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气缸体与曲柄连杆机构


、气缸体与曲柄连杆机构的组成与结构

气缸体与曲柄连杆机构是发动机的核心部分,其作用是将燃油燃烧时产生的热能转化为机械能,通过活塞在气缸里的直线往复运动变为曲轴的旋转运动而输出动力。标致轿车发动机的气缸体与曲柄连杆机构主要由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三大部分组成。

1.机体组

机体组是发动机的本体,包括气缸体、气缸盖、气缸垫、气缸盖罩、油底壳等。

气缸体:气缸体由铸铁制造,带有易拆的湿式气缸套。气缸体采用典型的龙门式结构,上平面是开式结构,与油底壳结合处是一整平面,如2-18所示。龙门型气缸体具有较高的弯曲刚度和扭曲刚度。

湿式气缸套由合金铸铁制成,其上端由气缸垫密封,下端用不锈钢-铝合金双层材料密封圈来密封。密封圈有三种厚度:0.10 mm 0.12mm0.15mm

安装密封圈后,气缸套应突出气缸体平面,从而保证气缸垫密封,突出量见表2-8

2-8气缸套突出量

项目

19894月以前的发动机

19894月以后的发动机

缸套凸起量

0.010-0.14mm

0.03-0.10mm

相邻两缸套凸起量差值

所有缸套凸起量最大差值

不大于0.04mm

不大于0.07mm

2.活塞连杆组

活塞连杆组如2-19所示,包括活塞、活塞环、活塞销、活塞销锁环、连杆衬套、连杆、连轩轴瓦、连杆盖、连杆螺栓等。

活塞采用硅铝合金铸造而成。活塞采用平顶,与气缸盖之间形成燃烧效率最高的半球形燃烧室。活塞头部开有三道活塞环槽,第一道、第二道为气环槽,第三道为油环槽。活塞销座孔采用偏位中心线,从而减轻发动机敲缸现象,减小发动机噪声。

活塞环由两道气环和一道油环组成。气环的作用是密封、导热;油环的主要作用是在活塞向下运动时刮去气缸壁上的机油,以免窜入气缸中。第一道气环为桶形(或腰鼓形)断面环,表面镀铬,由于其接触面不是一个圆柱面,而是一根线,故其密封性好;第二道气环为锥形环,装配时注意环端端面上有“TOP”字样的一面朝上;油环为组合式刮油环,环厚为3.96mm,铸铁材料,表面镀铬,它由两边的两片刮油钢片和中间弹性衬环组成,外圆进行桶面化处理,不仅增加了刮油效果,而且减小了磨损,延长了使用寿命。活塞环的外形如2-20所示。

连杆采用锻钢材料,表面进行喷丸强化处理,使刚度和强度大大提高。连杆大小端中心孔距为1320.70mm,连杆大端孔直径为55 mm,大、小头宽均为26mm。小头孔中镶有连杆衬套,衬套内径为22.5mm,外径为24.4mm,厚1.9mm。连杆杆身近似为“工”字形,如2-21所示。连杆大头和连杆盖上各有一凹槽,用以在连杆轴瓦安装时定位。

连杆轴瓦为钢背含锑的铝基轴瓦,厚度为1.815±0.003mm,具有很好的耐磨性,使用时不需用任何方式进行加工。

3.曲轴飞轮组

曲轴飞轮组如2-22所示,其作用是将活塞通过连杆传来的动力,旋转产生转矩,并通过飞轮传递给传动系。主要由曲轴、飞轮等组成。

曲轴由球墨铸铁铸造而成,具有全支承式结构,即曲轴有五个主轴颈和四个连杆轴颈,提高了曲轴的刚度和稳定性。曲轴的特点是:五道主轴颈直径不同(前大后小),由前往后直径分别为:59.416mm58.573mm57.189mm56.165mm54.92mm。曲轴上配置有可拆卸的配重,如2-23所示。

曲轴后端孔内装有作为变速器第一轴前轴承用的衬套。衬套尺寸为:内径16.0lmm,外径21.25mm,长25mm。另外,该衬套还有油封,其尺寸为:内径14.3mm,外径21.lmm,厚4.5mm

