发动机机械故障诊断与检修.ppt
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1、发动机机械故障诊断与检修第一页,共123页。 一、曲柄连杆机构的组成一、曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构的结构见曲柄连杆机构的结构见表表。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。组和曲轴飞轮组三部分组成。 二、缸体、缸盖变形二、缸体、缸盖变形气缸体与气缸盖的变形将造成气缸密封不严、漏气、漏水气缸体与气缸盖的变形将造成气缸密封不严、漏气、漏水,甚至燃烧,甚至燃烧产生的气体会冲坏气缸垫。气缸体变形不仅影响发动机的装配质量,产生的气体会冲坏气缸垫。气缸体变形不仅影响发动机的装配质量,还影响飞轮壳及变速器的装配关系,造成离合器、变速器工作时发响还影响飞轮壳
2、及变速器的装配关系,造成离合器、变速器工作时发响和磨损加剧,导和磨损加剧,导致发动机的动力性、经济性下降致发动机的动力性、经济性下降。下一页返回第二页,共123页。.现象现象 发动机排白烟。发动机排白烟。 怠速运转时,打开水箱盖看到水箱冒气泡。怠速运转时,打开水箱盖看到水箱冒气泡。 缸压低缸压低。.原因原因 缸体在铸造和机械加工时,有残余应力,由于零件的时效处理不足缸体在铸造和机械加工时,有残余应力,由于零件的时效处理不足,造成内应力很大,高温时内应力重新分布。,造成内应力很大,高温时内应力重新分布。 燃气压力,曲柄连杆机构往复运动产生的力作用在气缸体上,使气燃气压力,曲柄连杆机构往复运动产生
3、的力作用在气缸体上,使气缸拉压、弯曲和扭转,气缸体平面翘曲变形。缸拉压、弯曲和扭转,气缸体平面翘曲变形。上一页下一页返回第三页,共123页。 在拧进气缸盖螺栓时,不按规定顺序拧,扭力过大或不均匀,以及在拧进气缸盖螺栓时,不按规定顺序拧,扭力过大或不均匀,以及在高温下拆卸气缸盖等,也会造成气缸体与气缸盖的变形。在高温下拆卸气缸盖等,也会造成气缸体与气缸盖的变形。 在使用中,发动机长期在高转速、大负荷条件下工作,润滑不足、在使用中,发动机长期在高转速、大负荷条件下工作,润滑不足、烧瓦抱轴等也会引起气缸体变形及轴承座孔中心线的变化。烧瓦抱轴等也会引起气缸体变形及轴承座孔中心线的变化。.检查检查对气缸
4、体及缸盖进行检测,见此章的第二节。对气缸体及缸盖进行检测,见此章的第二节。上一页下一页返回第四页,共123页。 三、气缸垫烧蚀三、气缸垫烧蚀.现象现象 发动机运转不平稳,排气管有发动机运转不平稳,排气管有“突突突突”的响声。的响声。 发动机工作性能变坏,动力下降,转速不能提高。发动机工作性能变坏,动力下降,转速不能提高。 相邻两缸窜气相邻两缸窜气。气缸压力降低。有时化油器回火,排气管放炮。气缸压力降低。有时化油器回火,排气管放炮。 气缸垫水道处窜气,致使发动机散热器内有气泡。气缸垫水道处窜气,致使发动机散热器内有气泡。 冷却水漏入气缸内,排白烟,发动机难以启动。冷却水漏入气缸内,排白烟,发动机
5、难以启动。 冷却水漏入曲轴箱,使润滑油油面升高,且变质。冷却水漏入曲轴箱,使润滑油油面升高,且变质。 发动机温度高,有时会出现在发动机外部气缸垫边缘有漏水现象。发动机温度高,有时会出现在发动机外部气缸垫边缘有漏水现象。上一页下一页返回第五页,共123页。.原因原因 气缸盖螺栓拧紧力不均匀,或拧紧力不够。气缸盖螺栓拧紧力不均匀,或拧紧力不够。 气缸体和气缸盖接合面变形。气缸体和气缸盖接合面变形。 发动机经常在大负荷、点火过早、发动机过热、爆震等情况下运行发动机经常在大负荷、点火过早、发动机过热、爆震等情况下运行。 气缸垫本身质量差。气缸垫本身质量差。.诊断诊断及时拆检更换气缸垫,必要时研磨气缸盖
