常州机电职业技术学院
毕业设计(论文)
作 者: 赵耀 学 号: 31141208
系 部: 车辆
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
系
专 业: 农业机械应用技术
题 目: 发动机曲柄连杆机构的检测与维修
校内指导教师:
闫军朝
企业指导教师:
董作华
评阅者:
2014年4月
毕业设计(论文)中文摘要
曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传递系统。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动部分。在作功冲程中,它将燃料燃烧产生的热能活塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械能,对外输出动力;在其它冲程中,则依靠曲柄和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动,为下一次作功创造条件。
文章主要是对农用机械发动机(柴油发动机,汽油发动机)的曲柄连杆机构发展现状,曲柄连杆机构中机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组的各种故障的分析以及故障的诊断与维修做出的比较具体的陈述。
关键词:发动机曲轴;活塞连杆;故障分析
目录
1绪论 1
2.1曲柄连杆机构的技术发展现状 2
2.2曲柄连杆机构材料技术发展现状 2
2.2.1曲柄连杆机构材料选用及分析 2
2.2.2曲轴连杆材料发展趋势 3
3发动机曲柄连杆机构的功用、组成及工作原理 4
3.1发动机曲柄连杆机构的功用 4
3.2发动机曲柄连杆机构的组成 4
3.3曲柄连杆机构工作原理 5
3.4曲柄连杆机构的类型 6
3.4.1中心曲柄连杆机构 6
3.4.2偏心曲柄连杆机构 6
3.4.3主副连杆式曲柄连杆机构 6
4发动机曲柄连杆机构常见故障检测与维修 7
4.1活塞常见故障检测与维修 7
4.1.1活塞敲缸 7
4.1.2活塞销响 8
4.2连杆常见故障检测与维修 8
4.2.1连杆轴承响 8
4.3曲轴常见故障检测与维修 9
4.3.1组合式曲轴主轴承响 9
4.3.2整体式曲轴主轴承响 9
4.3.3曲轴轴向窜动发响 9
4.4气缸常见故障检测与维修 10
4.4.1缸套磨损故障具体分析 10
4.4.2拉缸故障具体分析 10
4.5轴断裂磨损严重或者烧蚀减振器损坏故障具体分析 11
结论 12
致谢 13
参考文献 14
1绪论
曲柄连杆机构是往复式内燃机中的动力传递系统。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动部分。在作功冲程中,它将燃料燃烧产生的热能使活塞往复运动、由曲轴旋转运动转变为机械能,对外输出动力;在其它冲程中,则依靠曲柄和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动,为下一次作功创造条件。
目前,国内外广泛应用的发动机仍是往复活塞式发动机,曲柄连杆机构的性能及功用迫受重视,原因是曲柄连杆机构是发动机的基础部分,有着其他机构不可替代的功用和特点。在作功行程时,利用燃烧气体的压力推动活塞向下运动,经活塞销,连杆使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动并产生转矩,为车辆提供动力和驱动发动机其他机构系统工作。与此同时,在机体组中汽缸盖封闭汽缸顶部,并与活塞顶部和汽缸壁一起形成燃烧室。另外汽缸盖内的水套和油套也是冷却系统和润滑系统的组成部分。汽缸体作为发动机的装配基础零件,技术状态的好坏,不仅直接影响发动机的使用,而且还影响其他机件的技术状况。油底壳用来储存机油和封闭机件或者曲轴箱。因此,做好对曲轴连杆机构的维护和修理对延长其使用寿命,改善发动机的动力性和经济性有着至关重要的作用。曲柄连杆机构是发动机中主要的受力部件,其工作可靠性就决定了发动机工作的可靠性。随着发动机强化指标的不断提高,机构的工作条件更加复杂。
本文对发动机曲柄连杆机构基本情况及常出现的问题进行分析,并列出一些解决
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
。
2国内外发动机曲柄连杆机构发展技术现状
2.1曲柄连杆机构的技术发展现状
国内外曲柄连杆机构三大组成部分还是没有变。现在还是应用于内燃机领域,像五大机构两大系统或者六大机构两大系统这样的差别没什么实际意义。至于新的发展趋势,是材料发面的改进,比如碳材质的,还有从数量发面发展,如双曲柄连杆机构以至于以后的多连杆机构。而且,运动精度可靠性是曲柄连杆机构可靠性研究的一个重要方面。