曲轴轴向定位由第五主轴颈处的两对止推垫片来实现,曲轴轴向间隙过大时可装用加厚的止推垫片。曲轴轴向间隙标准为0.08-0.2 mm,使用极限为0.25mm

飞轮为一个转动惯量很大的铸铁圆盘,外缘压有起动齿圈,外厚内薄,中间有一圆孔,其上刻有点火正时记号。

二、机体组的检查与修理

1.气缸体和气缸盖的检修

(1)气缸体、气缸盖裂纹的检查与修理:气缸体、气缸盖裂纹会导致发动机漏气、漏油和漏水。裂纹多发生在气门座附近和水套薄壁处。产生裂纹的原因有:

①发动机在寒冷季节未使用防冻液,忘记放出冷却水,水结冰体积增大,胀裂气缸体和气缸盖。

②发动机过热时,突然添加冷却水,由于冷热急剧变化,使水套炸裂。

检查气缸体、气缸盖裂纹的方法主要有水压法、染色法和目视法。

目视法:将气缸体、气缸盖清洗干净后,用眼睛仔细检查,可看出裂纹比较明显的部位。

水压法:将气缸盖、气缸垫装于气缸体上,并用水管与水压机连接,封住其它水道口。要求在200-394kPa的压力下,保持5min,应无任何渗水现象。如某处有渗漏,则该处有裂纹。

染色法:将气缸体和气缸盖洗净后,把渗透剂喷于被检查部位,片刻之后将其拭干。如果渗透剂渗入内部,则说明存在裂纹。

气缸体、气缸盖裂纹应根据破裂的程度、损伤的部位,按各修理厂家的技术能力和设备,因时因地的选择相应的修理方法。大部分裂纹都可采用环氧树脂粘结法修复。该方法工艺简单,操作方便,成本低,质量好,但不耐高温,且在下次大修时经热碱水煮洗后,原粘结剂会脱落,需重新粘结。对于燃烧室、气门座附近等工作温度很高的部位发生裂纹或裂纹处受力较大的地方,应采用焊修法修复。对于受力不大部位的裂纹,且裂纹长度小于50mm的,也可用螺钉进行填补。如果气缸体或气缸盖裂纹有很多处,或裂纹比较严重(如裂纹长度大于50mm)时,应更换气缸体或气缸盖。

修复后的气缸体、气缸盖必须进行水压试验检查,确保无渗漏后才能使用。

(2)气缸体、气缸盖座孔损坏的修复:气缸体和气缸盖由于拆装不当,造成螺纹损坏,可采用镶套法修复,即将损坏的螺纹扩大,并按规定攻出螺纹,然后装入有外螺纹的螺栓套。它的内螺纹与原螺纹孔的螺纹尺寸相间,外螺纹则应与螺纹孔扩大后攻制的螺纹尺寸相同。必要时在螺栓套外径上加止动螺钉,防止螺栓套松动。或者车制螺栓套外径时,使其稍有一定锥度,紧固后可防止松动。

有的发动机气缸体主轴承座孔由于不及时修理,造成主轴承座孔严重磨损,可采用喷镀或涂镀修复。方法为:按规定力矩将主轴承螺栓拧紧,在主轴承座孔磨损处进行喷镀或涂镀。再以未被磨损的座孔定中心,进行镗削。加工后认真清洁气缸体,确保润滑油道畅通。

气缸盖上火花塞座孔螺纹损坏,可用镶套方法修复。将原孔加大,另加工一衬套,外径与加大后的孔成过盈配合或采用螺纹,内孔与原尺寸相同。该内套用铜套,镶入内套时,在螺纹上应涂以铅油。镶入后应将内套下口铳大,以防松动。

(3)气缸体、气缸盖变形的检查与修理:气缸体、气缸盖变形会引起发动机漏水、漏气,甚至冲坏气缸垫。产生原因主要有:

①制造时时效处理不足,因而零件内应力很大,在发动机工作过程中受高温作用,内应力重新分配,以达到新的平衡,结果造成零件变形。

②装配时气缸盖螺栓拧紧力矩过大,使气缸盖螺栓周围的金属突起,或拧紧气缸盖螺栓不按规定顺序,或拧紧力矩大小不均。

③在高温下拆卸气缸盖,使其发生拱曲,或气缸体及气缸盖采用热焊修理时,零件受热变形。

气缸体、气缸盖变形主要指工作平面发生翘曲现象,即为气缸体和气缸盖平面的不平度。不平度可用直尺和厚薄规检查工作平面对角线方向的翘曲量,如2-24所示。标致轿车发动机缸盖平面不平度不得超过0.05mm,在相邻两燃烧室之间的平面上,不允许有明显的划痕。如超过以上范围,应修理。方法为:

气缸盖平面的不平度在全长上不大于0.20-0.30mm或出现局部不平时,可用刮研法修复。如不平度较大,应根据具体情况分别采用磨削、铣削法修平。

采用磨削法修复气缸盖,其磨削量不能超过一定厚度。磨削量过大,燃烧室容积减小,压缩比增大,会引起发动机爆震。标致发动机气缸盖厚度磨削极限值为91.85mm

2.气缸的检查与修理

(1)气缸磨损主要原因:

①润滑不良造成磨损加剧。

②高压气体压力造成机械磨损加剧。

③燃烧产生的腐蚀性物质(CO2SO2NO)造成腐蚀磨损。

④机油中的磨料物质造成磨料磨损。

(2)减小气缸磨损的措施:

①保证发动机良好润滑。车辆行驶中随时注意机油压力,选用原厂指定的机油。

②加强对“三滤”的保养(即空气滤清器、机油滤清器、汽油滤清器),定期更换滤芯。

③保证发动机的正常工作温度,减小腐蚀磨损。

④保证发动机维修质量。

(3)气缸的检查:测量气缸磨损程度,是判断发动机技术状态的重要手段。主要测出气缸的圆度和圆柱度,了解其磨损情况,确定发动机是否需要进行镗缸修理,以及需修理到哪一级尺寸。

气缸测量一般采用50-l00mm量缸表和75-l00mm的外径千分尺配合进行。气缸测量方法为:首先按气缸的标准尺寸将千分尺定好尺寸,然后量缸表按此标准尺寸选择接杆长度,使量缸表在千分尺的定尺寸上对“零”,这样便可将量缸表放入气缸中测量。量缸表上的读数与“零”位置的偏差值即为气缸的磨损量,如2-25所示。测量时,应测量气缸的三个截面的缸径,每个截面采用两点测量(即推力方向和轴向方向)。这三个截面分别为:上截面一般在活塞的上止点处时,第一道气环所处位置(约气缸体平面下1Omm);中截面位于气缸中部;下截面则处于气缸下缘以上10mm处。

(4)缸套的选配:标致发动机是采用湿式缸套,在修理过程中是采用更换缸套的方法。XC7XC7P发动机气缸尺寸为84.000-84.044mmXM7XM7PXN1 XNlPXN2XN6发动机为88.000-188.044mm。在这一尺寸范围内分为ABCD四组(见表2-9),并选配相应尺寸级别的活塞。在活塞顶上都标出了ABCD的活塞组别记号。

2-9标致发动机气缸尺寸(mm)

发动机型号

组别

尺寸范围

XC7XC7P

A

84.000-84.011

B

84.011-84.022

C

84.022-84.033

D

84.033-84.044

XM7XM7P

XN1XN1P

XN2XN6

A

88.000-88.011

B

88.011-88.022

C

88.022-88.033

D

88.033-88.044

活塞与气缸的配合间隙标准为0.065-0.085mm,大修允许为0.085-0.120mm,使用限度为0.150mm。气缸套与气缸体配合部件产生松旷后,可选用外径加大的缸套,缸套外径加大尺寸见表2-10

2-10标致发动机气缸套外径加大尺寸(mm)

级别

加大尺寸

1

0.070-0.105

2

0.085-0.120

3

0.105-0.140

4

0.130-0.165                [TOP]

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