汽车与发动机构造与维修7

1、广东省南方技师学院广东省南方高级技工学校实 习 课（一 体 化）教 案编号：NGQD-0707-23 版本号：A/1 页 码：1 编制/时间： 审核/时间： 批准/时间：课 程名 称汽车发动机构造与维修课 题项目二 曲轴飞轮组构造与检修授 课班 级汽修高技1601授 课日 期2017/3/27-2017/3/31授 课时 数6学时教 学类 型一体化授新教 学方 法老师讲解、示范，分组实操教材及参考资料教材、课件，维修手册教 学目 标知识目标：1、掌握曲轴飞轮组的工作原理及作用； 2、掌握曲轴飞轮组主要零件的构造和装配连接关系；能力目标：1、掌握曲轴飞轮组主要零件的检测和维修方法； 2、掌握曲轴

2、飞轮组的拆检规程及技术要求。教学重难点及其突出方法、化解方法重点：掌握曲轴飞轮组常见故障的诊断与排除；难点：曲轴飞轮组的检修及校正。化解方法：1、使用多媒体教学，利用图片和动画的展示加深学生对曲轴飞轮组知识的理解。2、实物展示，加强学生对机体组的组成的零件的掌握，在实训室拆装和检测，将检测结果加以讨论与分析。教 学对 象分 析此班对上周所学的内容掌握的较好，遵守课堂纪律，听从老师的安排有条理的进行实训内容。本次课的内容对此班学生在今后的学习和实践动手操作中起着重要的作用，掌握了发动机曲柄连杆机构的结构、作用和工作过程，希望学生能更加深刻理解发动机的工作原理和工作过程。教学资 源和材料多媒体教室

3、，发动机6台、百分表和磁力表座各4个、千分尺4个、塞尺4个、工具车6台、常用工具2套工 作任 务情 景描 述1、教师利用多媒体讲解曲轴飞轮组的工作原理、各零部件的名称及装配技术要求；2、教师示范曲轴飞轮组的拆装与检测和讲述在整个实训过程中需要注意的问题，加强学生对曲轴飞轮组的组成的掌握及常见故障检修方法，鼓励学生动手操作，要求学生能在发动机实训台架上对活塞连杆组拆装和检测及校正。教 学内 容概 要（一）曲轴飞轮组结构组成及工作原理；（二）曲轴飞轮组的拆检规程及技术要求；（三）曲轴飞轮组常见故障的诊断与排除；（四）曲轴飞轮组典型故障案例分析教 学反 思广东省南方技师学院广东省南方高级技工学校实

4、习 课（一 体 化）教 案编制/时间： 页 码：16 任 务 图 纸曲轴飞轮组构造与检修一、曲轴飞轮组结构组成及工作原理曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、带轮、正时齿轮（或链轮）等组成。 1.曲轴（1）曲轴的功用及工作条件功用：是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。工作条件：曲轴在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作，承受弯曲和扭转交变载荷。（2）曲轴的材料：曲轴一般由45、40Cr、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢模锻而成，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，最后进行精加工。现代汽车发动机广泛采用球墨铸铁曲轴（3）曲轴的构造、组成及分

5、类 1）曲轴的组成主要包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后端轴等 曲拐。由一个曲柄销（也称连杆轴颈），左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈所构成的一个单元称为曲拐。曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。 主轴颈和连杆轴颈：主轴颈是曲轴的支承部分。每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈的，称为全支承曲轴。其特点主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。其特点（如图2-68）。曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，以便润滑主轴颈和连杆轴颈。 曲柄和平衡重：曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，为了平衡惯性力，曲柄处铸有(或紧固有)平衡重块。其断面主要有方形、圆形 图2-67 曲轴的组成与椭圆形三种。平

6、衡重块用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。 前端轴与后端轴 a.作用：前端轴用来安装正时齿轮、带轮及起动爪等；后端轴有凸缘盘，用来安装飞轮。有的电喷发动机还装有曲轴位置传感器和转速传感器的信号发生器。前端轴的结构，如图2-70所示。b.前后端的密封：曲轴前后端都伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出，在曲轴前后都设有防漏装置。常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油螺纹等。 曲轴的轴向限位通常是通过在曲轴的前部、中部或后部安装止推轴承来实现的（翻边轴瓦）。如图2-71所示。2）曲轴的分类：按结构组成不同可分为整体式曲轴（汽油机多采用此结构）

