汽车发动机维修

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第七章汽车发动机维修第一节发动机总成修理工艺第二节气缸体、气缸盖和曲柄连杆机构的修理配气机构的修理发动机电子控制系统维修发动机总装配及调试 第一节发动机总成修理工艺一、发动机总成大修的条件表7-1常用发动机诊断与检测设备，表7-2为诊断参数二、发动机拆下前的检测1．气缸密封性的检测2．测量气缸压力气缸压力表如图7-1、测量方法如图7-2。3．发动机功率的检测发动机功率检测方法有二种，即稳态侧功法和动态侧功法。（1）稳态测功法（2）动态测功法1）发动机瞬时功率的测量2）发动机平均有效功率的测量汽油机功率不足故障分析见表7-54．发动机异响的检查 5．进气管真空度的测量（1）测试条件及操作方法如图7-3。（2）测试结果分析真空表示值所表示的问题如图7-4所示。6．曲轴箱窜气量的检测表7-6所列单缸平均曲轴箱窜气量参考值7．检查气缸表面及活塞顶状况三、发动机大修工艺过程1．发动机大修工艺过程分类（1）传统的发动机总成大修工艺过程如图7-5所示。（2）以更换零件为主的发动机总成大修工艺过程如图7-6所示。2．轿车发动机大修过程中工序安排方法（1）从轿车上拆下发动机总成如图7-7所示。 （2）发动机的分解1）V形及同步带的拆卸上海桑塔纳轿车JV型发动机前端零件如图7-8所示。2）发动机外部装置的拆卸3）气缸盖及配件机构的分解如图7-9所示。4）机体的分解如图7-10至17所示。 第二节气缸体、气缸盖和曲柄连杆机构的修理一、气缸体和气缸盖的检修1．气缸体和气缸盖裂损的检修如图7-18所示。2．气缸体和气缸盖变形的检修如图7-19所示。3．气缸磨损后尺寸的测量如图7-20所示。4．气缸的镗磨如图7-21所示。5．镶气缸套如图7-22所示。 二、曲轴一飞轮组的检修1．曲轴损伤的检查曲轴轴颈的磨损量用外径千分尺按如图7-23所示测量方法和测量部位测量。检查曲轴弯曲变形时用百分表按如图7-24所示测量。2．曲轴的磨削加工3．曲轴主轴承和连杆轴承的选配如图7-25、图7-26、图7-27、图7-28所示。4．飞轮的检修测量飞轮工作面跳动量的方法图7-29所示。 三、活塞连杆组的检修活塞环有气环和油环之分，如图7-30所示。1．活塞、活塞环与活塞销的选配检测活塞环端隙时如图7-31所示。检测活塞环侧隙时如图7-32所示。各种型号发动机活塞直径的测量部位均不同，如图7-33所示，应按厂家规定的部位测量。 2．连杆、连杆衬套和连杆轴承的检修(1)连杆弯扭的检查和校正检查连杆弯曲的方法如图7-34所示。连杆的弯曲值超过其极限值时，应进行校正或更换。如图7-35所示。检查连杆扭转的方法如图7-36所示。连杆的扭转值超过其极限值时，应进行校正或更换。如图7-37所示。(2)半浮式活塞销与其座孔及连杆小头孔的选配(3)全浮式活塞销与座孔及连杆衬套的修配 第三节配气机构的修理现代轿车发动机的配气机构具有下列一些结构特点：①气门顶置。②上置凸轮轴③广泛采用液压挺柱或气门向隙液压自动调节器，始终保持零气一门间隙。④正时传动采用链传动或同步带传动。一、气门组零件的检修1、气门的检修当气门工作面磨损、烧蚀式，可在专用气门光磨机或气门车削机上进行加工如图7-38所示，几种气门工作面角度列于表7-10检测气门杆弯曲和气门头歪斜情况时，可按如图7-39所示法。测量气门头边缘厚度和气门长度如图7-40、图7-41所示。气门角度与气门座角度允许有差异，二者的差值被称为气门干涉角，如图7-42所示。 2、气门导管的检修气门导管的磨损程度可用伸缩式内径测量仪或带百分表内径测量仪直接测量如图7-43所示导管内径，将所测值与标准内径相比较。3、气门座的铰削与研磨1）气门座的铰削气门座铰刀由多只不同直径、不同锥角的铰刀组成如图7-44示。气门座的铰削过程如图7-45b、c所示，一般应先粗铰后精铰。