汽车发动机大修工艺过程分析
汽车发动机大修工艺过程分析
1绪论
汽车发动机总成在长期过程中，因其基础件和主要零部件的磨损、变形和裂损，使其技术状况及性能不断下降，进而发生故障及损坏，不能满足使用要求和废弃排放标准。发动机大修的目的就在于针对性的进行零件修复与更换，恢复其完好技术状况。
然而现代汽车大修已不再是简单的零件修复，准确无误地诊断出故障并且高效的进行大修，是现代汽车维修的最高境界。虽然维修工的技术也在不断进步，但拥有一套正确并且高效全面的发动机大修工艺流程不是每个维修工所能做到的，它代表着精湛的修车技艺和丰富的理论知识。现代汽车发动机大修是维修工艺最为复杂、使用维修工具最多、耗费工时最长、维修技术标准化程度最精密的修理项目，确立一套发动机大修较为优化的工艺流程，不仅为企业节约成本，提高服务质量，而且为客户节约维修的时间与费用。
2  发动机的简介
2.1  发动机的概述
发动机，又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转
化为机械能。发动机是汽车的心脏，有时它既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，比如汽油发动机、航空发动机。发动机是汽车产生动力的装置，它将燃料燃烧的热能转化为机械动力，从发动机的曲轴向外输出功率，是汽车行驶所需动力的来源。现代汽车多采用往复活塞式发动机，按其使用燃料不同，可将发动机分为汽油发动机和柴油发动机两大类。
2.2  发动机的结构
汽车发动机主要是由两大机构与四大系统组成。两大机构包括曲柄连杆机构以及配气机构；四大系统主要包括供给系统，润滑系统，冷却系统以及起动系统，汽油机还包括点火系统。
2.3  发动机工作过程和基本原理分析
发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。完成这个能量转换必须经过进气，把可燃混合气引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气压缩，当压缩接近终了时点燃可燃混合气；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞上下往复运动实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。我们把这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。我们把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720°），活塞上下往复运动四次的发动机称为四行程发动机。下面介绍四行程发动机的工作原理和工作过程。
发动机异响（1）进气行程
活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180°。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内气体压力逐渐降低，由此形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力，进气终了时气缸内的气体压力稍低于大气压，约为75～90kPa。混合气进入气缸后，与进气管、气缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合，从而使温度升高到370～400℃。
（2）压缩行程
压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，进入到气缸中的混合气逐渐被压缩，使其温度、压力升高。活塞到上止点时，压缩行程结束。压缩终了时，混合气温度约为600～800℃，压力一般为600～1500kPa。
（3）作功行程
在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞随即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3～5MPa，相应的温度则为2200～2800℃。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。在作功行程中，活塞自上止点移至下止点，曲轴转至一周半。随着活塞下
移，活塞上方容积增大，燃气温度、压力逐渐降低。作
功行程终了时，燃气温度降至1500～1700K，压力降至300～500kPa。
（4）排气行程
燃烧后生成的废气，从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在气缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用，排气终点的压力稍高于大气压力，即Pr在105～125kPa之间，排气终点温度在900～1200℃之间。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。
