汽車曲柄連桿機構和活塞的保養與介紹
曲柄連桿機構是發動機完成能量轉換的主要部件。在作功行程中,燃料燃燒產生的熱能通過活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動,對外輸出動力,而在其他的三個行程中,曲軸通過連桿帶動活塞上下往復運動,主要由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組所組成。曲柄連桿機構經常處在高温、高壓和高速的情況下工作,隨着行駛里程的增加,其技術狀況不斷髮生變化,往往出現活塞磨損、燒蝕或破損;活塞環彈力減退或折斷;連桿彎曲、扭曲;曲軸彎扭變形或產生裂紋;軸承間隙過大等現象,因此,在發動機保養作業中,其一直受到高度重視。
活塞連桿組主要由活塞、活塞環、連桿與連桿軸承等組成。在二級定程保養時,應對活塞連桿組進行清潔與檢查的保養作業,當氣缸磨損達到一定程度時,應結合保養作業,更換活塞環。
1.活塞連桿組的清潔
將活塞連桿組放在汽油或煤油中浸泡,用毛刷刷洗其表面油污和積炭。若活塞頂積炭較厚難以刷掉時,可用鏟片或刮刀輕輕刮除,但應注意不得刮傷活塞頂部。在清除活塞環槽內的積炭時,可一邊轉動活塞環,一邊用毛刷刷洗,直到環與環槽上積炭清潔乾淨、環在環槽內靈活轉動為止。如環槽內積炭過多、不易洗淨時,可用活塞環張擴器,取下活塞環,用環槽清潔工具或折斷的舊環刮淨環槽內的積炭,同樣要注意不得損傷環槽。
2.活塞磨損情況的檢查
(1)檢查活塞環槽的磨損情況。活塞環槽的磨損以第一道環槽下平面最為嚴重,磨損後的環槽斷面成梯形,外寬內窄,引起側隙增大。
(2)檢查活塞裙部的磨損情況。外觀檢查裙部不應有拉傷痕跡,但允許有輕微絲縷狀的磨痕。這是活塞在起導向作用時,在側壓力的作用下,與缸壁的正常磨損痕跡。活塞磨損量的測量,不同型號的發動機其標準值和測量點也不盡相同,應參考被測活塞的維修手冊。如豐田卡羅拉1.6升車型的發動機,要求在距活塞頂部12.6mm處,用千分尺(也稱螺旋測微器)測量與活塞銷座孔成90°處的活塞直徑,應為80.461~80.471mm,如直徑不符合規定,則更換活塞。
(3)檢查活塞銷座孔的情況以及與活塞銷的配合間隙。拆下活塞銷卡環,將活塞加熱到80℃~90℃,從活塞銷的一端衝出活塞銷。
在燃燒壓力和慣性力的共同作用下,活塞銷與座孔之間會產生磨損,其最大磨損部位在活塞銷座孔的上下方向。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機標準活塞銷孔徑分為A、B、C三級。A級孔徑為20.006~20.009mm, B級孔徑為20.010~20.012mm, C級孔徑為20.013~20.015mm。相應的活塞銷直徑A級為20.004~20.007mm, B級為20.008~20.010mm, C級孔徑為20.011~20.013mm。不符合規定的,一律更換新品。
分別測量活塞銷座孔直徑和活塞銷與座孔配合處的外徑,用孔徑減去銷的外徑進行計算。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機標準間隙為-0.001~0.005mm,最大值為0.010mm。如超過最大值,則應更換活塞。如有必要,則成套更換活塞和活塞銷。
3.配缸間隙的檢查
配缸間隙是指活塞在氣缸內的徑向間隙,用氣缸直徑測量值減去活塞直徑測量值的方法進行計算。不同型號的發動機間隙大小不同。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機標準配缸間隙為0.029~0.052mm,使用極限為0.09mm。如大於使用極限,則應更換所有活塞,如有必要,則更換缸體。
4.活塞環“三隙”的檢查
活塞環“三隙”是指活塞環在氣缸內的端隙、在環槽內的側隙和活塞環背面與活塞環槽底之間的間隙。