6、平面及时拆检更换气缸垫,必要时研磨气缸盖平面。图为缸盖螺栓。图为缸盖螺栓拧紧顺序图。拧紧顺序图。上一页下一页返回第六页,共123页。四、四、气缸磨损气缸磨损.现象现象 冷启动时有明显的冷启动时有明显的“嗒嗒嗒嗒” 的敲击声,温度升高,响声减弱或消的敲击声,温度升高,响声减弱或消失。失。 缸压低。缸压低。 有时,排气管排蓝烟有时,排气管排蓝烟;加机油口处冒蓝烟。;加机油口处冒蓝烟。 发动机动力性下降。发动机动力性下降。 油耗增加。油耗增加。上一页下一页返回第七页,共123页。.气缸的磨损规律及其原因气缸的磨损规律及其原因()气缸的磨损规律()气缸的磨损规律气缸是在润滑不良、高温、高压、交变载荷和
7、腐蚀性物质作用下工作气缸是在润滑不良、高温、高压、交变载荷和腐蚀性物质作用下工作的。气缸磨损是不均匀的,但正常情况下有一定的规律性。的。气缸磨损是不均匀的,但正常情况下有一定的规律性。从气缸的纵断面看,活从气缸的纵断面看,活塞环行程内的磨损一般是上大下小的不规则塞环行程内的磨损一般是上大下小的不规则“锥形锥形”或或“锥体锥体”,如,如图()图()所示。所示。磨损的最大部位是活塞磨损的最大部位是活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸壁位于上止点时第一道活塞环所对应的缸壁。个别磨损成中间的腰鼓形。个别磨损成中间的腰鼓形,如,如图(图(b)所示。所示。上一页下一页返回第八页,共123页。在气缸内活塞
8、环接触不到的上口,由于没有磨损而形成了明显的台阶在气缸内活塞环接触不到的上口,由于没有磨损而形成了明显的台阶,称为,称为“缸阶缸阶” 或或“缸肩缸肩”,如,如图图所示。气缸下部活塞运动区所示。气缸下部活塞运动区域外的气缸壁,由于润滑条件比较好,温度适中,没有活塞环摩擦作域外的气缸壁,由于润滑条件比较好,温度适中,没有活塞环摩擦作用,气缸也几乎没有磨损。用,气缸也几乎没有磨损。在特殊情况下,气缸的磨损不在上部,而是在中部,形成中间大的在特殊情况下,气缸的磨损不在上部,而是在中部,形成中间大的“腰鼓形腰鼓形”磨损。在同一台发动机上,不同气缸磨损情况不尽相同,一磨损。在同一台发动机上,不同气缸磨损情
9、况不尽相同,一般水冷却发动机的第一缸前壁和最后一缸的后壁处磨损较为严重。般水冷却发动机的第一缸前壁和最后一缸的后壁处磨损较为严重。从气缸横断面来看,气缸的磨损也是不均匀的,磨损成不规则的椭圆从气缸横断面来看,气缸的磨损也是不均匀的,磨损成不规则的椭圆形,如形,如图图所示。各气缸沿圆周方向的最大磨损部位随气缸结构所示。各气缸沿圆周方向的最大磨损部位随气缸结构、车型、使用条件的不同而异。、车型、使用条件的不同而异。一般是进气门对面附近缸壁磨损最大一般是进气门对面附近缸壁磨损最大。上一页下一页返回第九页,共123页。()气缸磨损的原因()气缸磨损的原因气缸磨损主要是由机械磨损、腐蚀磨损和磨料磨损等造
10、成的,如气缸磨损主要是由机械磨损、腐蚀磨损和磨料磨损等造成的,如图图所示。所示。 机械磨损。发动机工作时,活塞环自身弹力和高压气体窜入活塞环机械磨损。发动机工作时,活塞环自身弹力和高压气体窜入活塞环背面共同作用,致使活塞环对气缸壁的正压力大,摩擦力也大,润滑背面共同作用,致使活塞环对气缸壁的正压力大,摩擦力也大,润滑油膜被破坏,形成半干摩擦或干摩擦,造成活塞位于上止点时,第一油膜被破坏,形成半干摩擦或干摩擦,造成活塞位于上止点时,第一道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重,形成沿气缸轴向上大下小的锥道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重,形成沿气缸轴向上大下小的锥形磨损。形磨损。上一页下一页返回第十页,共
