曲柄連桿機構的常見故障分析

1、包頭職業(yè)技術學院車輛工程系畢業(yè)綜合技能訓練工作報告曲柄連桿機構的常見故障分析論文撰寫人徐超系部車輛工程系班級12級312131班學號31213110指導教師馬志民發(fā)任務書日期2014年11月25日曲柄連桿機構是發(fā)動機將熱能轉換為機械能的主要機構，是發(fā)動 機的心臟。發(fā)動機運轉中，曲柄連桿機構的活塞、活塞環(huán)、活塞銷、 連桿、曲軸和機體受到巨大的沖擊力，易產生變形、裂紋或斷裂，造成 發(fā)動機不能啟動、異響等。如果該機構發(fā)生故障，將使發(fā)動機工作狀 況變壞，動力性下降，機油及燃油消耗量增大。因此，曲柄連桿機構 出現(xiàn)故障一定要及時排除。論文對曲柄連桿機構的功用和組成進行闡 述，重點描述了機體組、活塞連桿組、

2、曲軸飛輪組等主要機件的具體 作用，并分析了曲柄連桿機構在拆卸、裝配過程的各種注意事項，進 一步研究了曲柄連桿機構故障的現(xiàn)象、產生原因及故障檢修方法，并 結合具體的故障實例對不同型號汽車進行故障診斷分析與故障排除， 實現(xiàn)理論與實踐相結合，加深曲柄連桿機構的故障診斷認識。關鍵詞：曲柄連桿機構故障現(xiàn)象故障原因 故障檢修a/.亠-y刖s 11曲柄連桿機構的功用和組成31. 1曲柄連桿機構的功用31.2曲柄連桿機構的組成31.2. 1機體組31.2.2活塞連桿組41.2.3曲軸飛輪組52曲柄連桿機構的拆卸與裝配62. 1曲柄連桿機構的拆卸62.1.1分解發(fā)動機機體組總成62.1.2活塞連桿組的拆卸62.

3、 1.3曲軸飛輪組的拆卸72.2曲柄連桿機構的裝配72. 2. 1安裝曲軸與飛輪72. 2. 2安裝活塞連桿組件72.2.3氣缸體曲軸箱組安裝83曲柄連桿機構的常見故障分析83. 1機體組常見故障分析83. 2活塞連桿組常見故障分析113. 3曲柄連桿機構的故障實例分析 123. 3.1故障實例一123. 3.2故障實例二12結論13致謝14參考文獻15冃ij s在汽車的發(fā)動機發(fā)展史中，曲柄連桿機構始終是發(fā)動機的基礎，隨著 科學技術的不斷發(fā)展，發(fā)動機使用的日益廣泛，對發(fā)動機曲柄連桿機構的 要求也就越來越高。發(fā)動機的曲柄連桿機構的工況是相對比較惡劣的，它 要承受高溫，高壓，高速以及化學腐蝕作用。

4、曲柄連桿機構的綜合性能直 接決定了發(fā)動機的性能。由于曲柄連桿機構是發(fā)動機的基礎，有著其他機構不可代替的作用和 特點。在做功行程中，利用燃燒氣體所帶來的壓力推動活塞向下運動，經 活塞銷，連桿使活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動產乞轉矩，為汽午 提供動力和驅動發(fā)動機其他結構正常工作。在進氣，壓縮，排氣行程是依 靠曲軸，飛輪的轉動慣性和其他缸的動力并經連桿和活塞銷一起向上推動 活塞進行上下的往復運動，為下一次做功創(chuàng)造條件。與此同時，氣缸蓋與 封閉氣缸頂部，與活塞頂部，汽缸壁形成了燃燒室。另外，氣缸內的水套 和油套也是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。氣缸體作為發(fā)動機的裝配基 礎零部件，不僅影響發(fā)動機的使

