榜样的力量
现代的轿车发动机大多是电子控制燃油喷射型的汽油发动机,自动熄火的原因很多,首先要分析自动熄火的症状。汽车发动机经过长期的使用后或者人为的原因导致发动机自动熄火,那是什么原因导致发动机自动熄火呢?那就要我们带着问题来探研问题的所在,从中认我们知道发动机为什么自动熄火,这样我们才可以以后避免发动机自动熄火后带给我们的麻烦,防范于未然。关键词: 发动机 自动熄火 诊断分析 检测 维修 熄火故障原因绪论在汽车技术日新月异的今天,电脑控制技术已经应用到汽车的各个系统,各种新结构、新技术的不断涌现,使汽车维修人员面临着更加大的挑战。现代汽车维修技术的特征表现为“七分诊断,三分修理” ,发动机常见故障现象、故障原因、诊断方法和思路、诊断与排除等发生了很大的改观,因此,我通过长时间的在校学习,并参考了大量的维修资料写下了该文。一 发动机的概述1.1发动机的简介发动机机体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。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。1.2发动机的工作原理(配图)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。要完成这个能转换必须经过进气,把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸;然后将进入气缸的可燃混合气(或新鲜空气)压缩,压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃);可燃混合气着火燃烧,膨胀推动活塞下行实现对外作功;最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。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。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,称为四行程发动机。而把完成一个工作循环,曲轴转一圈(360°),活塞上下往复运动两次,称为二行程发动机。1.3常见发动机的结构(图)发动机的结构主要由以下的两大机构和五大系统组成。曲柄连杆机构:包括活塞、连杆、曲轴、飞轮、活塞环及活塞销等;配气机构: 包括凸轮轴、进排气门、正时齿轮、气门弹簧及气门座等部份;燃油供给系:包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、燃油喷射系统、空气滤清器、进排气管及消声器等部份;冷却系:包括水泵、散热器、风扇、节温器及水管等部份;润滑系:包括机油泵、机油滤清器、机油集滤器及油道等部份;点火系:包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞及高压线等部份;起动系:包括起动机及其附属装置。其中气缸盖、气缸体、进气歧管由铝合金制成,而气缸套及凸轮轴则由铸铁制成;并采用平衡轴的方式平平衡因曲柄连杆机构产生的旋转惯性力和往复惯性力,以降低发动机的振动。二 发动机的检修2.1发动机的拆卸(步骤)拆下蓄电池的负极接线,把发动机室机盖提起到垂直位置,再卸下空气滤清器。放掉冷却液,然后拆下散热器。对装有空调的发动机,卸下空调压缩机的动皮带,然后拆下压缩机,并在不拆软管的情况下把它移到一边。松开动力泵储液罐的注液盖,然后用注射器抽净罐中的液压油,再拧上储液罐盖。拆下油门拉线,拆下液压制动助力器的固定螺栓或在进气歧管上的固定螺母,撒下安装接头用的两个密封垫圈。从缸盖后面的支架上松开真空助力器软管。拆下水泵上的散热器上软管和节温器壳上的储液罐软管。拆下水泵出水口右侧的暖风水箱软管和缸盖后面的左侧的软管。