11、123页。 腐蚀磨损。气缸内可燃混合气燃烧后,产生水蒸气和酸性氧化物腐蚀磨损。气缸内可燃混合气燃烧后,产生水蒸气和酸性氧化物、,它们溶于水而生成矿物酸,同时在燃烧过程中,它们溶于水而生成矿物酸,同时在燃烧过程中还生成有机酸(硫酸、碳蚁脂、醋酸)。这些物质附在气缸表面,对还生成有机酸(硫酸、碳蚁脂、醋酸)。这些物质附在气缸表面,对气缸表面产生腐蚀作用,使受腐蚀的气缸表面组织结构松散,并在活气缸表面产生腐蚀作用,使受腐蚀的气缸表面组织结构松散,并在活塞往复运动中逐步被活塞环刮掉,造成腐蚀磨损。由于气缸体上部不塞往复运动中逐步被活塞环刮掉,造成腐蚀磨损。由于气缸体上部不能完全被润滑油膜覆盖,其腐蚀作
12、用更加严重。能完全被润滑油膜覆盖,其腐蚀作用更加严重。 磨料磨损。空气中的尘埃,润滑油中的机械杂质,发动机中的磨屑磨料磨损。空气中的尘埃,润滑油中的机械杂质,发动机中的磨屑等浸入气缸壁间会造成磨料磨损。空气中的尘埃被吸入气缸内部,其等浸入气缸壁间会造成磨料磨损。空气中的尘埃被吸入气缸内部,其棱角锋利,因而气缸上部磨损也最大。在风沙严重地区,大量灰尘进棱角锋利,因而气缸上部磨损也最大。在风沙严重地区,大量灰尘进入气缸,由于活塞在气缸中部运动速度最大,致使气缸形成腰鼓状。入气缸,由于活塞在气缸中部运动速度最大,致使气缸形成腰鼓状。上一页下一页返回第十一页,共123页。.诊断与检查诊断与检查 检测故
13、障缸压力检测故障缸压力。 检测气缸直径及圆柱度。检测气缸直径及圆柱度。 五、五、发动机拉缸发动机拉缸.现象现象 发动机运转时有明显响声,温度升高,响声明显加重发动机运转时有明显响声,温度升高,响声明显加重。 发动机动力下降。发动机动力下降。 发动机明显抖动。发动机明显抖动。 怠速运转时易熄火、停机。怠速运转时易熄火、停机。上一页下一页返回第十二页,共123页。 排气管排蓝烟,加机油口处冒蓝烟。排气管排蓝烟,加机油口处冒蓝烟。 手摇曲轴阻力大。手摇曲轴阻力大。.原因原因 活塞与气缸配合间隙小。活塞与气缸配合间隙小。 活塞加工几何形状不合适。活塞加工几何形状不合适。 缸孔过脏。缸孔过脏。 活塞环与
14、缸壁发卡、活塞环隙过小。活塞环与缸壁发卡、活塞环隙过小。 机油变质、压力过低。机油变质、压力过低。上一页下一页返回第十三页,共123页。 发动机过热。发动机过热。 走合期驾驶员使用不正常。走合期驾驶员使用不正常。.故障诊断故障诊断单缸断火蓝烟消失单缸断火蓝烟消失。 六、六、活塞环故障活塞环故障.现象现象 发动机动力下降。发动机动力下降。 气缸压力不足。气缸压力不足。 从加机油口处冒大量蓝烟。从加机油口处冒大量蓝烟。 烧机油烧机油,机油严重变质。,机油严重变质。上一页下一页返回第十四页,共123页。.原因原因 活塞环弹性不足。活塞环弹性不足。 活塞环间隙大。活塞环间隙大。 活塞环断了。活塞环断了
15、。 活塞环对口。活塞环对口。.诊断诊断 单缸断火后,响声减弱为故障缸单缸断火后,响声减弱为故障缸。 测缸压,手摇阻力小、加机油法。测缸压,手摇阻力小、加机油法。 延迟点火时刻,响声减弱。延迟点火时刻,响声减弱。上一页下一页返回第十五页,共123页。七、七、活塞的故障活塞的故障活塞的主要故障有:活塞的主要故障有: 活塞环槽的磨损。活塞环槽的磨损。 活塞裙部磨损。活塞裙部磨损。 活塞销与销座孔的磨损。活塞销与销座孔的磨损。 活塞的刮伤(或称拉缸活塞的刮伤(或称拉缸)。主要是)。主要是由于活塞与气缸壁间隙过小,不由于活塞与气缸壁间隙过小,不能形成足够的油膜或气缸表面严重不清洁能形成足够的油膜或气缸表
