第二节 曲轴连杆机构的检查维修实例
一、曲轴连杆机构易损坏部件的检修
1.气缸的检修
气缸在高温、高压、高转速条件下工作，由于使用维修不当，易造成烧机油和发动机动力不足等故障。气缸磨损超过磨损极限后，应按修理尺寸进行镗缸，同时选配与气缸同级别的加大活塞和活塞环，以恢复正确的几何形状和正常的配合间隙。
气缸的镗削需按修理尺寸进行。气缸直径除标准尺寸外，还有每次加大0.25mm的四级修理尺寸，即0.25、0.50、0.75、1.00。大众系列桑塔纳发动机修理尺寸见表1-4。
表1-4 大众系列发动机修理尺寸（mm）
（1）活塞的选配。大众系列发动机气缸壁与活塞的配合间隙为0.03～0.08mm。发动机大修时，应根据气缸修理尺寸，选配与气缸同级的活塞。大众系列发动机活塞尺寸见表1-5。
表1-5 大众系列发动机活塞尺寸（mm）
测量活塞直径时，应使用千分尺，在活塞销孔中心线或直角处，即油环槽的下面进行测量，如图1-4所示。
图1-4 测量活塞直径
同一台发动机上，应选用同一厂家成组的活塞，确保其材料、性能、重量、尺寸一致。
（2）测量活塞与气缸壁之间的间隙。活塞与气缸壁的间隙标准值为0.025～0.045mm，其测量方法为0.04mm厚薄规插入活塞与气缸壁之间，拉力为2.0～14.7N，如图1-5所示。
图1-5 测量活塞和气缸壁的间隙
部分汽车发动机气缸直径与活塞直径及配合间隙如表1-6所示。
表1-6 部分发动机气缸直径与活塞直径及配合间隙
2.活塞环的检修
活塞环长期在高温下工作，润滑条件差，随着磨损加剧，弹力逐渐减弱，开口间隙、侧隙增大，导致气缸密封变坏，产生漏气窜油现象，使发动机功率降低，油料消耗增多。实践证明，活塞环使用寿命比气缸使用寿命要短。因此，在两次大修之间，应进行一次换环保养，以改善发动机的动力性和经济性。
（1）活塞环开口间隙的测量。测量时，用活塞将活塞环推入气缸内。如果小修或保养换环时，必须将活塞环推到超过活塞环行程处，距离气缸体上平面约110mm处进行测量，如图1-6所示。如果在气缸上部测量环的开口间隙合适，当活塞环运行到气缸下部时，间隙变小或无间隙，则会使活塞环折断，引起拉缸事故。
图1-6 测量活塞环开口间隙
桑塔纳活塞环开口间隙：
第一道气环0.30～0.45mm
第二道气环0.25～0.40mm
油环0.25～0.50mm
（2）活塞环侧隙的测量。侧隙即活塞环在槽内的上下间隙。测量时，用厚薄规按图1-7所示的方法测量。
图1-7 测量活塞环侧隙
桑塔纳活塞环的侧隙：
第一道气环0.02～0.05mm
第二道气环0.02～0.05mm
油环0.03～0.08mm
（3）活塞环的安装。安装活塞环时，要注意使第一道环端面“RN”标记、第二道环端面上的“R”标记朝向活塞顶部，如图1-8所示。将活塞环的开口，按图1-9所示位置错开，在活塞环表面涂以清洁的润滑油后，方可将活塞装入气缸。
图1-8 活塞环标记朝上
图1-9 活塞环开口错开
汽车发动机保养中更换活塞环，对活塞环漏光度和弹力一般不作要求。部分汽车活塞环开口间隙及侧隙要求见表1-7。
表1-7 部分汽车活塞环开口间隙及侧隙要求（mm）
3.气缸盖和气缸垫的检修
（1）气缸盖的检查。在高温、高压条件下工作，由于使用和维修不当，气缸盖常见故障是裂纹与变形。裂纹多发生在进气门座与排气门座之间，气门座配合过盈量过大或镶装工艺不当往往引起断裂。气缸盖变形会影响气缸盖的密封，应进行修磨。
检查气缸盖有无裂纹，用染色渗透法，如图1-10所示。检查燃烧室、进气口、排气口、气缸盖表面有无裂纹，如有裂纹应更换气缸盖。
图1-10 用染色渗透法检查气缸盖有无裂纹
