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書名：跟我學汽車發動機故障檢修
作者名：王盛良
本章字數： 5963字
更新時間： 2020-02-14 23:05:40

1.5 曲柄連桿機構的檢測及數據處理

曲柄連桿機構的檢測和數據處理是曲柄連桿機構修復的關鍵，是故障排除技師動手的目的，這就是“汽車醫生”還是“汽車護士”的區別點，科學修車要以數據說話，在檢測時首先要懂得合理、正確使用相關量具和檢測設備，看哪里？怎么看？看出了什么？測哪里？怎么測？測出來的數據是多少？有什么用？在檢測時方法要得當，讀數要準確，標準要清楚；其次要會分析和處理檢測數據，找到正確的故障排除方法。

1.5.1 機體組的檢測及數據處理

1.氣缸蓋與氣缸體常見損傷形式

氣缸蓋和氣缸體常見的機械損傷形式主要有：磨損、變形、裂紋。

（1）磨損機體組內氣缸的磨損是無法避免的普遍現象，氣缸的磨損程度通常作為判斷一臺發動機是否需要大修的重要依據。正常磨損狀態下，氣缸磨損的特點是由活塞環運動區域呈上大下小的不規則錐形不均勻磨損。實踐證明，氣缸磨損最大的部位是活塞運動到上止點時第一道活塞環相對應的氣缸壁。氣缸磨損的原因主要是因為氣缸是在潤滑不良、高溫、高壓、交變負荷和腐蝕性物質作用的惡劣條件下工作，加之活塞在氣缸中高速往復運動，進一步加劇了氣缸磨損。

（2）變形氣缸蓋的變形是指與氣缸體結合平面處翹曲變形，主要由拆裝氣缸蓋時操作不當以及未按氣缸蓋螺栓規定順序和緊固力矩操作所致。

氣缸體變形主要有以下形式：

1）氣缸體與氣缸蓋結合平面處翹曲變形，拆裝氣缸蓋時緊固力矩過大或不均，或不按規定順序緊固以及在高溫下拆卸氣缸蓋所致。

2）氣缸體上下平面在螺紋孔周圍凸起，通常由于裝配時緊固力矩過大，或裝配式螺紋孔時未清洗干凈以及螺栓變形所致。

3）內部變形，主要由于曲軸軸承座孔同軸度偏差較大、曲軸軸承座孔處厚薄不均以及鑄造時造成殘余應力不均引起。

氣缸體和氣缸蓋產生變形，致使氣缸體和氣缸蓋平面度誤差加大，將造成氣缸密封不嚴、漏水、漏氣，甚至燃料沖壞氣缸墊，從而影響發動機的工作質量。

（3）裂紋氣缸蓋裂紋的常見位置是進排氣門座之間的過梁處，這是因為氣門座或氣門導管配合過盈量較大與鑲嵌工藝不當引起；冬天的時候也可能發生在水道壁較薄處，這是由于冷卻液在低溫下結冰膨脹所致。

