布比较均匀，修理方便，不必将发动机从汽车上拆下就可更换汽缸套。缺点是机体刚度差，易产生穴蚀，且易漏气漏水。湿式汽缸套多应用在柴油机上。图2-6 湿式汽缸套 学习任务1 机体组构造与检修 3汽缸盖 汽缸盖位于汽缸顶部，它构成燃烧室的顶部，结构如图2-7
8、所示。汽缸盖的上部钻有火花塞安装孔、喷油器安装孔、进气口、排气口，侧面铸有进排气通道孔，内部还加工有气门导管及冷却液通道。汽缸盖一般用优质铸铁或铝合金材料铸造，需要承受高温，铝合金汽缸盖因其具有质量轻、易浇铸、散热好等优点，现在被越来越多的发动机采用。汽缸盖上端面与气门盖罩相接合，下端面通过汽缸衬垫与汽缸体上端面配合，由汽缸盖螺栓固定。若凸轮轴安装在汽缸盖上，则汽缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔或凸轮轴轴承座及其润滑油道。学习任务1 机体组构造与检修图2-7 汽缸盖 学习任务1 机体组构造与检修 4燃烧室 活塞位于上止点时，活塞顶面以上与汽缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室。汽油发动机燃烧室主要有半
9、球形燃烧室、楔形燃烧室、浴盆形燃烧室、多球形燃烧室和篷形燃烧室等类型，如图2-8所示。图2-8 燃烧室类型 学习任务1 机体组构造与检修 5汽缸盖罩 汽缸盖罩是盖在发动机缸盖上的罩壳，其主要功能是防止外界杂质进入发动机内，同时起到密封的作用。遮盖并密封汽缸盖，将机油保持在内部，将发动机运转过程中形成的油雾聚集在汽缸盖罩内，最终使机油冷凝并向下流回机油壳。此外汽缸盖罩还有曲轴箱通风的功能，通常用一根管子连接汽缸盖罩和进气道，以便内部气体流通循环，该管可以使用带槽软管接头、螺纹管接头或快换接头来连接。学习任务1 机体组构造与检修 6汽缸垫 1）作用与工作条件 发动机汽缸垫又称汽缸衬垫、汽缸床，是机
10、体顶面与汽缸盖底面之间的密封件，如图2-9所示。其作用是保证汽缸密封不漏气，同时保证由机体流向汽缸盖的冷却液和机油不泄漏。汽缸垫承受拧紧汽缸盖螺栓的压力，并受到汽缸内燃烧气体高温、高压的作用以及机油和冷却液的腐蚀。因此汽缸垫应该具有足够的强度，并且要耐压、耐热和耐腐蚀。图2-9 汽缸垫 学习任务1 机体组构造与检修 2）类型及特点 按所用材料的不同，汽缸垫可分为金属-石棉衬垫、金属-复合材料衬垫和全金属衬垫等多种。金属-复合材料衬垫和全金属衬垫均属无石棉汽缸衬垫，因没有石棉夹层，从而可消除衬垫中气囊的产生，也减少了工业污染，是当前的发展方向。金属石棉衬垫以石棉为基体，外包铜皮或钢皮，有的金属-
11、石棉衬垫是以扎孔钢板为骨架，外覆石棉及黏合剂压制而成。金属石棉衬垫具有良好的弹性和耐热性，能重复使用，寿命长。若将石棉板在耐热的黏合剂中浸渍以后，则可增加汽缸垫的强度。金属复合材料衬垫是在钢板的两面粘覆耐热、耐压和耐腐蚀的新型复合材料，在汽缸孔、冷却液孔和机油孔周围用不锈钢皮包边。金属衬垫强度高，抗腐蚀能力强，多用于强化程度较高的发动机上。优质铝板汽缸衬垫，冷却液孔用橡胶环密封。不锈钢叠片式汽缸衬垫的结构，冷却液孔也用橡胶环密封。学习任务1 机体组构造与检修 二、任务实施 （一）汽缸盖平面度检测 1准备工作 （1）准备所需要的刀口尺、塞尺等量具。（2）准备被测汽缸盖，以及笔记本、笔等记录用具。
12、2技术要求与注意事项 （1）查询技术资料获取被测汽缸盖技术参数。（2）汽缸盖测量时的测量点要严格按照工艺文件的要求进行，汽缸盖的平面度0.05mm可用，最大允许量必须使凸轮轴能够自由转动。学习任务1 机体组构造与检修 3操作步骤 （1）清除汽缸盖表面污物。（2）把刀口尺平放于不同的检测位置。（3）轻轻翻转刀口尺，使刀口尺的刃口与汽缸盖被测位置表面接触。用塞尺测量刀口尺与汽缸盖之间的间隙，如图2-10所示。图2-10 汽缸盖平面度测量15-刀口尺所放位置 学习任务1 机体组构造与检修 （4）记录测量的数值，根据所测数据进行检测结果判断。汽缸盖下平面可根据情况采用磨削等方法予以修平。（5）完成实训
13、任务后，对工作过程进行自我评价，提交实训工作单，接受指导老师的技能考核。（6）整理并清洁工作场所，清点和收拾借出的工具、设备和资料，交回实训室。学习任务1 机体组构造与检修 （二）汽缸圆度和圆柱度检测 1准备工作 （1）准备所需要的游标卡尺、量缸表、外径千分尺、百分表等量具。（2）准备被测汽缸，以及笔记本、笔等记录用具。2技术要求与注意事项 （1）查询技术资料获取被测汽缸的标准参数，或用游标卡尺测取大概直径。（2）量具误差检验校准。学习任务1 机体组构造与检修 3操作步骤 （1）用游标卡尺预测量汽缸直径，确定被测汽缸的标准缸径。（2）根据汽缸直径选择适合的接杆，组装量缸表。（3）把内径百分表装
