2发动机机械故障诊断与维修2章new.ppt
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1、构造回顾构造回顾第一节:曲柄连杆机构常见故障的诊断分析故障的诊断分析第二节:曲柄连杆机构的维修第二节:曲柄连杆机构的维修第三节:配气第三节:配气机构常见故障的诊断分析故障的诊断分析第四节:配气机构的维修第四节:配气机构的维修第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修主要内容主要内容一、曲柄连杆机构的作用与组成一、曲柄连杆机构的作用与组成第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修作用:作用:将活塞的往复将活塞的往复 直线运动直线运动 转换为曲轴的转换为曲轴的 旋转运动旋转运动,对,对外做功,为整车提供动力。外做功,为整车提供动力。组成:组成:机体组机体组
2、主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸垫等主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸垫等不动件。不动件。活塞连杆组活塞连杆组 主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆运动件。主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆运动件。曲轴飞轮组曲轴飞轮组 主要包括曲轴、飞轮等机件。主要包括曲轴、飞轮等机件。机体组机体组曲轴飞轮组曲轴飞轮组活塞连杆组活塞连杆组二、曲柄连杆机构的工作条件二、曲柄连杆机构的工作条件l气缸内最高温度气缸内最高温度:2500K以上以上l最高压力最高压力:3MPa-5MPal现代发动机最高转速现代发动机最高转速:3000-6000r/min,活塞在气缸内每,活塞在气缸内每秒钟要完成约秒钟
3、要完成约100-200个行程,线速度非常大。个行程,线速度非常大。l可燃混合气与燃烧废气含有酸性成分(有机酸、矿物质酸)可燃混合气与燃烧废气含有酸性成分(有机酸、矿物质酸),腐蚀零件。,腐蚀零件。曲柄连杆机构工作条件:曲柄连杆机构工作条件:高温,高压,高速,化学腐蚀,热负荷、机械负荷高高温,高压,高速,化学腐蚀,热负荷、机械负荷高第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障(一)缸体、缸盖变形(一)缸体、缸盖变形1 故障现象故障现象发动机排白烟。发动机排白烟。(水套密封不严水套密封不严)怠速运转时,打开水箱盖看到水箱冒气
4、泡。怠速运转时,打开水箱盖看到水箱冒气泡。缸压低。缸压低。2故障原因故障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。处理不足,造成内应力很大,高温时内应力重新分布。曲柄连杆机构往复运动产生的力作用在气缸体上,导致气曲柄连杆机构往复运动产生的力作用在气缸体上,导致气缸拉压、弯曲和扭转作用,使气缸体平面翘曲变形。缸拉压、弯曲和扭转作用,使气缸体平面翘曲变形。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障在拧紧气缸盖螺栓时
5、,在拧紧气缸盖螺栓时,不按规定顺序拧紧,扭不按规定顺序拧紧,扭力过大或不均匀,或在力过大或不均匀,或在高温下拆卸气缸盖。高温下拆卸气缸盖。发动机长期在高转速、大负发动机长期在高转速、大负荷条件下工作,润滑不足、烧荷条件下工作,润滑不足、烧瓦抱轴等导致气缸体变形、轴瓦抱轴等导致气缸体变形、轴承座孔中心线的变化。承座孔中心线的变化。3故障诊断检查故障诊断检查对气缸体及缸盖进行检测。参对气缸体及缸盖进行检测。参见本章第二节。见本章第二节。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修缸盖螺栓拧紧顺序示意图缸盖螺栓拧紧顺序示意图第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障(
6、二)气缸体与气缸盖的裂纹(二)气缸体与气缸盖的裂纹1故障现象故障现象发动机排白烟。(缸盖裂纹)发动机排白烟。(缸盖裂纹)怠速运转时,打开水箱盖看到水箱冒气泡(缸盖裂纹)怠速运转时,打开水箱盖看到水箱冒气泡(缸盖裂纹)缸压低。缸压低。2故障原因故障原因气缸体与气缸盖水套壁厚较薄。气缸体与气缸盖水套壁厚较薄。水垢集聚过多而散热不良。水垢集聚过多而散热不良。缸体结冰冻裂、冷热急剧变化、碰撞受振。缸体结冰冻裂、冷热急剧变化、碰撞受振。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修比如:缸盖的排气门座属比如:缸盖的排气门座属于应力集中的薄弱部位,于应力集中的薄弱部位,水垢的隔热作用水垢的