7、和组合式曲轴（柴油机多采用此结构）两种，分别如图2-73、2-74所示。按支承方式不同可分为全支承曲轴和非全支承曲轴。其结构形式及特点分别如图2-75、2-76所示4）曲拐布置与多缸发动机的工作顺序1）一般规律各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行。避免进气重叠。V型发动机左右气缸尽量交替作功。曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。2）常见曲轴曲拐的布置四行程直列四缸发动机的发火顺序和曲拐布置，如图2-77所示。四行程直列四缸发动机的发火间隔角为720°/4=180°；4个曲拐在同一平面内；

8、发动机工作顺序为1-3-4-2或1-2-4-3，其工作循环见表2-5、2-6。四行程V型六缸发动机的发火顺序和曲拐布置，如图2-79所示。V型六缸发动机的发火间隔角仍为120°；3个曲拐互成120°；工作顺序多为R1-L3-R3-L2-R2-L1。四行程V型六缸发动机的发火顺序和曲拐布置，如图2-79所示。V型六缸发动机的发火间隔角仍为120°；3个曲拐互成120°；工作顺序多为R1-L3-R3-L2-R2-L1。提示：对四行程多缸发动机（4缸以上发动机）而言，其作功重叠角为：活塞走一个行程曲轴所转过的角度（180°）作功间隔角（720

9、6;/缸数）。如四缸机，作功重叠角为：180°720°/4=0°；六缸机，作功重叠角为：180°720°/6=60°；八缸机，作功重叠角为：180°720°/8=90°；十二缸机，作功重叠角为：180°720°/12=120°。由此可知，发动机缸数越多，作功重叠角越大，发动机运转越平稳，功率也越大。对V型气缸发动机而言，面对发动机的冷却风扇，右列气缸用R表示，由前向后气缸号分别为R1、R2、R3；左列气缸用L表示，气缸号分别为L1、L2和L3。一般情况下，V型六缸发动机只有3

10、个连杆轴颈，且每个轴颈上安装2个连杆。如图2-79所示。2.曲轴扭转减震器为使发动机工作平稳，提高共振的临界转速，降低振幅，避免曲轴因疲劳断裂，在曲轴前端的带轮上装有扭转减振器。其工作原理是使曲轴扭转振动能量消耗于减振器内的摩擦，从而使振幅逐渐减小。常用的扭转减振器有橡胶式、摩擦式和粘液（硅油）式等数种。如图2-80橡胶式结构示意图3.飞轮1）飞轮的功用：主要是用来贮存作功行程的能量，以便克服其他行程的阻力，使曲轴能均匀地旋转。图2-81所示。2）飞轮的材料、工艺、结构特点。4.汽车发动机滑动轴承汽车发动机滑动轴承有连杆小头衬套、连杆大头轴承、主轴承和曲轴止推轴承等。 （1）连杆轴承和主轴承：

11、连杆轴承和主轴承均承受交变载荷和高速摩擦，因此轴承材料必须具有足够的抗疲劳强度，而且要摩擦小、耐磨损和耐腐蚀。连杆轴承和主轴承均由上、下两片轴瓦对合而成。 （2）曲轴推力轴承：曲轴止推轴承有翻边轴瓦、半圆环止推片和止推轴承环3种形式。如图2-83止推垫片位置图。 翻边轴瓦(是将轴瓦两侧翻边作为止推面，在止推面上浇铸减摩合金。轴瓦的止推面与曲轴止推面之间留有0.060.25mm的间隙，从而限制了曲轴轴向窜动量。二、曲轴飞轮组的拆检规程及技术要求（一）曲轴飞轮组的拆卸步骤：如图2-84所示。1）旋松飞轮紧固螺钉，拆卸飞轮（飞轮较重，拆卸时注意安全）。2）拆卸曲轴前端及后端密封凸缘及油封。3）按图2

