項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量2.1.1氣缸體的檢查與修理項(xiàng)目實(shí)施1.準(zhǔn)備工作(1)設(shè)備:臺(tái)架發(fā)動(dòng)機(jī)、工作臺(tái)。(2)工具與量具:成套工具盒、游標(biāo)卡尺、千分尺、千分尺支架、量缸表、刀口尺、厚薄規(guī)等。(3)發(fā)動(dòng)機(jī)維修手冊(cè)。(4)耗材、工單及其他:記號(hào)筆、機(jī)油壺、清潔用棉布、手套等。2.氣缸磨損的檢驗(yàn)與修理工作過(guò)程下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量氣缸經(jīng)長(zhǎng)期使用后,其尺寸和形狀將會(huì)發(fā)生改變。雖然引起發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況變壞的因素很多,但氣缸磨損程度是決定發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要大修的主要依據(jù)。1)氣缸磨損規(guī)律氣缸正常的磨損特點(diǎn)是不均勻磨損:在氣缸軸線方向上呈上大下小的不規(guī)則錐形磨損,最大磨損部位在第一道活塞環(huán)上止點(diǎn)稍下的部位;在氣缸最上沿不與活塞環(huán)接觸的部位,幾乎沒(méi)有磨損,形成一明顯臺(tái)階,通常稱為“缸肩”;在斷面上的磨損呈不規(guī)則的橢圓形,磨損最大部位往往隨氣缸結(jié)構(gòu)、使用條件的不同而異,一般是前后或左右方向磨損最大;磨損量不大于0.01mm/10000km。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量磨損特點(diǎn)如圖2-1-1和圖2-1-2所示。2)氣缸磨損的原因分析氣缸的最大磨損位置通常處在第一道活塞環(huán)上止點(diǎn)稍下的部位,其原因很多:第一,是由于活塞環(huán)換向,運(yùn)動(dòng)速度幾乎為零,環(huán)的布油能力最差,潤(rùn)滑能力弱;第二,因爆發(fā)燃燒的壓力、溫度最高,可燃混合氣燃燒產(chǎn)生的酸性氧化物生成的礦物酸最多,附著在氣缸壁上不但不能被油膜完全覆蓋,甚至破壞缸壁上的潤(rùn)滑油膜,在這個(gè)部位上,腐蝕磨損嚴(yán)重;第三,進(jìn)氣流對(duì)缸壁局部的冷卻以及未霧化的燃油顆粒對(duì)局部缸壁上潤(rùn)滑油膜的破壞,強(qiáng)化了局部缸壁的“冷激”效應(yīng);上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量第四,進(jìn)氣中的灰塵在此處缸壁上的附著量較多,不但能加劇此處的腐蝕磨損,而且也能加劇此處的磨料磨損;第五,活塞在此處所承受的側(cè)向力大,活塞環(huán)的背壓最大,容易破壞缸壁上的潤(rùn)滑油膜,加劇此部位的黏著磨損。所以,第一活塞環(huán)上止點(diǎn)稍下,對(duì)應(yīng)的缸壁上磨損量最大。但是,曲軸軸向間隙過(guò)大、活塞偏缸、缸體變形等故障就會(huì)改變氣缸的磨損規(guī)律,使最大磨損出現(xiàn)在氣缸中部或下部。3)氣缸磨損的檢驗(yàn)氣缸磨損的檢驗(yàn)一般包括兩項(xiàng)內(nèi)容:一是外觀檢查,檢查氣缸的機(jī)械損傷、表面質(zhì)量和化學(xué)腐蝕程度等;二是用內(nèi)徑量缸表和千分尺測(cè)氣缸的直徑、圓度誤差和圓柱度誤差。步驟如下:上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量(1)清潔氣缸內(nèi)壁:用布擦拭。(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量氣缸直徑,獲得標(biāo)準(zhǔn)尺寸。(3)安裝百分表,使百分表指針有0.5~1mm移動(dòng)量,表面與測(cè)量桿垂直。(4)選擇與缸徑合適的測(cè)量桿:校準(zhǔn)測(cè)量桿(或調(diào)整墊圈),使量缸表測(cè)量端總長(zhǎng)比缸徑大1mm左右即可。(5)量缸表的零校準(zhǔn):清潔千分尺,將千分尺安裝到支座上并進(jìn)行校零(安裝時(shí)應(yīng)在千分尺與支座間墊上布)。將千分尺設(shè)置到由游標(biāo)卡尺測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)尺寸,并用鎖銷(xiāo)鎖緊。在千分尺上以量缸表的測(cè)量桿為支點(diǎn)移動(dòng)量缸表,找到指針最收縮位置。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量在此位置,轉(zhuǎn)動(dòng)表盤(pán)將量缸表設(shè)定到零點(diǎn)。(6)氣缸缸徑測(cè)量:如圖2-1-3所示,慢慢推導(dǎo)向板將量缸表仔細(xì)放入氣缸內(nèi)規(guī)定位置(注意:避免調(diào)整桿頭部在缸壁滑動(dòng)),來(lái)回輕輕擺動(dòng)表架,觀察百分表的長(zhǎng)針順時(shí)針擺動(dòng)到極限位置的讀數(shù)并記錄。(7)測(cè)量位置:要求根據(jù)維修手冊(cè)規(guī)定的測(cè)量位置進(jìn)行測(cè)量。一般取上、中、下三個(gè)橫截面,每個(gè)截面測(cè)量橫向和縱向兩個(gè)位置。上截面位于第一道活塞環(huán)上止點(diǎn)的位置,一般該位置磨損最大。豐田5A、8A發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)量部位如圖2-1-4所示。(8)計(jì)算圓度誤差和圓柱度誤差:上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量圓度誤差:指同一橫截面上磨損的不均勻性。氣缸圓度公差:汽油機(jī)為0.05mm,柴油機(jī)為0.065mm。圓柱度誤差:指沿氣缸軸線的軸向截面上磨損的不均勻性。用不同橫截面上任意方向測(cè)得的最大與最小直徑差值的一半作為圓柱度誤差。圓柱度公差:汽油機(jī)為0.175mm,柴油機(jī)為0.25mm。氣缸的檢驗(yàn)分類(lèi)技術(shù)條件如下:氣缸的圓度誤差達(dá)到0.050~0.063mm,圓柱度誤差達(dá)到0.175~0.250mm,最大磨損量有修理尺寸的氣缸達(dá)到0.2mm,無(wú)修理尺寸的氣缸(薄型缸套)達(dá)到0.4mm,其中任一項(xiàng)達(dá)到限值時(shí)必須修理或更換氣缸(套)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量氣缸的圓度誤差和圓柱度誤差均小于限值,而磨損量小于0.15mm時(shí),可更換活塞及活塞環(huán)。4)氣缸磨損的修理氣缸磨損后,通常采用機(jī)械加工方法修復(fù),即修理尺寸法。過(guò)去,除修理尺寸法外,還采用鑲套修復(fù)法,即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸磨損到一定程度后,在缸筒中重新鑲?cè)胍粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)直徑的套筒,以恢復(fù)其幾何形狀和精度。但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝水平的提高,從材料、加工精度、表面處理工藝、潤(rùn)滑條件等各方面保證了在發(fā)動(dòng)機(jī)正常使用條件下,氣缸磨損極少,所以在汽車(chē)上鑲套修復(fù)法基本淘汰,甚至許多發(fā)動(dòng)機(jī)連修理尺寸法都取消了,所以在其維修手冊(cè)中不提供氣缸修理尺寸的數(shù)據(jù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量所謂修理尺寸法,是指在零件結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和強(qiáng)化層允許的條件下,將配合副中主要件的磨損部位進(jìn)行機(jī)械加工,達(dá)到規(guī)定的尺寸,恢復(fù)其正確的幾何形狀和精度,然后更換相應(yīng)的配合件,使得尺寸改變而配合性質(zhì)不變。顯然,使用修理尺寸法修復(fù)后的尺寸已不同于零件的原基本尺寸,而是形成了一個(gè)對(duì)孔件是增大了的、對(duì)軸件是縮小了的新基本尺寸,這個(gè)新的基本尺寸就是修理尺寸。汽車(chē)上各種配合件的修理尺寸的等級(jí)和級(jí)差都是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定了的,如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的修理尺寸,汽油機(jī)最多四級(jí),柴油機(jī)最多八級(jí),級(jí)差為0.25mm。實(shí)際中,氣缸修理尺寸的級(jí)數(shù)可用下式確定:上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量將計(jì)算出的n再圓整成整數(shù)值,整數(shù)值即是氣缸鏜后修理尺寸的級(jí)數(shù)。在鏜缸前確定氣缸的修理尺寸,根據(jù)氣缸的修理尺寸選配好相應(yīng)修理尺寸的活塞。而在鏜磨氣缸中,又是以選配的活塞直徑確定氣缸鏜削和珩磨后的實(shí)際尺寸,那么,氣缸鏜削后的直徑應(yīng)等于活塞裙部的最大直徑加上活塞的配缸間隙再減去氣缸的珩磨余量。氣缸鏜削的質(zhì)量要求見(jiàn)表2-1-1。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)某氣缸產(chǎn)生拉缸故障后,不能為了節(jié)省修理費(fèi)用,只鏜削加大該氣缸而不鏜削其他的氣缸;否則勢(shì)必造成各缸壓縮比的不均勻,影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作的平穩(wěn)性,增加曲軸的疲勞應(yīng)力。因此,鏜削修理氣缸時(shí),各缸必須保持同一級(jí)修理尺寸。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量3.氣缸體上平面變形的檢驗(yàn)與修理氣缸體在使用過(guò)程中變形是普遍存在的。氣缸體的變形破壞了零件的正確幾何形狀,影響發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配質(zhì)量和工作能力。氣缸體變形后在修理中未進(jìn)行整形修理,是影響大修發(fā)動(dòng)機(jī)耐久性的一項(xiàng)重大因素。GB3801—83《汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體與氣缸蓋修理技術(shù)條件》(已作廢)中規(guī)定的氣缸上平面的平面度公差見(jiàn)表2-1-2可供參考在實(shí)際修理中以各制造廠規(guī)定的具體標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。