氣缸體產生裂紋的原因則比較多，主要有：

1）曲軸在高速轉動時產生振動，增加了氣缸體的負荷，在氣缸體薄弱部位發生裂紋。

2）鑲換氣缸套時，過盈量選擇過大或者壓裝工藝不當造成氣缸局部裂紋。

3）裝配螺栓時緊固力矩過大，或者鑲套修復損壞的螺紋孔時，其過盈量選擇過大使原螺紋孔裂損。

4）發動機處于高溫時突然加入大量冷水以及水垢積聚過多而散熱不良，使水道壁產生裂紋。

5）冬天及寒冷地區未加注防凍液的車輛，停駛時間較長而未及時放水，導致水道凍裂。

2.機體組的檢測與數據處理

以奧拓發動機機體組的檢測為例，其檢測步驟如下：

（1）氣缸蓋的外觀檢測

1）檢測氣缸蓋有無裂紋、機械損傷、化學腐蝕及變形；如有造成漏水、漏氣的裂紋和損傷，則應及時排除故障或更換氣缸蓋。

2）檢測氣缸蓋排氣道、燃燒室和氣門座處的積炭情況。根據情況予以清除干凈，以保持發動機不致因積炭嚴重而發生過熱現象。

（2）檢測氣缸蓋的裂紋氣缸蓋裂紋一般發生在氣門座附近和水套薄壁處。對裂紋的檢測可采用目測和機械液壓試驗來發現。

在氣缸蓋和缸體的水套中，加入足夠的水，用294～392kPa的壓力，并保持5min以上，應無任何滲漏；或者用汽油或煤油注入氣缸體和氣缸蓋的水套內，30min后，觀察有無滲漏。

（3）檢測氣缸蓋接合平面

1）氣缸蓋下平面。氣缸蓋下平面與氣缸墊相接合處，通過氣缸蓋連接螺栓與氣缸體連接、緊固，并防止燃氣外漏。

a.氣缸蓋下平面的平面度極限值為0.05mm。

b.氣缸蓋下平面的平面度的檢測方法。用直尺（或光軸）和塞尺對氣缸蓋六個方向的部位進行檢測，取塞尺測量的間隙最大值為平面度誤差，對于檢測的任何部位，其平面度誤差的極限值應小于0.05mm，如圖1-46所示。

圖1-46 氣缸蓋平面度的檢測

2）氣缸蓋與排氣歧管接合平面的檢測。

a.氣缸蓋與排氣歧管接合平面的平面度極限值為0.10mm。

b.氣缸蓋與排氣歧管接合平面的平面度的檢測方法：用直尺和塞尺按圖1-47所示方位檢測氣缸蓋與排氣歧管接合平面的平面度。

3）氣缸蓋與進氣歧管接合平面檢測。

a.氣缸蓋與進氣歧管接合平面度極限值為0.10mm。

b.氣缸蓋與進氣歧管接合平面的平面度的檢測方法：用直尺和塞尺按圖1-48所示方位檢測氣缸蓋與進氣歧管接合平面的平面度。

（4）檢測氣缸蓋上軸孔

1）凸輪軸安裝孔

a.凸輪軸安裝孔的結構與尺寸：凸輪軸安裝孔由氣缸蓋前端（曲軸帶輪側）至氣缸蓋尾端（分電器安裝側）共有四個軸承孔，其直徑尺寸必須符合標準尺寸，對氣缸蓋上凸輪軸安裝孔進行檢測，結合測量的凸輪軸軸頸尺寸計算凸輪軸頸與凸輪軸孔的配合間隙。

b.凸輪軸安裝孔尺寸用內徑百分表進行檢測。檢測時，在每個孔的兩個部位、互相垂直的兩個方向上進行檢測。

c.凸輪軸安裝孔檢測結果的處理。在對凸輪軸安裝孔進行檢測之后，每個安裝孔測得四個數據，結合凸輪軸相應部位測得的數據，進行間隙計算。其間隙要求：標準值為0.050～0.091mm；極限值為0.15mm。計算出的任一徑向間隙，如果超過規定的極限值，則首先更換凸輪軸來滿足間隙的要求，若更換凸輪軸滿足不了徑向間隙的要求，則應更換氣缸蓋。

圖1-47 缸蓋與排氣歧管接合平面的平面度檢測方位

2）氣門導管孔與氣門桿間隙的檢測

a.氣門導管的安裝位置與內孔尺寸。氣門導管分為進氣門導管和排氣門導管，每個氣缸燃燒室各兩個，三個燃燒室共六個氣門導管，分別如圖1-49所示裝在進氣側和排氣側，進、排氣門導管外徑尺寸相同，安裝要求也一樣。

b.氣門導管內徑的檢測方法。氣門導管的內徑檢測方法有兩種：內徑百分表檢測法和用百分表檢測氣門桿端的偏差法。

內徑百分表檢測法：用內徑百分表在上、中、下三個部位的互相垂直的兩個方向上測量氣門導管的內徑。

百分表檢測氣門桿端的偏差法：用磁性表座固定百分表來檢測氣門桿端的偏差是否在規定的極限值內，以判定氣門導管是否可用。氣門桿偏差極限值：進氣門為0.12mm；排氣門為0.16mm。

