2.2.2　機(jī)體組的檢測與維修

細(xì)節(jié)一：氣缸蓋的構(gòu)造及工作原理

氣缸蓋的作用是封閉氣缸上部，并且與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室。

（1）氣缸蓋的構(gòu)造　具體如下。

①氣缸蓋通常采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄造，轎車用的汽油機(jī)則多使用鋁合金氣缸蓋、其上加工有進(jìn)、排氣門座孔，氣門導(dǎo)管孔以及火花塞安裝孔（汽油機(jī)）或噴油器安裝孔（柴油機(jī)）。在氣缸蓋內(nèi)還鑄有水套，進(jìn)、排氣道及燃燒室或燃燒室的一部分。若凸輪軸安裝在氣缸蓋上，則氣缸蓋上還有凸輪軸承孔或凸輪軸承座及其潤滑油道。

②氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式：分為整體式、分塊式和單體式三種結(jié)構(gòu)形式。

（2）氣缸蓋罩的作用　雖然某些氣缸蓋罩獨(dú)具特色，但氣缸蓋罩均有一些通用功能。第一個(gè)且最基本的功能為遮蓋并密封氣缸蓋，將機(jī)油保持在內(nèi)部，同時(shí)將污垢與濕氣等污染物隔絕于外。這聽起來似乎簡單，但往往是最難做好的一個(gè)方面。氣缸蓋罩的第二個(gè)功能是將機(jī)油和空氣隔離。在發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會形成油霧。氣缸蓋罩溫度較低的內(nèi)表面會聚集油霧，使機(jī)油冷凝并向下流回油底殼。

（3）燃燒室　汽油機(jī)的燃燒室主要位于氣缸蓋上，而柴油機(jī)的燃燒室主要在活塞頂部的凹坑內(nèi)。燃燒室的結(jié)構(gòu)形式（以汽油機(jī)為例）有下列三種。

①半球形燃燒室如圖2-33（a）所示，其結(jié)構(gòu)緊湊，火花塞分布在燃燒室中央，火焰行程短，所以燃燒速率高，散熱少，熱效率高。這種燃燒室結(jié)構(gòu)上也可以氣門雙行排列，進(jìn)氣口直徑較大，故充氣效率較高，雖然使配氣機(jī)構(gòu)變得較復(fù)雜，但有利于排氣凈化，在桑塔納、夏利和富康等車型上被廣泛應(yīng)用。

②楔形燃燒室如圖2-33（b）所示，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，散熱面積小，熱損失也小，能確保混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運(yùn)動，有助于提高混合氣的混合質(zhì)量，進(jìn)氣阻力小，提高了充氣效率。氣門排成一列，使配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，但火花塞設(shè)置在楔形燃燒室高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長。切諾基轎車發(fā)動機(jī)應(yīng)用了這種形式的燃燒室。

③盆形燃燒室如圖2-33（c）所示，其氣缸蓋工藝性良好，制造成本低，但因氣門直徑易受限制，進(jìn)、排氣效果要比半球形燃燒室稍差。捷達(dá)轎車發(fā)動機(jī)、奧迪轎車發(fā)動機(jī)均采用盆形燃燒室。

細(xì)節(jié)二：氣缸襯墊的構(gòu)造及工作原理

氣缸襯墊是機(jī)體頂面和氣缸蓋底面之間的密封件，其作用是保持氣缸密封不漏氣，保證由機(jī)體流向氣缸蓋的冷卻液與機(jī)油不泄漏，發(fā)動機(jī)大修時(shí)應(yīng)更換氣缸墊，其實(shí)物如圖2-34所示。氣缸襯墊可分為金屬型橡膠氣缸襯墊、全金屬型氣缸襯墊、復(fù)合型氣缸襯墊及黏結(jié)型氣缸襯墊等多種，如圖2-35所示。

細(xì)節(jié)三：氣缸體的構(gòu)造及工作原理

（1）基本結(jié)構(gòu)與作用　氣缸體上有一個(gè)或數(shù)個(gè)為活塞在其中運(yùn)動作導(dǎo)向的圓柱形空腔，稱為氣缸，下部是支撐曲軸的曲軸箱。氣缸體的材料通常采用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵和鋁合金等。氣缸體是發(fā)動機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)的裝配基本，并由它來維持發(fā)動機(jī)各運(yùn)動件相互之間的準(zhǔn)確位置關(guān)系，如圖2-36和圖2-37所示。氣缸體有水冷式和風(fēng)冷式兩種。

