汽车结构认识与拆装方法

2023-08-19 理论教育版权反馈

【摘要】：②能正确描述机体组主要部件作用及结构特点。③能正确规范实施机体组的拆卸和装配。②识别所拆卸的某型号发动机机体组部件。图3.9机体组主要部件汽缸体现代汽车基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，汽缸的排列形式决定了发动机外形尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。注意事项在任务实施过程中，严格遵守相

能力标准

学完本任务，你应获得以下能力：

①能正确识别机体组各零部件。

②能正确描述机体组主要部件作用及结构特点。

③能正确规范实施机体组的拆卸和装配。

任务描述

请以下列任务为指导，完成相关知识的学习和实施练习：

①实施某型号发动机机体组拆装练习。

②识别所拆卸的某型号发动机机体组部件。

相关知识

汽车发动机机体组是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由汽缸体、曲轴箱、汽缸盖及汽缸垫等零件组成，如图3.9所示。

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图3.9　机体组主要部件

汽缸体

现代汽车基本都采用水冷多缸发动机，对于多缸发动机，汽缸的排列形式决定了发动机外形尺寸和结构特点，对发动机机体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置。

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图3.10　汽缸体的结构

（1）汽缸体的结构

水冷发动机的汽缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为汽缸体-曲轴箱，也可称为汽缸体。汽缸体一般用灰铸铁铸成，汽缸体上部的圆柱形空腔称为汽缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在汽缸体内部铸有许多加强筋、冷却水套和润滑油道等，如图3.10所示。

曲轴箱的主要功能是保护和安装曲轴，也可用于安装发动机附件。其常见形式有平分式、龙门式和隧道式3种，如图3.11所示。其中，曲轴中心线和曲轴箱下表面在同一平面内的为平分式，这种结构便于机械加工，机体高度低、质量小、结构紧凑，便于加工拆卸，多用于中小型发动机上。将曲轴箱下平面移至曲轴中心线以下的为龙门式，这种结构强度和刚度较好，但工艺性差、结构笨重，多用于大中型发动机中。隧道式曲轴箱主轴承座孔为整体式，其强度和刚度最高，但工艺性较差，仅用于少数机械负荷大，采用组合式曲轴的发动机上。

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图3.11　曲轴箱结构形式

（2）汽缸体排列形式

按照汽缸的排列方式不同，汽缸体可以分成直列式、“V”形和对置式3种，如图3.12所示。

1）直列式

发动机的各个汽缸排成一列，一般垂直布置。直列式汽缸体结构简单，加工容易，但发动机长度和高度较大，一般六缸以下发动机多采用直列式。

2）“V”形

汽缸排成两列，左右两列汽缸中心线的夹角小于180°（一般为60°或90°），称为“V”形发动机，“V”形发动机与直列发动机相比，缩短了机体长度和高度，增加了汽缸体的刚度，减轻了发动机的质量，但加大了发动机的宽度，且形状较复杂，加工困难，一般用于八缸以上的发动机，六缸发动机也有采用这种形式的汽缸体。

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图3.12　发动机汽缸排列方式

3）对置式

汽缸排成两列，左右两列汽缸在同一水平面上，即左右两列汽缸中心线的夹角等于180°，称为对置式。它的特点是高度低，总体布置方便，有利于风冷。

汽缸套

汽缸内表面由于受高温高压燃气的作用并与高速运动的活塞接触而极易磨损。但如果缸体全部采用优质的耐磨材料制造，将造成成本浪费。因此，在大中型发动机上多采用镶入刚体内的汽缸套，形成汽缸的工作表面。汽缸套有干式汽缸套和湿式汽缸套，如图3.13所示。

①干式汽缸套的外壁不直接与冷却水接触，而与汽缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为1～3 mm。强度和刚度都较好，但加工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良。

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图3.13　汽缸套

②湿式汽缸套的外壁直接与冷却水接触，汽缸套仅在上、下各有一圆环地带和汽缸体接触，壁厚一般为5～9 mm。它散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，拆装方便，但缺点是强度、刚度都不如干式汽缸套好，而且容易产生漏水现象。应该采取一些防漏措施。

汽缸盖

（1）汽缸盖结构

汽缸盖安装在汽缸体的上面，从上部密封汽缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的汽缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通，利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。

缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的汽缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的汽缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的汽缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴，如图3.14所示。

汽缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成。铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，因此，近年来铝合金汽缸盖被采用得越来越多。

（2）燃烧室

汽缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其汽缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在汽缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。汽油机燃烧室常见的3种形式为半球形燃烧室、楔形燃烧室和盆形燃烧室，如图3.15所示。

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图3.14　汽缸盖总成

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图3.15　汽油机的燃烧室形状

汽缸垫与油底壳

（1）汽缸垫

汽缸垫装在汽缸盖和汽缸体之间，其功用是保证汽缸盖与汽缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油，如图3.16所示。

安装汽缸垫时，首先要检查汽缸垫的质量和完好程度，所有汽缸垫上的孔要与汽缸体上的孔对齐。其次要严格按照说明书上的要求上好汽缸盖螺栓。拧紧汽缸盖螺栓时，必须由中央对称地向四周扩展的顺序分2～3次进行，最后一次拧紧到规定的力矩。

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图3.16　汽缸垫

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图3.17　油底壳总成

（2）油底壳

油底壳又称“下曲轴箱”，用来储存润滑油，并封闭上曲轴箱，如图3.17所示。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。

任务实施

实施要求

☞任务目标与要求

①小组成员分工协作，利用汽车维修手册（丰田5A发动机维修手册）及实训资料，依据任务工作单制订工作计划，并通过小组自评或互评检查工作计划。

②完成指定发动机汽缸盖和油底壳的拆装。

③清楚拆装方法和要求，了解相关参数值。

④认识所拆部件的名称，能完成对拆卸部件的检查。

☞注意事项

在任务实施过程中，严格遵守相关实验实训制度和规范的要求，注意职场健康与安全需求，做好废料的处理，并保持工作场所的整洁。

实施步骤

☞准备工作

①小组接受工作任务，准备发动机（丰田5A系带翻转架型）、拆装工具、维修手册等配套器材，清理场地，做好实施准备工作。

②组长带领组内成员阅读任务工作单，查阅相关手册或指导书，合理分工，制订任务计划，并检查计划有效性。

☞实施步骤

①合理选择工具，并正确使用各类工具完成丰田5A带翻转架型发动机的汽缸盖和油底壳的拆装。拆装过程中，请参考维修手册，严格按照相关技术标准和要求完成拆装任务。

②清洁工具，整理工位，废弃物分类放置。工具清洁后放回原位。现场恢复到作业前整洁。

发动机汽缸盖主要部件及部分附件如图3.18所示。

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图3.18　发动机汽缸盖主要部件及部分附件图

（1）汽缸盖的拆卸

①拆下凸轮轴正时皮带轮

用扳手夹持凸轮轴的六角头部分，并松开皮带轮螺栓，然后拆下皮带轮螺栓，如图3.19所示。

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图3.19　凸轮轴正时皮带轮拆卸

注意：小心扳手损坏汽缸盖。

②拆下凸轮轴

转动凸轮轴的六角部分，将副齿轮的小孔转上来（它定位主齿轮和副齿轮）。

拆下两个螺栓和1号轴承盖，并使用维修螺栓固定主副齿轮，如图3.20所示。

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图3.20　1号凸轮轴轴承盖的拆卸

按两边到中间对称顺序分几次均匀地拧松8个轴承盖螺栓，拆下4个轴承盖和凸轮轴，如图3.21所示。

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图3.21　凸轮轴拆卸

注意：如果凸轮轴没有被水平地向上顶起，用两个螺栓重新安装轴承盖，然后向上拉凸轮轴齿轮并交替地旋松拆下轴承盖螺栓。不要用力或其他工具撬动或拆卸凸轮轴。

③拆卸凸轮轴定位油封