综上所述，四行程汽油发动机经过进气、压缩、作功和排气，完成一个工作循环。这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转了两周。
3  发动机总成修理工艺
3.1  发动机总成大修的条件
为了贯彻视情修理的原则，防止提前进行发动机大修而造成浪费，或推迟发动机大修时间而造成汽车
动力不足、运行速度下降、燃油消耗量上升等的不良影响，因此规定发动机总成符合以下条件时，方可送修理厂大修。
（1）气缸压力：气缸压缩压力应符合原设计规定，用气缸压力表进行检查，每缸压力与各缸平均压力的差不超过8％。不符合该值的发动机应视为不合格，当发动机气缸压力低于它的标准值时会出现严重冒黑烟的现象。
（2）怠速：发动机怠速运转稳定，其转速符合原设计规定。转速波动不大于50r/min用转速表进行运转试验或用发动机综合分析仪测量。
（3）功率：发动机最大功率不得低于原设计标定值的90％用测功机按有关规定测量值。
（4）燃料消耗率：发动机最低燃料消耗率不得高于原设计要求用油耗计。
（5）扭矩：发动机最大扭矩不得低于原设计标定值的90％用测功机按有关规定检查，严重丧失工作能力均应大修。
（6）机油严重减少，冒蓝烟，但没有漏油。机油冒蓝烟份两种情况：一种可能是气门油封老化。这种情形不需要大修，更换气门油封即可；另一种可能是活塞与缸壁间隙过大，这种情形必须大修。
（7）发动机冒烟严重。这种情况可通过气缸压力表测试气缸压力，如果气缸压力低于正常值，就必须大修。
（8）发动机有异响。当发动机有异响时，可通过发动机异响检测仪测量，如果大小瓦响，发动机小瓦烧的严重并且曲轴严重磨损，此时必须大修。
3.2  发动机大修前的检测
发动机从汽车上拆下前，首先应该向车主了解其技术状况，有何故障症状。例如：发动机运转时有无异响、燃油消耗量是否超过标准值，曲轴箱窜气情况以及排放不良等。在对诸因素进行综合分析后，再决定拆卸与否，应采用通用的设备对发动机常用的参数进线检查。检查的项目和方法如下：
（1）气缸密封性的检测
在不解体的条件下，检查气缸密封性的常用方法有：
测量气缸压缩压力；测量曲轴箱窜气情况；测量气缸漏气量或气缸漏气率。测量进气管真空度；测量曲轴箱机油中金属磨屑的含量等等。在就车检测时，只要进行其中的一项或两项，就能确定气缸密封性的好坏。
（2）测量气缸压力
测量气缸压力的方法有气缸压力表测量和用YT-412型发动机分析仪两种方法。
（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。
（4）发动机异响的检查
发动机有异响，则表明发动机有故障；异响可用JTQ-1型机器听诊器或相当的异响检查仪器。
（5）进气管真空度的测量
检测进气管真空度，可以用来诊断发动机多种故障，可以用真空表检测，无需拆卸任何机件，而且快速、简便、应用极广。
（6）曲轴箱窜气量的检测
曲轴箱窜气量的多少与发动机运行工况有关，可以用在一定工况下，单位时间窜入曲轴箱内的气体量，作为衡量气缸密封性的尺度。通常用QCY-1型曲轴箱窜气量测定仪检查。
（7）检查气缸表面及活塞顶状况
当发动机异响时或气缸-活塞组件密封性不良、缸壁拉伤时，可使用工业纤维内窥视队气缸表面和活塞顶状况进行窥察，必要时对异常现象进行拍片分析，为发动机大修提供依据。
除此之外，条件允许时还可以对气缸漏气量以及废气中的CO和HC的排放量。
3.3  发动机的拆卸
3.3.1  清洗发动机外部
如果上述指标不和标准，确定需要大修时，应用清洗剂将发动机的外部清洗干净，在此之前要用塑料袋套住分电器，以免分电器进水损坏而导致发动机大修后有怠速不稳的现象。清洗时要把气门室盖和油底壳上的异物处理干净，以便之后的拆卸工作。
准备工具：
清洁工具一套、一字起子、十字起子、气门铰刀工具一套、气门碾磨机、8至22号各种型号的扳手、活塞环卡箍、发动机吊架等。
3.3.2  发动机的拆卸
发动机从车架上拆下时，必须在完全冷却状况下进行，否则会造成某些零件的变形。拆卸原则：由副件到主件，由外部到内部。
发动机从车架上拆下的步骤：
（1）放掉水箱内的水、机油。关闭油箱的开关，拆下油泵的油管接头。
（2）拆下电源线，取下发动机上的线束。拆下水箱的进水管、各处的螺母、连接螺栓及卡子等，拿下水箱及架框。
（3）拆下发动机罩、翼子板，拆下发动机上的附件总成：空气滤清器、机油滤清器、汽油泵、水泵、发电机、起动机、空气压缩机及机油压力传感器等。
（4）拆卸变速器、飞轮壳及变速器后手制动、凸缘与传动轴连接的螺母等（用吊具拆除变速器总成）。
（5）拆下离合器拉杆及分离叉、传动轴，拆下发动机支撑杆及前后支撑架螺母，用绳索捆牢发动机，用发动机吊架吊下。

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