16、面严重不清洁,存有较大和较多的机械杂,存有较大和较多的机械杂质;活塞销与销座孔配合过紧等。质;活塞销与销座孔配合过紧等。上一页下一页返回第十六页,共123页。 活塞烧伤活塞烧伤。主要是发动机在。主要是发动机在超负荷条件下或爆燃情况下超负荷条件下或爆燃情况下长时间工作长时间工作,造成,造成活塞顶或侧面局部或大面积熔化活塞顶或侧面局部或大面积熔化。 活塞脱顶活塞脱顶。即活塞头部与裙部分离。主要原因是活塞环开口间隙过。即活塞头部与裙部分离。主要原因是活塞环开口间隙过小,工作中经高温膨胀,在气缸中卡死;活塞环与气缸壁间发生黏结小,工作中经高温膨胀,在气缸中卡死;活塞环与气缸壁间发生黏结,而活塞在连杆的
17、拖动下运动。,而活塞在连杆的拖动下运动。上一页下一页返回第十七页,共123页。 八、八、曲轴轴颈的磨损曲轴轴颈的磨损.现象现象 主轴颈、连杆轴颈磨损成椭圆主轴颈、连杆轴颈磨损成椭圆。轴颈的磨损规律如。轴颈的磨损规律如图图所示。所示。 机油压力明显降低。机油压力明显降低。 接合离合器,总有短暂颤抖。接合离合器,总有短暂颤抖。.原因原因 润滑不好,机油牌号不对润滑不好,机油牌号不对。上一页下一页返回第十八页,共123页。 热处理工艺不当。热处理工艺不当。 轴颈磨削之前,校正不好,加工轴颈磨削之前,校正不好,加工时,磨掉淬硬层。时,磨掉淬硬层。 曲轴飞轮组动平衡不好。曲轴飞轮组动平衡不好。 长时间承
18、受大负荷。长时间承受大负荷。.诊断诊断 长期使用中,机油压力逐渐降低。长期使用中,机油压力逐渐降低。 出现连杆轴瓦响、曲轴主轴瓦响出现连杆轴瓦响、曲轴主轴瓦响。上一页下一页返回第十九页,共123页。 九、九、曲轴裂纹曲轴裂纹.原因原因 轴颈圆角半径小或圆角淬硬不好造成应力集中。轴颈圆角半径小或圆角淬硬不好造成应力集中。 热处理工艺不好。热处理工艺不好。 长期在恶劣条件下工作或在临界转速工作,形成共振长期在恶劣条件下工作或在临界转速工作,形成共振。.检查检查做磁力探伤做磁力探伤。上一页下一页返回第二十页,共123页。 十、十、曲轴弯、扭变形曲轴弯、扭变形原因原因主要有:主要有: 发动机工作不平稳
19、,各轴颈受力不均匀。发动机工作不平稳,各轴颈受力不均匀。 发动机突然超负荷工作,使曲轴过分受振发动机突然超负荷工作,使曲轴过分受振。 发动机经常发生发动机经常发生“突爆突爆”燃烧。燃烧。 曲轴轴瓦和连杆轴瓦间隙过大,工作时受到冲击。曲轴轴瓦和连杆轴瓦间隙过大,工作时受到冲击。 曲轴轴瓦松紧不一,中心线不在一条直线上。曲轴轴瓦松紧不一,中心线不在一条直线上。上一页下一页返回第二十一页,共123页。 点火时间过早。点火时间过早。 活塞重量不一致。活塞重量不一致。 曲轴端隙过大,运转时前后移动。曲轴端隙过大,运转时前后移动。 驾驶时紧急制动,上坡时换挡不及时,利用冲力带动发动机,使曲驾驶时紧急制动,
20、上坡时换挡不及时,利用冲力带动发动机,使曲轴受到较大的扭力。轴受到较大的扭力。上一页返回第二十二页,共123页。 一、气缸体检验及修理一、气缸体检验及修理.气缸体上平面的检验气缸体上平面的检验检验前,彻底清理气缸体上、下平面及内、外部的油污、积炭和水垢检验前,彻底清理气缸体上、下平面及内、外部的油污、积炭和水垢。使用刮刀将气缸体接触表面上所有衬垫材料清除掉,注意不要刮伤。使用刮刀将气缸体接触表面上所有衬垫材料清除掉,注意不要刮伤表面。消除毛刺并铲平或刮平螺孔周围的轻微凸起。操作步骤如下:表面。消除毛刺并铲平或刮平螺孔周围的轻微凸起。操作步骤如下: 气缸体上平面的外观检验,检查有无磨损、损伤及裂
