曲柄连杆机构故障诊断与检修.ppt

8.1 8.1 曲柄连杆机构故障诊断与检修曲柄连杆机构故障诊断与检修 教学内容：教学内容：l1 1、气缸压力异常故障诊断、气缸压力异常故障诊断l2 2、发动机异响故障诊断、发动机异响故障诊断l3 3、气缸体与气缸盖的检修、气缸体与气缸盖的检修l4 4、活塞连杆组的检修、活塞连杆组的检修l5 5、曲轴飞轮组的检修、曲轴飞轮组的检修曲柄连杆机构概述曲柄连杆机构概述l1 1、曲柄连杆机构的组成、曲柄连杆机构的组成l机体缸盖组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。AJRAJR发动机曲柄连杆机构与配气机构的组成发动机曲柄连杆机构与配气机构的组成 2 2、曲柄连杆机构常见故障、曲柄连杆机构常见故障l（1）气缸压力过低。l（2）气缸压力过高。l（3）发动机异响。3 3、曲柄连杆机构常见故障的部位、曲柄连杆机构常见故障的部位l燃烧室周围的密封部位零件（气缸、气缸垫、活塞环、活塞）、曲轴、曲轴轴承等。8.1.1 8.1.1 气缸压力异常故障诊断气缸压力异常故障诊断l一、气缸压力过低故障诊断一、气缸压力过低故障诊断l1 1、故障现象、故障现象l起动困难、怠速不稳、动力不足、油耗增加、排放超标。2 2、故障原因、故障原因l（1）空气滤清器堵塞。l（2）气缸、活塞、活塞环磨损过甚。l（3）气缸盖与气缸体间密封不良。l（4）气门密封不良。l（5）气门间隙调整不当或配气相位失准。3 3、故障诊断方法、故障诊断方法l（1）人工经验诊断法l（2）仪器仪表诊断法l 用气缸压力表诊断。l 用窜气量测量仪诊断。l 用气缸漏气量（率）检验仪诊断。l 用真空表诊断。二、气缸压力过高故障诊断二、气缸压力过高故障诊断l1 1、故障现象、故障现象l发动机转速偏高，发动机振抖。l2 2、故障原因、故障原因l（1）燃烧室内积炭过多。l（2）气缸盖加工过度或气缸垫过薄。三、曲轴连杆机构的维护三、曲轴连杆机构的维护l1、测量气缸压缩压力。l2、气缸盖螺栓的检查与拧紧。l3、清除积炭。四、曲轴轴承间隙的检查与调整四、曲轴轴承间隙的检查与调整l（一）曲轴轴承径向间隙的检查与调整（一）曲轴轴承径向间隙的检查与调整l1 1、检查方法、检查方法l（1）专用塑料线规检验法l（2）通用量具检验法l（3）经验法2 2、技术要求、技术要求l标准间隙为，极限0.20mm。部分汽车曲轴轴承的径向间隙如下表（mm）3 3、调整方法、调整方法l（1）更换轴承l（2）精磨轴颈（二）曲轴轴承轴向间隙的检查与调整（二）曲轴轴承轴向间隙的检查与调整l1 1、检查方法、检查方法l（1）百分表测量l（2）厚薄规检查2 2、技术要求、技术要求l标准间隙为，极限0.35mm。部分汽车曲轴轴承的轴向间隙如下表（mm）l3 3、调整方法、调整方法更换止推垫片8.1.2 8.1.2 发动机异响故障诊断发动机异响故障诊断 一、发动机异响概述一、发动机异响概述l1 1、发动机的异响、发动机的异响l指发动机在运转过程中产生的不正常响声。2 2、发动机异响产生的原因、发动机异响产生的原因l发动机内部机件磨损松旷、装配不当、调整不当或使用不当引起。l异响是现象，故障是本质。3 3、发动机异响的类型、发动机异响的类型l（1）燃烧时产生的不正常响声。l（2）曲柄连杆机构或配气机构产生的金属敲击声。4 4、发动机常见异响部位、发动机常见异响部位l（1）缸盖部位活塞顶碰缸盖、气缸凸肩、气门座圈松脱。