（2）氣缸體分類　有以下幾種分類方式。

①按氣缸排列形式不同分類如下。

a.各氣缸排成一直列的稱為直列式氣缸，通常只用于六缸以下的發(fā)動機(jī)，六缸直列式發(fā)動機(jī)的平衡性最佳，發(fā)動機(jī)工作時(shí)幾乎不產(chǎn)生振動。直列式氣缸體結(jié)構(gòu)如圖2-38所示。

b.水平對置式氣缸體是指兩列氣缸水平相對排列。其優(yōu)點(diǎn)為重心低，平衡性好。水平對置式氣缸體結(jié)構(gòu)如圖2-39所示。

c.兩列氣缸排列成V形的稱為V形氣缸。目前有V4、V6、V8、V10、V12及V16等結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)點(diǎn)為機(jī)體短，高度低，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)等。V形氣缸體結(jié)構(gòu)如圖2-40所示。

d.呈兩個(gè)V形結(jié)構(gòu)排列的氣缸體稱為W形氣缸。目前有W12、W16等結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)點(diǎn)為機(jī)體短，高度低，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，功率大等。W形氣缸體結(jié)構(gòu)如圖2-41所示。

②按氣缸結(jié)構(gòu)形式不同分類如下。

a.無氣缸套式氣缸體的結(jié)構(gòu)形式如圖2-42（a）所示。

b.干氣缸套式氣缸體的結(jié)構(gòu)形式如圖2-42（b）所示。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是外壁不直接與冷卻液接觸，壁厚1～3mm，強(qiáng)度與剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良，見圖2-42（d）。

c.濕氣缸套式氣缸體的結(jié)構(gòu)形式如圖2-42（c）所示，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是外壁直接與冷卻液接觸，壁厚5～9mm，散熱性好，冷卻均勻，加工容易。強(qiáng)度與剛度不如干式缸套，易漏水，見圖2-42（e）和圖2-42（f）。

1—?dú)飧妆冢?—?dú)飧桌鋮s水套壁；3—冷卻水套；4—橡膠密封

③按曲軸箱結(jié)構(gòu)形式不同分類如下。

a.油底殼安裝平面與曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度的氣缸體稱為平底式氣缸體。平底式氣缸體結(jié)構(gòu)形式如圖2-43所示。

b.油底殼安裝平面低于曲軸旋轉(zhuǎn)中心的氣缸體稱為龍門式氣缸體。龍門式氣缸體結(jié)構(gòu)形式如圖2-44所示。

c.氣缸體上曲軸的主軸承孔為隧道式的氣缸體稱為隧道式氣缸體。隧道式氣缸體結(jié)構(gòu)形式如圖2-45所示。

細(xì)節(jié)四：油底殼的構(gòu)造及工作原理

油底殼的主要功用是儲存機(jī)油和封閉氣缸體或曲軸箱，如圖2-46所示。油底殼使用薄鋼板沖壓或用鑄鋁制成。油底殼內(nèi)設(shè)有擋板，用來減輕汽車顛簸時(shí)油面的振蕩。油底殼底部設(shè)放油螺塞，有的放油螺塞帶磁性，能夠吸引機(jī)油中的鐵屑，油底殼在安裝時(shí)需更換密封墊，同時(shí)涂抹密封膠。

細(xì)節(jié)五：氣缸蓋的拆檢

（1）氣缸蓋螺栓的拆卸拆卸　順序如圖2-47所示。

①卸下氣門罩蓋的螺栓，取下氣門罩蓋和擋油罩。

②擰下張緊輪螺母，取下張緊輪。

③拆下進(jìn)、排氣歧管。

④按照圖2-47所示步驟，遵循“由外向內(nèi)、左右交叉、前后交替”的操作規(guī)程，依照1→2→3→4→5→6→7→8→9→10順序，依次旋松（通常分2～3次旋松）氣缸蓋螺栓，并取下氣缸蓋和氣缸墊。

⑤拆下火花塞。

（2）氣缸蓋裂紋與變形的檢修　氣缸蓋常見的故障是裂紋和變形。裂紋多發(fā)生在進(jìn)氣門座與排氣門座之間，氣門座裝配過盈量過大或鑲裝工藝不當(dāng)往往會引起斷裂，斷裂后應(yīng)更換氣缸蓋。氣缸蓋變形將影響氣缸蓋的密封性，應(yīng)進(jìn)行修磨。