对装有液压气动悬架的车辆,从缸盖的右侧卸开液压泵。拆下燃油分配器和燃油压力调节器上的软管,然后用干净的抹布在装配螺栓处堵住油管以防燃油外泄。拆除全部影响发动机拆卸的导线和软管以及与此有关的例如冷启动阀、电磁压力调节器、空气流量传感器、节气门壳、辅助空气装置、冷却液温度传感器和缸盖温度开关、油底壳油位传感器、交流发电机、起动机和点火线圈等零部件、元器件和总成。拆下点火系统电子开关装置的两个电气连接器。然后拆下诊断插座与翼子板的固定螺栓,从插座的后面拆下电气导线连接器。拆下进气歧管上的机油滤清器导线护罩支撑与安装支架的固定螺栓。从各个连接件和电缆夹上松开导线和电缆并把拆下的导线和电缆与发动机分离开来。提升车辆并把它可靠地支承在支撑台架上。对装有发动机下托架的车辆,卸下前支撑、螺栓、后凸缘螺母和螺栓,然后拆下下托架。对于早期的车辆,松开座架并拆下发动机前减震垫。拆下凸缘螺母或螺栓,然后把排气管与歧管分离开来。松开软管夹,拆下螺母以松开发动机右侧连接件上的动力转向软管,并用干净抹布堵住软管和金属管。拆下发动机搭铁线的固定螺栓和螺母,然后取下搭铁线。拆卸下传动轴,拆下发动机支架与托架的固定螺栓。用提升装置把发动机连同变速器一起从发动机室中提。2.2发动机的安装发动机组装程序与要求如下:(步骤)在组装发动机时要全部使用新垫和新油封,并且保证全部零件都涂有适量的机油以及在缸筒中和曲轴箱内不残留金属多余物。在安装活塞与连杆组件时,要翻转缸体使之右侧面朝上,然后把连杆伸进缸筒中,再用活塞环夹紧器夹紧活塞环并把活塞引进到缸筒中,再用木锤把或类似的硬木棒把活塞与连杆组件顶到位。用规定的力矩拧紧连杆轴承盖螺母和主轴承盖螺栓,然后用手转动曲轴以确定其转动阻力适度。对于拉伸螺栓的连杆,不要使用扭力扳手拧紧,而要用转角器拧紧,而且要确保拉伸段的直径大于8.89-0.076mm、被连杆轴承盖挡住部分的直径应不小于7.87mm。出于标准化上的原因,对于全部连接用螺栓相对于转角器的拧紧转角为90°+10°,也就是在以29.83N·m-33.9N·m的扭矩拧紧后再拧转90°;请注意对于190E款型,在第三个主轴承盖处装有曲轴止推垫。此止推垫的两个凸耳放在主轴盖的凹槽中以防止其转动,在安装时应使止推垫带有槽的一面面向曲轴的止推面。分解机油泵并检查齿轮的齿隙,然后检查泵盖安装面的翘曲量,若超过规定,则用机械加工的方式使其平整,若泵盖的内表面磨损严重,则予以更换。安装上机油泵。再安装上油底壳、下曲轴箱,并按规定的力矩拧紧固定螺栓,然后把缸体的上表面转动向上,装上缸垫和缸盖,按规定顺序和力矩拧紧缸盖固定螺栓。安装上气门室盖,并按规定的力矩拧紧固定螺栓,最后把余下的全部零部件安装到发动机上。利用吊装设备把发动机装入发动机室中。2.3发动机的磨合发动机总成装配后,一般要求经过冷磨合与热试后才能投入使用,通过冷磨与热试对提高零件配合质量,保证正确的间隙(如气门间隙和准确的正时),从而提高发动机的动力性,经济性,工作可靠性和使用寿命.2.3.1 发动机的冷磨合发动机的冷磨合是指以发动机或其他动力带动发动机运转磨合的过程.其功用是使相对配合的零件之间进行自然磨合.由于冷磨合后,还必须对发动机进行拆检与清洗,所以冷磨时可不安装燃油供给系统和点火系统各附件,如果已安装上,则应拆下汽油机活塞,以减小冷磨合汽缸内的压力,减小发动机零件的机械负荷.2.3.2 发动机的热试将装配好的发动机,以其本身产生的动力进行运转试验的过程,热试可将发动机安装到车上后进行.热试时,发动机工作温度达到正常后,应使发动机在不同的转速下运转.此外,还应该检查有无漏水,气及油现象,检查调整气门间隙,点火正时,怠速转速等,观察电流表,冷却液温度表,机油压力表指示灯是否正常,听该发动机工作是否有异响,检查发动机汽缸是否符合规定标准,热试的时间为1.5-2.0小时。