接触带偏向大头，如图7-45所示，用30℃铰刀修整铰削好的气门座，宽度在1.2-1.6mm。2）气门座的磨削 4、气门的密封性检验如图7-46、图7-47所示。5、气门弹簧的检修（1）气门弹簧的检测如图7-48所示。（2）气门旋转机构的检验如图7-49所示。 二、气门传动组零件的检修1、凸轮轴及其轴承的检修（1）凸轮轴弯曲状况检修如图7-50所示。（2）凸轮轴凸轮高度检查如图7-51所示。（3）凸轮轴轴向间隙的检查如图7-52所示（4）凸轮轴轴颈及其轴承的检查与选配2、液压气门挺杆的检查如图7-53所示。3、正时齿轮、链条一链轮及齿形带一带轮的检修如图7-54a、b所示。三、气门间隙的检查与调整1、气门间隙的检查与调整间隙检查与调整部位如图7-55所示。2、确定可调气门的方法 第四节发动机电子控制系统维修一、发动机电子控制系统的组成和控制原理（一）进气系统进气系统的工作流程简图如图7-56所示。（二）燃油供给系统燃油供给系统工作流程简图如图7-57所示。（三）电子控制系统如图7-58所示，发动机电子控制系统基本上由三部分组成，即输入装置、发动机控制装置（ECU）和输出装置。1．电控汽油喷射发动机的点火控制（1）点火时刻（提前角）控制框图如图7-59所示。（2）点火线圈一次侧的通电时间（闭合角）（3）爆燃控制如图7-60所示。电子点火系统的工作过程如图7-61所示。 2．燃油喷射系统控制（1）喷油方式与喷油正时1）多点喷射①同时喷射图7-62为四缸发动机同时喷射方式和控制电路的实例。②顺序喷射图7-63所示为四缸多点顺序喷油正时图③分组喷射分组喷射是把喷射动作分为两或三组，同一组内的喷油器同时喷射，不同组的喷油器顺序喷射，如图7-64所示。2）单点喷射（2）喷油时间控制ECU计算喷油持续时间和点火正时的程序框图如图7-65所示。学习控制范围如图7-66所示。图7-67所示是当叶片式空气流量计的旁通空气量减少时的一个实例 3．电控汽油喷射发动机的怠速控制（1）节气门直动怠速调节机构它的执行机构由步进电动机、齿轮减速器和传动轴等组成，如图7-68所示。（2）步进电动机调节机构步进电动机调节机构安装在进气总管内，如图7-69所示。步进电动机对怠速的控制主要有以下几种情况1）初始值设定2）暖机控制3）稳定怠速控制4）怠速提前控制5）其他控制步进电动机型对怠速控制阀与ECU的连接电路如图7-70所示。 （3）旋转电磁阀调节机构旋转电磁阀安装在节气门体上，如图7-71所示。占空比指ECU控制信号在一个周期内通电时间与通电周期之比如图7-72所示。占空比超过50%时，线圈W2磁场强度大于线圈W1磁场强度，阀门转过一定角度，打开旁通口，如图7-73所示。（4）占空比控制型电磁阀其结构如图7-74所示。 4．废气再循环（EGR）控制（1）可变废气再循环率控制系统如图7-75所示。（2）废气再循环闭环控制图7-76所示位闭环控制的废气再循环装置系统框图。5．自诊断系统控制（1）传感器系统的故障诊断和处理（2）执行机构的故障诊断与处理例如对点火控制中使用的点火器进行诊断图7-77所示。（3）ECU故障的诊断与处理二、电控汽油喷射发动机电控系统的维修（一）电控汽油喷射发动机故障检测基础1．电控汽油喷射发动机诊断测试基本原则测试连接器插脚端子时，测针插入方向如图7-78所示。 2．电控汽油喷射发动机故障检测程序电控汽油喷射发动机故障的检测程序如图7-79所示。（1）向客户调查（2）目测检查（3）基本检查当故障码显示正常而发动机存在故障症兆时，在按症兆进行诊断之前，应按如图7-80所示步骤进行基本检查。1）基本怠速转速的检查如图7-81所示。2）基本点火正时的检查如图7-82所示。3）燃油压力的检查如图7-83所示。4）间断性故障诊断时的模拟方法道路模拟试验法如图7-84所示。 （二）电控汽油喷射式发动机电控系统维修的一般操作技术1．电路的一般检查(1)确定测点如图7-85所示。(2)检查电路是否断路图7-86所示为一典型的传感器、控制器与其配线及插接器B、C连接的电路示意图。