能力标准学完本任务，你应获得以下能力：①能根据相关技术规定，制订发动机曲轴飞轮组的拆装方案。②能正确规范实施曲轴飞轮组的拆卸和装配。③能正确识别曲轴飞轮组主要零部件。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实施某型号发动机曲轴飞轮组的拆装练习。图3.58发动机曲轴飞轮组结构图曲轴曲轴是发动机最重要的部件之一。图3.59曲轴结构1）主轴颈主轴颈是曲轴的支承部分。......
2023-08-19
汽车结构的认识与拆装
【摘要】：能力标准学完本任务，你应获得以下能力：①能根据相关技术规定，制订发动机曲轴飞轮组的拆装方案。②能正确规范实施曲轴飞轮组的拆卸和装配。③能正确识别曲轴飞轮组主要零部件。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实施某型号发动机曲轴飞轮组的拆装练习。图3.58发动机曲轴飞轮组结构图曲轴曲轴是发动机最重要的部件之一。图3.59曲轴结构1）主轴颈主轴颈是曲轴的支承部分。
能力标准
学完本任务，你应获得以下能力：
②能正确规范实施曲轴飞轮组的拆卸和装配。
③能正确识别曲轴飞轮组主要零部件。
④能正确描述曲轴飞轮组主要部件作用及结构特点。
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实施某型号发动机曲轴飞轮组的拆装练习。
②识别所拆卸曲轴飞轮组的部件。
相关知识
曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他不同作用的零件和附件组成。其零件和附件的种类和数量取决于发动机的结构和性能要求，某六缸发动机曲轴飞轮组结构如图3.58所示。
图3.58 发动机曲轴飞轮组结构图
曲轴
曲轴是发动机最重要的部件之一。其功用是将活塞、连杆传来的气体压力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置（如发电机、水泵、风扇、空气压缩机、机油泵及柴油机喷油泵等）。为了满足其足够的强度和刚度，同时提高其耐磨性，曲轴一般采用优质中碳钢或合金钢锻造而成，轴颈表面经精加工和热处理。为了节约成本，近年来开始采用高强度球墨铸铁铸造曲轴。
（1）曲轴的结构
曲轴一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块及前后端组成，如图3.59所示。其中一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成一个曲拐。直列式发动机曲轴的曲拐数目等于汽缸数；“V”形发动机曲轴的曲拐数等于汽缸数的一半。
图3.59 曲轴结构
1）主轴颈
主轴颈是曲轴的支承部分。按照主轴颈数可以将曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种，如图3.60所示。在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴；否则，称为非全支承曲轴。
图3.60 曲轴支承形式
全支承式的优点是提高曲轴强度和刚度，并且减轻主轴承的载荷；其缺点是曲轴的加工表面多，主轴承数增多，机体增长。这两种形式均适用于汽油机。柴油机因载荷较大，通常采用全支承曲轴。
2）连杆轴颈（曲柄销）
连杆轴颈与连杆大头相连，并在连杆轴承中转动，连杆轴颈与汽缸数相同。为了使曲轴平衡，连杆轴颈对称布置。例如，四缸发动机曲轴的一、四缸连杆轴颈在同一侧，二、三缸连杆轴颈在另一侧，两者相差180°。
曲轴上钻有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，以使汽缸体上的主油道内的润滑油能够润滑主轴颈和连杆轴颈。在维修中，对曲轴上的油道要彻底疏通并清洁干净，以免造成事故。