14、入表杆的上端，并使表盘朝向测量杆的活动点，以便于观察。（4）用外径千分尺测量量缸表下端接杆处长度，调整使其大于缸径23mm，锁紧测量杆螺母，并记录，如图2-11所示。图2-11 量缸表测量 学习任务1 机体组构造与检修 （5）将量缸表的测量杆伸入汽缸，分别对汽缸的上、中、下位置的横纵2个方向进行测量，共计测量6次，并记录。在测量上、下位置时，都是距汽缸上下平面10mm处测量，如图2-12所示。图2-12 汽缸测量1-导板；2-探头 学习任务1 机体组构造与检修 （6）数值计算。基准长度减去测量表中变化的数值即为所测的直径。（7）计算与判断。汽缸圆度计算。圆度误差（测量最大值测量最小值）/2，最
15、大值、最小值分别是同一平面的测量数据。汽缸圆柱度计算。圆柱度误差（测量最大值测量最小值）/2，最大值、最小值分别是所有的测量数据。参考标准见表2-1。学习任务1 机体组构造与检修 汽缸圆度公差：汽油机为0.05mm，柴油机为0.065mm。汽缸圆柱度公差：汽油机为0.20mm，柴油机为0.25mm。如超出此范围，则应进行镗缸修理。（8）完成实训任务后，对工作过程进行自我评价，提交实训工作单，接受指导老师的技能考核。（9）整理并清洁工作场所，清点和收拾借出的工具、设备和资料，交回实训室。学习任务1 机体组构造与检修 （三）汽缸体和汽缸盖裂纹的检修 1准备工作 （1）准备汽缸体和汽缸盖。（2）准备
16、放大镜、磁力探伤仪和水压机。2技术要求与注意事项 （1）当需要镶换汽缸套（干式）时，应在镶好汽缸套后再进行一次水压试验。汽缸体在焊接修理后，也应进行水压试验。（2）汽缸盖出现裂纹一般应予以更换。（3）磁力探伤法不适合铝合金汽缸体和汽缸盖。学习任务1 机体组构造与检修 3检查步骤 （1）观察法检测。明显的裂纹可用眼睛或放大镜观察。（2）磁力探伤法检测。使用便携式磁力探伤仪。被测汽缸体或汽缸盖在电磁场的作用下，由于其表面裂纹会产生磁力线泄漏或聚集，从而显示出裂纹部位。（3）水压试验法检测。如图2-13所示，试验时，应用专用的盖板封住汽缸体水道口，用水压机将水压入缸体水道中，要求在0.30.4MPa
17、的压力下，保持约5min，应没有任何渗漏现象。图2-13 汽缸体水压试验 学习任务1 机体组构造与检修 （4）完成实训任务后，对工作过程进行自我评价，提交实训工作单，接受指导老师的技能考核。（5）整理并清洁工作场所，清点和收拾借出的工具、设备和资料，交回实训室。学习任务1 机体组构造与检修 三、评价与反馈 1自我评价 （1）通过本学习任务的学习你是否已经知道以下问题：发动机机体组的作用与组成是什么?汽缸体的结构特点及类型有哪些?汽缸盖的结构特点及作用有哪些?汽缸垫的作用与分类有哪些?油底壳的作用与分类有哪些?（2）汽缸盖平面度检测与汽缸检测使用的量具有哪些?（3）实训完成情况如何?（4）通过本
18、学习任务的学习，你认为自己的知识和技能还有哪些欠缺?签名：_ _年_月_日 学习任务1 机体组构造与检修 学习任务1 机体组构造与检修 四、技能考核标准（表2-3）学习任务2 活塞连杆组构造与检修学习目标知识目标 1能正确叙述活塞连杆组的组成与作用；2能正确描述活塞连杆组的结构与工作原理。技能目标 1能规范对活塞连杆组进行装配；2能规范对活塞进行拆装；3能规范对活塞及活塞环进行检测。建议课时 35课时。学习任务2 活塞连杆组构造与检修 一、理论知识准备 活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴瓦等组成。活塞连杆组将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞顶上的燃烧气体压力转
19、变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车行驶，如图2-14所示。图2-14 活塞连杆组件 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 1活塞 活塞的作用是承受混合气燃烧后产生的压力，并将此压力通过活塞销传给连杆，最终传递至曲轴，以推动曲轴旋转。此外，活塞还与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。活塞由活塞顶部、头部、裙部三部分组成，如图2-15所示。图2-15 活塞结构 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 1）活塞顶部 活塞顶部的形状通常有平顶、凸顶和凹顶三种，如图2-16所示。平顶活塞吸热面积小，制造工艺简单，广泛应用于汽油发动机；凸顶活塞强度和刚度较高，可以增大压缩比，但吸热面积大，应用于二冲程发动机较多；凹顶活塞