氣缸平面度的檢驗(yàn),多采用刀口尺和厚薄規(guī)來(lái)進(jìn)行。如圖2-1-5所示,利用等于或略大于被測(cè)平面全長(zhǎng)的刀口尺,沿氣缸上平面的縱向、橫向和對(duì)角線方向6處進(jìn)行測(cè)量,而求得其平面度誤差。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量氣缸上平面的平面度誤差逾限則必須修整氣缸上平面。氣缸上平面的平面度可通過(guò)鏟削或磨削加工進(jìn)行修理。幾種國(guó)產(chǎn)車(chē)型氣缸的平面度公差要求見(jiàn)表2-1-3。2.1.2氣缸體與曲軸箱的結(jié)構(gòu)1.氣缸體基本結(jié)構(gòu)與功用發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體,稱為氣缸體-曲軸箱,簡(jiǎn)稱為氣缸體。氣缸體上半部有若干個(gè)為活塞在其中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的圓柱形空腔,稱為氣缸。下半部為支承曲軸的曲軸箱,其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量氣缸體是為發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體,與高溫、高壓的燃?xì)庵苯咏佑|并承受高溫、高壓氣體作用力,且有活塞在其中做高速往復(fù)運(yùn)動(dòng),因而要求氣缸體應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度,耐高溫、耐磨損、耐腐蝕。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)能在高溫下正常工作,必須對(duì)氣缸體和氣缸蓋加以冷卻。按冷卻介質(zhì)的不同,可分為水冷和風(fēng)冷兩種冷卻方式。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上采用較多的是水冷卻。發(fā)動(dòng)機(jī)用水冷卻時(shí),氣缸周?chē)蜌飧咨w中均有用以充水的空腔,稱為水套,如圖2-1-6所示。氣缸體和氣缸蓋上的水套相互連通,利用水套中的冷卻水流過(guò)高溫零件的周?chē)鴮崃繋ё摺Ｉ弦豁?yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣冷卻時(shí),在氣缸體和氣缸蓋外表面鑄有許多散熱片,以增加散熱面積,保證散熱充分,如圖2-1-7所示。2.曲軸箱的形式根據(jù)其具體結(jié)構(gòu)型式,曲軸箱可分為三種:平分式、龍門(mén)式和隧道式,如圖2-1-8所示。若發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸軸線與曲軸箱分開(kāi)面在同一平面上則為平分式[圖2-1-8(a)],這種結(jié)構(gòu)便于機(jī)械加工,但剛度較差,曲軸前后端的密封性較差,多用于中小型發(fā)動(dòng)機(jī)。富康ZX型轎車(chē)TU3.2K型發(fā)動(dòng)機(jī)、BJ2023型吉普車(chē)的492QA型發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱即屬于這種結(jié)構(gòu)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量若發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸軸線高于曲軸箱分開(kāi)面則稱為龍門(mén)式[圖2-1-8(b)],這種結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度較好,密封簡(jiǎn)單可靠,維修方便,但工藝性較差。桑塔納、捷達(dá)、奧迪、解放CA1091型汽車(chē)用CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)都屬于這種結(jié)構(gòu)(圖2-1-9)。隧道式曲軸箱的主軸承承孔不分開(kāi)[圖2-1-8(c)],這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)剛度比龍門(mén)式的更高,主軸承的同軸度易保證,但拆裝比較麻煩,用于主軸承采用滾動(dòng)軸承的組合式曲軸,現(xiàn)已很少采用。2.1.3氣缸與氣缸套汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列型式基本上有三種:單列式(直列式)、V型和對(duì)置式(圖2-1-10)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量單列式發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列,一般是垂直布置的[圖2-1-10(a)]。但為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的高度,有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的,甚至是水平的。這種排列型式其氣缸體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易,但長(zhǎng)度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動(dòng)機(jī)多用單列式,如桑塔納、捷達(dá)、富康、一汽奧迪100型和解放CA1091型等汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)。V型發(fā)動(dòng)機(jī)將氣缸排成兩列[圖2-1-10(b)],其氣缸中心線的夾角γ<180°。它的特點(diǎn)是縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度,降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的高度,增加了氣缸體的剛度,重量也有所減輕,但加大了發(fā)動(dòng)機(jī)寬度,且形狀復(fù)雜,加工困難,一般多用于缸數(shù)多的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上。現(xiàn)在六缸及六缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用V型布置。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)[圖2-1-10(c)]的高度比其他型式的小得多,在某些情況下,使得汽車(chē)(特別是轎車(chē)和大型客車(chē))的總布置更為方便。氣缸體的材料一般采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵或鋁合金,為了提高氣缸的耐磨性,有時(shí)在鑄件中加入少量合金元素,如鎳、鉬、鉻、磷等?，F(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛在氣缸體內(nèi)鑲?cè)霘飧滋?形成氣缸工作表面。這樣,氣缸套可用耐磨性較好的合金鑄鐵或合金鋼制造,以延長(zhǎng)使用壽命,而氣缸體則可用價(jià)格較低的普通鑄鐵或鋁合金等材料制造。采用鋁合金氣缸體時(shí),由于鋁合金耐磨性不好,必須鑲用氣缸套。氣缸套有兩種結(jié)構(gòu),如圖2-1-11所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量干式氣缸套[圖2-1-11(a)~(c)]不直接與冷卻水接觸,壁厚一般為1~3mm。濕式氣缸套[圖2-1-11(d)~(h)]則與冷卻水直接接觸,壁厚一般為5~9mm。氣缸套的外表面有兩個(gè)保證徑向定位的凸出的圓環(huán)帶A和B[圖2-1-11(d)],分別稱為上支承定位帶和下支承密封帶。氣缸套的軸向定位是利用上端的凸緣C[圖2-1-11(d)]。為了密封氣體和冷卻水,有的氣缸套凸緣C下面還有紫銅墊片。氣缸套的上支承定位帶直徑略大,與氣缸套座孔配合較緊密。下支承密封帶與座孔配合較松,通常裝有1~3道橡膠密封圈來(lái)封水。常見(jiàn)的密封結(jié)構(gòu)形式有兩種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目一氣缸的測(cè)量一種形式是將密封環(huán)槽開(kāi)在缸套上,將具有一定彈性的橡膠密封圈8裝入環(huán)槽內(nèi)[圖2-1-11(d)]。另一種形式是將安置密封圈的環(huán)槽開(kāi)在氣缸體上[圖2-1-11(e)],這種結(jié)構(gòu)的工藝性較差,故應(yīng)用較少。濕式缸套裝入座孔后,通常缸套頂面略高出氣缸體上平面0.05~0.15mm。這樣當(dāng)緊固氣缸蓋螺栓時(shí),可將氣缸蓋襯墊壓得更緊,以保證氣缸的密封性,防止冷卻水和氣缸內(nèi)的高壓氣體竄漏。濕式氣缸套的優(yōu)點(diǎn)是在氣缸體上沒(méi)有封閉的水套,鑄造方便,容易拆卸更換,冷卻效果較好。其缺點(diǎn)是氣缸體的剛度差,易于漏氣漏水。上一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)2.2.1氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)施1.準(zhǔn)備工作(1)設(shè)備:臺(tái)架發(fā)動(dòng)機(jī)、工作臺(tái)。(2)工具與量具:成套工具盒、扭力扳手、套筒、橡膠錘、一字改錐、氣槍、游標(biāo)卡尺、磁力吸棒等。(3)發(fā)動(dòng)機(jī)維修手冊(cè)。(4)耗材、工單及其他:清潔用棉布、手套、木塊等。2.氣缸蓋的拆卸與檢測(cè)工作過(guò)程(1)拆卸氣缸蓋:按圖2-2-1所示順序拆卸氣缸蓋螺栓:分2~3次松開(kāi),用吸力棒吸出墊圈。下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)(2)將木塊放在工作臺(tái)上,木塊上面鋪好棉布。將拆下的氣缸蓋正面朝下放在木塊上。(3)拆下氣缸墊并清潔。(4)清潔氣缸蓋下面與進(jìn)、排氣歧管側(cè)面。(5)目測(cè)氣缸墊有無(wú)裂痕。(6)檢查氣缸蓋塑性區(qū)螺栓,如圖2-2-2所示,