檢查氣缸蓋有無裂紋，用染色滲透法。檢查燃燒室、進(jìn)氣口、排氣口、氣缸蓋表面及氣缸蓋頂部有無裂紋，若有裂紋，應(yīng)更換氣缸蓋。

氣缸蓋平面度需在6個(gè)不同方向用精密鋼直尺與塞尺進(jìn)行檢測，如圖2-48所示。氣缸蓋翹曲變形，指的是氣缸蓋下平面的平面度誤差逾限。氣缸蓋平面變形后，會造成氣缸密封不嚴(yán)，可用銑削或磨削的方法修整，或更換新缸蓋。

1—鋼直尺；2—塞尺

氣缸蓋下平面最大翹曲誤差不得大于0.05mm，使用限度為0.20mm。氣缸蓋長度L≤300mm時(shí)，平面度公差為0.05mm；L>300mm時(shí)，平面度公差為0.1mm。

（3）氣缸蓋的安裝　操作步驟如圖2-49所示。

①安裝氣門、凸輪軸及油封等。

②安裝氣缸蓋襯墊時(shí)，應(yīng)檢查其技術(shù)狀況，注意安裝方向，標(biāo)有“OPENTOP”的字樣應(yīng)朝向氣缸蓋。

③將定位螺栓旋入8號和10號孔。

④放好氣缸蓋，用手?jǐn)Q入其他8個(gè)螺栓，再旋出兩個(gè)定位螺栓，最后再旋入8與10號螺栓。

⑤按照圖2-49所示順序，遵循“由內(nèi)向外、左右交叉、前后交替”的操作規(guī)程，依照1→2→3→4→5→6→7→8→9→10的順序，依次按由小到大的轉(zhuǎn)矩分四次擰緊到規(guī)定力矩。

⑥安裝缸蓋時(shí)，曲軸不得置于上止點(diǎn)（否則可能會損傷氣門或活塞頂部），應(yīng)在曲軸任意一個(gè)連桿軸頸處于上止點(diǎn)后，再倒轉(zhuǎn)1/4轉(zhuǎn)。

⑦安裝氣門罩蓋，其緊固力矩為10N·m。

（4）氣缸蓋燃燒室容積的測量　操作步驟如下。

①測量前的準(zhǔn)備工作。

a.徹底清洗待檢驗(yàn)的氣缸蓋的燃燒室，清除積炭、結(jié)膠與油污等，清洗后要露出金屬原色。

b.將火花塞擰入各缸火花塞螺孔，并根據(jù)規(guī)定力矩?cái)Q緊。

c.將進(jìn)排氣門組按照規(guī)定裝在氣門座上。

d.將氣缸蓋下平面朝上放置在工作臺或平臺上，并用水平尺調(diào)整至水平位置。

②測量氣缸蓋燃燒室容積。

a.在燃燒室周圍平面上涂上機(jī)油，鋪有帶中心小孔的平板玻璃，使其能夠與缸蓋平面有效密合。

b.用注射器吸入200mL的煤油，從玻璃板中的小孔向燃燒室內(nèi)注入煤油，直到液面同平板玻璃相接觸時(shí)停止加注。

c.觀察注射器內(nèi)剩余的煤油，算出該燃燒室的實(shí)際容積。

d.依次測量并計(jì)算各缸燃燒室的實(shí)際容積。

e.將所有燃燒室容積測量數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊，并分析結(jié)果。

細(xì)節(jié)六：氣缸體的拆檢

（1）氣缸體的拆卸　操作步驟如下。

①從外到內(nèi)旋出氣缸蓋的10個(gè)固定螺釘，抬下氣缸蓋。

②取下氣缸墊，注意氣缸墊的安裝方向。

③旋松油底殼的放油螺栓，放出油底殼內(nèi)機(jī)油。

④翻轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，拆卸油底殼固定螺栓（注意螺栓也需從兩端向中間旋松）。卸下油底殼和油底殼密封墊。

⑤旋松機(jī)油粗濾清器固定螺栓，拆下機(jī)油濾清器、機(jī)油泵鏈輪和機(jī)油泵。

（2）氣缸體積炭清除積炭常常發(fā)生在氣缸頂部、氣缸蓋底部，它會引起汽油機(jī)早燃，加快氣缸磨損。機(jī)體組的積炭可以用眼睛直接觀察。積炭清除有機(jī)械法與化學(xué)法兩種，一般兩種方法結(jié)合起來效果較好。機(jī)械法直接使用鋼絲刷或刮刀清除（注意不要刮傷機(jī)體組）；化學(xué)法是采用化學(xué)溶劑（表2-1）對機(jī)體組積炭浸泡2～3h，加熱浸泡效果更佳，使積炭軟化，再用刷子刷洗去除。