5、用，還影響其他機件的工況。因此做好對 曲柄連桿機構的維護與保養(yǎng)對延長其使用壽命，改善發(fā)動機的動力性和經 濟性有至關重要的作用。論文首先明確了曲柄連桿機構的功用，并重點分析了曲柄連桿機構的 組成部分，即機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分，分別對機體組、 活塞連桿組、曲軸飛輪組各部分包涵的具體機件進行詳細論述，指出不同 機件的具體位置與重要作用。其次市于曲柄連桿機構拆卸、裝配過程的好 壞，直接影響發(fā)動機的輸出功率，論文重點研究曲柄連桿機構在拆卸和裝 配過程中需要注意的各項事宜，最后基于故障特性對曲柄連桿機構的故障 現(xiàn)象、產生原因及故障檢修方法進行深入研究，并進一步結合企業(yè)實踐對 不同車型的故障進

6、行分析，指出故障現(xiàn)象，提出故障診斷意見及具體的故 障排除方法，為曲柄連桿機構故障分析提供實踐依據(jù)。1曲柄連桿機構的功用和組成1.1曲柄連桿機構的功用曲柄連桿機構的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞 頂上的膨脹壓力轉變?yōu)榍S旋轉的轉矩，不斷輸出動力。曲柄連桿機構是 發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉換的主要運動零件。在作功沖程，它將 燃料燃燒產生的熱能活塞往復運動、曲軸旋轉運動而轉變?yōu)闄C械能，對外 輸出動力；在其他沖程，則依靠曲柄和飛輪的轉動慣性、通過連桿帶動活 塞上下運動，為下一次作功創(chuàng)造條件。12曲柄連桿機構的組成曲柄連桿機構由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。(1) 機體組

7、：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱及油底殼、(2) 活塞連桿組：活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿(3) 曲軸飛輪組：曲軸、飛輪、扭轉減振器、平衡軸1.2. 1機體組機體是構成發(fā)動機的骨架，是發(fā)動機各機構和各系統(tǒng)的安裝基礎，其 內、外安裝著發(fā)動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體 必須要有足夠的強度和剛度。(1) 氣缸體氣缸體是發(fā)動機各個機構和系統(tǒng)的裝配基體，是發(fā)動機中最重要的一 個部件。氣缸體有水冷式缸體和風冷式氣缸體。氣缸體有直列、v形和水平 對置三種形式(2) 氣缸蓋氣缸蓋的主要作用是封閉氣缸上部，與活塞頂部和氣缸壁一起構成燃 燒室氣缸蓋與氣缸體之間裝有氣缸襯墊，其作用是保證氣缸蓋與氣

8、缸體間 的密封，防止燃燒室漏氣、水套漏水(3) 油底殼油底殼的主要作用是儲存機油并封閉曲軸箱。1.2.2活塞連桿組活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿軸瓦等組成。(1) 活塞活塞的作用是與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室，并承受氣缸中氣 體壓力，通過活塞銷將作用力傳給連桿，以推動曲軸旋轉(2) 活塞環(huán)活塞環(huán)是用于嵌入活塞槽溝內部的金屬環(huán)，其主要作用是密封作用， 導熱功能，控油功能，支撐功能。工作條件是處于高溫，高壓，高速，極 難潤滑?；钊譃閮煞N：壓縮環(huán)和機油環(huán)。壓縮環(huán)可用來密封燃燒室內的 可燃混合氣體。機油環(huán)則用來刮除氣缸上多余的機油，是具有彈性的開口 環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)，平均壽命在6

9、萬公里左右。(3) 連桿連桿的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，并使活塞的往復運動轉變?yōu)?曲軸的旋轉運動。1.2.3曲軸飛輪組曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。(1) 曲軸曲軸是發(fā)動機最重要的機件之一。其作用是將活塞連桿組傳來的氣體 作用力轉變成曲軸的旋轉力矩對外輸出，并驅動發(fā)動機的配氣機構及其他 輔助裝置工作。(2) 飛輪飛輪是一個轉動慣量很大的圓盤，外緣上壓有一個齒圈，與起動機的 驅動齒輪嚙合，供起動機發(fā)動機時使用。飛輪上通常還刻有第一缸點火正 時記號，以便校準點火時刻。2曲柄連桿機構的拆卸與裝配2. 1曲柄連桿機構的拆卸按發(fā)動機附件、氣缸蓋、油底殼、活塞連桿組和曲軸飛輪組的順序，進