三 发动机自动熄火的故障维修3.1故障现象故障现象 发动机运转或汽车行驶过程中自动熄火,而再起动并没有多大困难的现象。3.2常见故障原因进气管路真空泄漏;怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳;燃油压力不稳定,例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良,或燃油泵滤网堵塞等;废气再循环阀门阻塞或底部泄漏;燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障;燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等;点火系工作不良。例如高压火弱,火花塞使用时间过久,点火正时不对,点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱,低压线路接触不良,绝缘胶损坏间歇搭铁等;节气门位置传感器不良;空气流量计或进气压力传感器有故障;冷却液温度传感器、氧传感器有故障;曲轴位置传感器有故障,如无转速信号(插头末插好、曲轴位置传感器信号线断、传感器定位螺钉松动、间隙失调、传感器损坏等);曲轴位置传感器信号齿圈断齿,会引起加速时熄火,曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差,会导致信号不正常,会引发间歇性熄火故障;ECU有故障。3.3故障诊断的一般步骤(步骤次序)先进行故障自诊断,检查有无故障码出现。如有,则按所显示的故障码查找故障原因。要特别注意会影响点火、喷油、怠速、配气相位变化的传感器和执行器(如发动机转速及曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、怠速控制阀等)有无故障。如发动机自动熄火发生在怠速工况,且熄火后可立即起动可按怠速不稳易熄火进行检查。采用故障模拟征兆法振动熔丝盒,各线束接头,看故障能否出现。然后进一步检查各线事业接头有无接触不良,各搭铁线有无搭救铁不良,目视检查线事业绝缘层有无损坏和间歇搭铁现象。采用故障模拟征兆法改变ECU、点火器等工作环境温度,重现故障,进而诊断故障原因。试更换点火线圈、火花塞等。在不断试车过程中,有多通道示波器同时监测发动机转速及曲轴位置传感器、空气流量计、电脑的5V参考电压等信号。如果在熄火前有喘振、加速不良的现象再慢慢熄火的话,故障可能发生在供油不畅上。可接上燃油压力表,最好能将压力表用透明胶固定于前挡风玻璃上,再试车确定。如存在熄火时油压力过低的现象,则应检查油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及燃油泵控制电路。试车时接上专用诊断仪,读取故障出现前后的数据,进行对比分析,从而找出故障。按故障逐个检查排除。3.4故障诊断的相关要点(分点讲出来)在对电控系统引出的故障诊断时,千万不要忘记先进行基本检查。例如:在试图诊断电控单元控制的燃油喷射系统故障之前,一定要确保进气管路无泄漏,配气正时、点火正时。如果存在这些不良现象,发动机的抗负荷交变能力就差,在工作状况突变的情况下可能熄火,如加速熄火、制动熄火、开空调熄火、挂档熄火等。有些汽车的间歇性故障是难于诊断的,除非是检查汽车时正好显示故障。因此,当进行诊断测试时,故障症状不出现,故障就难以诊断。解决方法是放车到维修站,由技师驾车在可能出现出问题的状态下行驶,直到故障出现。这种方法就不凑巧了,因为这样故障短时间不出现,就得无休止地驾车。还在一种方法就是故障出现就打电话给维修站,这一方法对长时间熄火无法起动很受用。一般就来这种现象只会越来越严重,如一时无法确诊,也可待故障明显后再作检查。检查不定时的怠速熄火故障时,有时换火花塞是必要的。