l（2）气门室部位气门组件及挺杆发响、活塞敲缸、活塞销松旷、活塞环漏气。l（3）凸轮轴部位凸轮轴正时齿轮破裂、凸轮轴固定螺母松旷、凸轮轴衬套松旷。l（4）曲轴部位主轴承异响、曲轴断裂。l（5）机油加注口部位连杆轴承异响。l（6）正时齿轮室盖部位正时齿轮异响。二、发动机异响诊断二、发动机异响诊断l1 1、异响的确定、异响的确定l从声响中找出异响。l正常声响：低速时轻微单调；高速时发出轰鸣声，平稳均匀；急加速或急减速时过渡圆滑。2 2、异响的诊断要领、异响的诊断要领l（1 1）分清内外）分清内外l用查听法判断异响的部位：l实听金属棒试听。l虚听耳朵贴着机体听。l内听从机油加注口听。l（2 2）选择转速）选择转速l根据转速高低的变化确定异响的部位。l（3 3）解除负荷）解除负荷l若断火后异响无变化，说明异响与该缸无关；l若断火后异响有变化（增强或减弱），说明异响与该缸有关。三、发动机异响特性分析三、发动机异响特性分析l1 1、异响与转速的关系、异响与转速的关系l诊断方法起子触试耳听法。l怠速时：活塞敲缸；l怠速稍高：活塞销响、气门脚响、气缸漏气响、正时齿轮响；l中、高速抖油门：主轴承响、连杆轴承响。2 2、异响与负荷的关系、异响与负荷的关系l诊断方法逐缸断火法。l断火后异响减弱或消失：活塞敲缸响、气缸漏气响、主轴承响、连杆轴承响；l断火后异响不变：配气机构异响、正时齿轮异响；l断火后异响增强：活塞销响。3 3、异响与温度的关系、异响与温度的关系l诊断方法金属棒试听法。l温度变化对异响影响大：活塞敲缸响（热膨胀系数大的配合副）；l温度变化对异响影响小：其它异响（热膨胀系数小的配合副）。4 4、异响与发动机工作循环的关系、异响与发动机工作循环的关系l（1）活塞与缸壁间隙过大所引起的敲击声。l（2）气门间隙过大所引起的敲击声。5 5、异响与润滑条件的关系、异响与润滑条件的关系l当润滑条件不好时，异响一般都显得严重。四、常见发动机异响四、常见发动机异响l1、曲轴主轴承响l2、曲轴连杆轴承响l3、活塞敲缸响l4、活塞销响l5、气门脚响l6、凸轮轴响l7、正时齿轮或正时链条响l8、气缸漏气响8.1.3 8.1.3 气缸体与气缸盖的检修气缸体与气缸盖的检修 主要损伤：主要损伤：l（1）气缸的磨损。l（2）气缸体（盖）的变形。l（3）气缸体（盖）的裂纹。l（4）气缸体（盖）上螺纹孔的损坏。l（5）水道孔边缘外的腐蚀。一、气缸体和气缸盖变形的检修一、气缸体和气缸盖变形的检修l1 1、变形原因、变形原因l（1）制造时的残余应力。l（2）长期高速大负荷工作。l（3）气缸盖螺栓未按规定扭矩拧紧。l（4）高温下拆卸气缸盖。l（5）主轴承技术状况差。2 2、产生后果、产生后果l气缸体（盖）形位公差超限气缸密封不严，影响发动机装配质量。3 3、检测、检测l（1）气缸体（盖）平面度检测用刀形样板尺（直尺）、厚薄规检测。l（2）气缸体高度检测用高度游标尺测量。l（3）气缸体主轴承孔同轴度检测专用检测仪。l（4）主缸轴心线与主轴承孔轴心线垂直度检测专用检测仪。l（5）气缸体轴心线平行度检测4 4、修理工艺、修理工艺l（1）平面度超限l桑塔纳、捷达技术要求l l（2）主轴承孔变形超限：导向镗削。二、气缸体与气缸盖裂纹的检修二、气缸体与气缸盖裂纹的检修l1 1、产生原因、产生原因l（1）热裂、冷裂损坏。l（2）压装工艺不良。l（3）高速运转惯性大。l（4）长时间超负荷工作。l（5）结构复杂、壁厚不匀。l（6）存在应力集中和铸造残余应力。