7、隔热作用使散热条使散热条件进一步恶化,热应力过件进一步恶化,热应力过大,在应力集中的作用下大,在应力集中的作用下就容易产生裂纹。就容易产生裂纹。第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障铸造时的残余应力影响。铸造时的残余应力影响。发动机在高速运转时的惯性、热应力、发动机在高速运转时的惯性、热应力、气缸体受交变应力作用等原因,使水气缸体受交变应力作用等原因,使水套壁产生裂纹。套壁产生裂纹。气门座气门座气缸套镶配次数过多气缸套镶配次数过多,压配工压配工艺不当或过盈量过大艺不当或过盈量过大 (压完后压完后,水压试验检查水压试验检查)3故障诊断检查故障诊断检查对气缸体及缸盖进行检测。参见
8、第二节。对气缸体及缸盖进行检测。参见第二节。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障(三)气缸垫烧蚀(三)气缸垫烧蚀1故障现象故障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,气缸压力低,有时进气管回火,排气管放炮。相邻两缸窜气,气缸压力低,有时进气管回火,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。冷却液漏入气缸内,排
9、白烟,发动机难以启动。冷却液漏入气缸内,排白烟,发动机难以启动。冷却液漏人曲轴箱,使润滑油油面升高,且变质。冷却液漏人曲轴箱,使润滑油油面升高,且变质。发动机温度高,有时在发动机外部气缸垫边缘有漏水之处发动机温度高,有时在发动机外部气缸垫边缘有漏水之处。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障2故障原因故障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、爆震发动机经常在大负荷、点火过早、发动机
10、过热、爆震等情况下运行。(等情况下运行。(为什么点火过早会使缸垫容易烧蚀为什么点火过早会使缸垫容易烧蚀?)气缸垫本身质量问题。气缸垫本身质量问题。3故障诊断故障诊断及时拆检更换气缸垫,必要时研磨气缸盖平面。及时拆检更换气缸垫,必要时研磨气缸盖平面。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障(四)气缸磨损(四)气缸磨损 1故障现象故障现象 冷启动时有明显的嗒嗒的敲击声,温度升高,响声减冷启动时有明显的嗒嗒的敲击声,温度升高,响声减弱或消失。弱或消失。(为什么?)(为什么?)缸压低。缸压低。有时排气管排蓝烟,加机油口处冒蓝
11、烟。有时排气管排蓝烟,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。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障 2气缸的磨损规律及其原因气缸的磨损规律及其原因 (1)磨损规律磨损规律 从气缸的纵断面看(沿气缸轴线方向):从气缸的纵断面看(沿气缸轴线方向):l上大下小的不规则上大下小的不规则“锥形锥形”或或“锥体锥体”。l磨损最大部位:在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸壁磨损最大部位:在活塞位于上止点时第一道活塞环所对应的缸壁 l活塞环接触不到的上口无磨损,形成活塞环接触不到的上口无磨损
12、,形成“缸阶缸阶”l在特殊情况下,气缸的磨损最大部位在中部(腰鼓形)。在特殊情况下,气缸的磨损最大部位在中部(腰鼓形)。l在同一台发动机上,不同气缸磨损情况不尽相同,一般水冷发动机在同一台发动机上,不同气缸磨损情况不尽相同,一般水冷发动机的第一缸前壁和最后一缸的后壁处磨损较为严重。的第一缸前壁和最后一缸的后壁处磨损较为严重。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障从气缸横断面来看:从气缸横断面来看:l磨损不均匀,磨损成不规则的椭圆形磨损不均匀,磨损成不规则的椭圆形l各气缸沿圆周方向的最大磨损部位:一般是进气门对面附近