当怀疑空气流量计不良(如空气流量计热线过脏;内部电路连接焊点脱落、接触不良等)时,可用示波器检查空气流量计信号电压波形。当怀疑进气压力传感器不良时,应先检查传感器真空胶管,看是否破裂,弯折,是否有时漏气,有时不漏气,使进气压力传感器信号时而正常,时而不正常,造成发动机收加速踏板时熄火。还应检查对喷油量影响较大的传感器。冷却液温度传感器不仅对喷油量有影响,也对修正点火提前角的信号之一,应要重视。有时某些车型的氧传感器信号电压无变化,容易造成发动机加速时熄火。如果在较高速行驶中先出现加速不良而造成的熄火,要重点检查油路;如果较高速过程中突然熄火则重点检查电路方面,高压火花是否过弱是必要检查项目之一。突然熄火、间歇熄火还应该对控制点火的主要传感器发动机转速用曲轴位置传感器进行检查。故障模拟试验方法。在故障诊断中最困难的情形是有故障,但没有明显的故障征兆。在这种情况下必须进行彻底的故障分析,然后模拟与用户车辆出现故障时相同的条件和环境,进行就车诊断。这样有助于故障处理。四 故障实例4.1道奇车自动熄火故障故障现象一辆三星道奇乘用车,在行使了一段路程后其发动机突然自动熄火,再起动时发动机不能着火,但过了大约15min后起到发动机时又能正常起到,且怠速平稳,加速性能良好。故障分析在冷机状态下测量燃油系统压力,压力正常;在发动机自动熄火后测量燃油系统压力,该系统的压力明显低于正常值;进一步检查时发现在冷机时燃油泵输出的燃油压力正常,在热机时燃油泵输出的燃油压力偏低,因此燃油泵本身油问题。排除方法更换该燃油泵。4.2康明斯发动机自动熄火故障Cummins康明斯发动机-自动熄火-的故障原因分析与处理方法1:燃油用完或燃油关断阀切断油路处理:检查燃油关断阀,看它是否开启。如系关闭,应予打开。检查油箱中有否燃油。如果油箱无油,则加油原因。2:燃油质量低劣处理:检查更换燃油原因。3:燃油输油管道漏气处理:检查连接件有无松动,管道有无破裂,滤清器是否未上紧等,并一一校正原因。4:内输油路或外输油路漏油处理:对所有滤清器、密封垫、管道和连接件作外油路漏油检查。用加压办法作内油路漏油检查。修理或更换原因。5:燃油泵驱动轴断裂处理:检查齿轮泵驱动轴是否断裂。重新调校或更换原因。6:节气门传动杆调整不当或磨损处理:检查磨损情况,更换并调整传动杆原因。7:怠速弹簧装配不对处理:重新装配调整原因。8:限速器离心锤装配不当处理:重新调校原因。9:燃油中有水分或蜡质处理:更换燃油,更换所有滤清器,装设燃油加热器原因。10:燃油泵校准不正确处理:重新调校燃油泵原因。11:密封垫漏气处理:进行压力检查,找出漏气的气缸,更换并修理。4.3奔驰轿车自动熄火故障故障现象一款1996年产奔驰豪华型W140 S320轿车。该车在行驶中突然熄火,再次着车,ABS、ASR、驻车制动报警灯和制动蹄片报警灯都同时点亮,并且着车几分钟后,车辆再次熄火。故障原因及分析接车后,打开发动机舱盖,发动机及线束一切都十分整齐,看来此车保养得非常好,车主说此车从来没出现过大毛病,所以不必考虑发动机有什么问题。打开点火开关,仪表灯微亮,将点火开关旋至起动挡,起动机“哒哒”作响不运转,好像蓄电池严重亏电。用万用表测起动时电压,只有9V,利用强起动蓄电池着车后,ABS、ASR、驻车制动灯及制动蹄片报警灯都常亮不灭,取下起动蓄电池,不一会儿发动机又熄火。再次强起动,测发电机的电压为蓄电池电压,说明发电机不发电。测量发电机D+端子,有+14V电压输出,证明发电机良好。为什么发电机良好却不发电,而且发电机充电指示灯也不亮。于是拆下组合仪表,取出充电指示灯灯泡,没有烧坏,线路也没有问题。无奈之下,只有人为强行让发电机发电。这样做有一定的危险,但为了进一步验证发电机是否真是好的,只好采取此办法。