用游標(biāo)卡尺在規(guī)定點(diǎn)測(cè)量。圖2-2-2中A和B是使用游標(biāo)卡尺測(cè)量螺栓壓縮最大處的外形,并通過(guò)極限值來(lái)確定塑性區(qū)螺栓是否重新使用(如某一塑性區(qū)螺栓標(biāo)準(zhǔn)直徑為7.3~7.5mm,最小直徑為7.3mm。如果測(cè)量結(jié)果小于7.3mm,必須更換螺栓)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)圖2-2-2中C是使用游標(biāo)卡尺測(cè)量螺栓的伸長(zhǎng)度確定塑性區(qū)螺栓是否重新使用(如某一塑性區(qū)標(biāo)準(zhǔn)螺栓長(zhǎng)度為142.8~144.2mm,最大螺栓長(zhǎng)度為147.1mm。若測(cè)量結(jié)果為147.1mm以上,就需要更換螺栓)。(7)檢查氣缸蓋平面度(圖2-2-3)。3.氣缸蓋的安裝工作過(guò)程(1)清潔氣缸蓋下表面。(2)清潔氣缸體上表面與螺栓孔,按正確方向安裝氣缸墊(圖2-2-4)。(3)安裝氣缸蓋與氣缸蓋螺栓墊(注意方向)。(4)在缸蓋螺栓上涂油,分幾次按正確順序擰緊螺栓(圖2-2-5)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)(5)塑性區(qū)螺栓擰到規(guī)定力矩34N·m后,再擰120°~180°(圖2-2-6)。2.2.2氣缸蓋、燃燒室1.氣缸蓋的功用氣缸蓋的主要功用是封閉氣缸上部,并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。2.氣缸蓋的材料氣缸蓋由于形狀復(fù)雜,一般都采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成,CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)系采用銅鉬低合金鑄鐵鑄造的整體式氣缸蓋。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)目前,鋁合金鑄造的氣缸蓋,正在逐步推廣,有取代鑄鐵的趨勢(shì),如桑塔納、捷達(dá)、富康等轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)均采用鋁合金的氣缸蓋,捷達(dá)EA113型發(fā)動(dòng)機(jī)是采用鋁合金材料AlSi10Mn鑄造而成的整體式氣缸蓋。因鋁的導(dǎo)熱性比鑄鐵好,有利于提高壓縮比,以適應(yīng)高速高負(fù)荷強(qiáng)化汽油機(jī)散熱及提高壓縮比的需要。鋁合金氣缸蓋的缺點(diǎn)是剛度低,使用中容易變形。3.氣缸蓋的類(lèi)型在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一列中,只覆蓋一個(gè)氣缸的氣缸蓋,稱為單體氣缸蓋;能覆蓋部分(兩個(gè)及以上)氣缸的稱為塊狀氣缸蓋;能覆蓋全部氣缸的氣缸蓋則稱為整體氣缸蓋。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)采用整體氣缸蓋可以縮短氣缸中心距和發(fā)動(dòng)機(jī)的總長(zhǎng)度,其缺點(diǎn)是剛性較差,在受熱和受力后容易變形而影響密封,損壞時(shí)須整個(gè)更換。整體式氣缸蓋多用于缸徑小于105mm的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上。缸徑較大的發(fā)動(dòng)機(jī)常采用單體氣缸蓋或塊狀氣缸蓋。4.氣缸蓋的結(jié)構(gòu)氣缸蓋內(nèi)部有與氣缸體相通的冷卻水套,應(yīng)有進(jìn)、排氣門(mén)座及氣門(mén)導(dǎo)管孔和進(jìn)、排氣通道,有燃燒室、火花塞座孔(汽油機(jī))或噴油器座孔(柴油機(jī)),上置凸輪軸式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上還有用以安裝凸輪軸的軸承座。圖2-2-7所示為上海桑塔納轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋分解圖。5.汽油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)形式上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)汽油機(jī)的燃燒室由活塞頂部及缸蓋上相應(yīng)的凹部空間組成。燃燒室的形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大。所以對(duì)燃燒室有如下基本要求:一是結(jié)構(gòu)盡可能緊湊,面容比要小,充氣效率要高,以減小熱量損失及縮短火焰行程;二是使混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定渦流運(yùn)動(dòng),以提高混合氣燃燒速度,保證混合氣得到及時(shí)和充分燃燒;三是表面要光滑,不易積炭、排氣凈化好。汽油機(jī)常用燃燒室形狀有以下三種:1)楔形燃燒室楔形燃燒室結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、緊湊[圖2-2-8(a)]。在壓縮終了時(shí)能形成擠氣渦流,因而燃燒速度較快,經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性較好。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)紅旗7560型轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和解放CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)均采用楔形燃燒室。

2)盆形燃燒室盆形燃燒室結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單、緊湊[圖2-2-8(b)]。北京492QG2型和捷達(dá)EA113型發(fā)動(dòng)機(jī)均采用了這種燃燒室。3)半球形燃燒室半球形燃燒室結(jié)構(gòu)較前兩種更緊湊[圖2-2-8(c)]。但因進(jìn)、排氣門(mén)分別置于氣缸蓋兩側(cè),故配氣機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。但由于其散熱面積小,有利于促進(jìn)燃料的完全燃燒和減少排氣中的有害氣體,對(duì)排氣凈化有利?，F(xiàn)代轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用這種燃燒室。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)除了以上典型結(jié)構(gòu)燃燒室以外,一些現(xiàn)代新型發(fā)動(dòng)機(jī)采用了均質(zhì)稀混合氣的燃燒室(圖2-2-9~圖2-2-11)或分層給氣式燃燒室(圖2-2-12、圖2-2-13),以提高汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放性。6.柴油機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)形式柴油機(jī)的燃燒室一般均按其結(jié)構(gòu)形式分為直噴式(統(tǒng)一式)燃燒室和分隔式燃燒室兩大類(lèi)。1)直噴式燃燒室直噴式燃燒室的容積集中于氣缸之中,且其大部分集于活塞頂上的燃燒室凹坑內(nèi)(圖2-2-14)。燃燒室凹坑的形狀多種多樣,極具創(chuàng)造性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)其中有的為回轉(zhuǎn)體[圖2-2-14(a)],有的則是非回轉(zhuǎn)體[圖2-2-14(b)、(c)、(d)]。直噴式燃燒室的一般特征有以下幾點(diǎn):(1)燃燒室不分開(kāi),大都以凹坑形式出現(xiàn)在活塞或氣缸蓋上。(2)通過(guò)噴射(油束)形成混合氣。(3)在進(jìn)氣過(guò)程中通過(guò)切向氣道、螺旋氣道或?qū)馄廉a(chǎn)生的渦流運(yùn)動(dòng)促進(jìn)混合氣形成。2)分隔式燃燒室分隔式燃燒室的容積則一分為二,一部分位于氣缸蓋中,另一部分則在氣缸內(nèi)(圖2-2-15)。在氣缸內(nèi)的那部分稱為主燃燒室,位于氣缸蓋中的那部分稱為副燃燒室。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)主、副燃燒室之間用通道連通。分隔式燃燒室又有渦流燃燒室[圖2-2-15(a)]和預(yù)燃燃燒室[圖2-2-15(b)]之分。渦流燃燒室的副燃燒室又稱為渦流室,預(yù)燃燃燒室的副燃燒室則稱預(yù)燃室。分隔式燃燒室的一般特征有以下兩點(diǎn):(1)燃燒室至少分成兩部分。(2)由各室之間的空氣流動(dòng)形成可燃混合氣。分隔式燃燒室適用于小型、高速柴油機(jī)。分隔式柴油機(jī)的燃燒速度比直噴式柴油機(jī)慢,其運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn),但固有熱量與流動(dòng)損耗使得熱效率低,為了追求高的熱效率,轎車(chē)用柴油機(jī)向直噴式燃燒室發(fā)展。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)2.2.3氣缸墊1.氣缸墊的功用氣缸墊的主要功用是保證氣缸體與氣缸蓋結(jié)合面間的密封,防止漏氣、漏水、漏油。2.氣缸墊的結(jié)構(gòu)氣缸墊應(yīng)滿足如下主要要求:(1)在高溫高壓燃?xì)庾饔孟掠凶銐虻膹?qiáng)度,不易損壞。(2)耐熱和耐腐蝕,即在高溫、高壓燃?xì)饣蛴袎毫Φ臋C(jī)油和冷卻液的作用下不燒損或變質(zhì)。(3)具有一定彈性,能補(bǔ)償接合面的不平度,以保證密封。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)(4)拆裝方便,能重復(fù)使用,壽命長(zhǎng)。目前汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用的氣缸墊大致有以下結(jié)構(gòu):應(yīng)用較多的是金屬-石棉氣缸墊,如圖2-2-16(a)、(b)所示。石棉中間夾有金屬絲或金屬屑,且外覆銅皮或鋼皮。水孔和燃燒室周?chē)碛描傔呍鰪?qiáng),以防被高溫燃?xì)鉄龎摹＿@種襯墊壓緊厚度為1.2~2mm,有很好的彈性和耐熱性,能重復(fù)使用,但厚度和質(zhì)量的均一性較差。有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用在石棉中心用編織的鋼絲網(wǎng)[圖2-2-16(c)]或有孔鋼板[沖有帶毛刺小孔的鋼板,如圖2-2-16(d)]為骨架,兩面用石棉及橡膠黏結(jié)劑壓成的氣缸墊。近年來(lái),國(guó)內(nèi)有的汽油機(jī)上采用膨脹石墨作為襯墊的材料。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)很多強(qiáng)化的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用實(shí)心的金屬片作為氣缸墊。