汽车发动机组成与维修

汽车发动机组成与维修 武汉冶金管理干部学院 毕 业 论 文 论文题目:汽车发动机组成与维修 年 级:09机电维修与管理 专 业:机电维修与管理 姓 名:郑召召 指导老师:艾老师 时 间:2011/9/1 汽车发动机组成与维修 摘要,本文主要介绍汽车发动机大修镶新丝套后,出现了窜油故障,但检测有关部件的密封配合,以及用量缸表测量气缸体圆度、圆柱度偏差,均符合技术。后经拆检分析发现,窜油故障是由气缸体承孔加工不符合标准要求,精度偏差超过极限所致。 关键词,窜烧机油,气缸体承孔加工精度低,外径配合不良 前言 发动机燃烧机油是汽车的一种常见故障,而故障通常由活塞连杆组、配气机构、汽缸体等部件的密封配合不良,或机油加注过量等造成的。但在修理过程中,如没有注意零件材料质量的优劣,或者维修加工工艺不规范、不标准,技术精度达不到要求,同样会引起发动机窜油的故障。 目录 一,发动机的组成与相关作用 二 , 发动机的性能 1,动力性指标 2,经济性指标 3,环境指标 4,可靠性指标和耐久性指标 5.,发动机万有特性 三,发动机窜烧机油的故障现象 四,造成发动机窜机油故障的原因分析 1,由配气机构引起 2,由曲柄连杆机构引起 3,由气缸磨损引起 4,由机油加注过多而造成 五,排除故障的和方法 六,结论 一,发动机的组成与相关作用 发动机是汽车的动力装置。其作用是使燃料燃烧产生动力,然后通过底盘的传动系驱动车轮使汽车行驶。 发动机是汽车的心脏,为汽车的行走提供动力,汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构,即将汽油( 汽车发动机 柴油)或天然气的热能,通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时,推动活塞作功,转变为机械能,这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的,发动机伴随着汽车走过了100多年的历史,无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高,但其基本原理仍然未变,这是一个富于创造的时代,那些发动机设计者们,不断地将最新科技与发动机融为一体,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机性能达到近乎完善的程度,各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点,现在的汽车发动机不仅注重汽车动力的体现,更加注重能源消耗、尾气排放等与环境保护相关的方面。使得人们在悠闲的享受汽车文化的同时,也能保护环境,节约资源。 发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置,简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 二,发动机的性能 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点,并作为评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有,动力性指标、经济性指标、环境指标、可靠性指标和耐久性指标。 1,动力性指标 动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标,一般用发动机的有效转矩、有效功率、发动机转速等作为评价指标。 (1) 有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩, (2) 有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率, (3) 发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速 2. 经济性指标 发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率表示。发动机每输出1kW?h的有效功所消耗的燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率. 3. 环境指标 环境指标主要指发动机排气品质和噪声水平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存的环境,因此各国政府都制定出严格的控制法规,以期削减发动机排气和噪声对环境的污染。当前,排放指标和噪声水平已成为发动机的重要性能指标。 排放指标主要是指从发动机油箱、曲轴箱排出的气体和从汽缸排出的废气中所含的有害排放物的量。对汽油机来说主要是废气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)含量,对柴油机来说主要是废气中的氮氧化物(NOx)和颗粒(PM)含量。 噪声是指对人的健康造成不良影响及对学习、工作和休息等正常活动发生干扰的声音。由于汽车是城市中的主要噪声源之一,而发动机又是汽车的主要噪声源,因此控制发动机的噪声就显得十分重要。如我国的噪声标准(GB/T 18697—2002)中规定,轿车的噪声不得大于79dB(A)。 4. 可靠性指标和耐久性指标 可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下,在规定的时间内,正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法,如首次故障行驶里程、平均故障间隔里程等。耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。 5. 