2 2、后果、后果l气缸体、气缸盖损坏的主要形式和报废的主要原因。3 3、检验、检验水压试验。4 4、修理工艺、修理工艺l焊修法、粘结法、堵漏法、螺钉填补法或更换新件。三、气缸磨损的检修三、气缸磨损的检修l1 1、气缸的磨损规律、气缸的磨损规律l（1）轴截面的磨损规律：l沿着气缸轴向截面的磨损，在活塞有效行程范围内，呈上大下小的锥形。在第一道活塞环上止点略下处磨损最大。l（2）横截面的磨损规律：l在气缸的横截面上，呈不规则的椭圆形。与曲轴轴线垂直方向上磨损量最大。2 2、气缸磨损的原因、气缸磨损的原因l（1）气缸磨损成锥形的原因：l高温、高压、润滑条件差、腐蚀介质、磨料磨损。l（2）气缸磨损成椭圆形的原因：l侧压力作用、曲轴轴向窜动、气缸体变形、装配质量的影响。3 3、产生后果、产生后果l漏气、磨损加剧。4 4、检测、检测用量缸表检测用量缸表检测l技术要求：技术要求：l汽油机l柴油机l或Dmax-D标0.08mm l（1 1）根据气缸磨损的特性，一般用圆度和）根据气缸磨损的特性，一般用圆度和圆柱度来衡量气缸的磨损程度，或以气缸圆柱度来衡量气缸的磨损程度，或以气缸磨损后的最大直径与标准缸径的差值来衡磨损后的最大直径与标准缸径的差值来衡量。量。l（2 2）当发动机中磨损最大的一个气缸的磨）当发动机中磨损最大的一个气缸的磨损超限，则应全部进行镗缸或更换气缸套损超限，则应全部进行镗缸或更换气缸套修理。若磨损未超限，可视情况更换活塞修理。若磨损未超限，可视情况更换活塞环或更换活塞。环或更换活塞。注意点注意点5 5、气缸修理尺寸的确定、气缸修理尺寸的确定l气缸修理尺寸=气缸最大磨损直径+加工余量 l（1 1）气缸直径除标准尺寸外，通常还有修）气缸直径除标准尺寸外，通常还有修理尺寸，每加大理尺寸，每加大0.25mm0.25mm为一级。为一级。l（2 2）以直径计算，加工余量一般为。）以直径计算，加工余量一般为。l（3 3）同一台发动机的各个气缸应采用同一）同一台发动机的各个气缸应采用同一级修理尺寸。级修理尺寸。注意点注意点6 6、气缸的镗磨加工、气缸的镗磨加工l镗削珩磨激光热处理 l（1 1）按活塞的实际尺寸，以修配法加工气）按活塞的实际尺寸，以修配法加工气缸。缸。l（2 2）配缸间隙应符合原厂规定。）配缸间隙应符合原厂规定。注意点注意点7 7、气缸的镶套、气缸的镶套l（1 1）干式气缸套的镶配）干式气缸套的镶配l拉出（镗掉）的缸套选择新缸套精车缸套外表面压入新缸套水压试验。l（1 1）配合过盈量符合规定。）配合过盈量符合规定。l（2 2）气缸套上平面不高（低）于气缸体上）气缸套上平面不高（低）于气缸体上平面。平面。注意点注意点（2 2）湿式气缸套的镶配）湿式气缸套的镶配l拉出气缸套选择新缸套装入新缸套水压试验。l（1 1）气缸套上平面应高出气缸体上平面。）气缸套上平面应高出气缸体上平面。l（2 2）密封圈应无扭曲。）密封圈应无扭曲。注意点注意点8 8、提高气缸使用寿命的措施、提高气缸使用寿命的措施l（1）正确选择气缸套，活塞环材料。l（2）提高气缸表面的加工精度。l（3）正确选择机油。l（4）提高燃油的品质。l（5）保证发动机正常的工作温度。l（6）严格保证装配质量。8.1.4 8.1.4 活塞连杆组的检修活塞连杆组的检修 l在同一台发动机上，各气缸、活塞、活塞销、在同一台发动机上，各气缸、活塞、活塞销、活塞环应为同一厂家、同一级尺寸。活塞环应为同一厂家、同一级尺寸。