有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用了較先進(jìn)的加強(qiáng)型無(wú)石棉氣缸墊結(jié)構(gòu)[圖2-2-16(f)],在氣缸口密封部位采用五層薄鋼板組成,并設(shè)計(jì)成正圓形,沒(méi)有石棉夾層,從而消除了氣囊的產(chǎn)生,在油孔和水孔處均包有鋼護(hù)圈以提高密封性。3.安裝注意安裝氣缸墊時(shí),應(yīng)注意安裝方向。一般是襯墊卷邊的一面朝向易修整的接觸面或硬平面,如氣缸蓋和氣缸體同為鑄鐵時(shí),卷邊應(yīng)朝向氣缸蓋(易修整);而氣缸蓋為鋁合金,氣缸體為鑄鐵時(shí),卷邊應(yīng)朝向氣缸體。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)也可根據(jù)標(biāo)記或文字要求進(jìn)行安裝,如襯墊上的文字標(biāo)記“TOP”“OPEN”表示朝上,“FRONT”表示朝前。2.2.4油底殼1.油底殼的功用油底殼的主要功用是儲(chǔ)存機(jī)油并封閉曲軸箱。2.油底殼的結(jié)構(gòu)油底殼受力很小,一般采用薄鋼板沖壓而成(圖2-2-17)。油底殼的形狀取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。在有些發(fā)動(dòng)機(jī)上,為了加強(qiáng)油底殼內(nèi)機(jī)油的散熱,采用了鋁合金鑄造的油底殼,在殼的底部還鑄有相應(yīng)的散熱肋片。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)為了保證在發(fā)動(dòng)機(jī)縱向傾斜時(shí)機(jī)油泵能經(jīng)常吸到機(jī)油,油底殼后部一般做得較深。油底殼內(nèi)還設(shè)有擋油板,以防止汽車(chē)振動(dòng)時(shí)油面波動(dòng)過(guò)大。油底殼底部裝有放油塞。有的放油塞是磁性的,能吸集機(jī)油中的金屬屑,以減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)零件的磨損。2.2.5塑性區(qū)螺栓螺栓一般都有規(guī)定的緊固力矩,施加一定的力,可使螺栓發(fā)生變形,從而起到連接的作用。螺栓在彈性區(qū)域的變形一般是可以恢復(fù)的。螺栓擰緊到超出屈服點(diǎn),產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形,即為塑性區(qū)螺栓。塑性區(qū)螺栓將螺栓旋緊到超出彈性范圍,然后在塑性區(qū)緊固,此處只有螺栓旋轉(zhuǎn)角改變,而軸向拉力變化非常小。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二氣缸蓋的拆裝與檢測(cè)這種擰緊法可降低由于螺栓旋轉(zhuǎn)角的不均勻性而引起的軸向拉力的不均勻性,使螺栓有穩(wěn)定的軸向拉力(圖2-2-18)。在某些發(fā)動(dòng)機(jī)上用作氣缸蓋螺栓和軸承蓋螺栓。塑性區(qū)螺栓頭部一般都是12邊形的。上一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)2.3.1活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)施1.準(zhǔn)備工作(1)設(shè)備:活塞。(2)工具與量具:千分尺、厚薄規(guī)、橡膠錘、一字改錐、活塞環(huán)鉗、游標(biāo)卡尺等。(3)發(fā)動(dòng)機(jī)維修手冊(cè)。(4)耗材、工單及其他:記號(hào)筆、清潔用棉布、手套等。2.活塞與活塞環(huán)拆卸與檢測(cè)的工作過(guò)程(1)檢測(cè)活塞與活塞環(huán)是否磨損。下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)(2)用SST拆卸活塞第一、二道氣環(huán)(圖2-3-1)。(3)用手拆卸油環(huán)(圖2-3-2)。(4)清潔活塞:①用襯墊刮刀去除活塞頂部的積炭(圖2-3-3);②用環(huán)槽清潔工具或折斷的活塞環(huán)清潔活塞環(huán)槽(圖2-3-4);③用刷子和溶劑徹底清潔活塞(圖2-3-5)。注意:不能用鋼絲刷。(5)活塞與活塞環(huán)的檢查:檢查活塞與活塞環(huán)表面是否有破損、劃痕或傷蝕現(xiàn)象。(6)測(cè)量活塞直徑:根據(jù)維修手冊(cè)在規(guī)定范圍內(nèi)測(cè)量(圖2-3-6)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)(7)測(cè)量活塞環(huán)端隙:根據(jù)維修手冊(cè)選好測(cè)量位置將活塞環(huán)放入缸筒,將活塞倒置用活塞頭部把環(huán)壓到測(cè)量位置進(jìn)行測(cè)量(圖2-3-7)。(8)測(cè)量活塞環(huán)側(cè)隙:將活塞環(huán)放入相應(yīng)的環(huán)槽內(nèi),用厚薄規(guī)進(jìn)行測(cè)量(圖2-3-8)。(9)活塞環(huán)背隙的測(cè)量:將活塞環(huán)裝入活塞內(nèi),將環(huán)落入環(huán)槽底,再用深度游標(biāo)卡尺測(cè)出環(huán)外圓柱面沉入環(huán)岸的數(shù)值。也可以用經(jīng)驗(yàn)法來(lái)判斷,將環(huán)置入環(huán)槽內(nèi),環(huán)應(yīng)低于環(huán)岸,且能在槽中滑動(dòng)自如,無(wú)明顯松曠感覺(jué)即可。3.活塞與活塞環(huán)安裝的工作過(guò)程(1)用手安裝油環(huán)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)(2)用SST安裝第一、二道氣環(huán)。安裝氣環(huán)時(shí)注意區(qū)分第一道環(huán)與第二道環(huán),注意區(qū)分環(huán)的安裝方向(圖2-3-9)。(3)根據(jù)手冊(cè)要求正確布置活塞環(huán)的開(kāi)口方向(圖2-3-10、圖2-3-11)。第一道環(huán)應(yīng)布置在做功行程側(cè)壓力較小的一側(cè)。其他環(huán)依次間隔90°~180°。組合油環(huán)的上下刮片也要交錯(cuò)排列,間隔180°。各環(huán)的開(kāi)口應(yīng)避開(kāi)活塞銷(xiāo)座和膨脹槽位置。2.3.2活塞1.功用、工作條件、要求及材料活塞的功用是與氣缸蓋共同構(gòu)成燃燒室,承受氣體壓力,并將此力通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿,以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)活塞是在高溫、高壓、高速、潤(rùn)滑不良和散熱困難的條件下工作的,其工作條件如下:由于活塞頂部直接與高溫燃?xì)饨佑|,燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2500K以上。因此,活塞的溫度也很高,其頂部的溫度通常高達(dá)600~700K。高溫一方面使活塞材料的機(jī)械強(qiáng)度顯著下降;另一方面會(huì)使活塞的熱膨脹量增大,容易破壞活塞與其相關(guān)零件的配合。活塞頂部在做功行程時(shí),承受著燃?xì)獾膸в袥_擊性的高壓力。對(duì)于汽油機(jī)活塞,瞬時(shí)的壓力最大值可達(dá)3~5MPa。對(duì)于柴油機(jī)活塞,其最大值可達(dá)6~9MPa,采用增壓時(shí)則更高。高壓還將導(dǎo)致活塞的側(cè)壓力更大,從而加速活塞外表面的磨損,增加活塞變形量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)一般汽車(chē)用汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為4000~6000r/min,活塞在氣缸中的平均速度可達(dá)8~12m/s,其瞬間速度會(huì)更高。由受力分析可知,活塞運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向在不斷地變化,故會(huì)引起很大的慣性力,它將使曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各零件和軸承承受附加的載荷?；钊惺艿臍鈮毫蛻T性力是呈周期性變化的,因此,活塞的不同部分會(huì)受到交變的拉伸、壓縮或彎曲載荷,并且由于活塞各部分的溫度極不均勻,活塞內(nèi)部將產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力,從而引起活塞的變形、磨損等各種損壞。活塞的工作條件要求活塞具有足夠的剛度和強(qiáng)度,良好的導(dǎo)熱性和耐磨性,質(zhì)量要小,以保持最小的慣性力、熱膨脹系數(shù)小、活塞與缸壁間較小的摩擦系數(shù)等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)目前廣泛采用的活塞材料是鋁合金,如桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)所用的活塞是由Si-Cu-Mg過(guò)共晶鋁合金鑄造的。鋁合金活塞具有質(zhì)量小(為同樣結(jié)構(gòu)的鑄鐵活塞的50%~70%)、導(dǎo)熱性好(約為鑄鐵的3倍)的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)較大,在溫度升高時(shí),強(qiáng)度和硬度下降較快。為了克服這些缺點(diǎn),一般要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工或熱處理上采取各種措施加以彌補(bǔ)。鋁活塞的成型方法有鑄造、鍛造和液態(tài)模鍛等幾種,如解放CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)活塞就是采用共晶鋁合金,經(jīng)液態(tài)模鍛新工藝而制造的。近年來(lái)柴油機(jī)的活塞又啟用灰鑄鐵材料,以發(fā)揮其成本低、耐熱性好、膨脹系數(shù)小的優(yōu)勢(shì)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)新設(shè)計(jì)的灰鑄鐵活塞的質(zhì)量比鋁合金的還輕,它完全跳出了一般活塞的結(jié)構(gòu)型式(如薄頂、楔形單銷(xiāo)座、只在側(cè)壓力的方向保留裙部、噴油冷卻等)。2.活塞的結(jié)構(gòu)活塞的基本構(gòu)造可分頂部、頭部和裙部三部分(圖2-3-12)?；钊敳渴侨紵业慕M成部分,其形狀與選用的燃燒室型式有關(guān)。汽油機(jī)活塞頂部較多采用平頂活塞[圖2-3-13(a)],其優(yōu)點(diǎn)是吸熱面積小、制造工藝簡(jiǎn)單。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)有些汽油機(jī)為了改善混合氣形成和燃燒而采用凹頂活塞[圖2-3-13(b)]。