气缸盖不平度的检测，如图1-11所示。在6个不同方向用直尺和厚薄规进行检测，气缸盖下平面最大翘曲为0.05mm或更小，使用限度为0.20mm。
图1-11 检测气缸盖不平度
如果检查结果不符合上述要求，则应更换气缸盖或用平面磨床磨平气缸盖，但磨削量不可过大，奥迪轿车气缸盖最小厚度为132.75mm。
气缸垫常见的损伤是表面变形和油、水孔相通。表面变形一般是由于气缸盖螺栓拧紧方式不规范造成的；油、水孔相通是指气缸垫上水套孔和相邻润滑油道孔的间隔带被冲开，从而使发动机冷却液与机油混合，即所谓“油水混合”。气缸垫损坏必须更换，否则，会使气缸盖变形。
气缸垫损坏后，发动机动力严重降低，油耗显著增加，应及时更换。
气缸垫损坏的主要原因：
①发动机经常超负荷工作，长时间产生爆燃，由于气缸内的局部压力和温度过高，容易冲坏气缸垫。②紧固气缸盖螺栓时，没有按规定要求进行操作，各个螺栓的拧紧力矩不均匀，致使气缸垫没有平整地贴在气缸体与气缸盖的接合面上。③长时间地点火过早（柴油机则为供油过早），发动机工作时，产生爆燃。④气缸垫质量差。⑤气缸盖变。
（2）气缸垫损坏的检查。打开散热器盖子，将散热器加满冷却水，使发动机保持中速运转，此时观察散热器内的情况，如果不断有气泡冒出，则说明气缸垫密封不良，气泡越多，漏气就越严重。当气缸垫损坏严重时，可在气缸盖与气缸体接合处的周围抹上机油，观察接合处如也有气泡冒出，说明气缸垫密封失效，应换用新品。
（3）气缸垫的安装。更换气缸垫操作步骤：①更换气缸垫应在冷车时进行。②先拆下气缸盖上的附件。③按顺序从两端向中间均匀地拧松气缸盖螺栓，抬下气缸盖，取下旧气缸垫。④安装新气缸垫时，应将缸垫上的标记朝向气缸盖，如图1-12所示。⑤按拧紧顺序拧紧气缸盖螺栓。桑塔纳气缸盖螺栓拧紧顺序如图1-13所示。要分4次拧紧，第1次拧紧力矩为40N·m；第2次拧紧力矩为60N·m；第3次拧紧力矩为75N·m；第4次为90°（1/4）圈。
图1-12 气缸垫标记
图1-13 桑塔纳气缸盖螺栓拧紧顺序
部分汽车气缸盖螺栓拧紧力矩见表1-8。
表1-8 气缸盖螺栓拧紧力矩
4.连杆弯曲和扭曲的校正
连杆工作时，由于杆长，摆动和受力较大，当发动机超负荷运转和爆震时，会使杆身产生弯曲和扭曲。连杆体变形将使气缸产生不正常的磨损，形成偏磨、鼓形或其他形状，以致缩短发动机的使用寿命。
连杆螺栓在使用中，由于受力很大，会产生变形、裂纹以及丝扣滑牙等损坏，严重时甚至断裂，造成发动机“捣缸”的严重事故。
（1）连杆弯曲的校正。连杆弯曲，可用压床或校正器压直。校正工具如图1-14所示。
图1-14 校正连杆的弯曲
（2）连杆扭曲的校正。对扭曲的连杆，可夹在虎钳上，用校正器上的校扭工具校正，如图1-15所示。没有校正工具时，用长柄扳钳、管钳也可校正。在常温下校正连杆，会发生弹性变形，卸去负荷后，连杆有恢复原状的趋势。因此在校正弯扭变形较大的连杆时，校正后最好进行稳定处理，即将校正后的连杆用喷灯稍许加温。校正变形较小的连杆时，应使校正负荷保持一定时间，即可防止卸去负荷后变形又恢复的现象。
图1-15 校正连杆的扭曲
5.曲轴和轴承的检修
曲轴在使用中，由于主轴承间隙过大，或突然加大油门以及发动机发生爆震而受到冲击与剧烈震动，都会发生弯曲变形。
发动机机油不足或过脏，会造成曲轴和轴承严重磨损，甚至发生“抢轴”事故。
（1）曲轴弯曲的检查。曲轴的弯曲度，可在V形铁上用千分表测量。由于中间轴颈受负荷和振动较大，其弯曲变形在中间主轴颈处也较明显。测量单数主轴颈的曲轴，应在中间一道上进行；测量双数主轴颈的曲轴，应在中间两道上进行，如图1-16所示，找出弯曲的最大值。为了准确起见，应将千分表顶杆接触在轴颈的一端，转动曲轴，先找出表上最小的数值，然后将曲轴旋转180°，此时表针所示数值的一半，即为曲轴的弯曲度。