注意点注意点一、活塞的选配一、活塞的选配l1 1、活塞的工作条件、活塞的工作条件l高温、高压、高速、润滑和散热条件差。l2 2、活塞的主要损伤、活塞的主要损伤l磨损、拉伤、烧伤、脱顶等。l3 3、产生后果、产生后果l密封性下降、异响、磨损加剧。l（1 1）发动机的大修主要取决于配缸间隙和）发动机的大修主要取决于配缸间隙和气缸的磨损程度。气缸的磨损程度。l（2 2）活塞的最大磨损部位是活塞环槽的磨）活塞的最大磨损部位是活塞环槽的磨损。损。注意点注意点4 4、活塞更换的条件、活塞更换的条件l（1）配缸间隙过大。l（2）销座孔或环槽磨损严重。l（3）活塞拉伤。l在发动机大修或更换气缸套时，应同时更换在发动机大修或更换气缸套时，应同时更换全部活塞。全部活塞。注意点注意点5 5、活塞选配的要求、活塞选配的要求l（1）选配与气缸同级尺寸的活塞。l（2）同一组活塞应选用同一厂家生产的同级产品。l（3）同一组活塞中，各活塞的重量差不超过规定的技术要求。l（4）活塞的形位公差符合规定技术要求。二、活塞环的选配二、活塞环的选配l1 1、活塞环的工作条件、活塞环的工作条件l高温、高压、高速、润滑条件差。l2 2、活塞环的主要损伤、活塞环的主要损伤l磨损、弹性减弱、折断。l3 3、产生后果、产生后果l气缸密封性下降漏气、窜油发动机动力下降，机油消耗量过大。4 4、活塞环的选配、活塞环的选配l（1）发动机大修前：更换标准尺寸的活塞环。l（2）发动机大修时：更换同级尺寸的活塞环。5 5、活塞环的检验、活塞环的检验l（1）活塞环弹力的检查用活塞环检查仪检查。l（2）活塞环“三隙”的检查l端隙（开口间隙）l大小：一般每100mm缸径，第一道环，其余。l侧隙（边隙）l大小：第一道环，其余。l背隙l大小：0-0.35mm。l（3）活塞环漏光度的检查简易法。l技术要求为：l 在活塞环开口左右30范围内不允许有漏光现象。l 每处漏光弧长所对的圆心角不大于25。l 每道活塞环的漏光处不得多于两处，漏光总弧长所对的圆心角不得大于45。l 最大漏光缝隙不大于0.03mm。6 6、活塞环的安装、活塞环的安装l（1）注意分清第一道气环。l（2）注意安装方向。l（3）形成“迷宫式”密封。三、活塞销的选配三、活塞销的选配l1 1、活塞销的主要损伤、活塞销的主要损伤l磨损（径向磨损后失圆，轴向磨损成台阶形）。2 2、活塞销的选配、活塞销的选配l（1）活塞销磨损严重或发动机大修时，应予更换。l（2）在同一台发动机上，各气缸、活塞、活塞环、活塞销应为同一厂家、同一级尺寸。l（3）活塞销与销座和连杆衬套采用分组选配。3 3、活塞销与活塞销座孔、连杆小头的配合、活塞销与活塞销座孔、连杆小头的配合l全浮式在正常的工作温度下，活塞销与活塞销座孔、活塞销与连杆小头之间是间隙配合。四、连杆的检修四、连杆的检修l1 1、连杆的工作条件、连杆的工作条件l高速，各种复杂的交变载荷作用。l2 2、连杆的损伤、连杆的损伤l变形：杆身弯曲、扭曲、双重弯曲。l磨损：内孔、螺栓孔、大端接触面损伤。l裂纹：连杆裂纹。l3 3、连杆弯曲、扭转变形的检验、连杆弯曲、扭转变形的检验在连杆检验仪上进行。4 4、连杆弯曲、扭转变形的校正、连杆弯曲、扭转变形的校正l在连杆校正器或台虎钳上进行。l（1 1）先校正扭曲，再校正弯曲。）先校正扭曲，再校正弯曲。l（2 2）连杆校正后应进行加温定形处理。）连杆校正后应进行加温定形处理。注意点注意点5 5、连杆衬套的检修、连杆衬套的检修l（1）在更换活塞销的同时，必须更换连杆衬套。