20、上加工或铸造的凹槽主要用来配合压缩比，同时可避免因正时皮带断裂而导致的活塞顶与气门相互撞击。图2-16 活塞顶结构 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 2）活塞头部 最下一道活塞环槽以上的部分称为活塞头部，其主要作用是：承受气体压力，并传给连杆；与活塞环一起实现对汽缸的密封；将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给汽缸壁。活塞头部一般有两道气环槽和一道油环槽。气环槽一般具有同样的宽度，油环槽比气环槽宽度大，且槽底加工有回油孔，方便油环刮下的润滑油流回油底壳。3）活塞裙部 活塞环槽以下的部分称为活塞裙部。其作用是引导活塞在汽缸中作往复运动并承受侧压力。活塞裙部与汽缸壁表面的接触面积直接影响发动机的摩擦损
21、失。然而接触面积小则油膜厚度也减小，当油膜厚度过小，将导致摩擦力增大。缩短活塞裙部可以减小接触面而降低摩擦力，但会增大活塞的晃动而造成裙顶和裙底的接触应力升高，影响活塞的工作性能。学习任务2 活塞连杆组构造与检修 2活塞环 活塞环安装于活塞头部的活塞环槽中，其作用是：密封燃烧室，防止高压气体从活塞处泄漏；刮除汽缸壁多余机油，并在汽缸壁涂抹一层均匀的油膜；将活塞的热量传递到缸壁上，并通过冷却系统进行散热。活塞环分为气环和油环两种类型，气环位于活塞上部，油环位于气环之下，如图2-17所示。图2-17 活塞环 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 1）气环 气环装在活塞头部上端的环槽内，用来防止漏气，将
22、活塞头部的热量传递到汽缸壁，疏散活塞的热量。气环一般都标有标记来指示安装方向，安装时必须将有标记的一面朝向活塞顶部。由于活塞环在自由状态下不是正圆形，其外廓尺寸比汽缸直径大，当活塞环装入汽缸后，在其自身的弹力作用下环的外圆面与汽缸壁紧贴从而形成垂直密封面。当活塞下行时，活塞环紧贴活塞环槽上端面，形成水平封面，同理，活塞上行时也能形成水平封面，如图2-18所示。由于采用多道活塞环，在装配时环的开口相互错开，形成迷宫式漏气通道，所以气体在通道内的流动阻力很大，最后漏入曲轴箱内的气体就非常少了，一般仅为进气量的0.2%1.0%。图2-18 活塞环密封 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 （1）活塞环间
23、隙。为了防止活塞环受热膨胀卡死在汽缸内，活塞环设计有三种间隙，即活塞环侧隙、背隙和端隙。活塞环与环槽端面之间的间隙称为侧隙，活塞环宽度与环槽深度的差值称为背隙，活塞环在上止点时环的开口间隙称为端隙，如图2-19所示。活塞环对间隙的要求非常高，如果间隙过大会导致密封性变差；如果间隙过小，活塞环受热膨胀可能会在环槽内形成卡滞，导致发动机故障。图2-19 活塞环间隙 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 （2）气环截面。气环的截面对于汽缸的密封和润滑影响很大，不同的发动机对气环密封性的要求也不同，其气环的截面也有差异。气环根据其截面形状分为矩形环、锥面环、扭曲环、梯形环和桶面环，如图2-20所示。图2-
24、20 气环截面 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 矩形环。矩形环的剖面是矩形，其几何形状简单，正常工作条件下具有足够的密封性，便于加工，曾被中小功率柴油机广泛采用。锥面环。锥面环一般用于中间环，锥面环的外圆呈锥形。锥面环外圆面上加工有一个很小的斜角，这种结构减少了环与汽缸壁接触面，从而提高表面接触压力，利于磨合和密封。扭曲环。扭曲环包括正扭曲环和反扭曲环，正扭曲环是在矩形环的内圆上边缘或外圆下边缘切口，如图2-21a）所示，而反扭曲环是在矩形环的内圆下边缘或外圆上边缘倒角，如图2-21b）所示。图2-21 扭曲环 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 梯形环。梯形环两侧面是倾斜的，随着活塞上下运动