方法是:取一个点火开关处火线,接在一个二极管的正极上,二极管负极接在发电机D+端子上,人为给一个激励信号;利用这种办法着车,测发电机电压果然能达到13.9—14.3V,加油时也正常,说明发电机是好的。虽然发电机电压正常了,但4个故障灯仍然常亮不灭,利用奔驰专用电脑STAR2000专用诊断仪准备进入ABS系统,发现通信错误,根本无法进入。取下ABS电脑盒,按资料电路图,找到电脑端子的火线和地线,发现ABS电脑缺少一个常电源。从蓄电池上取一常电源接入后,ABS、ASR灯熄灭,诊断仪也能进入且无故障,但驻车制动及制动蹄片报警灯仍然亮。逐个进行检查,驻车制动制动开关正常,制动蹄片及制动油液位都正常,再次从ABS电脑端子常火入手查看电路图。此常火是从基本电脑内部输出供给,检查基本电脑上的4个10A熔丝,结果3号10A熔丝烧断,取一个10A熔丝插上后又被烧断。仔细检查,发现3号熔丝上被人接了一根线,顺线找到一个防盗报警喇叭。此喇叭是后加装的,取下此线,再接一个10A熔丝,没有再烧断,原来防盗喇叭负载电流过大,只要一工作就会烧断10A熔丝。再测ABS电脑端子电源线,恢复正常,着车观察,驻车制动报警灯及制动蹄片报警灯也不亮了,一切正常。难道不发电也是此熔丝造成的吗?于是把发电机线恢复成原车线,测量发电机发电机电压13.8V正常,至此故障全部排除。一个小小的熔丝竟然惹出这么大的麻烦,使维修走了不少弯路。基本电脑是给其他电脑模块及仪表供电的一个中转站,所有模块的电源供给都从基本电脑输出,所以基本电脑上的4个熔丝十分重要。在此提醒维修界人士,千万不要胡乱改动原车线路,给维修带来困难,此例故障就是因加装防盗器的那个修理工,没有找到常电源,(奔驰车蓄电池在行李舱)就从电脑处取一个电源,但此10A熔丝无法带动防盗器喇叭,故防盗器喇叭一工作就把10A熔丝烧了,所以提醒朋友们检修车辆一定要找到根源,才能根治故障。4.4阳光车发动机自动熄火故障现象一辆东风日产阳光乘用车,在行驶3.3万km时到专营店进行正常维护,但两天后出现怠速转速较低,当车速达到100km/h—120km/h的条件下紧急制动时发动机会自然熄火,而且该现象出现的频率越来越高,每天达到五次以上,根据以上故障现象得出下列分析。故障原因分析利用CONSULT-Ⅱ故障检测仪进行故障检测,检测到“CMP SEN/ CIR-B1[P0340]”,即曲轴位置传感器及其故障线路故障。清除线路代码后,重新调取故障代码,该故障代码不再出现,但仍有紧急制动时熄火的现象。检查曲轴位置传感器(位于分电器内)及其线路,未见异常。利用替换法更换了分电器总成,故障未能排除。后经进一步检查发现,该车没有冷机提速功能,在发动机温度为37℃时,其怠速转速只有450r/min,但发动机运转平稳;当发动机达到正常工作温度后,在接通前照灯、空调等负荷的情况下行驶紧急制动,才会出现熄火现象,在熄火前发动机转速先将到400r/min以下,然后再慢慢熄火,不是立即熄火。熄火后发动机可立即起动。根据以上故障特征,判断故障发生在发动机的燃油系统或进气系统上,因为如果点火系统出现了故障,导致发动机熄火,其熄火具有突然性,并且熄火后发动机不易重新起动。为找到故障的原因,又做了以下检测:1、测量燃油系统压力。在发动机熄火时,燃油系统的油压始终保持在250kpa,说明燃油系统正常;2、检测发动机的基本怠速状况。热机后拔掉节气门位置传感器(TPS)线束侧连接器,发动机怠速在788r/min左右,说明发动机基本怠速正常;3、利用检测仪测试发动机加速后迅速松开加速踏板时的转速特性曲线,发现该车发动机在怠速补偿方面不良,就重点检查怠速控制系统。利用检测仪读取乘用车的数据流,并与其正常值进行比较。通过比较发现,该车在37℃时发动机转速只有450r/min,但发动机ECU向怠速电动机却已经下达了转动54步的指令;而在正常情况下,怠速电动机只要转动15步,发动机转速就能达到513r/min。由此断定怠速电动机或其控制线路可能存在故障。