汽车曲柄连杆机构和活塞的保养与介绍

曲柄连杆机构是发动机完成能量转换的主要部件。在作功行程中,燃料燃烧产生的热能通过活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动,对外输出动力,而在其他的三个行程中,曲轴通过连杆带动活塞上下往复运动,主要由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组所组成。曲柄连杆机构经常处在高温、高压和高速的情况下工作,随着行驶里程的增加,其技术状况不断发生变化,往往出现活塞磨损、烧蚀或破损;活塞环弹力减退或折断;连杆弯曲、扭曲;曲轴弯扭变形或产生裂纹;轴承间隙过大等现象,因此,在发动机保养作业中,其一直受到高度重视。

汽车曲柄连杆机构和活塞的保养与介绍

活塞连杆组主要由活塞、活塞环、连杆与连杆轴承等组成。在二级定程保养时,应对活塞连杆组进行清洁与检查的保养作业,当气缸磨损达到一定程度时,应结合保养作业,更换活塞环。

1.活塞连杆组的清洁

将活塞连杆组放在汽油或煤油中浸泡,用毛刷刷洗其表面油污和积炭。若活塞顶积炭较厚难以刷掉时,可用铲片或刮刀轻轻刮除,但应注意不得刮伤活塞顶部。在清除活塞环槽内的积炭时,可一边转动活塞环,一边用毛刷刷洗,直到环与环槽上积炭清洁干净、环在环槽内灵活转动为止。如环槽内积炭过多、不易洗净时,可用活塞环张扩器,取下活塞环,用环槽清洁工具或折断的旧环刮净环槽内的积炭,同样要注意不得损伤环槽。

2.活塞磨损情况的检查

(1)检查活塞环槽的磨损情况。活塞环槽的磨损以第一道环槽下平面最为严重,磨损后的环槽断面成梯形,外宽内窄,引起侧隙增大。

(2)检查活塞裙部的磨损情况。外观检查裙部不应有拉伤痕迹,但允许有轻微丝缕状的磨痕。这是活塞在起导向作用时,在侧压力的作用下,与缸壁的正常磨损痕迹。活塞磨损量的测量,不同型号的发动机其标准值和测量点也不尽相同,应参考被测活塞的维修手册。如丰田卡罗拉1.6升车型的发动机,要求在距活塞顶部12.6mm处,用千分尺(也称螺旋测微器)测量与活塞销座孔成90°处的活塞直径,应为80.461~80.471mm,如直径不符合规定,则更换活塞。

(3)检查活塞销座孔的情况以及与活塞销的配合间隙。拆下活塞销卡环,将活塞加热到80℃~90℃,从活塞销的一端冲出活塞销。

在燃烧压力和惯性力的共同作用下,活塞销与座孔之间会产生磨损,其最大磨损部位在活塞销座孔的上下方向。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机标准活塞销孔径分为A、B、C三级。A级孔径为20.006~20.009mm, B级孔径为20.010~20.012mm, C级孔径为20.013~20.015mm。相应的活塞销直径A级为20.004~20.007mm, B级为20.008~20.010mm, C级孔径为20.011~20.013mm。不符合规定的,一律更换新品。

分别测量活塞销座孔直径和活塞销与座孔配合处的外径,用孔径减去销的外径进行计算。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机标准间隙为-0.001~0.005mm,最大值为0.010mm。如超过最大值,则应更换活塞。如有必要,则成套更换活塞和活塞销。

3.配缸间隙的检查

配缸间隙是指活塞在气缸内的径向间隙,用气缸直径测量值减去活塞直径测量值的方法进行计算。不同型号的发动机间隙大小不同。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机标准配缸间隙为0.029~0.052mm,使用极限为0.09mm。如大于使用极限,则应更换所有活塞,如有必要,则更换缸体。