25、时，在活塞侧压力的作用下，环的侧隙发生变化，能将环槽中的胶状油焦挤出，防止积炭生成。桶面环。桶面环的表面形状多呈凸圆弧形，当环上下运动时，均能与汽缸壁形成楔形空间，使机油容易进入摩擦面，从而使磨损大为减少。学习任务2 活塞连杆组构造与检修 2）油环 油环安装在气环之下，用来刮落附着在汽缸壁上的润滑油，防止机油进入燃烧室。汽油发动机通常使用组合油环，组合油环由上、下两个刮片和中间的衬环组成，如图2-22所示。衬环具有弹性和张力，其外围直径比汽缸直径略大一些，可将刮片紧紧压向汽缸壁。这种油环质量小，回油顺畅，刮油效果明显。图2-22 组合油环 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 3活塞销 活塞销是装
26、在活塞裙部的空心圆柱体销子，它的中部穿过连杆小头孔，用来连接活塞和连杆，把活塞承受的气体作用力传给连杆，如图2-23所示。图2-23 活塞销 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 活塞销的材料一般为低碳钢或低碳合金钢，外表面渗碳淬硬，再经精磨和抛光等精加工，既提高了表面硬度和耐磨性，又保证有较高的强度和冲击韧性。活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接配合有全浮式和半浮式两种方式，如图2-24所示。图2-24 活塞销类型 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 1）全浮式 全浮式活塞销，当发动机工作时，活塞销、连杆小头和活塞销座都有相对运动，活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。为了防止全
27、浮式活塞销轴向窜动，在活塞销两端装有挡圈或卡环，进行轴向定位。由于活塞是铝合金材料，而活塞销采用钢材料，两者膨胀系数不同，铝合金比钢热膨胀量大。为了保证高温工作时活塞销与活塞销孔为过盈配合，装配时先把铝活塞加热到一定温度，然后再把活塞销装入。2）半浮式 半浮式活塞销，安装的特点是活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动，而和连杆小头没有相对运动。学习任务2 活塞连杆组构造与检修 4连杆组 连杆组连接着活塞组与曲轴飞轮组，其作用是将活塞承受的力传给曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆组由连杆大头、连杆杆身和连杆小头三部分组成，其结构如图2-25所示。连杆大
28、头包括连杆轴承、轴承盖、螺栓及螺母等零件；连杆小头包括衬套及连杆销孔。图2-25 连杆组 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 1）连杆小头 连杆小头孔用来安装活塞销，以连接活塞。在全浮式连接的连杆小头孔内有耐磨的青铜衬套或铁基粉末冶金衬套。为了润滑衬套，连杆小头和衬套上一般铣有储存飞溅润滑油的油槽或油孔，小头油孔正好通在两衬套之间的间隙中，润滑油可以从油孔进入衬套内表面，润滑衬套和活塞销。2）连杆杆身 连杆杆身通常做成“工”字形断面，从而在质量尽可能小的情况下提高其抗弯强度。连杆杆身质量小，大圆弧过渡，且上小下大。如果连杆小头采用压力润滑，杆身中部加工有连通大、小头的油道。学习任务2 活塞连杆组
29、构造与检修 3）连杆大头 汽油机一般采用分开式连杆大头，连杆大头的连杆轴承是分开的，与杆身分离的一半称为连杆轴承盖，二者靠连杆螺栓连接为一体，如图2-26所示。图2-26 连杆大头 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 连杆大头是配对加工的，没有互换性，也不可翻转180安装，故在其侧面标有配对和质量分组记号。连杆轴承盖一般用两个螺栓紧固，连杆螺栓或螺母必须可靠锁定，否则，会造成发动机严重损坏。为防止连杆轴承转动和轴向移动，一般在连杆大头分离面加工有定位凹槽，与轴承上的定位凸键相配合。学习任务2 活塞连杆组构造与检修 4）连杆轴承 连杆轴承也称连杆轴瓦，是连杆大头孔内安装的瓦片式滑动轴承，如图2-2