利用检测仪对怠速电动机进行执行测试。正常情况下,热机后当怠速电动机达到100步时,发动机转速可达到2000r/min左右,但该车在改变怠速电动机转动的步数时,发动机转速没有改变。从而进一步确认怠速电动机或其控制线路存在故障。更换怠速电动机,该故障无法排除。拔下怠速电动机线束侧连接器,接通点火开关,检查怠速电动机线束侧连接器的电源端子,其电压正常。(注意:必须用测试灯进行测量,这样可以排除电源线路接触不良或虚接电阻过大的现象,如果用万用表检测,容易忽视这方面的故障。)经测量发现怠速电动机线束侧连接器上各端子与ECU线束侧连接器上相应端子的导通性良好,怠速电动机控制线路中没有塔铁现象;进一步检查发现,在ECU线束侧连接器上有一个端子脱出,将其重新装复到原位,用检测仪测试乘用车在加速后迅速松开加速踏板时特性曲线,发现该曲线恢复正常,对怠速电动机进行执行测试,也正常,路试过程中没有出现发动机自动熄火的现象。该故障排除。4.5捷达王突然熄火故障原因故障原因行驶中突然慢慢熄火,再启动后发动机工作不稳,接着很快又熄火。诊断与排除发动机慢慢熄火与燃油系统有关,但经检查燃油系统工作正常。拔下中央高压线做跳火试验,发现火花很强,说明点火系统正常。再检查点火正时,发现分电器固定螺栓松动,上下活动分电器,分电器可上下窜动。将分电器固定好后,发动机能顺利启动。但发动机工作不稳定,加速时排气管放炮。从新出现的故障现象分析,该车可能是点火错乱。检查分电器盖、分火头,均无故障。检查正时皮带,松紧合适,不可能发生跳齿现象。这时想起分电器固定螺栓曾松动过,会不会发生分电器齿轮折断现象呢?由于分电器固定螺栓松动,造成分电器向上窜动,齿轮不规则折断,同时螺栓松动使分电器左右转动,造成发动机熄火。重新启动发动机时,由于分电器齿轮断齿,使点火正时错乱,发动机工作不稳,加速不良。这时,再怎么调分电器,也调不出正确的点火正时。折下分电器,结果发现分电器齿轮有不规则断齿现象。更换分电器后,故障排除。4.6时代超人发动机自动熄火故障的诊断与排除故障现象一辆桑塔纳2000时代超人,发动后不能正常运行,运转几分钟后就自行熄火,并且熄火后短时间内无法再启动着车;停放十几分钟后又能正常启动了,但过几分钟后又自动熄火。故障如此反复,无法正常使用。故障诊断与排除接修此车后,首先试启动发动机,发动机启动成功,运转较为平稳;原地加速试验,感到发动机很闷,响应不够灵敏,加速性能较差;运转大约3min左右,发动机怠速出现不稳且抖动了几次就自行熄火了;立刻再次启动发动机,没有任何着车的迹象。接上VAG1552诊断仪,读取发动机故障码,没有故障代码。随后又对汽油压力、高压线、火花塞进行了检查,未发现异常。检查配气正时的情况,也未发现问题。经过以上几项检查,时间大约已用了十几分钟,而后再次试启动发动机,发动机居然又能正常启动运转了。趁着发动机尚能运转的时机,立刻读取了该车的数据流,也未发现明显的异常。大约3min后,发动机再次自行熄火,仍旧是当时无法立即启动着车。这个故障确实很奇怪!各项检查和数据都显示该车没有任何能造成发动机不着车的问题,那么问题究竟出在哪里呢?仔细回想一下之前的一系列检查过程,再结合加速性能较差的现象,最后把问题的焦点集中在了排气系统上。笔者让一名员工启动发动机,自己到车尾观察消声器的排气情况,发现在启动过程中,消声器处竟然一丝的尾气也未排出,由此可以断定问题的确出在排气系统上。将车辆架起,断开排气管与三元催化器的接口,再启动发动机,发动机顺利着车,怠速运转较长时间,也未出现自行熄火的现象。拆下三元催化器检查,发现三元催化器的内芯已经被严重堵塞。由此断定,这个怪病的根源就在这个堵死的三元催化器上。更换新的三元催化器后,试车,运转平稳,加速有力,故障彻底排除。