现阶段的曲柄连杆机构技术发展主要是从传统设计模式中对其总体结构和零部件加以改进和完善,包括必要的结构尺寸确定,运动学和动力学分析以及材料的选取等来满足实际生产和发动机动力传送的需要,传统设计模式对于曲柄连杆机构的设计需要大量的数值计算,对其动力学分析等。现阶段对于曲柄连杆机构的设计主要采用电脑建模等精确的设计计算,采用动力学仿真技术对其进行力学实验和高精度分析,可以直观清晰的了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态便于进行精确计算,对于进一步研究发动机运转过程中的平衡与振动和其他方面的改造具有实际的应用价值,从而能提高分析精度,提高设计水平,这对于发动机曲柄连杆机构的技术研究的发展具有重要意义。
2.2曲柄连杆机构材料技术发展现状
曲柄连杆机构的动力传输是由活塞受到燃料点燃瞬间的冲击力促使活塞在活塞缸内进行往复运动,由曲柄连杆将活塞受到的压力转变为曲轴所需的旋转力。因此活塞做往复运动时,其速度和加速度变化将直接影响到发动机整体工作及发动机的实际动力输出,所以现阶段对于曲柄连杆机构运动的规律的确定主要就是研究活塞的运动规律,在活塞的直径确定的情况下,对其动力的影响主要是考虑活塞上下两面的空间内气体压力差等各项技术研究。对于机体组和曲轴飞轮组的各项技术的研究都有明确的技术指标要求。
2.2.1曲柄连杆机构材料选用及分析
选用热强度好,耐磨,比重小,热膨胀系数小,导热性好,具有良好的减磨性,工艺性的材料。
有合理的形状和壁厚。使其散热良好,强度,刚度符合要求,尽量减轻重量,避免应力集中。保证燃烧室气密性好,窜气,窜油要少,又不增加活塞组的摩擦损失。在不同的工况下都能够保持活塞与缸套的最佳配合。减少活塞从燃气中吸收的热量,并且能将以吸收的热量进行散热。在较低的机油油耗下能保证滑动面上有足够的润滑油。
2.2.2曲轴连杆材料发展趋势
就连杆的使用性能与生产成本来看,C-70钢锤锻连杆和铁基粉末锻造连杆已日趋接近,市场竞争将白热化。温压连杆的生产成本最低,至于使用性能汽车制造厂家能否接受尚待观察。毫无疑问,温压连杆一旦得到汽车制造厂家认可,将很快进入市场。铝基粉末锻造连杆若开发成功,一定会对汽车发动机的设计产生重大冲击,值得关注。从连杆的生产开展历程可看出,粉末冶金零件的开发与应用,和汽车制造业所追求的轻量化、改进零件性能、降低生产成本、保护环境等目标息息相关。因此,汽车制造业对粉末冶金零件的生产与发展应给予足够重视。
3发动机曲柄连杆机构的功用、组成及工作原理
3.1发动机曲柄连杆机构的功用
在工作冲程中,曲柄连杆机构在高温高压气体的推动下,将活塞所作的直线运动转变为曲轴、飞轮的旋转运动,即把燃油燃烧所产生的热能转变为曲轴、飞轮旋转的机械能;进气冲程时,活塞向下止点移动吸入新鲜空气;压缩冲程结束时,曲柄连杆机构中的活塞、活塞环与缸体和缸盖组成燃烧室空间,使空气升压升温,提供燃油与空气混合燃烧的条件;排气冲程时,活塞向上止点移动,将气缸内燃烧后的废气排入大气。在进气冲程、压缩冲程及排气冲程,曲柄连杆机构将曲轴和飞轮的惯性旋转运动转变为活塞的往复直线运动,以实现柴油机的工作循环。
3.2发动机曲柄连杆机构的组成
(1)机体组主要包括气缸体、曲轴箱、气缸套、气缸垫等。机体是内燃机的骨架,除了作为气缸套以及曲柄连杆机构运动件的支撑外还可安装气缸盖、配气机构和驱动机构的机件以及各辅助系统的一些附件,并以其支座安装在车辆上,同时机体内部还设有冷却水道和润滑油道。因此结构复杂。(2)活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等运动件。将燃气爆发压力传递给曲轴,将活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动。连杆主要是将自己承受的力传给曲轴并将活塞往复运动转变为曲轴的旋转运动,其材料是由优质中碳钢或中碳合金钢加工而成。连杆又分为平切口连杆(汽油机均采用,柴油机也采用)和斜切口连杆(柴油机使用)。
1 活塞环 2 活塞 3 活塞销 4 连杆
5 连杆轴承瓦 6 连杆螺栓 7 连杆轴承瓦盖
图1 活塞连杆总成
图2曲轴连杆机构
3.3曲柄连杆机构工作原理
曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环,完成能量转换的传动机构,用来传递力和改变运动方式。工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动,对外输出动力,而在其他三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。