13、缸壁各气缸沿圆周方向的最大磨损部位:一般是进气门对面附近缸壁磨损最大。磨损最大。(2)气缸磨损的原因气缸磨损的原因上大下小的原因:上大下小的原因:机械磨损机械磨损:活塞位于上止点时活塞位于上止点时,高温燃气爆发压力最大,致使活塞环对,高温燃气爆发压力最大,致使活塞环对气缸壁的正压力加大,摩擦力也加大,润滑油膜被破坏气缸壁的正压力加大,摩擦力也加大,润滑油膜被破坏,第一,第一道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重道活塞环对应的气缸壁磨损最为严重 第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障腐蚀磨损:腐蚀磨损:混合气燃烧生成的有机
14、酸和酸性氧化物(溶于水生成矿物酸混合气燃烧生成的有机酸和酸性氧化物(溶于水生成矿物酸)。对气缸表面产生腐蚀作用,造成腐蚀磨损。气缸体上部不能)。对气缸表面产生腐蚀作用,造成腐蚀磨损。气缸体上部不能完全被润滑油膜覆盖,腐蚀作用更加严重。完全被润滑油膜覆盖,腐蚀作用更加严重。磨料磨损:磨料磨损:空气中的尘埃、润滑油中的机械杂质、发动机中的磨屑等进空气中的尘埃、润滑油中的机械杂质、发动机中的磨屑等进入气缸壁间造成磨料磨损。空气中的尘埃被吸人气缸上部,其棱入气缸壁间造成磨料磨损。空气中的尘埃被吸人气缸上部,其棱角锋利,因而气缸上部磨损也最大角锋利,因而气缸上部磨损也最大 第二章第二章 发动机机械故障诊
15、断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障腰鼓形的原因:腰鼓形的原因:在风沙严重地区,大量灰尘进入气缸后,由于活塞在气缸中在风沙严重地区,大量灰尘进入气缸后,由于活塞在气缸中部运动速度最大,磨料磨损最严重。部运动速度最大,磨料磨损最严重。水冷发动机第一缸前壁水冷发动机第一缸前壁最后一缸的后壁最后一缸的后壁进气门对面附近缸壁进气门对面附近缸壁3故障诊断故障诊断 检测故障缸压力。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。磨损最大的原因:磨损最大的原因:低温时在气缸体表面容易生成水珠,有利于低温时在气缸体表面容易生成水珠,有利于酸性氧化
16、物溶于水生成矿物酸,腐蚀磨损加酸性氧化物溶于水生成矿物酸,腐蚀磨损加剧。剧。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障(五)发动机拉缸(定义,形成机理)(五)发动机拉缸(定义,形成机理)1故障现象故障现象 发动机运转有明显响声,温度升高,响声明显加重。发动机运转有明显响声,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。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。第二章第二章 发动
17、机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障 2故障原因故障原因 活塞与气缸配合问隙小。活塞与气缸配合问隙小。活塞加工几何形状变形。(活塞的锥度,椭圆度)活塞加工几何形状变形。(活塞的锥度,椭圆度)缸孔过脏。缸孔过脏。活塞环与缸壁发卡、活塞环端隙过小。活塞环与缸壁发卡、活塞环端隙过小。机油变质、压力过低。机油变质、压力过低。发动机过热。(活塞膨胀量超过最大值)发动机过热。(活塞膨胀量超过最大值)走合期驾驶员不正确使用。走合期驾驶员不正确使用。3故障诊断故障诊断单缸断火蓝烟消失。单缸断火蓝烟消失。拆检故障缸。拆检故障缸。第二章第二章 发动机
18、机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障(六)活塞环故障(六)活塞环故障 1故障现象故障现象 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,机油严重变质。烧机油,机油严重变质。有漏气响。有漏气响。第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修 2故障原因故障原因 活塞环弹性不足。活塞环弹性不足。活塞环与活塞活塞环与活塞边边隙大(侧隙大(侧隙)隙)活塞环折断。活塞环折断。活塞环对口(端隙不足)活塞环对口(端隙不足)3故障诊断故障诊断 单缸断火后,响声减弱
19、为故障缸。单缸断火后,响声减弱为故障缸。手摇曲轴阻力小。手摇曲轴阻力小。测缸压,压力低。采用注机油法再测缸压,缸压瞬间升高。测缸压,压力低。采用注机油法再测缸压,缸压瞬间升高。延迟点火时刻,响声减弱。(延迟点火时刻,响声减弱。(为什么为什么?)第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障 第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修(七)活塞的故障(七)活塞的故障 活塞的故障主要有:活塞的故障主要有:活塞环槽的磨损活塞环槽的磨损(第一道环的下平面严重,侧隙增大,危害?)(第一道环的下平面严重,侧隙增大,危害?)活塞裙部磨损活塞裙部磨损(通常为承受侧向力的一侧有磨损