图1-16 曲轴弯曲的检查
检查曲轴主轴颈的径向跳动，若超过极限值，则需要校正或更换曲轴。
VG30S发动机的曲轴径向跳动极限值为：小于0.10mm。
CA20发动机的曲轴径向跳动极限值为：不大于0.05mm。
（2）曲轴轴颈磨损的检查。曲轴轴颈磨损的检查，主要是通过外径千分尺测量其失圆和锥体，掌握轴颈磨损程度，以便确定修理级别，测量应根据轴颈磨损规律来进行。先在轴颈油孔的两侧测量，然后转90°再测量，如图1-17所示。轴颈同一横断面上的差数最大值为失圆。
图1-17 曲轴轴颈磨损的测量
（3）曲轴轴承和连杆轴承径向间隙的检测。轴承在使用中的损坏，主要是磨损、疲劳脱落和烧熔。在气体压力、惯性力和离心力的作用下，连杆轴承损坏常见的是上半片。曲轴轴承的损坏则多见于下半片。轴承磨损的特点是：开始接触面小，磨损较快，在力的挤压作用下，轴承表面耐磨性提高，磨损速度减慢。随着轴承间隙增大，轴颈产生失圆、锥体，润滑变差，使轴承加速磨损。轴承受冲击负荷作用，会使合金产生裂纹，引起合金脱落。轴承间隙过大、过小，使用不当，都会造成轴承早期损坏，严重时会使轴承拉毛或烧熔。
①用量具测量法。用内径千分表测量轴承内径，将主轴承和轴承盖装入气缸内，用表测量轴承内径，如图1-18所示。同样，将连杆轴承及轴承盖装在连杆上，用规定力矩拧紧连杆螺栓，用表测量内径，如图1-19所示。用表测量曲轴轴颈的外径，如图1-20所示。将测得轴承内径和曲轴主轴颈、连杆轴颈的外径做比较，即可算出轴颈与轴承的间隙。
图1-18 测量曲轴轴承内径
图1-19 测量连杆轴承的内径
图1-20 测量曲轴轴颈的外径
②用塑料片测量法。按轴颈的长度剪下一片塑料线，放在曲轴轴颈并与曲轴轴向保持平行，如图1-21所示。装轴承盖，并按规定力矩拧紧轴承盖螺栓。拆下轴承盖，利用塑料片间隙规包装袋上的标记刻度来测量塑料片间隙规的挤压宽度，如图1-22所示。桑塔纳发动机测量规用颜色表示：绿色0.025～0.076mm、红色0.050～0.150mm、蓝色0.100～0.230mm。如果轴承间隙超过标准值应更换轴承。
图1-21 在轴颈上放置塑料间隙片
图1-22 对照测量塑料片间隙宽度
部分汽车发动机曲轴轴承径向间隙见表1-9。
表1-9 部分汽车曲轴轴承径向间隙（mm）
二、曲轴连杆机构常见故障的检查与排除
1.检查判断活塞敲缸响
（1）故障现象
①在发动机怠速运转时，能听到“嗒、嗒、嗒”的连续不断的金属敲击声。
②发动机温度低时，响声大，温度升高后，响声减小或消失。
（2）检查判断方法
①在发动机低转速时，逐缸断火试验，断火后响声减弱或消失，即为该缸响。
②怠速时，敲缸声明显而清晰，随着发动机温度升高或转速在中速以上，响声减弱或消失。
③卸下火花塞，用从火花塞孔往气缸内加注少量浓润滑油的方法检查。润滑油加注后，用启动机带动曲轴旋转数圈，使活塞与气缸壁间隙充满润滑油膜，而后启动发动机，若在启动后的瞬间响声明显减弱或消失，但随着油膜的流失或烧蚀，响声又很快出现，即可证明是该缸敲缸响。
【故障实例】 车型：奥迪100
（1）故障现象：发动机工作时有异响声，而且响声随着行驶里程增加响声增大。
（2）检查方法：断火检查各缸工作情况，对某缸断火响声减弱，异响听似活塞敲缸。分解发动机发现气缸拉缸，活塞顶烧蚀，裙部拉伤。
（3）故障原因：该车行驶途中，加注劣质燃油，汽车高速行驶，发动机负荷大，温度过高，气缸内产生爆燃，造成活塞烧顶拉缸故障。
（4）排除方法：镗磨气缸，更换加大活塞，发动机修复后工作正常。
2.检查判断曲轴连杆轴承响
