曲柄连杆机构故障诊断与检修

1、8.1 曲柄连杆机构故障诊断与检修,教学内容：,1、气缸压力异常故障诊断 2、发动机异响故障诊断 3、气缸体与气缸盖的检修 4、活塞连杆组的检修 5、曲轴飞轮组的检修,曲柄连杆机构概述,1、曲柄连杆机构的组成 机体缸盖组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。,AJR发动机曲柄连杆机构与配气机构的组成,2、曲柄连杆机构常见故障,（1）气缸压力过低。 （2）气缸压力过高。 （3）发动机异响。,3、曲柄连杆机构常见故障的部位,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 气缸压力异常故障诊断,一、气缸压力过低故障诊断 1、故障现象 起动困难、怠速不稳、动力不足、油耗增加

2、、排放超标。,2、故障原因,（1）空气滤清器堵塞。 （2）气缸、活塞、活塞环磨损过甚。 （3）气缸盖与气缸体间密封不良。 （4）气门密封不良。 （5）气门间隙调整不当或配气相位失准。,3、故障诊断方法,（1）人工经验诊断法 （2）仪器仪表诊断法 用气缸压力表诊断。 用窜气量测量仪诊断。 用气缸漏气量（率）检验仪诊断。 用真空表诊断。,二、气缸压力过高故障诊断,1、故障现象 发动机转速偏高，发动机振抖。 2、故障原因 （1）燃烧室内积炭过多。 （2）气缸盖加工过度或气缸垫过薄。,三、曲轴连杆机构的维护,1、测量气缸压缩压力。 2、气缸盖螺栓的检查与拧紧。 3、清除积炭。,四、曲轴轴承间隙的检查与

3、调整,（一）曲轴轴承径向间隙的检查与调整 1、检查方法 （1）专用塑料线规检验法 （2）通用量具检验法 （3）经验法,2、技术要求,标准间隙为0.02-0.12mm，极限0.20mm。 部分汽车曲轴轴承的径向间隙如下表（mm）,3、调整方法,（1）更换轴承 （2）精磨轴颈,（二）曲轴轴承轴向间隙的检查与调整,1、检查方法 （1）百分表测量 （2）厚薄规检查,2、技术要求,标准间隙为0.05-0.20mm，极限0.35mm。 部分汽车曲轴轴承的轴向间隙如下表（mm） 3、调整方法更换止推垫片,8.1.2 发动机异响故障诊断,一、发动机异响概述,1、发动机的异响 指发动机在运转过程中产生的不正常响

4、声。,2、发动机异响产生的原因,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。 异响是现象，故障是本质。,3、发动机异响的类型,（1）燃烧时产生的不正常响声。 （2）曲柄连杆机构或配气机构产生的金属敲击声。,4、发动机常见异响部位,（1）缸盖部位活塞顶碰缸盖、 气缸凸肩、 气门座圈松脱。 （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。 （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。 （4）曲轴部位主轴承异响、 曲轴断裂。 （5）机油加注口部位连杆轴承异响。 （6）正时齿轮室盖部位正时齿轮异响。,二、发动机异响诊断,1、异响

5、的确定 从声响中找出异响。 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、异响的诊断要领,（1）分清内外 用查听法判断异响的部位： 实听金属棒试听。 虚听耳朵贴着机体听。 内听从机油加注口听。 （2）选择转速 根据转速高低的变化确定异响的部位。 （3）解除负荷 若断火后异响无变化，说明异响与该缸无关； 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,1、异响与转速的关系 诊断方法起子触试耳听法。 怠速时：活塞敲缸； 怠速稍高：活塞销响、气门脚响、气缸漏气响、正时齿轮响； 中、高速抖油门：主轴承响、连杆轴承响。,2、异响与负

6、荷的关系,诊断方法逐缸断火法。 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； 断火后异响不变：配气机构异响、正时齿轮异响； 断火后异响增强：活塞销响。,3、异响与温度的关系,诊断方法金属棒试听法。 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）； 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、异响与发动机工作循环的关系,（1）活塞与缸壁间隙过大所引起的敲击声。 （2）气门间隙过大所引起的敲击声。,5、异响与润滑条件的关系,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,1、曲轴主轴承响 2、曲轴连杆轴承响 3、活塞敲缸响 4、活塞销