20、和擦伤)(通常为承受侧向力的一侧有磨损和擦伤)活塞销与销座孔的磨损活塞销与销座孔的磨损(活塞销座孔磨成椭圆形,长轴方向?)(活塞销座孔磨成椭圆形,长轴方向?)活塞的刮伤活塞的刮伤(或称拉缸)(或称拉缸)。活塞烧伤活塞烧伤(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(活塞头部与裙部分离)(活塞头部与裙部分离)非正常损坏形式非正常损坏形式第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修(八)曲轴轴颈的磨损(八)曲轴轴颈的磨损1故障现象故障现象主轴颈、连杆轴颈磨损成椭圆形。主轴颈、连杆轴颈磨损成
21、椭圆形。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。2故障原因故障原因 润滑不好,机油牌号不对。润滑不好,机油牌号不对。热处理工艺不当。热处理工艺不当。轴颈磨削之前,校正不好,加工时,磨掉淬硬层。轴颈磨削之前,校正不好,加工时,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。长时间承受大负荷长时间承受大负荷。3故障诊断故障诊断 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。第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动
22、机机械故障诊断与维修(九)曲轴裂纹(九)曲轴裂纹1故障原因故障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。(调质时的加热温度,冷却介质的选择等)热处理工艺不好。(调质时的加热温度,冷却介质的选择等)长期在恶劣条件下工作、临界转速下工作,形成共振。长期在恶劣条件下工作、临界转速下工作,形成共振。2检查检查磁力探伤。磁力探伤。第一节第一节:曲柄连杆机构常见故障:曲柄连杆机构常见故障 第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修(十)曲轴弯、扭变形(十)曲轴弯、扭变形 (危害危害)主要原因有:主要原因有:发动机工作不平稳,
23、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。(点火时刻,汽油品质)燃烧。(点火时刻,汽油品质)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。点火时间过早。点火时间过早。活塞质量不一致活塞质量不一致。(运转不均匀运转不均匀)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
24、紧急制动;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。第二节:曲柄连杆机构的维修第二节:曲柄连杆机构的维修一、气缸体检验及修理一、气缸体检验及修理二、活塞连杆组的检修二、活塞连杆组的检修三、曲轴飞轮组件的检修三、曲轴飞轮组件的检修第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修上平面的检修上平面的检修主轴承座孔的检验主轴承座孔的检验 气缸体螺纹的检验气缸体螺纹的检验 气缸的检修气缸的检修活塞活塞的检测与选配的检测与选配活塞销活塞销的检查与选配的检查与选配活塞环活塞环的检测的检测连杆连杆的检验与校正的检验与校正 曲轴弯曲的检验与校正曲轴弯曲的检验与
25、校正曲轴扭曲的检验与校正曲轴扭曲的检验与校正曲轴裂纹的检验曲轴裂纹的检验曲轴轴径磨损的检验曲轴轴径磨损的检验 第二节:曲柄连杆机构的维修第二节:曲柄连杆机构的维修一、气缸体检验及修理一、气缸体检验及修理1 1 气缸体上平面的检修气缸体上平面的检修 外观检查:外观检查:检查有无磨损、损伤及裂纹检查有无磨损、损伤及裂纹 平面度误差检查:平面度误差检查:刀口尺,塞尺。塞尺刀口尺,塞尺。塞尺 塞入的最大厚度塞入的最大厚度值即为平面度误差,应符合要求(轿车:值即为平面度误差,应符合要求(轿车:0.15mm)第二章第二章 发动机机械故障诊断与维修发动机机械故障诊断与维修气缸体平面度检查示意图气缸体平面度检
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