转动2号凸轮轴的六角部分，使定位销位于2号凸轮轴的垂直中心线偏右的位置，然后拆下两个螺栓、凸轮轴定位油封和1号轴承盖，如图3.22所示。

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图3.22　凸轮轴定位油封拆卸

④拆卸2号凸轮轴

按顺序分几次均匀地旋松8个轴承盖螺栓，如图3.23所示。

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图3.23　2号凸轮轴拆卸

⑤拆下汽缸盖分总成

按由四周向中央对称扩展的顺序分几次均匀旋松缸盖螺栓，先拆下10个平垫圈，如图3.24所示。

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图3.24　汽缸盖螺栓拆卸

从汽缸体的定位销处撬起汽缸盖，取下汽缸盖并放置在长形木块上。

注意：不要损坏汽缸体和汽缸盖的接触表面。

（2）拆卸汽缸垫

拆卸发动机的汽缸垫。

（3）拆卸油底壳及机油滤清器分总成

①拆卸19颗螺栓和两颗螺母。

②在缸体和油底壳之间插入铲刀，铲掉密封垫并取下油底壳。

③拆卸机油滤清器分总成。拆下两个螺栓和两个螺母、机油滤清器和垫片，如图3.25所示。

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图3.25　机油滤清器总成拆卸

（4）拆卸机油泵总成

拆下机油泵7颗固定螺栓，用塑料榔头轻轻敲击机油泵，取下机油泵及其垫片，如图3.26所示。

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图3.26　机油泵总成的拆装

（5）拆下发动机后油封

拆下后油封座圈6颗螺栓，用撬棍拆下发动机后油封及其垫片，发动机总成拆卸完成，如图3.27所示。

（6）以相反顺序完成以上部件的安装

①安装发动机后油封。更换一块新垫片，并用6个螺栓安装后油封座圈。

②安装机油泵总成。更换新的垫片，用7个螺栓安装机油泵，螺栓扭力达22 N·m。

③安装机油滤清器总成。

④安装油底壳分总成。去除旧密封材料，并在油底壳上涂上新的密封材料，用19颗螺栓和两颗螺母安装油底壳。

⑤安装汽缸垫。在汽缸体上安装新的汽缸垫。

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图3.27　后油封拆卸

注意：安装的正反方向。

⑥安装汽缸盖分总成。

首先在汽缸盖螺栓的螺纹和螺栓头下部涂一层薄机油，按如图3.28所示的顺序分几次均匀拧紧10个汽缸盖螺栓，扭矩为29 N·m。

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图3.28　汽缸盖螺栓安装顺序

然后用油漆在汽缸盖螺栓的前面做标记，按顺序号再将汽缸盖螺栓拧紧180°，检查标记转过90°，如图3.29所示。

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图3.29　汽缸盖螺栓加扭力

⑦安装2号凸轮轴。

在2号凸轮轴的止推位置涂黄油，并放置2号凸轮轴，使定位销在凸轮轴的垂直中心线偏右的位置。清除旧密封材料，并填充新密封材料在汽缸盖上。

将5个轴承盖放在各自相应的位置上。在轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下部涂一层薄机油，并按中间往四周的顺序均匀拧紧10个轴承盖螺栓，扭力为13 N·m，如图3.30所示。最后安装该凸轮轴的定位油封。

⑧安装1号凸轮轴。

首先定位2号凸轮轴，以便定位销位于汽缸盖顶部稍微偏上的位置，如图3.31所示。

匹配每个齿轮的安装标记，让进气凸轮轴齿轮啮入2号凸轮轴齿轮。沿着两个齿轮的啮合位置向下滚动进气凸轮轴落在轴承轴颈上，如图3.32所示。

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图3.30　2号凸轮轴轴承盖的安装

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图3.31　2号凸轮轴定位销

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图3.32　正时标记匹配

将4个轴承盖安装在各自的位置上，在轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下部涂一层薄机油，按如图3.33所示的顺序分几次均匀拧紧8个轴承盖螺栓，扭力达13 N·m，并拆下维修螺栓。最后安装1号轴承盖，使标记箭头朝前，在轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下部涂一层薄机油，交替拧紧两个轴承螺栓，扭矩达13 N·m，如图3.33所示。

顺时针转动2号凸轮轴，使定位销朝上，检查凸轮轴正时标记是否对正，如图3.34所示。

⑨安装正时皮带轮。

将凸轮轴定位销对准皮带轮带“K”标记的定位销槽，并在正时皮带轮侧暂时安装正时皮带轮螺栓，夹持凸轮轴六角部位，拧紧正时皮带轮螺栓，扭力为59 N·m，如图3.35所示。

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