凹坑的大小還可以用來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用凸頂活塞[圖2-3-13(c)]。柴油機(jī)的活塞頂部為與柴油機(jī)混合氣的形成或與燃燒要求相適應(yīng),常常設(shè)有各種各樣的凹坑,并且根據(jù)凹坑的深淺分為半開(kāi)式(凹坑口徑與活塞直徑之比一般在0.35~0.7)和開(kāi)式(凹坑口徑與活塞直徑之比一般大于0.7)。半開(kāi)式的活塞頂部有較深的凹坑,凹坑有縮口的,也有不縮口的。常見(jiàn)的有中心凸起的ω形和較深的球形以及U形(圖2-3-14)。開(kāi)式的活塞頂部有略微凸起的淺ω形(圖2-3-15)和平底的淺盆形,凹坑較淺。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)有的活塞頂部打有箭頭“→”是裝配記號(hào),裝配時(shí)箭頭應(yīng)指向前端(曲軸帶盤(pán)端)?；钊^部是活塞環(huán)槽以上的部分。其主要作用為以下幾點(diǎn):(1)承受氣體壓力,并傳給連桿。(2)與活塞環(huán)一起實(shí)現(xiàn)氣缸的密封。(3)將活塞頂所吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳導(dǎo)到氣缸壁上。頭部切有若干道用以安裝活塞環(huán)的環(huán)槽。汽油機(jī)一般有2~3道環(huán)槽,上面1~2道用以安裝氣環(huán),下面一道用以安放油環(huán)。在油環(huán)槽底面上鉆有許多徑向小孔,使被油環(huán)從氣缸壁上刮下來(lái)的多余機(jī)油,得以經(jīng)過(guò)這些小孔流回油底殼。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)活塞頭部一般做得較厚,以便于熱量從活塞頂經(jīng)活塞環(huán)傳到氣缸的冷卻壁面上,從而防止活塞頂部的溫度過(guò)高?；钊h(huán)槽的磨損常常是影響活塞使用壽命的一個(gè)重要因素。在熱負(fù)荷較高的發(fā)動(dòng)機(jī)中,由于活塞的第一道環(huán)槽溫度較高,鋁合金材料硬度下降,再加上活塞環(huán)與環(huán)槽的相對(duì)運(yùn)動(dòng),更加速了環(huán)槽的磨損。為了保護(hù)和加強(qiáng)活塞環(huán)槽,可在鋁合金活塞環(huán)槽部位鑄入由耐熱材料制造的環(huán)槽護(hù)圈,如圖2-3-16所示。采用奧氏體鑄鐵護(hù)圈后,環(huán)槽的壽命可以提高3~10倍。活塞裙部是指油環(huán)槽下端以下部分。其作用是為活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向和承受側(cè)壓力。因而裙部要有一定的長(zhǎng)度和足夠的面積,以保證可靠導(dǎo)向和減輕磨損。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)裙部的基本形狀為一薄壁圓筒,若該圓筒完整則稱為全裙式(圖2-3-12)。許多高速發(fā)動(dòng)機(jī)為了減小活塞質(zhì)量,在活塞不受作用力的兩側(cè),即沿銷(xiāo)座孔軸線方向的裙部切去一部分,形成拖板式裙部(圖2-3-17)。這種結(jié)構(gòu)的活塞裙部彈性較好,可以減小活塞與氣缸的裝配間隙?；钊N(xiāo)座是活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)與連桿連接的部分,位于活塞裙部的上部,為厚壁圓筒結(jié)構(gòu),用以安裝活塞銷(xiāo)。故活塞銷(xiāo)座的作用是將活塞頂部氣體作用力經(jīng)活塞銷(xiāo)傳給連桿。銷(xiāo)座通常有肋片與活塞內(nèi)壁相連,以提高其剛度。活塞銷(xiāo)(全浮式)座孔內(nèi)接近外端面處車(chē)有安放彈性鎖環(huán)的鎖環(huán)槽,鎖環(huán)用來(lái)防止活塞銷(xiāo)在工作中發(fā)生軸向竄動(dòng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)加工時(shí),銷(xiāo)座孔要求有很高的精度,并與活塞銷(xiāo)進(jìn)行分組選配,以達(dá)到高精度的配合,銷(xiāo)座孔的尺寸分組通常用色漆標(biāo)于銷(xiāo)座孔下方的外表面。一般發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷(xiāo)座孔的中心線位于活塞中心線的平面內(nèi)。但也有些高速汽油機(jī)的活塞銷(xiāo)座孔中心線偏離活塞中心線平面,如圖2-3-18所示。圖中活塞銷(xiāo)座軸線向做功行程中受側(cè)壓力的一面偏移了1~2mm,這是因?yàn)?如果活塞銷(xiāo)對(duì)中布置[圖2-3-18(a)],則當(dāng)活塞越過(guò)上止點(diǎn)時(shí)側(cè)壓力的作用方向改變,會(huì)使活塞敲擊氣缸壁面產(chǎn)生噪聲。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)如果把活塞銷(xiāo)偏移布置[圖2-3-18(b)],則可使活塞較平順地從壓向氣缸的一面過(guò)渡到壓向另一面,且過(guò)渡時(shí)刻早于達(dá)到最高燃燒壓力的時(shí)刻,可以減輕活塞“敲缸”,降低噪聲,改善發(fā)動(dòng)機(jī)工作的平順性。但這種活塞銷(xiāo)偏置的結(jié)構(gòu),會(huì)帶來(lái)活塞裙部?jī)啥说募饨秦?fù)荷增大,引起這些部分的磨損或變形增大,這就要求活塞的間隙盡可能地減小。3.活塞的變形及采取的相應(yīng)措施活塞工作時(shí),燃燒氣體壓力p均布作用在活塞頂上,而活塞銷(xiāo)給予的支反力則作用在活塞頭部的銷(xiāo)座處,由此而產(chǎn)生的變形是裙部直徑沿活塞銷(xiāo)座軸線方向增大[圖2-3-19(a)]。側(cè)壓力N作用也使活塞裙部直徑在同一方向上增大[圖2-3-19(b)]。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)此外,活塞銷(xiāo)座附近的金屬堆積,受熱后膨脹量大,致使裙部在受熱變形時(shí),在沿活塞銷(xiāo)座軸線方向的直徑增量大于其他方向。所以,活塞工作時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械變形和熱變形,使得其裙部斷面變成長(zhǎng)軸在活塞銷(xiāo)方向上的橢圓。鑒于上述情況,為了使活塞在正常溫度下與氣缸壁間保持有比較均勻的間隙,以免在氣缸內(nèi)卡死或引起局部磨損,必須預(yù)先在冷態(tài)下把活塞加工成其裙部斷面為長(zhǎng)軸垂直于活塞銷(xiāo)方向的橢圓形[圖2-3-19(c)]。為了減少銷(xiāo)座附近處的熱變形量,有的活塞將銷(xiāo)座附近的裙部外表面制成下陷0.5~1.0mm。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)由于活塞沿軸線方向溫度分布和質(zhì)量分布都不均勻,因此各個(gè)斷面的熱膨脹量是上大下小。鋁合金活塞的這種差異尤其顯著。為了使鋁合金活塞在工作狀態(tài)(熱態(tài))下接近一個(gè)圓柱形,有的活塞將其頭部的直徑制成上小下大的階梯形[圖2-3-20(a)]或截錐形[圖2-3-20(b)],或?qū)⒒钊共恐瞥缮闲∠麓蟮慕劐F形[圖2-3-21]。有的活塞為了更好地適應(yīng)其熱變形,使活塞裙部制成變橢圓,即在裙部的不同部位其橢圓度不同,橢圓度由下而上逐漸增大,即裙部橫截面越往上越扁,如解放CA6102型發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞裙部就是這種結(jié)構(gòu)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)有的汽油機(jī)活塞,還開(kāi)有“T”形槽[圖2-3-22(a)、(b)]或“Π”形槽[圖2-3-22(c)]。其中橫槽的作用是切斷從活塞頭部向裙部傳輸熱流的部分通道,以減少?gòu)念^部到裙部的傳熱,從而使裙部的熱膨脹量減少。橫槽還可兼作油孔?？v槽使裙部具有彈性,從而使冷態(tài)下的裝配間隙盡可能小,而在熱態(tài)下又因切槽的補(bǔ)償作用,活塞不致在氣缸中卡死。因裙部開(kāi)縱槽的一面剛度較小,故裝配時(shí)應(yīng)使開(kāi)縱槽裙部位于做功行程中不承受側(cè)壓力一側(cè),即從發(fā)動(dòng)機(jī)前面向后看的右面?？v槽與活塞底面不垂直,可以防止活塞在運(yùn)動(dòng)中劃傷氣缸壁?？v槽一般不開(kāi)到裙底,以免過(guò)分削弱裙部的剛度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)為了限制活塞裙部的膨脹量,目前在汽車(chē)上廣泛采用雙金屬活塞。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和作用原理不同,雙金屬活塞可分為恒范鋼片式、筒形鋼片式和自動(dòng)調(diào)節(jié)式等數(shù)種。圖2-3-23所示為8V100型發(fā)動(dòng)機(jī)采用的在活塞銷(xiāo)座中鑲鑄恒范鋼片的活塞。恒范鋼是含鎳33%~36%的合金鋼,其線膨脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10左右,因此可以“恒范鋼片”來(lái)牽制活塞裙部的熱膨脹。圖2-3-24所示為自動(dòng)調(diào)節(jié)式活塞。較小膨脹系數(shù)的低碳鋼片貼在銷(xiāo)座鋁層的內(nèi)側(cè),一方面依靠鋼片的牽制作用,另一方面是利用鋼片與鋁殼之間的雙金屬效應(yīng)來(lái)減小裙部側(cè)壓力方向的膨脹量。圖2-3-25所示為鋼片的結(jié)構(gòu)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)柴油機(jī)鑄鋁活塞的裙部有的鑲鑄圓筒式鋼片(圖2-3-26)。這是在澆鑄時(shí),將鋼筒夾在鋁合金中,由于鋁合金的膨脹系數(shù)大于鋼,冷卻后位于鋼筒外的鋁合金就緊壓在鋼筒上,使外層鋁合金的收縮量受到鋼筒的阻礙而減小,同時(shí)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力(鋁合金為拉應(yīng)力,鋼筒為壓應(yīng)力)。鋼筒內(nèi)側(cè)鋁合金層由于與鋼筒沒(méi)有金屬結(jié)合,就無(wú)阻礙地向里收縮,在二者之間形成一道“收縮縫隙”。當(dāng)溫度升高時(shí),內(nèi)層合金的膨脹先要消除“收縮縫隙”,而后推動(dòng)鋼筒外脹,外層合金與鋼筒的膨脹則首先要消除預(yù)應(yīng)力,從而減小活塞的膨脹量。