（3）氣缸體基準(zhǔn)面的檢驗(yàn)　操作步驟如下。

①氣缸體變形的檢驗(yàn)。

②氣缸體主軸承座孔、凸輪軸座孔的檢驗(yàn)。

技術(shù)要求：曲軸主軸承座孔的圓度誤差大于0.025mm或穴蝕面積超過250mm2時(shí)，必須修理。

（4）氣缸磨損的檢驗(yàn)　操作步驟如下。

①測量前的準(zhǔn)備工作。

a.將被檢驗(yàn)的氣缸缸筒及其上平面清洗，擦干。

b.根據(jù)氣缸直徑大小選擇恰當(dāng)?shù)慕訔U，旋入內(nèi)徑百分表下端。

c.根據(jù)被測氣缸的標(biāo)準(zhǔn)尺寸使用外徑千分尺校對內(nèi)徑百分表，并留出測桿伸長的合適數(shù)值（即預(yù)壓約1mm）旋轉(zhuǎn)表盤，使“0”位對正指針，記住小針指示毫米數(shù)，將接桿螺母固定，并復(fù)校。

d.測量時(shí)手應(yīng)握住絕熱套，將內(nèi)徑百分表斜向放入氣缸被測處，輕微擺動內(nèi)徑百分表，使得指針左右擺動相等（氣缸中心線和測桿垂直）。如果指針正好對準(zhǔn)“0”處，則與被測缸徑相同，當(dāng)指針順時(shí)針方向離開“0”，則缸徑小于標(biāo)準(zhǔn)尺寸，如果逆時(shí)針方向離開“0”位，則缸徑大于標(biāo)準(zhǔn)缸徑，如圖2-50所示。

1—百分表頭；2—表?xiàng)U；3—接桿；4—表?xiàng)U座；5—支撐架；6—活動測桿

②測量部位：在氣缸軸向上選擇三個(gè)橫截面，即S1-S'1（活塞在上止點(diǎn)時(shí)，第一道環(huán)所對應(yīng)的缸壁附近），S2-S'2（氣缸中部），S3-S'3（距氣缸下邊緣約10～15mm處），在同一橫截面上進(jìn)行多點(diǎn)測量，測出其最大與最小直徑。依次測出各缸的三個(gè)橫截面上的最大和最小直徑，將測量數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)報(bào)告，如圖2-51所示。

③圓度和圓柱度的計(jì)算：各個(gè)橫截面上最大最小直徑差之半的最大值代表被測氣缸的圓度誤差，各缸中的最大圓度代表被測氣缸體的圓度誤差。三個(gè)橫截面上的最大最小的直徑差之半代表被測氣缸的圓柱度誤差。

氣缸體的圓柱度用最大圓柱度氣缸的數(shù)值表示。發(fā)動機(jī)送修標(biāo)志：如果被測量的氣缸體有一個(gè)氣缸的圓柱度大于0.165mm（汽油機(jī)）或0.25mm（柴油機(jī)）或圓柱度沒有超過上述極限而圓度誤差超過0.05mm（汽油機(jī)）或0.063mm（柴油機(jī)）時(shí)，發(fā)動機(jī)需要大修。氣缸修理尺寸見表2-2。

（5）氣缸體的水壓試驗(yàn)　S-SY10型手動試壓泵可用于缸體的水壓試驗(yàn)，主要由壓力表、帶橡膠水管的連接盤與一個(gè)盛水的水桶等組成。試驗(yàn)時(shí)，將具有300～400kPa的壓力水，注入發(fā)動機(jī)缸體的水套內(nèi)，在該壓力下保持一定的時(shí)間，檢查氣缸體不應(yīng)有滲漏，如圖2-52所示。