7、响 5、气门脚响 6、凸轮轴响 7、正时齿轮或正时链条响 8、气缸漏气响,8.1.3 气缸体与气缸盖的检修,主要损伤：,（1）气缸的磨损。 （2）气缸体（盖）的变形。 （3）气缸体（盖）的裂纹。 （4）气缸体（盖）上螺纹孔的损坏。 （5）水道孔边缘外的腐蚀。,一、气缸体和气缸盖变形的检修,1、变形原因 （1）制造时的残余应力。 （2）长期高速大负荷工作。 （3）气缸盖螺栓未按规定扭矩拧紧。 （4）高温下拆卸气缸盖。 （5）主轴承技术状况差。,2、产生后果,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、检测,（1）气缸体（盖）平面度检测用刀形样板尺（直尺）、厚薄规检测。 （2）

8、气缸体高度检测用高度游标尺测量。 （3）气缸体主轴承孔同轴度检测专用检测仪。 （4）主缸轴心线与主轴承孔轴心线垂直度检测专用检测仪。 （5）气缸体轴心线平行度检测,4、修理工艺,（1）平面度超限 桑塔纳、捷达技术要求 （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,1、产生原因 （1）热裂、冷裂损坏。 （2）压装工艺不良。 （3）高速运转惯性大。 （4）长时间超负荷工作。 （5）结构复杂、壁厚不匀。 （6）存在应力集中和铸造残余应力。,2、后果,气缸体、气缸盖损坏的主要形式和报废的主要原因。 3、检验水压试验。 4、修理工艺 焊修法、粘结法、堵漏法、螺钉填补法或更换新件。,三

9、、气缸磨损的检修,1、气缸的磨损规律 （1）轴截面的磨损规律： 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。 （2）横截面的磨损规律： 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、气缸磨损的原因,（1）气缸磨损成锥形的原因： 高温、高压、润滑条件差、腐蚀介质、磨料磨损。 （2）气缸磨损成椭圆形的原因： 侧压力作用、曲轴轴向窜动、气缸体变形、装配质量的影响。,3、产生后果,漏气、磨损加剧。,4、检测用量缸表检测,技术要求： 汽油机 柴油机 或Dmax-D标0.08mm,（1）根据气缸磨损的特性，一般用圆度和圆柱

10、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量。 （2）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修理。若磨损未超限，可视情况更换活塞环或更换活塞。,注意点,5、气缸修理尺寸的确定,气缸修理尺寸=气缸最大磨损直径+加工余量,（1）气缸直径除标准尺寸外，通常还有修理尺寸，每加大0.25mm为一级。 （2）以直径计算，加工余量一般为0.10-0.20mm。 （3）同一台发动机的各个气缸应采用同一级修理尺寸。,注意点,6、气缸的镗磨加工,镗削珩磨激光热处理,（1）按活塞的实际尺寸，以修配法加工气缸。 （2）配缸间隙应符合原厂规定。,注意点,7、气缸的

11、镶套,（1）干式气缸套的镶配 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。,（1）配合过盈量符合规定。 （2）气缸套上平面不高（低）于气缸体上平面。,注意点,（2）湿式气缸套的镶配,拉出气缸套选择新缸套装入新缸套水压试验。,（1）气缸套上平面应高出气缸体上平面。 （2）密封圈应无扭曲。,注意点,8、提高气缸使用寿命的措施,（1）正确选择气缸套，活塞环材料。 （2）提高气缸表面的加工精度。 （3）正确选择机油。 （4）提高燃油的品质。 （5）保证发动机正常的工作温度。 （6）严格保证装配质量。,8.1.4 活塞连杆组的检修,在同一台发动机上，各气缸、活塞、活塞销、活塞环应为同一

12、厂家、同一级尺寸。,注意点,一、活塞的选配,1、活塞的工作条件 高温、高压、高速、润滑和散热条件差。 2、活塞的主要损伤 磨损、拉伤、烧伤、脱顶等。 3、产生后果 密封性下降、异响、磨损加剧。,（1）发动机的大修主要取决于配缸间隙和气缸的磨损程度。 （2）活塞的最大磨损部位是活塞环槽的磨损。,注意点,4、活塞更换的条件,（1）配缸间隙过大。 （2）销座孔或环槽磨损严重。 （3）活塞拉伤。,在发动机大修或更换气缸套时，应同时更换全部活塞。,注意点,5、活塞选配的要求,（1）选配与气缸同级尺寸的活塞。 （2）同一组活塞应选用同一厂家生产的同级产品。 （3）同一组活塞中，各活塞的重量差不超过规定的技