采取了上述結(jié)構(gòu)措施后,活塞裙部與氣缸壁之間的冷態(tài)裝配間隙便可減小,使發(fā)動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生冷“敲缸”現(xiàn)象。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)對(duì)于新裝配的活塞裙部和氣缸表面,為了改善其磨合性,通常都對(duì)活塞裙部進(jìn)行表面處理。汽油機(jī)鑄鋁活塞的裙部外表面鍍錫;柴油機(jī)鑄鋁活塞的裙部外表面磷化;對(duì)于鍛鋁活塞,在裙部的外表面上可涂以石墨。在某些強(qiáng)化柴油機(jī)中,為滿足柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷不斷增長(zhǎng)的需要,出現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)的油冷活塞(圖2-3-27)。圖2-3-27(a)所示的一種是利用經(jīng)過(guò)連桿桿身輸送到小頭的機(jī)油噴到活塞頂部底面,進(jìn)行冷卻的方法(稱為“振蕩冷卻”)。另一種為“噴油冷卻”[圖2-3-26(b)],它是在活塞頂部材料內(nèi)用石蠟鑄造法鑄出蛇形管,利用安裝在機(jī)體上的噴油嘴對(duì)蛇形管的一端噴入機(jī)油的方法,帶走活塞頂?shù)拇蟛糠譄崃?。溫度升高的機(jī)油,從蛇形管的另一端流出。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)2.3.3活塞環(huán)1.功用與工作條件活塞環(huán)按其功用可分為氣環(huán)和油環(huán)兩類(lèi)。氣環(huán)又稱壓縮環(huán),其作用是保證活塞與氣缸壁間的密封,防止氣缸中的高溫、高壓燃?xì)獯罅柯┤肭S箱,同時(shí)還將活塞頂部的大部分熱量傳導(dǎo)到氣缸壁,再由冷卻水或空氣帶走。一般發(fā)動(dòng)機(jī)上每個(gè)活塞都裝有2~3道氣環(huán)。油環(huán)用來(lái)刮除氣缸壁上多余的機(jī)油,并在氣缸壁上布上一層均勻的油膜,這樣既可以防止機(jī)油竄入氣缸燃燒,又可以減小活塞、活塞環(huán)與氣缸的磨損和摩擦阻力。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)此外,油環(huán)也起到封氣的輔助作用。通常發(fā)動(dòng)機(jī)有1~2道油環(huán)。氣環(huán)所起的密封和導(dǎo)熱兩大作用中,密封作用是主要的,因?yàn)槊芊馐菍?dǎo)熱的前提。如果氣環(huán)密封性能不好,高溫燃?xì)鈱⒅苯訌臍猸h(huán)外圓表面漏入曲軸箱,此時(shí)不但由于氣環(huán)和氣缸貼合不嚴(yán)而不能很好地散熱,相反地氣環(huán)外圓表面還接受附加的熱量,最后必將導(dǎo)致活塞和氣環(huán)燒壞?；钊h(huán)是在高溫、高壓、高速以及潤(rùn)滑困難的條件下工作的。它的運(yùn)動(dòng)情況很復(fù)雜,一方面與缸壁間有相對(duì)高速的滑動(dòng)摩擦,以及由于環(huán)的脹縮而產(chǎn)生的環(huán)與環(huán)槽側(cè)面相對(duì)的摩擦;另一方面環(huán)對(duì)環(huán)槽側(cè)面有上下撞擊。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)高溫使環(huán)的彈力下降,潤(rùn)滑變壞。尤以第一環(huán)工作條件最為惡劣。故活塞環(huán)是發(fā)動(dòng)機(jī)所有零件中工作壽命最短的。當(dāng)活塞環(huán)磨損、損壞或失效時(shí),將出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難,功率不足,曲軸箱壓力升高,通風(fēng)系統(tǒng)嚴(yán)重冒煙,機(jī)油消耗增大,排氣冒藍(lán)煙,燃燒室、活塞等表面嚴(yán)重積炭等不良狀況。2.活塞環(huán)的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)一般活塞環(huán)的材料采用灰鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵。目前汽車(chē)上廣泛應(yīng)用的是合金鑄鐵(在優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵中加入少量銅、鉻、鉬等合金元素)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化,活塞環(huán)特別是第一環(huán),承受著很大的沖擊負(fù)荷,因此要求材料除了有好的耐磨性、耐熱性、磨合性、導(dǎo)熱性以外,還應(yīng)有高的強(qiáng)度、沖擊韌性和足夠的彈性。一些發(fā)動(dòng)機(jī)的第一道氣環(huán),甚至所有氣環(huán),其外圓柱表面一般都鍍上多孔性鉻或噴鉬,以減緩活塞環(huán)和氣缸的磨損。多孔性鉻層硬度高,并能儲(chǔ)存少量機(jī)油,以改善潤(rùn)滑條件,使氣環(huán)的使用壽命提高2~3倍。其余氣環(huán)還可鍍錫或磷化處理,以改善磨合性能。在高速?gòu)?qiáng)化的柴油機(jī)上,還可以采用鋼片環(huán)來(lái)提高彈力和沖擊韌性。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),活塞、活塞環(huán)等機(jī)件都會(huì)發(fā)生熱膨脹。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)而活塞環(huán)在氣缸、活塞環(huán)槽內(nèi)的運(yùn)動(dòng)相對(duì)較為復(fù)雜,既要與活塞一起在氣缸內(nèi)做上下運(yùn)動(dòng),徑向脹縮,還要在環(huán)槽內(nèi)做微量的圓周運(yùn)動(dòng),既要保證氣缸的密封性,又要防止環(huán)卡死在缸內(nèi)或脹死于環(huán)槽中,安裝時(shí),活塞環(huán)應(yīng)留有端隙、側(cè)隙和背隙(圖2-3-28)。端隙Δ1又稱為開(kāi)口間隙,是活塞環(huán)裝入氣缸后,該環(huán)在上止點(diǎn)時(shí)環(huán)的兩端頭的間隙或活塞環(huán)在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)內(nèi)兩端頭的間隙,一般為0.25~0.50mm。側(cè)隙Δ2又稱邊隙,是指活塞環(huán)裝入活塞后,其側(cè)面與活塞環(huán)槽之間的間隙。第一環(huán)因工作溫度高,側(cè)隙一般為0.04~0.10mm;其他環(huán)側(cè)隙一般為0.03~0.07mm。油環(huán)的側(cè)隙較小,一般為0.025~0.07mm。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)背隙Δ3是活塞及活塞環(huán)裝入氣缸后,活塞環(huán)內(nèi)圓柱面與活塞環(huán)槽底部間的間隙,一般為0.5~1mm,油環(huán)的背隙較氣環(huán)大,目的是增大存油間隙,以利于減壓泄油。活塞環(huán)在自由狀態(tài)時(shí),其外形尺寸比氣缸內(nèi)徑大些,因此,它隨活塞一起裝入氣缸后,便產(chǎn)生彈力F1而緊貼在氣缸壁上,形成第一密封面,使燃?xì)獠荒芡ㄟ^(guò)環(huán)與氣缸的接觸面之間的間隙?；钊h(huán)在燃?xì)鈮毫ψ饔孟?壓緊在環(huán)槽的下端面上,形成第二密封面,于是燃?xì)獗憷@流到環(huán)的背面,并發(fā)生膨脹,其壓力下降。同時(shí),燃?xì)鈮毫?duì)環(huán)背的作用力F2使環(huán)更緊地貼在氣缸壁上形成對(duì)第一密封面的第二次密封(圖2-3-29)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)壓力已有所降低的燃?xì)?從第一道氣環(huán)的切口漏到第二道氣環(huán)的上平面時(shí),又把這道氣環(huán)壓貼在第二環(huán)槽的下端面上。于是,燃?xì)庥掷@流到這個(gè)環(huán)的背面,再發(fā)生膨脹,其壓力又進(jìn)一步降低。如此繼續(xù)進(jìn)行下去。從最后一道氣環(huán)漏出來(lái)的燃?xì)?其壓力和流速已經(jīng)大大減小,因而泄漏的燃?xì)饬恳簿秃苌倭?各環(huán)氣體壓力遞減情況如圖2-3-30所示。因此,為數(shù)很少的幾道切口相互錯(cuò)開(kāi)的氣環(huán)所構(gòu)成的“迷宮式”封氣裝置,就足以對(duì)氣缸中的高壓燃?xì)膺M(jìn)行有效的密封。一般汽油機(jī)設(shè)有2道氣環(huán),而柴油機(jī)由于壓縮比高,常設(shè)有3道氣環(huán),通常在保證密封的前提下,應(yīng)該盡可能減少環(huán)數(shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)活塞環(huán)切口的形狀和裝入氣缸后的間隙大小對(duì)于漏入曲軸箱的燃?xì)饬坑幸欢ㄓ绊?若切口間隙過(guò)大,則漏氣嚴(yán)重,使發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小;若間隙過(guò)小,則活塞環(huán)受熱膨脹后就可能卡死或折斷。氣環(huán)的切口形狀如圖2-3-31所示。直角形切口工藝性好,如圖2-3-31(a)所示;階梯形切口的密封性較好,但工藝性較差,如圖2-3-31(b)所示;圖2-3-31?所示為斜切口,斜角一般為30°或45°,其密封作用和工藝性均介于前二者之間,但其銳角部位在套裝入活塞時(shí)容易折損;圖2-3-31(d)所示為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)的帶銷(xiāo)釘槽的切口。壓配在活塞環(huán)槽中的銷(xiāo)釘,是用來(lái)防止活塞環(huán)在工作中繞活塞中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的。氣環(huán)的斷面形狀有多種(圖2-3-32)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)矩形斷面環(huán)[圖2-3-32(a)]結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、散熱性好,但矩形斷面的氣環(huán)隨活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)把氣缸壁上的機(jī)油不斷送入氣缸中。這種現(xiàn)象稱為“氣環(huán)的泵油作用”,其泵油原理如圖2-3-33所示。活塞下行時(shí),由于環(huán)與缸壁之間的摩擦阻力以及環(huán)本身的慣性,環(huán)將壓靠著環(huán)槽的上端面。缸壁上的機(jī)油就被刮入下邊隙與背隙內(nèi)。