l（2）连杆衬套压入后，一般不再铰削。l（3）用经验法检查活塞销与连杆衬套的配合。8.1.5 8.1.5 曲轴飞轮组的检修曲轴飞轮组的检修 一、曲轴损伤一、曲轴损伤l1 1、曲轴的工作条件、曲轴的工作条件l承受复杂的弯曲、扭转、剪切、挤压、冲击等交变应力的作用。l2 2、曲轴的常见损伤、曲轴的常见损伤l（1）轴颈的磨损、擦伤、烧伤。l（2）曲轴的弯曲、扭转、裂纹、折断。l（3）其它损伤：螺纹孔、螺栓孔、中间支撑孔损伤。二、曲轴变形的检修二、曲轴变形的检修l1 1、产生原因、产生原因l使用不当、维修或装配不当造成。l2 2、变形形式、变形形式l弯曲或扭曲。l3 3、检验方法、检验方法4 4、修理工艺、修理工艺l（1）曲轴弯曲变形的校正常用冷却校正。l（2）曲轴扭转变形很难校正，一般结合连杆轴颈的修磨予以校正。三、曲轴裂纹与折断的检修三、曲轴裂纹与折断的检修l1 1、产生原因、产生原因l内部残余缺陷或承载过大。l2 2、产生部位、产生部位l曲轴的裂纹多数发生在曲柄臂与轴颈之间的过渡圆角以及油孔处。l3 3、检验方法、检验方法l（1）磁粉探伤法l（2）浸油敲击法l4 4、修理工艺、修理工艺l不可修复，更换新曲轴。四、轴颈磨损的检修四、轴颈磨损的检修 l1 1、曲轴轴颈的磨损规律、曲轴轴颈的磨损规律l（1）径向磨损l连杆轴颈与主轴颈径向磨损成椭圆形，且最大磨损部位相互对应；连杆轴颈的内侧磨损最大。l（2）轴向磨损l曲轴轴颈沿轴向呈锥形磨损；连杆轴颈轴向最大磨损部位在机械杂质沉积侧、各个轴颈受力大的部位。l（1 1）在直列式发动机中，连杆轴颈的磨损）在直列式发动机中，连杆轴颈的磨损比主轴颈磨损严重。比主轴颈磨损严重。l（2 2）在）在V V型发动机中，主轴颈比连杆轴颈磨型发动机中，主轴颈比连杆轴颈磨损严重。损严重。注意点注意点2 2、检测方法、检测方法l用外径千分尺测量轴颈直径，计算圆度和圆柱度。l一般根据圆柱度确定轴颈是否需要修磨。l技术要求：圆柱度0.0125mm。3 3、测量、测量l（1）重点测量连杆轴颈。l（2）在每道轴颈的前后各取两个测量部位截面。l（3）每个部位取与曲柄平行和垂直的方向进行测量。4 4、曲轴轴颈的修磨、曲轴轴颈的修磨l（1 1）曲轴轴颈修理尺寸的确定）曲轴轴颈修理尺寸的确定l轴颈修理尺寸一般以每缩小0.25mm为一级。l曲轴修理尺寸的确定是根据曲轴轴颈前一次的修理尺寸、磨削程度和磨削余量来选择。l在保证磨削质量的前提下，应尽可能选择最接近的修理级别，以延长曲轴的使用寿命。l曲轴的主轴颈和连杆轴颈应分别磨削成同一级修理尺寸。l（1 1）轴颈的磨削应在弯、扭校正后进行。）轴颈的磨削应在弯、扭校正后进行。l（2 2）用专用曲轴磨床磨削曲轴轴颈。）用专用曲轴磨床磨削曲轴轴颈。注意点注意点（2 2）磨削定位基准的选择）磨削定位基准的选择l选择磨削定位基准时，应尽可能选择与制造曲轴时使用的加工定位基准一致，使磨削后的曲轴轴线与制造时的轴线保持一致。五、曲轴轴承的选配五、曲轴轴承的选配 l1 1、曲轴轴承的主要损伤、曲轴轴承的主要损伤l磨损、合金疲劳剥落、粘着咬死等。2 2、曲轴轴承的更换条件、曲轴轴承的更换条件l（1）二级维护时，若轴承间隙超限。l（2）发动机总成大修，磨削曲轴时。l曲轴轴承必须与曲轴轴颈同一级尺寸。曲轴轴承必须与曲轴轴颈同一级尺寸。注意点注意点3 3、曲轴轴承的选配、曲轴轴承的选配l（1）选择轴承尺寸。l（2）检验轴承钢背质量。l（3）检验轴承弹开量。