30、7所示，用来保护连杆轴颈及连杆大头孔，防止其过度磨损。连杆轴承上均有定位凸键，安装在连杆大头和连杆盖的定位凹槽中，以防止连杆轴承在工作中发生转动或轴向移动。连杆轴承内表面的耐磨层由厚度为0.30.7mm的薄层耐磨合金制成，耐磨合金具有保持油膜、减少摩擦阻力和易于磨合的作用。另外，其内表面还加工有润滑油孔和油槽，油孔用来润滑轴承，油槽用来储存润滑油，以保证可靠的润滑。图2-27 连杆轴承 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 二、任务实施 下面以大众EA211发动机为例，进行活塞连杆组拆装及活塞环间隙测量。（一）活塞连杆组装配 1准备工作 （1）将EA211发动机的活塞连杆组部件放置于拆装桌上。（2
31、）准备常用的拆装工具、橡胶锤、台虎钳、活塞环拆装钳等。（3）准备润滑油、擦拭纸、清洁剂。（4）检查实训室通风系统设备工作是否正常。2技术要求与注意事项 （1）所有部件严格按照标准工艺装配。（2）螺栓严格按标准力矩拧紧。学习任务2 活塞连杆组构造与检修 3操作步骤 （1）更换连杆螺栓。用机油润滑螺纹和接触表面，拧紧力矩为30Nm90。（2）通过涨断法（断裂）加工连杆，连杆轴承盖只有一个安装位置且只能安装在所属的连杆上，在B处标出所属汽缸，安装位置A指向曲轴皮带轮侧，如图2-28所示。图2-28 活塞连杆组装配图 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 （3）安装轴瓦。安装位置如图2-29所示，将轴瓦居
32、中装入连杆和连杆轴承盖内，轴瓦距连杆轴承盖间距a 相等，更换用过的轴瓦。图2-29 轴瓦装配 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 （4）分离新连杆。连杆只能成套更换，新连杆可能会出现杆身和连杆轴承盖没有完全分离的情况。如果无法用手拆下连杆轴承盖，用带铝制保护钳口的台虎钳稍稍夹紧连杆，旋松两个螺栓约5圈，小心地用一把橡胶锤沿箭头方向敲击连杆轴承盖，脱开轴承盖。（5）更换两个新的卡环。（6）安装活塞销。活塞销不易安装时，将活塞加热到60C左右。（7）安装活塞。标记活塞所属汽缸，如图2-30所示；活塞顶部标记箭头指向曲轴皮带轮侧，如果之前的活塞需进行重新安装，在活塞顶部用彩色标记所属的汽缸。图2-30
33、 活塞标记 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 （8）安装活塞环。检查压缩环开口间隙；检测活塞环与活塞凹槽间隙；用通用活塞环钳拆卸和安装活塞环，开口错开120。（9）安装刮油环。小心地用活塞环钳拆卸和安装3道刮油环，刮油环开口间隙开口错开120。（10）完成实训任务后，对工作过程进行自我评价，提交实训工作单，接受指导老师的技能考核。（11）整理并清洁工作场所，清点和收拾借出的工具、设备和资料，交回实训室。学习任务2 活塞连杆组构造与检修（二）活塞拆装1准备工作（1）准备EA211发动机台架。（2）准备常用的拆装工具、橡胶锤、通用活塞环张紧带等。（3）准备冲头SVW222a或VW222A，用于推出
34、活塞销。（4）准备润滑油、擦拭纸、清洁剂。（5）检查实训室通风系统设备工作是否正常。2技术要求与注意事项（1）严格按照标准工艺装配。（2）工具使用过程中要注意安全。（3）连杆大头螺栓严格按标准力矩拧紧。学习任务2 活塞连杆组构造与检修 3操作步骤 （1）拆卸汽缸盖。（2）拆卸油底壳，取下防油挡板。（3）标出活塞所属汽缸，对连杆和连杆轴承盖所属汽缸进行标记。（4）拆卸连杆轴承盖，将连杆连同活塞一起从汽缸体中拆出。（5）从活塞销孔中取出卡环，使用冲头SVW222a或VW22A推出活塞销。（6）安装。安装以拆卸的相反顺序进行。（7）完成实训任务后，对工作过程进行自我评价，提交实训工作单，接受指导老师
35、的技能考核。（8）整理并清洁工作场所，清点和收拾借出的工具、设备和资料，交回实训室。学习任务2 活塞连杆组构造与检修（三）活塞检查1准备工作（1）准备已拆卸活塞的EA211发动机台架。（2）准备塞尺、活塞环卡钳、外径千分尺（5075mm）。（3）准备润滑油、擦拭纸、清洁剂。（4）记录所用纸和笔。2技术要求与注意事项（1）活塞环开口锋利，拆装过程要注意安全。（2）工具使用过程中要注意安全。（3）检测前认真清洗活塞、活塞环。学习任务2 活塞连杆组构造与检修 3操作步骤 （1）检测活塞。从距下边缘约7mm，且与活塞销的轴线错开90处进行测量，如图2-31所示。图2-31 活塞测量 学习任务2 活塞连