4.活塞环“三隙”的检查

活塞环“三隙”是指活塞环在气缸内的端隙、在环槽内的侧隙和活塞环背面与活塞环槽底之间的间隙。

(1)端隙的检查。将活塞环放入气缸内,用活塞顶部将环推到活塞环下止点位置,用塞尺测量环端口间隙,如图1-1-6所示。不同型号的发动机其间隙大小不同。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机第一道气环为0.2~0.3mm,最大端隙为0.5mm;第二道气环为0.3~0.5mm,最大端隙为0.7mm,油环为0.1~0.4mm,最大端隙为0.7mm。如端隙大于最大值,则更换活塞环,如换环后仍大于最大值,则更换气缸体。

(2)侧隙的检查。将活塞环放入相应的环槽内,用塞尺测量环与环槽上平面之间的间隙,如图1-1-7所示。不同型号的发动机其间隙大小不同。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机第一道气环为0.02~0.07mm,第二道气环为0.02~0.06mm,油环为0.02~0.065mm。如间隙不符合规定,则更换活塞。

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图1-1-6 活塞环端隙的检查方法

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图1-1-7 活塞环侧隙的检查方法

(3)背隙的检查。为便于背隙的测量,通常是以活塞环槽的深度与活塞环径向厚度之差来计算。背隙应符合维修手册的规定。

5.活塞销与连杆小头间隙的检查

分别测量连杆小头的活塞销孔直径和活塞销与孔配合处的外径,用孔径减去销的外径进行计算。不同型号的发动机其间隙大小不同。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机标准间隙为0.005~0.011mm,最大值为0.014mm。如超过最大值,则更换连杆。如有必要,则成套更换连杆和活塞销。也有的发动机采用在连杆小头加铜套的结构,此时,可以更换铜套。

6.连杆弯扭情况的检查

用连杆校准器和塞尺检查连杆的弯曲和扭曲变形量。如图1-1-8、1-1-9所示,将连杆安装在校准器上,用塞尺检查连杆的弯曲度,最大不超过0.05mm/100mm,扭曲度最大不超过0.15mm/100mm。否则,应更换新品或对连杆进行冷压校正。

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图1-1-8 连杆弯曲的检查方法

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图1-1-9 连杆扭曲的检查方法

7.连杆螺栓的检查

用游标卡尺测量螺栓受力部分的直径。不同型号的发动机其标准不同。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机标准直径为6.6~6.7mm,最小直径为6.4mm。如测量值小于最小直径,应更换新品。

8.连杆轴承的检查

清洁曲柄销和连杆轴承,检查其表面,不应有划痕和点蚀现象。将塑料规放在曲柄销上,将连杆盖有标记的一面朝前,按规定转矩拧紧连杆螺栓,注意不能转动曲轴。拆下连杆盖,测量塑料规最宽处的厚度,即为连杆轴承的径向间隙。不同型号的发动机其间隙大小不同。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机标准间隙为0.030~0.062mm,最大值为0.07mm。如大于最大值,则更换轴承。更换时,应注意新轴承的编号应与各连杆盖上的编号相一致。

9.连杆轴向间隙的检查

按规定转矩拧紧连杆螺栓,用百分表测量连杆沿曲柄轴线方向的移动量,如图1-1-10所示。不同型号的发动机其间隙大小不同。丰田卡罗拉1.6升车型的发动机标准值为0.160~0.342mm,最大轴向为0.350mm。如大于最大值,则更换连杆总成,如有必要,则更换曲轴。

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图1-1-10 连杆轴向间隙的检查方法

10.活塞连杆组装复时的注意事项

(1)各缸的活塞、活塞环、活塞销、连杆与连杆轴承、连杆盖及连杆螺栓不得混装。

(2)活塞顶部朝前标记,应与连杆、连杆盖上的标记方向一致。

(3)组装活塞与连杆时,应将活塞加热到80℃~90℃,将活塞销压入,不得漏装活塞销卡环。

(4)第一和第二道气环有标记的一面应朝上安装。

(5)三道活塞环的端口应相错120°,并且端口避开活塞销的座孔方向。

(6)组装时,应保持零件的清洁与润滑,按规定的转矩分别旋2~3次,将连杆螺栓拧紧。

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