21、纹。气缸体上平面的外观检验,检查有无磨损、损伤及裂纹。 气缸体上平面的平面度误差的检测。将刀口尺放在气缸体上平面,气缸体上平面的平面度误差的检测。将刀口尺放在气缸体上平面,如如图图所示的条线位置上,用塞尺测量刀口尺与上平面间的间所示的条线位置上,用塞尺测量刀口尺与上平面间的间隙,隙,塞入塞尺的最大厚度值就是变形量,即为平面度误差塞入塞尺的最大厚度值就是变形量,即为平面度误差。检验标准。检验标准是:轿车气缸体上平面的平面度误差是:轿车气缸体上平面的平面度误差一般不大于一般不大于.。下一页返回第二十三页,共123页。.气缸体主轴承座孔的检验气缸体主轴承座孔的检验 对主轴承座孔外观进行初步检验,检查
22、有无磨损、拉伤及裂纹。对主轴承座孔外观进行初步检验,检查有无磨损、拉伤及裂纹。 将主轴承盖装上并按规定扭矩拧紧螺栓。将主轴承盖装上并按规定扭矩拧紧螺栓。 主轴承座孔圆度及圆柱度的检测。主轴承座孔圆度及圆柱度的检测。用内径量表沿圆周测量两点,沿轴线方向测量两处用内径量表沿圆周测量两点,沿轴线方向测量两处,如,如图图所示所示。 计算圆度、圆柱度。计算圆度、圆柱度。 检验标准(以轿车为例):检验标准(以轿车为例):主轴承座孔的圆度及圆柱度对于铸铁气主轴承座孔的圆度及圆柱度对于铸铁气缸体不大于缸体不大于.,对于铝合金气缸体不大于,对于铝合金气缸体不大于.。上一页下一页返回第二十四页,共123页。 主轴
23、承座孔的同轴度的检测。可用标准芯棒进行,主轴承座孔的同轴度的检测。可用标准芯棒进行,芯棒的直径应比芯棒的直径应比主轴承座孔径的最小尺寸小主轴承座孔径的最小尺寸小。检验时,。检验时,将所有的轴承瓦片卸去,将芯将所有的轴承瓦片卸去,将芯棒放入,然后从中间开始逐个将主轴承盖装上,按规定拧紧主轴承盖棒放入,然后从中间开始逐个将主轴承盖装上,按规定拧紧主轴承盖螺栓,一边拧紧螺栓,一边转动芯棒螺栓,一边拧紧螺栓,一边转动芯棒,找出各主轴承孔的同轴度误差,找出各主轴承孔的同轴度误差。如果拧紧主轴承盖螺栓后芯棒不能转动,则此孔不同轴度误差就超。如果拧紧主轴承盖螺栓后芯棒不能转动,则此孔不同轴度误差就超过检验标
24、准。在实际修理中,可用配套的标准曲轴代替芯棒,但应按过检验标准。在实际修理中,可用配套的标准曲轴代替芯棒,但应按规定装配主轴承盖,检验方法一样。规定装配主轴承盖,检验方法一样。上一页下一页返回第二十五页,共123页。3 3.螺孔螺孔 对螺纹外观进行初步检验,检查有无拉伤、滑行脱牙,螺纹的拉伤对螺纹外观进行初步检验,检查有无拉伤、滑行脱牙,螺纹的拉伤不应多于个牙。不应多于个牙。 检查螺孔孔口,其周围应无明显凸起。对于主要部位的螺纹以标准检查螺孔孔口,其周围应无明显凸起。对于主要部位的螺纹以标准螺栓用手拧入以上深度时,应无明显的松旷感。螺栓用手拧入以上深度时,应无明显的松旷感。.缸体平面修理缸体平
25、面修理对于气缸体上、下平面翘曲变形量较大的情况对于气缸体上、下平面翘曲变形量较大的情况,采用,采用铣削或磨削铣削或磨削的方的方法来修整。法来修整。 选择定位基准。为保证气缸轴线与主轴承座孔的垂直度,应选择气选择定位基准。为保证气缸轴线与主轴承座孔的垂直度,应选择气缸体主轴承座孔中心线为基准;如气缸体底平面变形小,也可作为定缸体主轴承座孔中心线为基准;如气缸体底平面变形小,也可作为定位基准,此时,应对气缸下平面进行检验和修整。位基准,此时,应对气缸下平面进行检验和修整。上一页下一页返回第二十六页,共123页。 将气缸体垂直地放在铣床或磨床平台的两块垫铁上,两块垫铁分别将气缸体垂直地放在铣床或磨床
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