當(dāng)活塞上行時(shí),環(huán)又壓靠著環(huán)槽的下端面上,結(jié)果第一道環(huán)背隙里的油就進(jìn)入氣缸中,如此反復(fù),結(jié)果就像油泵的作用一樣,將缸壁的機(jī)油最后壓入燃燒室。為了消除或減少有害的泵油作用,廣泛采用非矩形斷面的扭曲環(huán)[圖2-3-32(c)、(d)]。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)扭曲環(huán)是在矩形的內(nèi)圓上邊緣或外圓下邊緣切去一部分。將這種環(huán)隨同活塞裝入氣缸時(shí),由于環(huán)的彈性內(nèi)力不對(duì)稱作用產(chǎn)生明顯的斷面傾斜,其作用原理如圖2-3-34所示?；钊h(huán)裝入氣缸后,其外側(cè)拉伸應(yīng)力的合力F1與內(nèi)側(cè)壓縮應(yīng)力的合力F2之間有一力臂e,于是產(chǎn)生了扭曲力矩M。它使環(huán)外圓周扭曲成上小下大的錐形,從而使環(huán)的邊緣與環(huán)槽的上下端面接觸,提高了表面接觸應(yīng)力,防止了活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)上下竄動(dòng)而造成的泵油作用,同時(shí)增加了密封性。扭曲環(huán)還易于磨合,并有向下刮油的作用。扭曲環(huán)目前在發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。它在安裝時(shí),必須注意環(huán)的斷面形狀和方向,應(yīng)將其內(nèi)圓切槽向上,外圓切槽向下,不能裝反。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)錐面環(huán)[圖2-3-32(b)]可以改善環(huán)的磨合,這種環(huán)在氣缸內(nèi),可向下刮油,而向上滑動(dòng)時(shí)由于斜面的油楔作用,可在油膜上浮起,減少磨損。梯形環(huán)[圖2-3-32(e)]的主要作用是使得當(dāng)活塞受側(cè)壓力的作用而改變位置時(shí),環(huán)的側(cè)隙δ相應(yīng)發(fā)生變化[圖2-3-35(a)],使沉積在環(huán)槽中的結(jié)焦被擠出,避免了環(huán)被黏在環(huán)槽中而引起折斷。在做功行程中,作用在梯形環(huán)上的燃?xì)庾饔昧的徑向分力Rx,加強(qiáng)了環(huán)的密封作用[圖2-3-35(b)]。因此,梯形即使在彈力喪失一些的情況下,仍能與氣缸貼合良好,延長(zhǎng)了環(huán)的使用壽命。它的主要缺點(diǎn)是上、下兩面的精磨工藝比較復(fù)雜。這種環(huán)常用于熱負(fù)荷較高的柴油機(jī)的第一環(huán)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)桶面環(huán)[圖2-3-32(f)]是近年來(lái)興起的一種新型結(jié)構(gòu),目前已普遍地在強(qiáng)化柴油機(jī)中用作第一環(huán)。其特點(diǎn)是活塞環(huán)的外圓面為凸圓弧形。當(dāng)桶面環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí),均能與氣缸壁形成楔形空間,使機(jī)油容易進(jìn)入摩擦面,從而使磨損大為減少。桶面環(huán)與氣缸是圓弧接觸,故對(duì)氣缸表面的適應(yīng)性和對(duì)活塞偏擺的適應(yīng)性均較好,有利于密封。它的缺點(diǎn)是凸圓弧表面加工較困難。油環(huán)分為普通油環(huán)和組合油環(huán)兩種,如圖2-3-36所示。油環(huán)的刮油作用如圖2-3-37所示。無(wú)論活塞下行還是上行,油環(huán)都能將氣缸壁上多余的機(jī)油刮下來(lái)經(jīng)活塞上的回油孔流回油底殼。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)普通油環(huán)的結(jié)構(gòu)[圖2-3-36(a)],一般是用合金鑄鐵制造的。其外圓面的中間切有一道凹槽,在凹槽底部加工出很多穿通的排油小孔或狹縫。組合環(huán)[圖2-3-36(b)]由上、下刮片和產(chǎn)生徑向、軸向彈力作用的襯簧組成。這種油環(huán)的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)片環(huán)很薄,對(duì)氣缸壁的比壓大,因而刮油作用強(qiáng)。(2)刮油片是各自獨(dú)立的,故對(duì)氣缸的適應(yīng)性好。(3)質(zhì)量小。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)(4)回油通路大,因此,組合油環(huán)在高速發(fā)動(dòng)機(jī)上得到較廣泛的應(yīng)用。一般活塞上裝有1~2道油環(huán)。采用兩道油環(huán)時(shí),下面一道多安置在活塞裙部的下端。2.3.4活塞銷(xiāo)1.功用、工作條件及要求活塞銷(xiāo)的功用是連接活塞和連桿小頭,將活塞承受的氣體作用力傳給連桿?；钊N(xiāo)在高溫下承受很大的周期性沖擊載荷,潤(rùn)滑條件差,因而要求活塞銷(xiāo)有足夠的剛度和強(qiáng)度,表面耐磨,質(zhì)量盡可能小。為此,活塞銷(xiāo)通常做成空心圓柱體。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)2.活塞銷(xiāo)結(jié)構(gòu)及材料活塞銷(xiāo)的材料一般用低合金滲碳鋼(15Cr或16MnCr5)。對(duì)高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)則采用滲氮鋼(34CrAl6或32AlCrMo4)。先經(jīng)表面滲碳或滲氮處理以提高表面硬度,并保證心部具有一定的沖擊韌性,然后進(jìn)行精磨和拋光?；钊N(xiāo)根據(jù)形狀有如下幾種(圖2-3-38)。直通圓柱形孔和圓錐形孔的活塞銷(xiāo)[圖2-3-38(a)、(b)],質(zhì)量較小;中間或單側(cè)封閉的活塞銷(xiāo)[圖2-3-38(c)、(d)]適用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),此種結(jié)構(gòu)可以避免掃氣損失;內(nèi)部有塑料芯的鋼套銷(xiāo)[圖2-3-38(e)]則用于要求不高的汽油機(jī);成型銷(xiāo)[圖2-3-38(f)]用于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)3.活塞銷(xiāo)的連接方式活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔和連桿小頭襯套的連接方式,一般有全浮式和半浮式兩種形式。(1)全浮式:在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度時(shí),活塞銷(xiāo)不僅可以在連桿小頭襯套孔內(nèi),還可以在銷(xiāo)座孔內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng),以使活塞銷(xiāo)各部分的磨損比較均勻(圖2-3-39),所以被廣泛采用。由于鋁合金的活塞銷(xiāo)座的熱膨脹量大于鋼活塞銷(xiāo),為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)有合適的工作間隙(0.01~0.02mm),在冷態(tài)裝配時(shí)活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔為過(guò)渡配合。裝配時(shí),應(yīng)先將鋁活塞放在溫度為70~90℃的水或油中加熱,然后將銷(xiāo)裝入。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三活塞與活塞環(huán)的拆裝與檢測(cè)為了防止活塞銷(xiāo)因軸向竄動(dòng)而刮傷氣缸壁,在活塞銷(xiāo)座兩端用卡環(huán)嵌在銷(xiāo)座凹槽中加以軸向定位。(2)半浮式:活塞銷(xiāo)與座孔和連桿小頭的兩處連接,一處固定,一處浮動(dòng)。其中大多數(shù)采用活塞銷(xiāo)與連桿小頭固定的方式。上一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝2.4.1準(zhǔn)備工作(1)設(shè)備:臺(tái)架發(fā)動(dòng)機(jī)、工作臺(tái)。(2)工具與量具:內(nèi)徑百分表、外徑千分尺、成套工具盒、扭力扳手、尖嘴鉗等。(3)發(fā)動(dòng)機(jī)維修手冊(cè)。(4)耗材、工單及其他:記號(hào)筆、機(jī)油壺、清潔用棉布、工單、手套等。2.4.2活塞連桿組拆卸的工作過(guò)程(1)用缸口鉸刀去掉氣缸頂部的所有積炭(圖2-4-1),以便在取出活塞連桿組時(shí),保護(hù)活塞和缸體不受損傷。下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝(2)拆卸連桿蓋。檢查連桿和連桿蓋上的配合記號(hào)(圖2-4-2),以保證正確地重新組裝。卸下連桿蓋螺母。(3)用塑料貼面的錘子輕敲連桿螺栓并提起連桿蓋,但應(yīng)保持下軸瓦仍嵌在連桿蓋中,如圖2-4-3所示。注意:不能用鐵錘直接敲打連桿蓋。(4)用短軟管套在連桿螺栓上,以保護(hù)曲軸與氣缸內(nèi)壁不受損壞,如圖2-4-4所示。卸下活塞和連桿組件。(5)推動(dòng)活塞、連桿組件及上軸瓦,通過(guò)氣缸體頂部將其取下,如圖2-4-5所示。注意:拆卸后應(yīng)將軸瓦、連桿與連桿蓋放在一起,并按正確的順序放置。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝(6)檢查活塞和活塞銷(xiāo)的配合情況,如圖2-4-6所示。嘗試使活塞在活塞銷(xiāo)上前后移動(dòng),如果不能移動(dòng)(全浮式),則更換一套活塞和活塞銷(xiāo)。(7)取下連桿軸承上軸承。(8)拆下活塞環(huán)。使用活塞環(huán)擴(kuò)張器拆下氣環(huán)和油環(huán),如圖2-4-7所示,對(duì)于組合油環(huán)可手動(dòng)拆下上下刮油鋼片和襯簧,如圖2-4-8所示。(9)拆下連桿。使用小螺絲刀拆下活塞銷(xiāo)兩端卡環(huán)(圖2-4-9);將活塞加熱到大約80℃(圖2-4-10);使用塑料錘和銅棒輕輕敲出活塞銷(xiāo)并拆下連桿(圖2-4-11)。對(duì)于半浮式直接用專(zhuān)用工具壓出活塞銷(xiāo)即可拆下連桿(圖2-4-12)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝2.4.3零件的選配和工藝要求1.活塞的選配當(dāng)氣缸的磨損超過(guò)規(guī)定值,必須對(duì)氣缸進(jìn)行修復(fù);當(dāng)活塞發(fā)生異常損壞時(shí),需視情況選配活塞。