10、行發(fā)動機解體。2. 1. 1分解發(fā)動機機體組總成首先拆下發(fā)電機，旋松撐緊壁緊固螺栓、調整螺母緊固螺栓，擰動調整 螺母，使發(fā)電機靠近發(fā)動機側，取下v型皮帶，從發(fā)動機前端卸下發(fā)電機 與發(fā)動機的聯(lián)接螺栓，取下發(fā)電機。然后取下進氣歧管和排氣歧管。之后 拆卸正時皮帶、拆卸分電器、水泵、氣缸蓋，在拆下氣缸座時，應先卸下 氣門室罩蓋，按由四周向中心順序旋松缸蓋螺栓，以防缸蓋變形。拆下缸 蓋螺栓，用橡皮錘錘松缸蓋，取下缸蓋。最后拆卸機油泵、活塞和曲軸。 當取下正時齒輪、曲軸前后的油封端蓋，旋松并取下曲軸主軸承蓋，抬出 曲軸，取出上軸瓦止推軸承。不要跌落軸瓦，將軸承蓋按順序擺放好。2.1.2活塞連桿組的拆卸首先

11、用活塞環(huán)拆卸專業(yè)工具依次拆下活塞環(huán)。然后用尖嘴鉗取出活塞銷 卡簧，用拇指壓出活塞銷，或用專用沖頭將其沖出，取出連桿軸承。最后 要按相反順序復裝活塞連桿組，對活塞做好標記，以免裝錯。2. 1.3曲軸飛輪組的拆卸首先按對角順序旋松飛輪固定螺栓，取下螺栓，用手錘沿四周輕輕敲擊 飛輪，待松動后取下飛輪。擰松并取下曲軸油封端蓋緊固螺栓，用手錘輕 輕敲擊油封端蓋，待松動后取下油封端蓋。拆卸主軸承蓋及止推軸承，抬 出曲軸。安裝時按相反順序逐步進行。在新油封唇部涂潤滑脂，然后用專 用油封安裝工具和錘子敲入油封，直至其端面與油封邊緣齊平。2. 2曲柄連桿機構的裝配2.2. 1安裝曲軸與飛輪首先將清洗干凈的氣缸體

12、倒置于安裝支架上，正確安放好各道主軸承瓦 和止推墊片，注意將有油槽的一片軸瓦裝在缸體軸承座孔中。然后將曲軸 放入缸體軸承座中，依標記號合上各道主軸承蓋，按規(guī)定轉矩依次擰緊各 軸承蓋螺栓；安裝止推片后應軸向撬動曲軸檢查其軸向間隙；每緊固一道 主軸承蓋后應轉動曲軸數(shù)周，檢查其徑向間隙，軸承過緊間隙不合要求時 應查明原因，及時予以排除。安裝曲軸前、后端油封凸緣、凸緣襯墊及油 封等。將飛輪安裝于曲軸后端軸凸緣盤上，安裝時注意原定位標記，然后 緊固螺母。螺母緊固時應對角交叉進行，并按扭緊力矩擰緊。最后將曲軸 前端正時齒輪、擋油片等裝上。2. 2. 2安裝活塞連桿組件將活塞銷和連桿小頭孔內（已裝好銅套）涂