当三元催化器完全堵死后,发动机运转时的废气无法正常排出;当排气侧的废气压力增大到和作功压力相近的时候,发动机就自动熄火;熄火后排气管内的压力无法马上消除,所以在熄火后立刻启动时,无法再次着车。当排气管内的废气通过三元催化器内芯上残存的微小缝隙逐渐缓慢的卸压后,又能再次启动着车,这就出现熄火后等待十几分钟又能启动的现象。通过这个故障让我们认识到,对于一个故障的诊断,要全方位地去分析和思考,不能只局限于依靠仪器诊断的数据来判断。结论: 发动机是汽车的动力装置,其作用是将燃烧产生的热能转变为机械能来驱使汽车行驶的.它是汽车的唯一动力输出源,发动机自动熄火的诊断分析是对汽车发动机维修的一种技术要求,由于发动机维修复杂、涉及面广,对我们的诊断与维修造成一定困难。因此对汽车维修人员需要更高的要求。但在我们许多的维修人员中,对发动机的理论知识、各系统的工作原理不够了解,在分析问题时考虑不全面,同时在自动熄火的诊断分析问题的过程中条理不清晰,不能对症下药,常带一种漫无目的碰运气的心理进行维修,往往花了大钱、更换了许多零件却仍不能解决问题。本文对发动机自动熄火诊断分析进行了全面的分析,优化了维修工艺的程序。更进一步提高了维修人员的维修技能。
王小旭zx
近五年来的教学改革解决的问题(1)根据市场需要,调整专业设置与人才培养模式通过市场调研和分析,国家急需现代汽车电子控制维修和技术服务人才,结合我校实际,确定以汽车后服务为我们的专业发展方向.近几年来,我们相继推出了汽车电子控制技术,汽车技术服务与贸易,汽车检测与维修 ,交通运输等专业方向(见学校招生目录),提出培养现代汽车维修,检测,监理,运用,培训,教学,经营的应用性高级专门人才,要求学生理论与实践并重.从实施效果看,培养的人才适应市场要求,有理论,会实践,98%毕业生取得中级汽车修理等级证,12%毕业生取得高级汽车修理等级证,毕业生就业率达100%,很受用人单位欢迎.(2)优化课程体系和结构运用系统工程的理论和方法,对汽车各专业的课程设置进行统筹优化.如汽车发动机构造原理课程,国内长期分为《汽车发动机构造》和《汽车发动机原理》2门课程,将一个有机整体割裂开来,导致讲"构造"时难以深入,而讲"原理"时,又枯燥乏味,而且前面所学的"构造"已经淡忘,影响了学生的学习兴趣和教学质量.根据理论紧密联系实际的原则,我们把汽车发动机构造与汽车发动机原理合成一门课程《汽车发动机构造与原理》,相关内容有机穿插融合,使学生听课觉得有骨有肉,收到了较好的教学效果,授课学时也从原来的150减少到90,节省学时40%.国内同行专家认为这是个很好的创新.同时我们把课程讲授安排时间也适当提前,满足了学生对专业课的求知欲,调动了学生的学习积极性,促进了相关学科的学习.(3)更新教学内容,编写配套的立体化教材根据汽车发动机构造与原理合二为一的要求,我们在多年试验教学基础上,编写出版了《汽车构造与原理 上册 发动机》,《汽车构造与原理实训》和《汽车构造与原理习题集》配套的课程新教材;并且根据地方院校特点,教材体系以应用为主线,理论紧密联系实际;教材内容删减了陈旧的化油器结构原理介绍,大量增加汽车近年来出现的新结构,新技术,新车型,新标准的介绍,如可变配气正时和气门升程电控系统(VTEC),新一代高压共轨电喷柴油机等.同时介绍了新型的燃料电池电动汽车,燃气汽车及直喷汽油机等,这与2004年6月我国新颁布的"汽车产业发展政策"所提倡的方向是相吻合的,说明教材具有前瞻性.全书以现代轿车为主线,突出了汽车电子控制技术的介绍,紧跟时代步伐,与时俱进,实用性强;教材配套多媒体光盘,已经由机械工业出版社在全国出版发行,其中《汽车构造与原理 上册 发动机》2年已经进行第二次印刷,发行8000册,在国内产生了一定的影响,受到学生和同行专家好评.(4)以学生为中心,多种教学方式,方法和手段结合传统课程教学重理论,轻实践,重课堂,轻现场,重教师教,轻学生学,教学形式单一.