(3)检查电路是否短路检查短路的方法如图7-87所示。2．燃油系统的一般检查表7-14为供油压力与供油量规定值(1)喷油器的检查如图7-88所示。(2)燃油压力与燃油泵供油量的检查(3)进气系统的一般检查图7-89所示为L型空气流量计直接计量的进气系统 （三）自诊断故障代码的提取与清除1．进入自诊断测试如图7-90所示。2．故障代码的显示方式（1）由电压表指针摆动显示见表7-15（2）用“CHECKENGINE”报警灯闪烁显示（3）用LED（发光二极管）见表7-16，故障码显示如图7-91、7-92所示。3．故障代码的清除（四）电控发动机故障码的诊断如图7-93所示OBDII型故障码的表示方法由四位数字组成，其数字含义如图7-94所示。图7-95所示为2JZ-GE发动机（含自动变速器）控制系统电路图图7-96所示为ECU的连接器各端子的代号及位置。 1．用万用表测试时的注意事项2．节气门位置传感器检查节气门位置传感器电路如图7-97所示。若无电压，则为有故障，参见图7-98、图7-99、图7-100所示诊断程序进行诊断。3．喷油器电路检查图7-101所示为喷油器连接电路图。若无电压，则为有故障，可按图7-102所示诊断程序进行诊断。 （五）电控发动机汽油喷射系统主要部件的检修丰田发动机计算机控制系统(TCCS)主要包括传感器、执行器和控制器。下面将以TCCS为主，并结合其它喷射系统把部分典型部件的检修方法予以介绍。1．传感器的检修（1）冷却液温度传感器的检查冷却液温度传感器与ECU的连接见图7-103a。（2）进气温度传感器的检查进气温度传感器与ECU的连接见图7-103b。（3）节气门位置传感器的检修1）开关型节气门位置传感器的检修及该传感器的常见故障。图7-104为开关型节气门位置传感器的电路图。2）线型输出型节气门位置传感器的检修如图7-105所示。 2．执行器的检修（1）喷油器的检查图7-106为喷油器的电路图。（2）怠速控制阀的检修图7-107所示为怠速控制阀的电路图。3．电脑(ECU)的检测如图7-108所示。（六）电控发动机无代码故障的诊断1发动机难以起动或不能起动（曲轴转动正常）故障诊断可按图7-109所示诊断程序进行诊断。2发动机转速经常不稳（转速忽高忽低）故障的诊断可按图7-110所示诊断程序进行诊断。3发动机怠速不稳或熄火故障的诊断可按图7-111所示诊断程序进行诊断。4排气消声器放炮可按图7-112所示诊断程序进行诊断。 第五节发动机装配及其调试一、总装配时的注意事项1．使用专用工具。2．待装配零件、部件必须保持清洁，不得沾有异物。3．有相对运动的配合副的工作表面，装配时应涂清洁润滑油，所有衬垫与密封圈应换新，各重要密封部位要涂密封胶，以防漏水、漏油。4．各部位螺栓、螺母应按技术标准上规定的转矩和顺序拧紧，以防零件松脱和变形。5．装配中应注意装配记号的方位、对正，各部位的配合间隙符合要求，以确保安装关系正确。注意装配作业中的过程检验。 二、发动机总装配的要点1．活塞连杆组的装配2．曲轴的安装3．活塞连杆组的安装4．凸轮轴及配气机构的安装正时链条、同步齿形带和齿轮安装时，应注意配气正时记号要对正如图7-113所示。5．分电器的安装（1）曲轴定位（2）机油泵驱动轴定位如图7-114所示。（3）分电器与分火头定位如图7-115所示。 三、发动机的调试对于换用“中缸”的发动机，总装配后，应再装上离合器总成，便可在车上或车下进行热试与调整作业，一般无需进行冷磨合。对于电控燃油喷射发动机，总装配后，只能将发动机吊装到车上后，才能进行热试与调整作业。调整作业包括气门隙、点正时、怠速转速和CO排放量调整。热试的时间不少于2h。 四、发动机总成大修验收的技术要求1．发动起动时，用原车规定的蓄电池能连续起动，每次在3～5s钟内，应能使发动机起动。2．发动机在正常温度下，以急速、中速、高速（原机最高转速的75%）稳定运转，发动机加速性能良好，不得有回火和冒黑烟现象，但允许冒淡色烟。