13、上一層薄機油，然后將活塞 放入90°c以上熱水內加熱，取出活塞，迅速用專用工具將銷壓入銷座和連 桿小頭孔內，使連桿活塞連接。如果有活塞銷卡環(huán)，用尖嘴鉗將其裝上。（安 裝時應注意活塞與連桿的安裝標記）用活塞環(huán)裝卸鉗依次裝上活塞油環(huán)和 各道密封環(huán)，安裝時注意扭曲環(huán)方向不可裝反。將各道環(huán)端隙按一定角度 鉗開（三道氣環(huán)按120。鉗開，第一道環(huán)的端隙應避開活塞銷座及側壓力較 大一側）。用活塞環(huán)箍將活塞環(huán)箍緊，用木錘手柄輕敲活塞頂部，使其進入 氣缸，推至連桿大端與曲軸連桿軸頸連接。裝上連桿蓋，按規(guī)定扭矩擰緊 連桿螺栓螺母。2. 2. 3氣缸體曲軸箱組安裝放倒發(fā)動機，裝上油底殼襯墊及油底殼。擰緊油

14、底殼螺栓時應由中間向 兩端交叉進行。豎直發(fā)動機，安裝氣缸墊和氣缸蓋。缸蓋螺栓應市中間向 兩端交叉均勻分23次擰至規(guī)定力矩。安裝凸輪軸及搖臂機構，安裝氣缸 蓋罩等。將所拆其它非曲柄連桿機構部件安裝到發(fā)動機上。最后檢查有無 遺漏未裝部件，檢查整理好工具。3曲柄連桿機構的常見故障分析3. 1機體組常見故障分析（1）對于汽缸壁，早期界常磨損，活塞，活塞環(huán)外圓面及氣缸壁內表 面有明顯的軸向劃痕，進氣道內存在明顯油泥故障屬于密封不良或者行駛 路況惡劣，大量灰塵進入燃燒室導致的。故障現(xiàn)象：氣缸壓力不足故障原因：活塞環(huán)過度使用，使密封性變差，活塞與氣缸磨損較大，使 活塞在氣缸內搖擺，影響活塞環(huán)與汽缸壁的良好貼

15、合密封；氣門與氣門導 管間隙過小，使氣門上下運動受阻，導致氣門密封不嚴。另外還有一些人 工因素：測試氣缸壓力時，操作不當，沒有良好的密封。故障檢修：用氣缸壓力表測量之前，應使發(fā)動機處于正常溫度下，冷卻 液溫度在正常范圍之內。節(jié)氣門全開，也就是油門踏板踩到底，拆卸掉火 花塞，將選好口徑的壓力表擰進火花塞孔中，利用起動機帶動曲軸運動， 讀出氣缸壓力表的數(shù)值，一般情況下，若在正常值范圍內，壓力表的指針 一般會彈起三下，最終不動。故障現(xiàn)象：氣缸體與氣缸蓋的損傷。故障原因：汽車維修后，維修師傅的螺栓擰緊力矩過大。故障檢修：氣缸蓋螺栓的拆裝一般是對稱的，拆的時候是兩段向中間松 開，裝配的吋候是中間向兩段對

16、稱擰緊。故障現(xiàn)象：氣缸墊燒壞故障原因：氣缸墊燒壞就失去密封作用，產生竄氣，漏氣現(xiàn)象，最常見 的就是燒機油故障檢修：缸體與氣缸蓋接合面不平，需要加以鏟刮修理對于活塞環(huán)斷裂，同時活塞頂部積碳過多，并有燒灼現(xiàn)象，為發(fā) 動機長時間高速，超負荷使用，造成活塞環(huán)與燃油燃燒產生的高速，高爆 發(fā)沖擊頻率發(fā)生共振和碎裂。活塞環(huán)偏向磨損，其他部位屬于正常磨損，發(fā)動機功率下降等現(xiàn) 象，請檢查連桿是否彎曲，曲軸間隙是否過大等。機械故障主要發(fā)生在曲柄連桿機構和配氣機構，大部分以異響的形式表 現(xiàn)出來。故障現(xiàn)象：當發(fā)動機轉速發(fā)生變化時，有悶悶的聲音。發(fā)動機的轉速升 高，聲音變大故障原因：主軸瓦異響故障檢修：利用單缸斷火法進