36、杆组构造与检修 （2）检测活塞环开口间隙。活塞环垂直于汽缸壁从上推入下面的汽缸开口，离缸边缘约15mm，推入时使用不带环的活塞，如图2-32所示。图2-32 活塞环开口间隙检测 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 （3）检测活塞环高度间隙。清洁活塞环及环槽，将活塞环放入对应的环槽中，用塞尺测量活塞环与环槽的间隙，如图2-33所示。（4）完成实训任务后，对工作过程进行自我评价，提交实训工作单，接受指导老师的技能考核。（5）整理并清洁工作场所，清点和收拾借出的工具、设备和资料，交回实训室。图2-33 活塞环高度间隙检测 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 三、评价与反馈 1自我评价 （1）通过本学习任
37、务的学习你是否已经知道以下问题：活塞连杆组的作用有哪些?活塞连杆组的结构组成有哪些?活塞连杆组的工作原理是什么?（2）实训过程完成情况如何?（3）通过本学习任务的学习，你认为自己的知识和技能还有哪些欠缺?签名：_ _年_月_日 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 学习任务2 活塞连杆组构造与检修 四、技能考核标准（表2-5）学习任务2 活塞连杆组构造与检修 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修学习目标知识目标 1能正确叙述曲轴的结构特点与工作原理；2能正确描述飞轮的结构与工作原理。技能目标 1能规范对曲轴轴向间隙进行检测；2能规范对曲轴径向跳动量进行检测；3能规范对曲轴轴颈圆度、圆柱度进行检测。建议
38、课时 24课时。学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 一、理论知识准备 曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、转速传感器齿盘、曲轴正时齿轮和带减振器的皮带轮等组成，如图2-34所示。图2-34 曲轴飞轮组件 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 1曲轴 1）作用 曲轴的作用是承受活塞连杆的作用力，把活塞连杆的往复运动转变为自身的旋转运动，并对外输出动力，用以驱动汽车的传动系统、发动机配气机构及其他附属装置。曲轴要求具有较强的刚度、冲击韧性和耐磨性，其材料一般采用中碳钢或中碳合金钢模锻。学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 2）结构 曲轴的形式有整体式和组合式两种。曲轴由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、前轴端和后轴端
39、等部分组成。其中主轴颈和连杆轴颈上有润滑油道，平衡重上面有平衡孔。曲轴前轴端连接曲轴皮带轮，用来驱动发动机附属装置（如空调系统、转向助力系统等）；曲轴后轴端连接飞轮，对外输出动力，其结构如图2-35所示。图2-35 曲轴结构 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 （1）主轴颈。曲轴主轴颈用于支承曲轴，它通过滑动轴承安装在曲轴箱的主轴承座中，主轴承盖用螺栓与上曲轴箱的主轴承座紧固在一起。为了使各主轴颈磨损相对均匀，对于受力较大的中部和两端的主轴颈制造得较宽。主轴颈的数目不仅与发动机汽缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式，发动机缸体上通常会加工出若干个曲轴支承点。（2）连杆轴颈。连杆轴颈用来安装连杆大头
40、，是曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连，在连接处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目和汽缸数相等。V形发动机的连杆轴颈数等于汽缸数的一半。学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 （3）曲柄。曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分。为了平衡离心力矩，曲柄处配置平衡重，平衡重可以平衡一部分活塞往复惯性力，使曲轴旋转平稳，如图2-36所示。图2-36 曲轴平衡 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 （4）曲拐。曲拐由主轴颈、连杆轴颈和曲柄组成。直列式发动机的曲拐数量等于汽缸数量；V形发动机的曲拐数量等于汽缸数量的一半。曲轴的形状和曲拐相对位置（即曲拐的布置）取决于汽缸数、汽缸排列和发动机的点
