发动机教案4文档格式.docx

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教学方法及教改手段：

理实一体教学

教　学　用　具：

丰田-5A发动机的气缸；

农用车柴油发动机气缸

教材分析及教学内容：

任务2气缸体、油底壳的构造与检修

回忆上次课的内容，导入这次课的学习任务。

相关知识：

一、汽缸体

1、气缸体的结构

气缸体是安装发动机各机构和系统的基础件。

通常将气缸体与曲轴箱铸为一体，笼统地称为气缸体。

气缸体内引导活塞做往复运动的圆筒就是气缸，气缸外面制有水套以散热。

曲轴箱上有主轴承座孔，还有主油道和分油道。

气缸体材料分别采用灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁和铝合金制造。

汽缸体

曲轴箱

2、气缸的排列形式

（1）直列式：

多用于六缸以下的发动机。

（2）V型式：

它缩短了发动机的长度，多用于八缸以上的发动机。

（3）对置式：

是V型的特殊形式。

3、曲轴箱的型式

（1）平分式

定义：

主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上。

特点：

刚度小，前后端呈半圆形，与油底壳接合面的密封较困难。

应用：

中小型发动机。

（2）龙门式

主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面。

刚度较大，油底壳前后端为一平面，密封简单可靠。

大中型发动机。

（3）隧道式

主轴承座孔不分开。

刚度最大，主轴承同轴度易保证，主轴承用滚动轴承。

负荷较大的柴油机。

二、气缸套

气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸，整体式气缸强度和刚度都好能承受较大的载荷，这种气缸对材料要求高，成本高。

广泛采用在气缸体内镶入耐磨性较好的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。

根据是否与冷却水接触，汽缸套有干式和湿式两种。

（1）干式缸套

其外表面不直接与冷却水接触。

1）壁厚较薄（1mm～3mm）；

2）与刚体承孔过盈配合；

3）不易漏水漏气。

（2）湿式缸套

定义：

其外表面直接与冷却水接触。

特点：

1）壁厚较厚（5mm～9mm）；

2）散热效果好；

3）易漏水漏气；

4）易穴蚀。

定位：

1）径向：

靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带A和B。

2）轴向：

利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。

密封：

1）下部：

靠1～3个耐热耐油的橡胶密封圈。

2）上部：

缸套顶面高出缸体0.05mm～0.15mm，当气缸盖螺栓拧紧后，缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处，承受较大的压紧力，具有防止水套漏水、气缸漏气和保证缸套定位的作用。

三、油底壳

1、功用：

贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。

2、构造：

（1）用薄钢板冲压而成。

（2）内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。

（3）最低处有放油塞。

（4）曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。

油底壳故障案例

故障案例一：

广州本田雅阁轿车发动机冷车时工作正常，热车后转速只能达到4500r/min

故障现象：

一辆广州本田雅阁2/3L轿车，该车冷车时发动机工作正常，而热车后最高车速只能达到130km/h。

无负荷时加油，发动机转速只能达到4500r/min。

行驶中只要发动机转速低于4500r/min或车速低于130km/h，动力均正常。

故障排除：

用故障诊断仪检查发动机电控系统，无故障码存在。

根据经验，发动机加不上油的故障原因有：

①燃油系统有故障；

燃油压力低，喷油器堵塞，燃油滤清器脏，燃油泵损坏等。

②点火系统有故障；

火花塞、高压线等元件有故障。

③发动机控制单元有故障。

④发动机机械部分有故障。

按此思路，对各部件做如下检查：

（1）、检查燃油系统压力。

将燃油压力表连接燃油管路中，检测燃油系统压力在260～310kPa之间，拔下真空管，故障也存在。

后来又将喷油器拆下检查，发现喷油器有点脏，于是进行了清洗，但故障症状一点也没有改善。

（2）、检查点火系统。

观察各缸的火花塞跳情况，发现火花都很强。

后来又用替换法更换火花塞和高压线实验，故障也没有排除。

（3）、检查发动机控制单元。

发动机控制单元故障较难检测。

经测量发动机控制单元的电源线和搭铁线都正常，于是更换控制单元试验，但故障仍然存在。

（4）、检查机械方面。

测量气缸压力，正常。

检查各缸的工作情况，没有发现缺缸现象。

诊断工作由此陷入了僵局，该检查的都检查了，还能有什么地方漏掉呢?

仔细思考了一下，还有一些系统没检查，但润滑系和冷却系不会影响发动机转速升高吧。

这时，忽然想起该车有可变气门正时及气门升程电子控制机构（即VIEC），该机构由发动机控制单元控制，在发动机高速运转时，可以同时改变进气门的正时与升程，可以充分发挥发动机强劲的动力。

于是决定检查VIEC。

按电路图对其线路及电磁阀进行了检查，没发现故障。

于是连接机油压力表，测量机油压力。

起动发动机，使发动机达到正常工作温度，怠速时机油压力为70kPa。

标准值为3000r/min，机油压力约为300kPa。

标准值为：

怠速时≥70kPa，转速为3000r/min时≥300kPa。

显然，机油压力过低。

这样一来须拆下油底壳检查。

将车辆用汽车升举架举起，这时发现油底壳变形了。

可能是行驶过程中被障碍物撞的。

将油底壳拆下，校正后装复，再试车，故障排除。

但是，机油压力过低，机油压力报警灯为何不报警呢?