17、行試驗，響聲沒有變化，然后進行相鄰 兩缸的斷火試驗，如果在某兩缸斷火后，聲音明顯降低，就由此判斷這兩 缸之間的主軸瓦發(fā)出異響。將機油放盡，然后拆下油底殼進行檢查，若 在機油中或者油底殼底部檢查有軸承合金層碎屑，則說明軸承合金脫落， 同時更換新的主軸瓦。檢查主軸承蓋螺栓是否松動，如有松動，應擰緊。 檢查主軸瓦徑向和軸向間隙，如果過大，應該更換新主軸瓦。故障現(xiàn)象：渦輪增壓器兩端滲油，曲軸箱強制通風系統(tǒng)通風不暢。故障原因：曲軸箱強制通風系統(tǒng)出現(xiàn)通風不暢，則曲軸箱的油氣壓力過 高，則渦輪增壓器里的機油回油不暢，長時間的話，機油沉積在渦輪增壓 中間體，長時間就會使渦輪增壓器兩端滲油。故障檢修：檢查pcv

18、系統(tǒng)中的空氣濾清器是否存在堵塞。檢查氣缸蓋和機體之間的氣缸墊是否存在漏氣處。3. 2活塞連桿組常見故障分析故障現(xiàn)象：氣缸套與活塞受到機械刮傷，甚至活塞被卡至氣缸內, 發(fā)動機突然熄火，曲軸不能轉動?；钊拿芊庑赃^低，可燃氣竄入活塞裙 部進行燃燒，將活塞壁上的油膜燃燒，出現(xiàn)干摩擦?；钊幕钊N卡環(huán)脫 落也可造成拉缸現(xiàn)象。故障原因：拉缸故障檢修：如果輕微拉傷，可用細紗布打磨氣缸和活塞表面再用，如果 嚴重拉傷，需要鎮(zhèn)缸或者更換氣缸套與活塞，活塞環(huán)。故障現(xiàn)象：活塞和氣缸壁的接觸面由一側導向另一側，發(fā)出撞擊 聲音。故障原因：氣缸敲缸故障檢修：將潤滑油從火花塞孔中滴入，過一會，用手搖動曲軸，使?jié)?滑油進入活

19、塞和氣缸中，再將各個火花塞裝上，進行著車，若聲音明顯減 小，過一會，聲音又增大，則說明是活塞的配缸間隙問題，建議更換活塞 或者活塞環(huán)，必要時應膛氣缸。3. 3曲柄連桿機構的故障實例分析3. 3. 1故障實例一車型：奧迪a6l2. 4轎車故障現(xiàn)象：汽車行駛37626kmo發(fā)動機發(fā)出異響響聲越來越大，異響較快。檢查方法：斷火后，檢查各缸情況，對某缸斷火異響減弱，異響聽似活塞敲缸，分解發(fā)動機發(fā)現(xiàn)氣缸拉傷，活塞頂燒灼，群部拉傷。故障原因：該車行駛途中，加注劣質燃油，汽車辛烷值過低，并且高速行駛，發(fā)動機負荷大,溫度過高,氣缸內產生爆燃。車主不懂的爆燃的危害，所以造成活塞燒頂拉缸。排除方法：鎮(zhèn)磨氣缸，更換加大活塞，發(fā)動機裝復后工作正常.3. 3. 2故障實例二車型：寶馬5301轎車故障現(xiàn)象：發(fā)動機冷啟動困難，啟動后抖動嚴重，發(fā)動機溫度升高后怠 速運轉穩(wěn)定。故障診斷：(1)檢查發(fā)動機冷卻液溫度傳感器及其線路止常(2)檢查燃油系統(tǒng)壓力，在標準范圍之內（3）檢查氣缸壓力。第一二缸壓力低于標準值，拆檢氣缸墊。排除方法：修模汽缸墊，更換氣缸墊，故障