c.氣門導管內徑測量值的判定處理。在氣門導管內徑測出后，結合對進、排氣門桿的測量，來計算氣門桿與氣門導管的間隙，以決定更換哪個零件。氣門桿與氣門導管的間隙值：

進氣門：標準值為0.020～0.050mm；極限值為0.070mm。

排氣門：標準值為0.030～0.060mm；極限值為0.090mm。

若氣門桿與氣門導管的間隙超過極限值時，應首先更換進（排）氣門來調整氣門桿與氣門導管的間隙，若不能滿足要求時，則應更換氣門導管。

圖1-48 氣缸蓋與進氣歧管接合平面的平面度檢測方位

圖1-49 氣門導管與氣門桿間隙檢測

（5）檢測氣門座

氣門座接觸面的檢測

1）檢測氣門座接觸面時，氣門必須完全符合要求，氣門桿和氣門導管的配合間隙符合要求時，才能進行氣門接觸面的檢測。

2）氣門頭工作面接觸印痕標準配合寬度及狀況的規定：標準配合寬度1.3～1.5mm，印痕狀況為連續無間斷環形印痕（進、排氣門的規定相同）。氣門頭接觸印痕寬度部位如圖1-50所示。

圖1-50 氣門與氣門座配合寬度

3）檢測方法。一般是在氣門座上均勻地涂上一層紅丹油，使用氣門研磨工具（或合格的進、排氣門）使氣門座與氣門頭旋轉研配，就能得到各氣門的接觸印痕。各氣門配合面得到的接觸印痕必須符合規定。

4）氣門座位置尺寸的檢測。氣門座位置尺寸的檢測方法。在氣門座中放入合格的進、排氣門，用深度千分尺測量氣門最高部位距氣缸蓋下平面的距離，應保持在規定的極限值內。該極限值的規定按制造廠的技術文件規定執行。

（6）檢測缸蓋水道口目測水道口是否被腐蝕，若有嚴重腐蝕，則應排除故障。

（7）氣缸體外觀的檢測內容奇瑞QQ372發動機氣缸體的結構如圖1-51所示。氣缸體外觀檢測主要是檢測氣缸體有無機械損傷和化學腐蝕，有無裂紋和氣孔、砂眼造成的漏油、漏水部位等。

圖1-51 奇瑞QQ372發動機氣缸體

（8）檢測氣缸體接合平面氣缸體上平面的平面度誤差標準值為0.03mm，極限值為0.05mm。其檢測與故障排除方法與氣缸蓋下平面的檢修方法相同，如圖1-52所示。

（9）檢測氣缸體缸徑

1）氣缸體缸徑尺寸應符合標準規定。

2）氣缸體缸徑的測量如圖1-53所示。

圖1-52 氣缸體上平面的平面度檢測

圖1-53 用量缸表檢測缸徑

a.缸徑的測量部位。根據氣缸的磨損規律，測量缸徑時，應在氣缸軸向三個截面、兩個方位上測量，如圖1-54所示的截面①、②、③和A、B方位。

截面①在氣缸的上部，相當于活塞行程上止點時，第一道活塞環所在的位置，距缸頂10～15mm；截面②在氣缸的中部；截面③在氣缸的下部接近下邊緣處，距缸底10～15mm。

A方位為發動機的縱向；B方位為發動機的橫向。

b.調整量缸表測量接桿的長度。根據被測氣缸的直徑選擇合適的測量接桿及固定螺母旋入表桿下端。調整接桿長度，使其與活動測桿的總長度同被測氣缸直徑相適應，即使其測量范圍能包含該缸的最大和最小磨損缸徑。

c.測取最小磨損缸徑。最小磨損缸徑在氣缸的下部，因此將量缸表的測桿伸入到接近氣缸孔下邊緣處，即圖1-54中的截面③處的平面內A、B方位，找到該處的氣缸最小直徑作為最小磨損缸徑。