3）曲柄及平衡重
曲柄是连杆轴颈和主轴颈的连接部分，也是曲轴受力最复杂、结构最薄弱的地方。曲柄形状多为矩形或椭圆形，它与主轴颈和连杆轴颈的连接处形状突变，存在严重的应力集中现象，曲轴裂纹或断裂多数出现在这个部位。为了减少应力集中，此处采用过渡圆角连接。
为了平衡发动机不平衡的离心力及力矩以及部分往复惯性力，曲柄处铸有或紧固有平衡重，保证曲轴的平稳旋转。不同发动机曲轴设置平衡重的数量是不同的，可设置4块、6块或8块平衡重。加平衡重会导致曲轴质量和材料的增加，锻造工艺复杂。因此是否加平衡重，要根据具体情况而定。
平衡重可以与曲轴制成一体，也可单独制成后再用螺钉固定在曲柄上。无论有无平衡重，曲轴在装用前必须经过动平衡试验。对不平衡的曲轴，有时在其偏重的一侧钻去一部分质量，因此在平衡重外侧或曲柄两端，可以见到一些钻孔。
4）曲轴前、后端密封及轴向定位
由于曲轴的前后端都伸出了曲轴箱，为了防止润滑油外漏，在曲轴的前后端都设有防漏装置。常见防漏装置有挡油盘、回油螺纹、油封等。为了保证密封的可靠，一般都采用两种密封方式，如图3.61所示为采用了挡油盘和油封组合的防漏结构。
为防止车辆行驶过程中，离合器经常接合与分离和带锥齿轮驱动时施加于曲轴上的轴向力以及在上、下坡或突然加速、减速出现的曲轴轴向窜动，曲轴必须用推力轴承加以限制，以保证曲柄连杆机构正常工作。但也应允许曲轴受热后能自由膨胀，因此曲轴轴向只有一处设置定位装置。
轴向定位装置为安装在某一主轴颈两侧的两个止推片，安装在曲轴前端第一道主轴颈两侧的止推片一般为整体式，如图3.61所示的止推片（止推轴承）。安装在中间某一道主轴颈两侧的止推片一般为分开式结构，带有减磨合金面，如图3.62所示。
图3.61 曲轴前端
图3.62 分开式止推片
5）曲拐布置
曲轴形状和各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于汽缸数、汽缸排列形式和发动机工作顺序。当汽缸数和汽缸排列形式确定之后，曲拐布置就只取决于发动机工作顺序。在选择发动机工作顺序时，应注意以下3点：
①应该使连续做功的两个汽缸相距尽可能远，以减轻主轴承载荷和避免在进气行程中发生抢气现象。
②各汽缸发火的间隔时间应该相同。发火间隔时间若以曲轴转角计则称发火间隔角。在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，每个汽缸都应发火做功一次。对于汽缸数为i的四冲程发动机，其发火间隔角应为720°／i，即曲轴每转720°／i时，就有一缸发火做功，以保证发动机运转平稳。
③“V”形发动机左右两列汽缸应交替发火。
常见的多缸发动机曲拐布置和发火次序如下：
①四冲程直列式四缸发动机
四冲程直列四缸发动机的发火间隔角为720°／4＝180°，曲拐布置如图3.63所示。4个曲拐在同一平面内。发动机工作顺序为1—3—4—2或1—2—4—3，其工作循环见表3.1和表3.2。
图3.63 直列四缸发动机曲拐布置
表3.1 直列四缸发动机工作顺序（1—3—4—2）
表3.2 直列四缸发动机工作顺序（1—2—4—3）
②四冲程直列六缸发动机
四冲程直列六缸发动机的发火间隔角为720°／6＝120°，曲拐布置如图3.64所示。每两个缸布置在一个平面内，互成120°夹角。发动机工作顺序为1—5—3—6—2—4，这个顺序较常见。其工作循环见表3.3，另一种为1—4—2—6—3—5。
图3.64 直流六缸发动机曲拐布置形式（1—5—3—6—2—4）
表3.3 直列六缸发动机工作顺序（1—5—3—6—2—4）
（2）轴承及轴承盖
曲轴主轴承俗称“大瓦”，其基本结构与连杆轴承相同，不同点在于为了向连杆轴承输送润滑油，在主轴承上都开有周向油槽和主油孔；有些负荷不太大的发动机，为了通用化，上下两片轴瓦都制有油槽，有些只在上轴瓦上开油槽或通油孔。