打开点火开关起动发动机后，机油压力报警灯均不亮，看来机油压力报警灯线路有故障。

经检查发现机油压力开关插接器的导线在根部折断了，因有胶皮包着，所以没发现。

对本故障进行分析如下：

由于油底壳变形，引起机油压力下降，导致VIEC工作异常。

因为VIEC只在大负荷时才工作，所以，发动机转速较低或车速较低时，车辆正常工作，而当发动机大负荷工作后，VIEC工作异常，必然影响发动机正常工作。

通过排除此故障，得到了很多启示：

排除故障时，一定要多考虑，特别是对于一些有新结构的车型，更要细致地研究，不能拿老观念、老思路来排除故障。

四、气缸体的损伤形式

气缸体的主要损伤形式有裂纹、变形和磨损等。

裂纹、变形的检修和气缸盖的相同。

气缸的磨损程度是决定发动机是否需要大修的重要依据之一。

只有掌握了气缸磨损规律，了解气缸的磨损原因，才能在使用中减轻气缸磨损，并延长发动机使用寿命。

气缸正常的磨损有一定的规律性

轴向截面的磨损：

正常情况下，在活塞环的有效行程范围内呈上大下小的不规则锥形磨损，在第一道活塞环上止点稍下的部位磨损最大，形成一明显台阶，通常称为“缸肩”。

而在活塞环接触不到的部位几乎没有磨损，即在油环下止点部位，气缸几乎没有磨损。

气缸的锥形磨损如图2-17所示。

径向截面的磨损：

气缸沿圆周方向的磨损呈不规则的椭圆形，磨损最大部在气缸沿高度磨损最大的截面上。

不同气缸磨损随气缸结构、使用条件的不同而异，一般是前后或左右方向磨损最大。

图2-17气缸的锥形磨损

1-金属屑磨料磨损；

2-正常磨损；

3-灰尘磨料磨损；

4-酸性腐蚀磨损

实践操作

以丰田-5A发动机为例，检测气缸的磨损程度，即气缸圆度和圆柱度的测量。

1、认识量缸表

量缸表又称内径百分表，主要用来测量孔的内径，如气缸直径、轴承孔直径等。

量缸表主要由百分表、表杆和一套不同长度的接杆等组成，如图2-18所示

图2-18量缸表

表杆的测量头端部有可换接杆，根据测量不同的直径，选用不同的接杆。

百分表刻度为100，指针在圆表盘上转动1格为0.01mm，小指针移动1格为1mm。

使用量缸表时，右手拿住表杆上的绝热套，左手握住表杆的下部的测量体。

测量时，要保持量缸表的活动测量杆同气缸轴线垂直（当摆动量缸表时，其指针指示到顺时针最小值时，即表示测量杆已垂直气缸轴线），如图2-19所示

图2-19量缸表的正确使用

2、组装和校对量缸表

（1）清洁气缸套，用游标卡尺测量缸套内径。

（2）检查百分表的灵敏性和准确性，确认完好。

按测得的缸套直径选择合适的可换测量杆。

（3）将百分表装在表杆上，使百分表有1—2mm的预压量。

（4）将测量杆装在量缸表杆上，放入气缸内确定长度，旋动可换量杆使两量头间的间距比缸套名义内径大1mm左右，然后紧固可换量杆。

（5）调整好外径千分尺，擦净外径千分尺的两测量面，并用随尺提供的标准棒校准外径千分尺。

（6）将距离调至缸径理论直径值并锁紧。

（7）用外径千分尺两测量面卡住量缸表两测量头，转动百分表盘，使大指针对“0”，注意在以后的测量中均不能转动表盘，记下百分表小指针的读数，再复查一下可换量头是否紧固。

3、测量

（1）确定测量位置，沿气缸套轴线方向的3个位置确定测量部位：

测量位置上活塞在上止点时第一道气环对应的缸壁位置。

距离气缸顶10mm

测量位置中当活塞位于行程中点时，第一道活塞环对应的缸壁位置。

测量位置下活塞在下止点时活塞裙部对应的缸壁位置。

距离气缸底10mm

每个位置上测量两个方向：

平行于曲轴中心线方向A-A和垂直于曲轴中心线方向B-B。

如图2-20所示

（2）用右手握住内径量表表杆，将活动量杆放置到要测量位置。

（3）右手握住表架左右稍做摆动，这样，可换量杆沿缸套母线稍做上下移动，观察表杆摆动时百分表大指针的偏转，最小值时就是该处内径的相应尺寸，记录百分表的读数。

将内径量表分别移到其它要测量的部位，按以上方法可测得其它各处内径的相应尺寸。

记录测量的数据

4、确定气缸最大磨损量

计算气缸套的圆度、圆柱度误差：

同一方向不同截面上的两个直径差值的一半为圆柱度值，其最大值为气缸的圆柱度误差；

同一截面不同方向的两个直径差值的一半为圆度值，其最大值为气缸的圆度误差；

计算最大磨损量：

缸套实测缸径与基本直径的差值的一半的最大值为最大磨损量。

以气缸最大磨损量为依据，来确定发动机气缸的修理尺寸。

当汽缸磨损后，可以用修理尺寸法修复。

可以对汽缸进行镗削或磨削修理。

课堂小结：

这次课我们学习了汽缸体、油底壳的构造与检修。

要求同学们知道汽缸体、油底壳的结构特点；

掌握气缸的检测；

能正确拆装油底壳。

课后作业：

1、气缸什么位置磨损最大？

2、什么是干式气缸套？