13、术要求。 （4）活塞的形位公差符合规定技术要求。,二、活塞环的选配,1、活塞环的工作条件 高温、高压、高速、润滑条件差。 2、活塞环的主要损伤 磨损、弹性减弱、折断。 3、产生后果 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、活塞环的选配,（1）发动机大修前：更换标准尺寸的活塞环。 （2）发动机大修时：更换同级尺寸的活塞环。,5、活塞环的检验,（1）活塞环弹力的检查用活塞环检查仪检查。 （2）活塞环“三隙”的检查 端隙（开口间隙） 大小：一般每100mm缸径，第一道环0.25-0.50mm，其余0.20-0.40mm。 侧隙（边隙） 大小：第一道环0.05-0.10mm，其余

14、0.03-0.08mm。 背隙 大小：0-0.35mm。 （3）活塞环漏光度的检查简易法。 技术要求为： 在活塞环开口左右30范围内不允许有漏光现象。 每处漏光弧长所对的圆心角不大于25。 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。 最大漏光缝隙不大于0.03mm。,6、活塞环的安装,（1）注意分清第一道气环。 （2）注意安装方向。 （3）形成“迷宫式”密封。,三、活塞销的选配,1、活塞销的主要损伤 磨损（径向磨损后失圆，轴向磨损成台阶形）。,2、活塞销的选配,（1）活塞销磨损严重或发动机大修时，应予更换。 （2）在同一台发动机上，各气缸、活塞、活塞环、活塞销应为同一

15、厂家、同一级尺寸。 （3）活塞销与销座和连杆衬套采用分组选配。,3、活塞销与活塞销座孔、连杆小头的配合,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,1、连杆的工作条件 高速，各种复杂的交变载荷作用。 2、连杆的损伤 变形：杆身弯曲、扭曲、双重弯曲。 磨损：内孔、螺栓孔、大端接触面损伤。 裂纹：连杆裂纹。 3、连杆弯曲、扭转变形的检验在连杆检验仪上进行。,4、连杆弯曲、扭转变形的校正,在连杆校正器或台虎钳上进行。,（1）先校正扭曲，再校正弯曲。 （2）连杆校正后应进行加温定形处理。,注意点,5、连杆衬套的检修,（1）在更换活塞销的同时，必须更换

16、连杆衬套。 （2）连杆衬套压入后，一般不再铰削。 （3）用经验法检查活塞销与连杆衬套的配合。,8.1.5 曲轴飞轮组的检修,一、曲轴损伤,1、曲轴的工作条件 承受复杂的弯曲、扭转、剪切、挤压、冲击等交变应力的作用。 2、曲轴的常见损伤 （1）轴颈的磨损、擦伤、烧伤。 （2）曲轴的弯曲、扭转、裂纹、折断。 （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,1、产生原因 使用不当、维修或装配不当造成。 2、变形形式 弯曲或扭曲。 3、检验方法,4、修理工艺,（1）曲轴弯曲变形的校正常用冷却校正。 （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

17、检修,1、产生原因 内部残余缺陷或承载过大。 2、产生部位 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。 3、检验方法 （1）磁粉探伤法 （2）浸油敲击法 4、修理工艺 不可修复，更换新曲轴。,四、轴颈磨损的检修,1、曲轴轴颈的磨损规律 （1）径向磨损 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。 （2）轴向磨损 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。,（1）在直列式发动机中，连杆轴颈的磨损比主轴颈磨损严重。 （2）在V型发动机中，主轴颈比连杆轴颈磨损严重。,注意点,2、检测方法,用外径千分尺测量轴颈直径，计算圆度和圆柱度。 一般根据圆柱度确定轴颈是否需要修磨。 技术要求：圆柱度0.0125mm。,3、测量,（1）重点测量连杆轴颈。 （2）在每道轴颈的前后各取两个测量部位截面。 （3）每个部位取与曲柄平行和垂直的方向进行测量。,4、曲轴轴颈的修磨,（1）曲轴轴颈修理尺寸的确定 轴颈修理尺寸一般以每缩小0.25mm为一级。 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。 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。 曲轴的主轴颈和连杆轴颈