（1）故障现象：连杆轴承响，是较重而短促的金属敲击声。中速时响声明显，高速时因其他杂音干扰等原因而不明显。
（2）检查判断方法：①中速运转时，轻踩加速踏板有连续的敲击声，响声随转速的升高而变大，随转速降低而变小。严重时，在发动机周围可听到“嗒、嗒、嗒”的声音。②将转速控制在响声明显的位置，逐缸断火试验，响声随断火立即减弱或消失，即为该缸连杆轴承响。③冷车时，响声清晰；热车时，润滑油稀薄响声变大；改变发动机转速响声明显。④增加发动机负荷时，响声随发动机负荷的增加而加剧。
连杆轴承响应及时进行检修，否则，会造成严重事故，甚至使发动机报废。
【故障实例】 车型：奥迪100
（1）故障现象：发动机连杆轴承响，机油警告灯报警。
（2）检查方法：断火检查第1缸，连杆轴承响，拆下机油开关，接上机油压力表，测得怠速时油压为10kPa，发动机转速2000r/min时，油压为120kPa。分解发动机发现1缸连杆轴承烧蚀，机油泄漏严重，使发动机机油压力降低。
（3）排除方法：更换连杆轴承后试车，发动机异响声消失。
3.排除发动机动力不足故障
【故障实例】 车型：奥迪100 2.2E
（1）故障现象：汽车行驶无力，最高车速只能达到80km/h。
（2）检查方法：检查气缸压力正常，根据发动机转速和车速，确认离合器打滑。拆下离合器检查，发现飞轮平面有沟槽，离合器从动盘和压盘磨损严重。
（3）故障原因：离合器打滑，使发动机输出功率降低。
（4）排除方法：将飞轮平面磨去0.5mm消除沟槽，使飞轮结合面平稳，同时更换离合器压盘和从动盘，故障消失，发动机工作正常。
4.排除发动机加速不良故障
【故障实例】 车型：捷达Gix
（1）故障现象：发动机启动困难，加速不良，发动机动力不足。
（2）检查方法：用V.A.G1551故障仪检测没有故障码存储。检查油、电路工作正常。检查发现活塞上积炭较多，活塞环被积炭卡死，活塞环在环槽内没有张力。
（3）故障原因：该车长期使用劣质汽油，在燃油泵滤网上都有胶状物。发动机内部形成积炭。
（4）排除方法：清除发动机内部积炭并清洗燃油箱，用免拆清洗机清洗燃油系统后试车，故障消失，发动机工作正常。
5.排除发动机前部异响故障
【故障实例】 车型：福特轿车
（1）故障现象：汽车起步或加速时，发动机前部出现异响声。
（2）检查方法：拆下驱动皮带，短时启动发动机，异响声基本消失；转动曲轴皮带轮时有松动感觉，检查发现减振器的硅胶损坏，皮带盘与皮带轮分裂。拆下皮带轮后异响声完全消失，表明曲轴减振器有故障。
（3）排除方法：更换曲轴减振器后试车，发动机前部异响声消失。
6.排除发动机机油进水故障
【故障实例】 车型：红旗7200E3
（1）故障现象：打开发动机加机油口检查，发现机油内进水，机油油面升高了。
（2）检查排除方法：
①拆下缸盖检查，未见缸盖腐蚀变形现象。
②检查缸体，发现有2个缸筒严重拉伤。发动机大修后，故障依旧。
③再次拆下缸盖，用水压进行测试，发现右侧缸盖凸轮轴的下方有一个很小的沙眼，不做试验，凭肉眼观察是不可能找到的。
④更换新缸盖后试车，故障排除。
7.排除张紧轮安装不当导致发动机异响故障
【故障实例】 车型：桑塔纳
（1）故障现象：发动机怠速运转时能听到前部正时齿轮部位的异响声。
（2）检查排除方法：
①拆开正时带罩，发现正时带张紧轮的固定螺栓安装不当，造成正时带与张紧轮不在同一平面上。
②重新安装张紧轮后，启动发动机，异响消失。
8.排除冷启动发动机正时带罩内异响故障
【故障实例】 车型：桑塔纳
（1）故障现象：早晨启动发动机时，正时齿带罩内发出异响，热车后响声消失。
（2）检查排除方法：
①拆下正时带罩，发现正时带和张紧轮贴合的不紧，检查张紧轮轴承有异响声。
②更换正时带和张紧轮后，装复试车，异响声消失。