41、火顺序。多缸发动机应使连续做功的两缸相距尽可能远，减轻主轴承的载荷；同时避免可能发生的进气重叠现象。直列四缸发动机曲拐布置特点：曲拐在曲轴轴线方向对称布置于同一平面，相邻做功汽缸的曲拐夹角为180，发动机工作顺序有：1-3-4-2或1-2-4-3，如图2-37所示。学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修图2-37 四缸发动机工作顺序 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 直列六缸四冲程发动机曲拐布置特点：曲拐在曲轴轴线方向对称布置于三个平面内，相邻做功汽缸的曲拐夹角为120，发动机工作顺序有：1-5-3-6-2-4或1-4-2-6-3-5，如图2-38所示。图2-38 六缸发动机工作顺序 学习任务3 曲
42、轴飞轮组构造与检修 四冲程V6发动机曲拐布置特点是：曲拐在曲轴轴线方向对称布置于三个平面内，相邻做功汽缸的曲拐夹角为120，发动机工作顺序通常是：1-2-3-4-5-6。四冲程V8发动机曲拐布置特点是：曲拐在曲轴轴线方向对称布置于四个平面内（或一个平面）、相邻做功汽缸的曲拐夹角为90，发动机工作顺序通常是：1-8-4-3-6-5-7-2。学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 3）曲轴定位 曲轴作为发动机动力的主传动件，在车辆行驶过程中，除要承受来自斜齿轮传动时产生的轴向作用力外，还需要承受离合器（或自动变速器的液力变矩器）反作用力的冲击载荷，该冲击载荷能使曲轴产生轴向窜动。因此，曲轴上应安装轴向定
43、位装置，曲轴一般采用推力片定位，如图2-39所示，或翻边轴承定位，如图2-40所示，定位装置通常安装在中部某道轴承座处。半圆环推力片一般为四片，上、下各两片，分别安装在机体和主轴承盖上的浅槽中，用定位舌或定位销定位，防止其转动。装配时，需将有油槽的止推面朝向曲轴的止推面，不能装反。学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修图2-39 推力片图2-40 翻边轴承 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 4）曲轴主轴承 曲轴主轴承又称主轴瓦或大瓦，与连杆轴承相似，是剖分为两半的滑动轴承，有上下两片。主轴上瓦装在机体的主轴承座孔内，下瓦则装在主轴承盖内，机体主轴承座和主轴承盖通过螺栓固定。连杆轴承上瓦有机油孔和油槽
44、，为轴承输送和储存一定的润滑油，保证轴承的良好润滑质量，而主轴承下瓦由于受到较高的载荷，通常不开油孔和油槽，如图2-41所示。图2-41 曲轴主轴承轴瓦 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 5）前轴端和后轴端 前轴端是第一道主轴径之前的部分，通常有键槽用来安装驱动机油泵的齿轮和附件皮带轮。为防止润滑油泄漏装有密封圈，为了减小扭转振动装有扭转减振器。后轴端是最后一道主轴颈之后的部分，通常装有密封凸缘，凸缘上通常装有发动转速传感器。后端凸缘上加工有安装飞轮的螺栓孔。6）曲轴类型 发动机曲轴根据支承方式的不同可以分为全支承曲轴和非全支承曲轴；按曲轴制造方式分为锻造式曲轴和铸造式曲轴。学习任务3 曲轴飞
45、轮组构造与检修 （1）全支承曲轴。全支承曲轴每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈，如图2-42所示，如直列六缸发动机有七个主轴颈，直列四缸发动机有五个主轴颈。这种曲轴的强度和刚度都较好，且减轻了主轴承载荷，减小了磨损。汽油发动机多采用这种形式。图2-42 全支承曲轴 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 （2）非全支承曲轴。非全支承曲轴的主轴颈数比汽缸数目少或与汽缸数目相等，如图2-43所示。这种曲轴的主轴颈承受载荷较大，但缩短了曲轴的总长度。有些承受载荷较小的汽油发动机采用这种曲轴。图2-43 非全支承曲轴 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 （3）锻造式曲轴。高性能发动机通常采用锻造式曲轴。锻造式曲