主轴承盖用螺栓与主轴承座相连。为了保证孔形，它们必须一起加工，因此，每个主轴承座和主轴承盖是配对的，为了装配时不出错，都做有序号标记。现代发动机为了增大曲轴的支承强度和刚度，尤其是铝合金缸体，将各个主轴承盖制成一体，形成主轴承盖梁，有利于改善缸体的刚度并加强曲轴的抗弯强度。
飞轮
发动机飞轮的主要作用是用来储存做功行程的能量，用于克服进气、压缩和排气行程的阻力和其他阻力，使曲轴能均匀旋转。飞轮外缘压有的齿圈与启动机的驱动齿轮啮合，以启动发动机。汽车离合器也装在飞轮上，利用飞轮后端面作为驱动件的摩擦面，对外传递动力。飞轮是高速旋转件，因此要进行精确地平衡校准，平衡性能要好，达到静平衡和动平衡。为保证飞轮与曲轴的正确安装位置，避免装错影响平衡，一般用定位销或不对称螺栓孔来保证。
飞轮上一般刻有正时标记，以便校准点火正时。各型发动机的正时标记不同，如CA6102发动机飞轮正时标记如图3.65所示，当飞轮上的标记与飞轮壳上的标记对正时，即表示1缸或6缸活塞处于上止点。
图3.65 CA6102发动机飞轮正时标记
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完成指定发动机曲轴飞轮组的拆装，能认识并说出所拆部件的名称。
③清楚拆装方法、要求和相关技术参数。
☞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发动机曲轴飞轮组的拆装任务。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。丰田5A发动机曲轴飞轮组分解图如图3.66所示。
图3.66 丰田5A发动机曲轴飞轮组分解图
（1）曲轴前、后端的拆卸
曲轴前、后端的机油泵及前后油封座等部件的拆卸方法见任务3.2中关于机体组拆装的说明。
（2）曲轴的拆卸
①按由两边往中央分几次均匀对称松开主轴承盖螺栓。
②使用拆下的主轴承盖螺栓，前后撬动并拆下主轴承盖和下止推垫片（只在3号主轴承盖处），如图3.67所示。
图3.67 主轴承盖拆卸
注意：为保证各道轴承和轴承盖能配对，拆卸时按顺序摆放主轴承盖和下止推垫片。
③抬出曲轴，从汽缸体拆下上轴承和上止推片。
④检查每个主轴承和轴颈有无划痕和麻点，如较轻微可作简单处理。
⑤按顺序放好分解后的曲轴飞轮组零件。
（3）曲轴安装
①将清洗干净的汽缸体倒置在工作台上，并用压缩空气吹净，缸体和曲轴上的油道要用压缩空气反复吹通吹干净。
②按顺序安装曲轴上各道轴承，上下轴承如图3.68所示。
图3.68 曲轴上、下轴承
注意：上轴承有油孔和油槽。
③对准轴承凸起和缸体的凹槽，按顺序装上5个上轴承；对准轴承凸起和主轴承盖的凹槽，按顺序安装5个下轴承，如图3.69所示。
图3.69 上、下轴承安装
④安装曲轴止推垫片。先在缸体3号轴颈位置安装两个上止推片，带油槽的一面朝外，将曲轴放在缸体上，最后在3号轴承盖上安装两个下止推片，带油槽的一面朝外，如图3.70所示。
⑤安装曲轴主轴承盖。按顺序安装5个主轴承盖，如图3.71所示。在主轴承盖螺栓的螺纹和螺栓头下面涂一层薄机油，按照由中间往两边对称均匀拧紧10个主轴承盖螺栓，扭矩为60 N·m。
图3.70 止推片安装
图3.71 主轴承盖安装
注意：各个轴承盖的序号和朝前标记。
⑥检查曲轴转动灵活及轴向间隙。
⑦安装曲轴前、后端油封及机油泵等部件，详见前述任务3.2。
☞评估总结
①回答指导教师提问，并接受指导教师相关考核。
②对本次任务完成过程及效果进行自我评价和小组互评，填写任务工作单。
③清洁工作场所，清点归还相关工具设备，完成本次任务。
任务工作单
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