(1)端隙的檢查。將活塞環放入氣缸內,用活塞頂部將環推到活塞環下止點位置,用塞尺測量環端口間隙,如圖1-1-6所示。不同型號的發動機其間隙大小不同。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機第一道氣環為0.2~0.3mm,最大端隙為0.5mm;第二道氣環為0.3~0.5mm,最大端隙為0.7mm,油環為0.1~0.4mm,最大端隙為0.7mm。如端隙大於最大值,則更換活塞環,如換環後仍大於最大值,則更換氣缸體。
(2)側隙的檢查。將活塞環放入相應的環槽內,用塞尺測量環與環槽上平面之間的間隙,如圖1-1-7所示。不同型號的發動機其間隙大小不同。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機第一道氣環為0.02~0.07mm,第二道氣環為0.02~0.06mm,油環為0.02~0.065mm。如間隙不符合規定,則更換活塞。
圖1-1-6 活塞環端隙的檢查方法
圖1-1-7 活塞環側隙的檢查方法
(3)背隙的檢查。為便於背隙的測量,通常是以活塞環槽的深度與活塞環徑向厚度之差來計算。背隙應符合維修手冊的規定。
5.活塞銷與連桿小頭間隙的檢查
分別測量連桿小頭的活塞銷孔直徑和活塞銷與孔配合處的外徑,用孔徑減去銷的外徑進行計算。不同型號的發動機其間隙大小不同。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機標準間隙為0.005~0.011mm,最大值為0.014mm。如超過最大值,則更換連桿。如有必要,則成套更換連桿和活塞銷。也有的發動機採用在連桿小頭加銅套的結構,此時,可以更換銅套。
6.連桿彎扭情況的檢查
用連桿校準器和塞尺檢查連桿的彎曲和扭曲變形量。如圖1-1-8、1-1-9所示,將連桿安裝在校準器上,用塞尺檢查連桿的彎曲度,最大不超過0.05mm/100mm,扭曲度最大不超過0.15mm/100mm。否則,應更換新品或對連桿進行冷壓校正。
圖1-1-8 連桿彎曲的檢查方法
圖1-1-9 連桿扭曲的檢查方法
7.連桿螺栓的檢查
用遊標卡尺測量螺栓受力部分的直徑。不同型號的發動機其標準不同。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機標準直徑為6.6~6.7mm,最小直徑為6.4mm。如測量值小於最小直徑,應更換新品。
8.連桿軸承的檢查
清潔曲柄銷和連桿軸承,檢查其表面,不應有劃痕和點蝕現象。將塑料規放在曲柄銷上,將連桿蓋有標記的一面朝前,按規定轉矩擰緊連桿螺栓,注意不能轉動曲軸。拆下連桿蓋,測量塑料規最寬處的厚度,即為連桿軸承的徑向間隙。不同型號的發動機其間隙大小不同。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機標準間隙為0.030~0.062mm,最大值為0.07mm。如大於最大值,則更換軸承。更換時,應注意新軸承的編號應與各連桿蓋上的編號相一致。
9.連桿軸向間隙的檢查
按規定轉矩擰緊連桿螺栓,用百分表測量連桿沿曲柄軸線方向的移動量,如圖1-1-10所示。不同型號的發動機其間隙大小不同。豐田卡羅拉1.6升車型的發動機標準值為0.160~0.342mm,最大軸向為0.350mm。如大於最大值,則更換連桿總成,如有必要,則更換曲軸。
圖1-1-10 連桿軸向間隙的檢查方法
10.活塞連桿組裝復時的注意事項
(1)各缸的活塞、活塞環、活塞銷、連桿與連桿軸承、連桿蓋及連桿螺栓不得混裝。
(2)活塞頂部朝前標記,應與連桿、連桿蓋上的標記方向一致。
(3)組裝活塞與連桿時,應將活塞加熱到80℃~90℃,將活塞銷壓入,不得漏裝活塞銷卡環。
(4)第一和第二道氣環有標記的一面應朝上安裝。
(5)三道活塞環的端口應相錯120°,並且端口避開活塞銷的座孔方向。
(6)組裝時,應保持零件的清潔與潤滑,按規定的轉矩分別旋2~3次,將連桿螺栓擰緊。