12、-85螺钉序号从两端到中间旋松曲轴主轴承盖紧固螺钉，取下主轴承盖。注意：各缸主轴承盖有装配标记，不同缸的主轴承盖及轴瓦不能互相调换。4）抬下曲轴，再将主轴承盖及垫片按原位装回，并将固定螺钉拧入少许。注意曲轴推力轴承的定位及开口的安装方向。发动机安装时，应注意如下事项：安装前应全面清洗发动机零部件，尤其是相互配合的运动件表面应保持清洁，并涂抹润滑油。安装顺序一般与拆卸顺序相反，由内向外进行。 各配对的零部件不能互相调换,安装方向也应该正确。各零部件相对装配关系应保持。各紧固螺钉应按规定力矩和方法拧紧。 （二）曲轴的检修规程及技术要求 1.曲轴的损伤的检测方法如图2-86所示曲轴弯曲曲轴主轴颈同轴

13、度误差大于0.05mm。曲轴扭曲连杆轴颈分配角误差大于0°30。2）轴颈的磨损：曲轴主轴颈和连杆轴颈的磨损是不均匀的，且磨损有一定的规律性。主轴颈和连杆轴颈的最大磨损部位相互对应，即各主轴颈的最大磨损靠近连杆轴颈一侧；而连杆轴颈的最大磨损部位在主轴颈一侧（见圈中部分）。曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损。3）曲轴的断裂2.曲轴的检测曲轴的检测项目主要包括：变形、磨损以及的裂纹检测。1）用磁力探伤法或浸油敲击法进行裂纹的检验。2）检验弯曲时，以两端主轴颈的公共轴线为基准，检查中间主轴颈的径向圆跳动误差.3）将第一缸和最后一缸连杆轴颈转到水平位置，用高度尺分别测量第一缸连杆轴颈和最后一缸连杆轴颈

14、至平板的距离。4）曲轴轴颈磨损检验，如图2-875）曲轴轴承间隙检查：曲轴轴承间隙是指曲轴的径向和轴向间隙。轴承与轴颈之间的间隙，称为曲轴的径向间隙,其检查方法，如图2-88所示。表2-7 国内普遍车型主轴承与连杆轴承轴向间隙 图2-87 冷压校验法（三）曲轴轴承的选配1. 轴承的常见损伤磨损、刮伤、烧伤、疲劳剥落。2. 轴承的选配1）根据曲轴轴颈的修理尺寸，选用与曲轴轴颈同一级修理尺寸的轴承。2）轴承厚度应符合规定，新轴承装入座孔内，上下两片的每端均应高出接合平面 0.030.05mm，以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果。 3）定位凸点完整，轴承背面光滑无斑点。4）弹性合适无哑声。把新选

15、用的轴承放入。 轴承座后，要求轴承的曲率半径R1大于座孔的曲率半径R2，以保证轴承装人座后，可供轴承自身弹力与轴承座贴合紧密。如图2-90所示。选择轴承概括为：根据轴颈选轴承，轴承长宽符合标准，背面光滑凸点好，弹性合适，并无哑声。3. 修配方法曲轴轴承的修配方法有刮削、镗削和直接装配法。巴氏合金的轴承用刮削或镗削法修配。锡铝和铜铅合金的轴承用直接装配法修配。1）轴承的手工刮配；2）轴承的镗削：曲轴轴承的胜削在镗瓦机上进行；3）轴承的直接选配法：装配时轴承盖接合面内不加垫片，但必须按规定的扭力上紧轴承螺栓。直接装配的轴承与轴颈的接触面积不小于 85，由轴承和轴颈的精加工而保证的。因锡铝合金和铜铅

16、合金的膨胀系数较大，要求轴承与轴颈的径向配合间隙应稍大些。（四）飞轮组的检修规程及技术要求1.飞轮齿圈的检修：常见的损坏是齿圈的磨损、轮齿折断和离合器接触的工作面磨损。而飞轮壳主要是与变速器结合平面的不平。见图2-92所示。发动机的飞轮和曲轴装在一起都要进行精密的动平衡，当单独更换曲轴和飞轮时，必须进行动平衡试验，以防止因曲轴的不平衡而引起振动，所以发动机在修理中，不得随便更换飞轮。参见图2-93。1）当飞轮工作面的磨损或起槽不超过0.5mm 时，可消除毛糙，允许继续使用。深度大于0.5mm 时，应光磨修复，但飞轮厚度不得低于新飞轮的2mm 。2）齿圈与起动机齿轮因起动发生撞击，牙齿啮合不良，