46、轴的强度要高于铸造式曲轴，但制造成本较高。锻造式曲轴通常在曲柄上有明显较宽的分割线。（4）铸造式曲轴。相比于锻造式曲轴，铸造式曲轴的材料和加工成本较低，只需对轴颈及曲轴前后端进行磨削加工，且加工比较困难的曲拐位置和平衡重在铸造时即可完成。由于采用铸造工艺，曲轴内部晶相排列较均匀，能承受各个方向上的载荷；同时，铸造曲轴的平衡重密度小于锻造曲轴的平衡重，因此，铸造曲轴的质量要轻于锻造曲轴。7）曲轴振动 当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象称为扭转振动，简称扭振。学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 为了消减曲轴的扭转振动，现代汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴
47、前端装配扭转减振器，如图2-44所示。汽车发动机多采用橡胶扭转减振器、硅油扭转减振器和硅油橡胶扭转减振器等。其作用就是吸收曲轴扭转振动的能量、消除扭转振动。图2-44 曲轴扭转减振器 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 8）曲轴平衡 发动机曲轴平衡分为内部平衡和外部平衡，内部平衡装置包括平衡重和平衡轴，外部平衡装置包括扭转减振器和飞轮。（1）平衡重。平衡重一般铸造在曲柄的反方向上，用来平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生的离心惯性力和离心力矩，以及活塞连杆组的往复惯性力及其力矩，以使发动机运转平稳。平衡重有整体式和装配式两种类型。平衡重与曲轴制成一体的称为整体式平衡重，平衡重用螺栓固定在曲柄上的称
48、为装配式平衡重。有些刚度较大的全支承曲轴则没有平衡重，直接在曲轴上减少一部分质量。学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 （2）平衡轴。平衡轴用来平衡发动机的振动和降低噪声，延长发动机使用寿命，提升乘客的舒适性。平衡轴一般分为单平衡轴和双平衡轴两种，图2-45所示为大众EA888发动机双平衡轴结构。图2-45 大众EA888发动机双平衡轴 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 9）曲轴的润滑 为了润滑的需要，曲轴上钻有若干油道，这些油道孔使润滑油从主轴颈流动到连杆轴颈，如图2-46所示。曲轴轴承上的润滑油以油膜形式存在，并不断流动，其中一部分润滑油从连杆上的油孔喷出，其余润滑油从连杆和轴承的缝隙流出，对
49、轴承和轴颈进行润滑。曲拐的旋转将润滑油从油底壳带起并甩至汽缸壁上，对汽缸和活塞以及活塞环进行润滑，这种润滑方式称为飞溅润滑。图2-46 曲轴润滑油道 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 2飞轮 1）单质量飞轮 发动机飞轮的功用是储能、传力。它将做功行程中曲轴输出能量的一部分储存起来，用以在活塞其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有克服短时间的载荷的能力；此外，飞轮又用作离合器的驱动件，将发动机动力传至离合器，如图2-47所示。图2-47 单质量飞轮 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 2）双质量飞轮 双质量飞轮将原来的一个飞轮分成
50、两个部分：一部分保留在原来发动机一侧的位置上，起到原来飞轮的作用，用于起动和传递发动机的转动转矩，这一部分称为初级质量；另一部分则放置在传动系统变速器一侧，用于提高变速器的转动惯量，这一部分称为次级质量。两部分飞轮之间有一个环形的油腔，在腔内装有弹簧减振器，由弹簧减振器将两部分飞轮连接为一个整体，如图2-48所示。图2-48 双质量飞轮 学习任务3 曲轴飞轮组构造与检修 二、任务实施 （一）曲轴轴向间隙检测 1准备工作 （1）准备发动机台架。（2）准备常用的扭力扳手、磁性表座SVW 387或VW 387、百分表、一字螺丝刀等。2技术要求与注意事项 （1）百分表使用前需检查确保技术状况正常。（2