注意：用量缸表測量缸徑時，應使其下面的測桿處于垂直于氣缸軸線的位置。為此測某一位置缸徑時，應在該直徑所在的縱平面內擺動量缸表，如圖1-53所示。表盤指針順時針擺轉到極限位置剛要回動時，即表明測桿已垂直于氣缸軸線。

d.測取最大磨損缸徑。測量最大磨損缸徑應在截面①的B方位及截面②的B方位上測量，即將量缸表的測桿伸入到上述兩截面的兩個方位即可測取到最大磨損缸徑。

圖1-54 氣缸的測量部位

e.測量圓度和圓柱度誤差。測取最大磨損缸徑后即測取同一橫截面內的最小缸徑。為快捷起見，通常測取與最大磨損直徑相垂直的缸徑作為該平面內的最小磨損缸徑。用上述步驟的測得值即可計算出該缸的圓度和圓柱度誤差：

圓度誤差=（最大磨損缸徑Dmax-最小磨損缸徑Dmin）/2

圓柱度誤差=（最大磨損缸徑Dmax-最小磨損缸徑Dmin）/2

3）氣缸體缸徑測量結果的處理。

a.記錄測量的缸孔直徑值。

b.根據所測得的最大磨損缸徑及圓度、圓柱度誤差值，與規定極限值比較，確定是否對氣缸進行故障排除。

c.在氣缸體各缸測量出的缸徑數據中，用各缸徑的最大值，計算出氣缸與活塞的間隙，看是否超過間隙的規定范圍，若超過，應對氣缸進行故障排除。

d.各個氣缸間缸徑的最大值與最小值之差不應大于0.05mm，否則應對氣缸進行故障排除。

e.單個氣缸的缸壁上有嚴重的拉傷或損傷的，應對氣缸進行故障排除。

（10）檢測缸體裂紋

1）水壓試驗。當缸體或缸蓋水腔內的水壓加到30～40kPa時，保持5min，有裂紋和砂眼的地方就會有水滲出。

2）滲漏法。將汽油或煤油注入水腔內，經過20～30min，看看是否有油滲出。

（11）檢測氣缸蓋罩總成目測氣缸蓋罩是否有裂紋、凸凹損傷及氣缸蓋接合平面嚴重翹曲變形等現象，如有，則應修整或更換。

（12）檢修油底殼目測油底殼是否有裂紋、凸凹損傷以及氣缸體下平面接合面是否有嚴重翹曲變形。根據需要排除故障或更換。

（13）檢測氣缸蓋、氣缸體的螺紋

1.5.2 活塞連桿組的檢測及數據處理

以桑塔納2000GSi為例，活塞連桿組的檢測和數據處理過程如下。

1.活塞的檢測與數據處理

（1）活塞橢圓度的檢驗許多活塞都制成橢圓形，其短軸在活塞銷軸線方向上。活塞圓度的檢驗，應在圓度檢驗儀上進行。其圓度值是0.40。

圖1-55 檢測活塞直徑

（2）檢測活塞直徑用千分尺在距活塞裙部下邊緣約10mm處與活塞銷垂直方向測量，如圖1-55所示，測量值與標準尺寸的偏差最大應為0.04mm。

2.活塞環的檢測與數據處理

用塞尺檢測活塞環與環槽的側隙：新裝活塞環的側隙為0.02～0.05mm，達到0.15mm時必須更換；再用塞尺檢測活塞環的端隙：將活塞環平壓進氣缸，使其離氣缸頂面15mm，新活塞環：第1道氣環為0.03～0.45mm，第2道氣環為0.25～0.40mm，油環為0.15～0.50mm，磨損極限值為1.00mm。

（1）檢測活塞環的端隙將活塞環從氣缸體上端壓入氣缸，距氣缸邊緣約15mm。用塞尺測量活塞環的端隙，如圖1-56所示，活塞環端隙標準見表1-5所示。

（2）檢測活塞環側隙檢測之前清潔環槽，用塞尺檢測活塞環的側隙，如圖1-57所示，活塞環側隙標準值見表1-5所示。