3．气缸压力、机油压力和排放限值应符合规定。4．发动机不允许有漏油、漏水、漏气、漏电及温度过高现象。 5．发动机运转中应无异响，但允许轻微、均匀的正时齿轮、气门声响。6．发动机不允许有窜机油现象。急速运转5min后，拆开火花塞检查，电极与瓷芯处不应有油迹，但允许有黑色积炭。7．发动机功率不低于原标准的90%，最大扭矩不低于原标准的95%。 图7-1气缸压力表1-表头2-导管3-锥形橡胶街头4-罗纹接头 图7-2气缸压缩压力测量法 图7-3真空表1-表头2-软管 图7-4真空表示值所表示的问题 图7-7液压移动式吊机 图7-8发动机前端零件的拆卸1-V带2-水泵带轮3-曲轴带轮4-上护罩5-下护罩6-同步带7-曲轴同步带轮8-中间轴同步带轮9-后护罩板10-张紧轮 图7-9气缸盖分解图1-加机油口盖2-压条3-气缸盖罩4-密封条5-衬垫6-挡油板7-半圆塞8-紧固螺栓9-凸轮轴同步带轮10-凸轮轴11-挺柱12-锁夹13、17-上、下弹簧座18-螺母19-凸轮轴轴承盖20-气缸盖21-气缸盖衬垫22、23-进、排气门 图7-10机体分解图1-中间轴油封支座及油封2-中间轴3-曲轴前油封4-曲轴前油封支座5-衬垫6-主轴承盖螺栓7-主轴承盖8-1、2、4和5道下主轴瓦9-3道下主轴瓦10-下半圆止推片11-曲轴12-1、2、4和5道上主轴瓦13-3道上主轴瓦14-上半圆止推片 图7-11测量连杆轴向间隙 图7-12在连杆体及连杆盖上做标记 图7-13在连杆螺栓上套塑料管 图7-14测量曲轴轴向间隙 图7-15活塞连杆组分解图1-活塞环2-挡圈3-活塞销4-活塞5-连杆螺母6-连杆盖7-连杆轴瓦8-连杆螺栓9-连杆体 图7-16拆卸活塞环 图7-17加热并拆卸活塞销 图7-18缸体裂纹的检查 图7-19气缸体和气缸盖变形检查a)缸体b)缸盖 图7-20气缸磨损量的检测 图7-21气缸镗磨工艺示意图a)镗刀b)缸壁 图7-22镶气缸套时气缸的加工尺寸 图7-23测量主轴颈和连杆轴颈的直径 图7-24检测曲轴弯曲变形 图7-25丰田22R主轴承选配 图7-26IUZ-FE轴承选配标记a)主轴承的选配数码b)连杆轴承的选配数码 图7-27油膜间隙与轴颈尺寸的变化关系A)-白和金滑动轴承B)铜铝合金轴承 图7-28塑性塞尺测量油膜间隙 图7-29测量飞轮工作面的跳动量 图7-30发动机活塞环1-上气环2-下气环3-组合油环4-油环衬环5-油环刮片 图7-31测量活塞环开口间隙1-活塞环2-塞尺 图7-32测量活塞环轴向间隙1-活塞连杆组件2-塞尺 图7-33活塞测量部位a)到顶面的距离b)到下平面的距离c)到最后一个环槽下边缘的距离 图7-34测量连杆弯曲变形量1-检测平面2-下量脚3-上量脚4-量规5-活塞销6-连杆 图7-35连杆弯曲变形校正法 图7-36测量扭转弯曲变形量1-检测平面2-下量脚3-上量脚4-量规5-活塞销6-连杆 图7-37连杆扭转变形校正法 图7-38修磨气门杆尾端面 图7-39检测气门杆弯曲和气门头歪斜情况1-气门2-百分表3-顶针4-平板5-V形块 图7-40气门头边缘厚度 图7-41气门长度 图7-42气门干涉角a)正干涉角b)负干涉角 图7-43测量气门导管直径 图7-44气门座铰刀1、2、3-30℃、45℃和60℃铰刀4-导管铰刀5-铰刀杆6-铰刀把手 图7-45气门座的角度 图7-46用铅笔划线检查 图7-47用气门和气门座密封性试验器检验气门密封性1-气门2-气压表3-空气容筒4-与橡胶球相通的气孔5-橡胶球 图7-48气门弹簧的检测a)垂直度的检测b)自由长度的检测c）弹簧弹力的检测 图7-49气门旋转机1-片弹簧2-座圈3-螺旋弹簧 图7-50凸轮轴弯曲的检验 图7-51凸轮高度 图7-52凸轮轴轴向间隙的检查 图5-53泄沉试验仪1-指示表指针2-重臂3-推杆4-压头5-油杯6-手柄 图7-54正时链条与链轮的测量a)正时链条伸长量的测量b）链轮磨损量的测量