发动机万有特性 汽车发动机的工况能在很广泛的范围内变化。当发动机的工况(即功率和转速)发生变化时,其性能(包括动力性、经济性、排放性和噪声等)也随之改变。发动机性能指标随运行工况而变化的关系称为发动机万有特性。 三,发动机窜烧机油的故障现象 一台东风车用的发动机进行大修,该车大修后不久,就出现了窜油现象,表现为,汽车行驶时,低、中、高速都有蓝烟,且机油压力低,起动困难,行驶乏力。动力性能和经济性能大大下降,燃油和机油损耗增加,机油约5天时间补加一次,废气排放超标。打开机油加注口察看,有一定的脉动烟雾冒出,检查曲轴和进气口,有刺激气味烟雾窜出,看排气管口,有油湿现象,检查火嘴,积炭明显。以上特征表明发动机窜油现象突出。 四,造成发动机窜机油故障的原因分析 发动机在正常温度下运转,要取得动力性和经济性,工作时就必须要使进入燃烧室的混合气的压缩力符合设计要求,而且保证进气充分并且燃烧彻底,因为只有压缩压力达到最大要求和进气充分,才能保证发动机做功时能产生足够的爆破力,从而产生足够的动力,带动发动机曲轴高速运转。而要保证发动机气缸压缩力达到最大要求,则要求发动机配气机构以及曲轴连杆机构等各配合部件密封配合良好。保证密封配合良好,则要求各配合间隙符合技术要求。一旦发动机各密封配合件磨损过大,将会影响其密封性,使发动机出现窜烧机油 的故障,最终令其输出功率下降且不能正常行驶。造成发动机窜烧机油有以下几个原因, 1,由配气机构引起 配气机构的气门、气门杆、气门导管的磨损,令其配合间隙增大。当气门杆和气门导管由于修理工艺及磨损不均匀时,会造成密封配合不良,产生漏油现象。配气机构出现上述故障,将使机油窜入燃烧室燃烧,从而影响发动机的动力性和经济性。 2,由曲柄连杆机构引起 (1)活塞环磨损或失效、各环环口对口。 活塞环是活塞连杆组中磨损最快的零件,尤其是第一道活塞环的磨损更为剧烈。在燃烧的作用下,环背产生很大的压力,当然大的环背压力有助于密封,但另一方面也加速了环背的磨损。活塞环磨损或失效后,弹力减弱,开口间隙、边隙以及背隙增大,令活塞环与气缸体的配合间隙增大,使气缸内密封性变差而出现窜油,造成发动机的动力性能降低,机油消耗升高,引致通风系统严重冒烟,排气冒蓝烟和燃烧室表面积炭。 (2)活塞磨损引起的窜油。 活塞磨损最快的部位,是活塞环槽与活塞销座孔环槽的磨损,其中第一道环槽磨损最严重,由上至下,依此减轻,环槽的磨损,使活塞环槽中配合间隙增大,结果容易引起窜油现象。 3,由气缸磨损引起 气缸的工作表面,在正常情况下一般是在活塞环运动的区域形成不均匀的磨损,沿气缸轴线方向磨成上大下小的圆锥形,磨损产生圆柱度误差,最大的磨损部位是活塞在上止点位置时,第一道环所对应的缸壁处,而沿横向截面是磨成不规则的椭圆形,磨损产生圆度误差。最大的磨损在进气门对面的气缸壁上,由于此处受新鲜混合气流较强冲袭作用,导致润滑油膜稀释磨料增多,温度降低,使该部位磨损严重。 4,由机油加注过多而造成 由于机油加注过量,发动机高速运转时,飞溅润滑的油多,使气缸壁产生过量机油,而活塞环亦无法把其完全刮掉而窜到燃烧室燃烧。 五,排除故障的措施和方法 根据以上分析,围绕着发动机出现窜烧机油的问题,本人针对以上得出的可能产生的原因,逐项进行解体检查分析。 首先,拆下气缸盖检查,发现有个别排气门座有灰白的积炭,进气门有油湿。我将有问题的气门进行导管与杆的配合间隙的测量,发觉其配合间隙大于原厂标准0.12mm以上,造成个别进排气门与座的配合密封不良而产生积炭。 显然这是由于维修工艺不规范或材质不佳而造成的。而部分气门杆与导管的配合间隙过大,同样不排除工艺与材质的因素。于是我重新更换气门、气门导管和气门油封。 与此同时,我又重点检查活塞环几个重要数据,没有发现对口现象,我怀疑环的材质有问题,因为目前市面上的正、副厂原件都有,质量参差不齐,而环的工作条件恶劣,受高温、高压的影响。高温达到600K,压力有时会达到5MPa以上。润滑条件差,如环的材质跟不上,会使磨损加快。于是,我又选一副原厂生产、认为质量可靠的活塞环试配,重新装好发动机启动试运转,燃烧机油和动力不足现象有明显改善,但尚有蓝烟从排气管排出。即发动机窜烧机油的故障还未排除。 我又重新用量缸表测量汽缸体的圆度和圆柱度误差,圆度误差为0.05mm,圆柱度误差为0.01mm,且无拉伤痕迹,符合大修标准。但检查汽缸表面的粗糙度时,发现气缸有局部位置与活塞环无接触的痕迹。根据这种情况,估计故障可能是气缸体承孔与气缸套外径配合不良造成,因为如果气缸套与承孔 配合不是过盈,而存在间隙B,当发动机高速运转时,有间隙的部位,在瞬间高温高压作用下,缸套会整体局部变形压紧在承孔上,造成较大S型变形,使活塞环与缸体间产生瞬间密封配合不良。而采用量缸表是不能量出这一变形误差的,原因是零件表面的实际形状对理想形状的变动量是在受到冲击力时才出现的,而且发生时的变动量为形状误差,当实际圆柱面偏离理论圆柱面时,实际圆柱内各垂直面的直径是相等的,所以用量缸表测量仍得到符合标准的数据。如图所示,实际圆柱面各点直径D数值相等,而缸套与承孔存在公差B。 根据以上分析,我重新压出缸套,经测量,果然是气缸体承孔加工不符合技术要求。我重新搪磨气缸体承孔,配换合标准的新缸套,重新装好机试运行,发动机窜烧机油现象消除。经过一系列的调试,发动机呈正常运行状态。 六,结论 采取以上的修复方法和步骤,确保了气缸套与缸体承孔的配合间隙,排除了这台车的窜烧机油故障,从而得出结论,这台车窜烧机油故障,是大修时气缸体承孔加工精度低,使发动机工作时密封配合不良所致。 本文所述的故障虽是一般故障,但其隐蔽性强,维修时有一定难度。所以把它写出来,希望同行之间交流。此故障修复表明,提高企业管理水平,重视维修技术人员的培训,提高从业人员的素质,提高设备、工艺技术水平的迫切性。零件生产厂要严把质量关,不合格产品得坚决烧毁,提高质量,提高竞争力,这样我们的汽车行业才有出路,维修行业才有质的飞跃。