17、造成轮齿的磨损和损坏。若是单面磨损可翻面继续使用，如果齿圈两面均匀磨损超过30以上应更换。齿圈与飞轮的配合有0.25 -0.64mm的过盈。装配时，可将齿圈加热到300-350 ，热套在飞轮外周的凸缘上。2.安装飞轮壳安装飞轮壳，应按下列顺序进行：1）检查缸体后端面和飞轮壳连接面，并擦干净。2）检查缸体和飞轮壳定位孔。3）安装飞轮壳，用两只定位销定位并拧上螺母或螺栓。4）检查飞轮壳安装变速器的突缘孔的轴线应与曲轴轴线的同轴度偏差不得大于0.40mm 。把千分表架固定在曲轴法兰上，表头放在壳体内表面上，转动曲轴来检查壳体内表面与曲轴同轴度公差。参见图2-94。5）检查安装变速器壳的平面是否垂直于

18、曲轴轴线，其垂直度偏差不得大于0.2mm。在测量时要使千分表头与飞轮壳的端面垂直，旋转曲轴来检查其垂直度偏差。在调整过程中，只能移动飞轮壳，严禁移动缸体。6）重新拧紧加固螺母或螺栓。安装飞轮应注意的几个问题：飞轮安装前必须将曲轴大头直径及法兰盘端面、螺纹孔、定位销孔清理干净，使飞轮与曲轴接合面无残存脏物，以防飞轮安装后出现摆差过大。用来固定飞轮的螺栓在安装时必须交叉分两次拧紧牢固，最终要达到规定的扭矩，以免使用过程中螺栓松动。飞轮工作表面经过修磨后，不可避免造成飞轮失去平衡，所以应对飞轮进行动平衡检测和调整，以防飞轮在旋转时振动，加速发动机各零部件的磨损。 飞轮安装时必须使飞轮定位圆内孔的中心

19、线与曲轴主轴轴线的中心在规定的同轴度公差范围内。安装完毕必须检查飞轮上的正时标记位置是否对正三、曲轴飞轮组常见故障的诊断与排除发动机曲轴飞轮组常见异响，主要有曲轴主轴承响、连杆轴承响、活塞销响、活塞敲缸响、气门脚响。发动机常见异响故障原因及分析归纳下表2-8，详细诊断流程以曲轴主轴承响为例进行讲解，见图2-85所示。1）曲轴主轴承响故障诊断流程 表2-8 发动机常见故障原因与分析表 现象：发动机突然加速时会发出沉重而有力的“铛、铛、铛”或“刚、刚、刚”的金属敲击声，严重时机体发生很大振动；响声随发动机转速的提高而增大，随负荷的增加而增强，产生响声的部位是在缸体下部的曲轴箱内；单缸断火时响声无明

20、显变化，相邻两缸同时断火时，响声会明显减弱；温度变化时响声不变化；机油压力明显降低。另外，后道轴承发响一般声音钝重发闷，前道轴承发响声音较轻、较脆。曲轴轴向窜动出现的响声，在低速下采用微抖节气门的方法，可听到较沉重的“咯噔”、“咯噔”的响声。2）原因： 主轴承盖固定螺钉松动； 主轴承减磨合金烧毁或脱落； 主轴承和轴颈磨损过甚、轴向止推装置磨损过甚，造成径向和轴向间隙过大；曲轴弯曲；机油压力太低或机油变质。3）诊断方法：按下列方法诊断，其流程图如图2-95所示。四、曲轴飞轮组典型案例分析 丰田皇冠3.0并非分离轴承异响 故障现象：一辆丰田皇冠3.0轿车，手动变速器，驾驶员报修离合器分离轴承异响。教 学 活 动教 学流 程内容教学手段教师活动和学生活动评价方法与评价材料时间分配组 织教 学清点人数，整顿课堂纪律。号召组织教师清点人数，整顿课堂纪律。学生举手应答点名、考勤表0.1课时知识回顾1、 活塞连杆组的组成及工作原理？2、 活塞连杆组常见故障的诊断方法？提问由教师提问，学生进行回答学生应能