選配活塞時(shí)要注意以下幾點(diǎn):(1)根據(jù)氣缸的修理尺寸選用同一修理尺寸和同一分組尺寸的活塞?；钊共康某叽缡晴M磨氣缸的依據(jù),只有在活塞選配后,才能按選定活塞的裙部尺寸鏜磨氣缸。(2)活塞是成套選配的,同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)必須選用同一廠牌的活塞,以保證其材料和性能的一致性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝(3)在選配的成套活塞中,其尺寸差和質(zhì)量差應(yīng)符合要求。成套活塞中,其尺寸差一般為0.01~0.05mm,質(zhì)量差為4~8g,銷(xiāo)座孔的涂色標(biāo)記相同。新型汽車(chē)的活塞與氣缸的配合都采用選配法,在氣缸的技術(shù)要求確定的情況下,選配相應(yīng)的活塞。活塞的修理尺寸級(jí)別一般分為+0.25mm、+0.50mm、+0.75mm、+1.00mm四級(jí),有的只有1~2個(gè)級(jí)別。在每一個(gè)修理尺寸級(jí)別中又分為若干組,通常分為3~6組不等。相鄰兩組的直徑差為0.010~0.015mm。選配時(shí),要注意活塞的分組標(biāo)記和涂色標(biāo)記。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝有的發(fā)動(dòng)機(jī)為薄型氣缸套,活塞不設(shè)置修理尺寸,只區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)系列活塞和維修系列活塞,每一系列活塞中也有若干組供選配。活塞的修理尺寸級(jí)別代號(hào)常打印在活塞的頂部。部分發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的分組與氣缸直徑見(jiàn)表2-4-1?，F(xiàn)代多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸和活塞尺寸均按公差分若干級(jí),并在氣缸和活塞上刻有標(biāo)記,以便活塞與氣缸的選配。2.活塞環(huán)的選配在發(fā)動(dòng)機(jī)大修和小修時(shí),活塞環(huán)是被當(dāng)作易損件更換的。活塞環(huán)設(shè)有修理尺寸,不因氣缸和活塞的分組而分組。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝活塞環(huán)選配時(shí),以氣缸的修理尺寸為依據(jù),同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)選用與氣缸和活塞修理尺寸等級(jí)相同的活塞環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸磨損不大時(shí),應(yīng)選配與氣缸同一級(jí)別的活塞環(huán)。氣缸磨損較大尚未達(dá)到大修標(biāo)準(zhǔn)時(shí),嚴(yán)禁選擇加大一級(jí)修理尺寸的活塞環(huán)銼端隙使用。進(jìn)口汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)的更換,按原廠規(guī)定進(jìn)行。對(duì)活塞環(huán)的要求是:與氣缸、活塞的修理尺寸一致;具有規(guī)定的彈力以保證氣缸的密封性;環(huán)的漏光度、端隙、側(cè)隙、背隙應(yīng)符合原廠設(shè)計(jì)規(guī)定。3.活塞銷(xiāo)的選配上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝在發(fā)動(dòng)機(jī)大修時(shí),一般應(yīng)更換標(biāo)準(zhǔn)尺寸的活塞銷(xiāo),為小修留有余地。選配活塞銷(xiāo)的原則是:同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)選用同一廠牌、同一修理尺寸的成組活塞銷(xiāo),活塞銷(xiāo)表面應(yīng)無(wú)任何銹蝕和斑點(diǎn),表面粗糙度Ra≤0.20μm,圓柱度誤差≤0.0025mm,質(zhì)量差在10g范圍內(nèi)。為了適應(yīng)修理的需要,活塞銷(xiāo)設(shè)有四級(jí)修理尺寸,可以根據(jù)活塞銷(xiāo)座和連桿襯套的磨損程度來(lái)選擇相應(yīng)修理尺寸的活塞銷(xiāo)。4.活塞銷(xiāo)與座孔的配合上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝在常溫下,汽油機(jī)的活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座配合間隙為0.0025~0.0075mm,與連桿襯套的間隙為0.005~0.010mm;柴油機(jī)活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座的過(guò)盈量較大,過(guò)盈量一般為0.02~0.05mm,與連桿襯套的間隙也比汽油機(jī)大,一般為0.03~0.05mm?，F(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座和連桿襯套的耐磨程度較小,如進(jìn)口汽車(chē)行駛30萬(wàn)km,活塞銷(xiāo)的磨損很輕微,一般只需更換活塞。活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座和連桿襯套采用分組選配。由于相鄰兩組的直徑差只有0.0025mm,通常難以進(jìn)行測(cè)量,而是用涂色標(biāo)記加以識(shí)別。裝配時(shí),活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座和連桿襯套涂色標(biāo)記相同,這就大大簡(jiǎn)化了維修作業(yè),配合副的裝配精度得到明顯提高。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝5.組裝的工藝要求目前,全浮式活塞銷(xiāo)通常是采用熱裝合方法進(jìn)行活塞與連桿的裝配(半浮式活塞銷(xiāo)采用專(zhuān)用工具常溫壓裝)。因?yàn)榛钊N(xiāo)與銷(xiāo)座在常溫下有微量的過(guò)盈,所以裝合時(shí)一定要將活塞加熱。方法是:活塞置入水中加熱至353~373K,取出后迅速擦凈,將活塞銷(xiāo)涂以機(jī)油,插入活塞銷(xiāo)座推過(guò)連桿襯套,直至另一端銷(xiāo)座的外邊緣,然后裝入卡環(huán)。兩卡環(huán)的內(nèi)端應(yīng)與活塞銷(xiāo)有0.10~0.25mm的間隙。否則卡環(huán)將被頂出造成拉缸?？ōh(huán)嵌入環(huán)槽中的深度,應(yīng)不少于絲徑的2/3。活塞與連桿組裝時(shí),要注意兩者的缸序和安裝方向,不得錯(cuò)亂。活塞與連桿一般都標(biāo)有裝配標(biāo)記(圖2-4-15)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝如兩者的裝配標(biāo)記不清或不能確認(rèn)時(shí),可結(jié)合活塞和連桿的結(jié)構(gòu)加以識(shí)別,如活塞頂部的箭頭或邊緣缺口朝前,汽油機(jī)活塞的膨脹槽開(kāi)在做功行程側(cè)壓力較小的一面,連桿桿身的圓形突點(diǎn)朝前,連桿大端的45°的機(jī)油噴孔潤(rùn)滑左側(cè)氣缸壁等。此外,連桿與下蓋的配對(duì)記號(hào)一致并對(duì)正,或桿身與下蓋承孔的凸榫槽安裝時(shí)在同一側(cè),以避免裝配時(shí)的配對(duì)錯(cuò)誤。活塞連桿組裝后,還需要進(jìn)行下列檢驗(yàn)項(xiàng)目:(1)在連桿校驗(yàn)儀上檢驗(yàn)活塞軸線對(duì)連桿大端承孔軸線的垂直度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝檢驗(yàn)的方法是:將連桿大端承孔套裝在校驗(yàn)儀的支承軸上,用厚薄規(guī)分別測(cè)量的活塞頂部前后方向的邊緣與平板的間隙應(yīng)該一致,兩次測(cè)量數(shù)值的差值即為組件的垂直度誤差,其公差為0.05~0.08mm。超過(guò)上述數(shù)值時(shí),應(yīng)分析原因并進(jìn)行校正。(2)復(fù)檢活塞裙部的橢圓度和錐度。當(dāng)活塞冷卻后,復(fù)檢活塞裙部的橢圓度和錐度應(yīng)保持安裝前數(shù)值,如其數(shù)值發(fā)生變化,其變化量一般不得超過(guò)原值的3%。如其數(shù)值變化過(guò)大,甚至出現(xiàn)反橢圓或反錐度,多由活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座過(guò)盈過(guò)大或裝配不當(dāng)所致,應(yīng)重新鉸削銷(xiāo)座。(3)組件質(zhì)量差的檢驗(yàn)在組裝前或組裝后進(jìn)行。用天平測(cè)量各活塞連桿組的質(zhì)量,其組件的質(zhì)量應(yīng)符合原廠規(guī)定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝如無(wú)原廠規(guī)定數(shù)值時(shí),組件的質(zhì)量差:轎車(chē)為10~15g;小型汽油機(jī)為20~30g;汽油機(jī)為30~40g;柴油機(jī)為50~60g。最后安裝活塞環(huán)。安裝時(shí),應(yīng)采用專(zhuān)用工具,以免將環(huán)折斷。由于各道活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)差異,在安裝活塞環(huán)時(shí)要特別注意各道活塞環(huán)的類(lèi)型和規(guī)格、順序及其安裝方向。安裝氣環(huán)時(shí),有鍍鉻的活塞環(huán)一般裝在第一道,因?yàn)殄冦t環(huán)能增強(qiáng)環(huán)的耐磨性,延長(zhǎng)環(huán)的壽命。安裝扭曲環(huán)時(shí),其安裝方向視該環(huán)的具體作用而定:用作刮油的正扭曲環(huán)其內(nèi)缺口或內(nèi)倒角朝上,外缺口或外倒角朝下;用作布油的反扭曲環(huán),其安裝方向與上相反。上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四活塞連桿組的拆裝各種環(huán)的組合方式和安裝方向要按該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行,不得隨意改變。新型發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)的端部側(cè)面都制有裝配標(biāo)記,活塞環(huán)有標(biāo)記的一面朝上安裝,并且要注意每一道環(huán)的裝配位置。環(huán)的標(biāo)記