1—機(jī)體組件；2—發(fā)動機(jī)水泵；3—壓力表；4—手柄；5—水壓機(jī)水泵；6—儲水槽

氣缸體的水壓試驗(yàn)操作步驟：

①將被檢驗(yàn)的缸體放在專用工作臺架上；

②把氣缸蓋連同氣缸蓋襯墊裝合在缸體上，并且按規(guī)定力矩?cái)Q緊氣缸蓋螺栓；

③封閉氣缸蓋上的出水口，封閉處應(yīng)密封，禁止?jié)B漏；

④將試壓泵上帶橡膠水管的連接盤裝在氣缸體前部的進(jìn)水口上，連接部位應(yīng)密合，不得滲漏；

⑤按動試壓泵手柄，將水壓入氣缸體內(nèi)，觀察壓力表指針，壓力表示數(shù)應(yīng)為300～400kPa；

⑥以上述壓力維持5min后，用手電筒或移動式照明燈檢查氣缸體各部，應(yīng)無任何滲漏；

⑦若有滲水或水珠滲出，則說明該部位是隱傷處，在滲漏部位做好記號，待修補(bǔ)后再做水壓試驗(yàn)。

機(jī)體組維修注意事項(xiàng)：

①修磨氣缸體上平面時(shí)磨削量不得過多，以免缸體報(bào)廢，最大加工量為0.15mm；

②禁止在發(fā)動機(jī)修理臺架上測量氣缸內(nèi)徑，以防因缸體被夾緊變形而測量不準(zhǔn)；

③測量氣缸時(shí)，一定要確保測桿與氣缸中心線垂直；

④氣缸磨損超過最大一級修理尺寸時(shí)，需鑲配缸套；

⑤如只有一個(gè)氣缸需鏜、磨或更換缸套，其余各缸仍應(yīng)一同更換，以保持發(fā)動機(jī)各缸一致性。

細(xì)節(jié)七：機(jī)體組常見故障原因與征兆

機(jī)體組常見故障原因與征兆見表2-3。

細(xì)節(jié)八：汽油機(jī)點(diǎn)火有敲擊聲故障的診斷與排除

（1）故障現(xiàn)象　汽車運(yùn)行中，當(dāng)在常用擋由較低車速迅速加速運(yùn)行時(shí)，可聽到汽油發(fā)動機(jī)發(fā)出類似金屬敲擊的“嘎嘎嘎”的響聲。這時(shí)，稍抬加速踏板響聲立即減弱或消失，再踩加速踏板響聲又重新出現(xiàn)；發(fā)動機(jī)溫度愈高、負(fù)荷愈大時(shí)，響聲愈強(qiáng)烈。

（2）故障原因　造成點(diǎn)火敲擊聲的主要原因?yàn)榘l(fā)動機(jī)爆燃，其次也可能是早燃。爆燃和早燃雖然發(fā)生的時(shí)間不同（前者發(fā)生在火花塞點(diǎn)火之后，后者發(fā)生在火花塞點(diǎn)火之前），但二者有許多共同特點(diǎn)，并且是相互助長的。爆燃可以引起早燃，早燃又進(jìn)一步促進(jìn)爆燃，所以很難進(jìn)行區(qū)別。產(chǎn)生爆燃與早燃的原因主要包括以下幾點(diǎn)。

①汽油的質(zhì)量差，特別是辛烷值太低。

②在發(fā)動機(jī)使用、維修及改機(jī)中造成壓縮比太高。

③發(fā)動機(jī)太熱或負(fù)荷過大。

④燃燒室積炭。

⑤點(diǎn)火時(shí)間太早。

⑥混合氣太稀。

⑦發(fā)動機(jī)在燃燒室形狀、火花塞位置等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在問題，導(dǎo)致火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x太長。

（3）故障診斷與排除　汽油機(jī)點(diǎn)火有敲擊聲的故障，依照圖2-53所示步驟進(jìn)行診斷。

細(xì)節(jié)九：氣缸有漏氣聲故障的診斷與排除

（1）現(xiàn)象　發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從加機(jī)油口處可以聽到曲軸箱內(nèi)發(fā)出“嘣嘣嘣”的漏氣聲；負(fù)荷愈大時(shí)響聲愈大，轉(zhuǎn)速愈高時(shí)響聲愈小；當(dāng)節(jié)氣門開度降低或單缸斷火時(shí)，響聲減弱或消失；隨著響聲的出現(xiàn)，加機(jī)油口處脈動地向外冒煙，冒煙次數(shù)和發(fā)聲次數(shù)相同。

（2）原因　有以下幾點(diǎn)。

①新?lián)Q活塞環(huán)與氣缸壁的漏光度過大。

②活塞環(huán)與氣缸壁嚴(yán)重磨損。

③活塞環(huán)開口間隙過大或各環(huán)開口重合。

④活塞環(huán)彈力較弱或因其側(cè)隙、背隙太小而使背壓力建立不起來。

⑤活塞環(huán)卡死在環(huán)槽內(nèi)。

⑥活塞環(huán)或活塞環(huán)岸折斷。

⑦氣缸壁拉傷，出現(xiàn)溝槽。

（3）診斷方法　按下列方法診斷，其流程如圖2-54所示。