根据理论联系实际和以学生为中心的原则,在《发动机构造与原理》课程教学中,我们创造性地采用了"三位一体"(拆装实训,现场教学与多媒体课堂教学三位一体),"合作实践学习"(学生组成一个实践学习小组,灵活自主学习),灵活多变的教学方法(启发式,探究式,讨论式,现场实物教学,指导发现学习,因材施教等)和现代教学手段(课堂多媒体,课程网站等)相结合,使课堂与现场,课内与课外,理论与实践有机融合,教与学互动,学生个个动手,有效地激发了学生的学习兴趣和热情,提高了教学效果.同学之间相互学习,相互帮助,培养了团队精神.课后学生登录课程网站,扩展知识,与教师直接网上QQ(课程网站每天晚上有老师值班),及时答疑,加强师生感情.《汽车发动机构造与原理》课程网站自2003年9月开通自今2年多,进行了5次改版,开辟有10多个栏目,有大量的教学资源供学生浏览学习,"汽车动态" 栏目不断更新,使学生及时了解到汽车新技术,新结构,新信息,已经有7100多人次学生登录,起到了积极作用.(5)建设开放型实验室,加强校外实习基地建设针对大学生动手与创新能力较差的弱点,我们大力加强实践性教学,在培养目标中明确提出要求学生取得中级汽车维修等级证;调整实践教学内容和时间,如《汽车发动机构造与原理》课程的实践教学时间安排占总学时50%,每个学生都可以初步独立拆装一台发动机.毕业时98%的学生取得中级汽车维修等级证,12%的学生取得高级汽车维修等级证.为了提供学生更多的实践机会,实验室全天候向学生开放,只要学生有时间,随时可以来实验室拆装发动机.为了满足学生要求,实验室星期六继续向学生开放,实验员和老师轮流值班.我们还大力增加新教学设备,新增现代电喷汽车发动机20台,保证《汽车发动机构造与原理》课程拆装实训时每5个学生有1台发动机;还自行制作了拆装台,解剖教具等多项教学设备.在韶关市和珠三角建立了5家实训和实习基地,聘请了6名技师兼任学生实习指导.聘请相关厂领导和有关部门一起组成专业指导委员会,定期研讨我们的教学改革.教师每年不少于15天到工厂实践学习,提高自己的实践水平.(6)改革课程考核方法和制度针对传统课程重理论,轻实践,重识记,轻应用,重期末,轻平时,重课堂闭卷笔试,轻现场动手口试,重分数,轻能力等考试弊端,我们采取了"基础理论+实践操作+创新能力",注重平时的多种考试考查相结合的方法.考试内容多元化,综合化,增加实践能力,创新能力和综合能力的考查内容;考试形式多样化,除了理论笔试外,还有现场拆装操作考试和口试,小制作,小创造考试;考试时间分散化,除传统的期末理论笔试外,平时的学习情况,动手能力,创造革新占总成绩的45%,淡化了传统的期末笔试.使学生感到期末考试压力减轻了,而平时却更加重视和努力,真刀真枪,学得扎实.(7)完善课程管理制度通过长期积累,建立了一套较为完整的课程管理制度,形成以院系领导下的学科带头人负责制.课程组统一课程标准,统一教材,统一教学模式,统一出卷阅卷和评分,用试题考试题在题库中随机抽取,实行教考分离.定时进行教学研讨,相互听课每学期不少于3次.课程网站每天晚上定时由主讲老师值班,回答学生问题.课程建设任务落实到人,实行奖励机制,鼓励课件的深入制作.3-4师资培养近五年培养青年教师的措施与成效:1.积极推进中青年教师培养计划根据课程教学安排,有计划安排年轻老师学习提高.现已有1名年轻教师(王斌)在华南理工大学车辆工程专业攻读博士,1名年轻教师(李锦)在上海同济大学汽车专业攻读硕士,1名实验员(谢锐波)在职进行本科学习.计划未来三年,争取再培养博士1至 2名,汽车维修技师2人.2.积极倡导培养双师型教师根据《汽车发动机构造与原理》是一门实践性强的特点,要求年轻主讲教师每年有15天左右到汽车修理厂等生产一线实践,使书本理论紧密联系实际.如王斌老师,硕士毕业后,先到汽车维修厂进行了为期半年的实践备课,有效提高了讲课效果,很受学生欢迎,2004年被评为韶关学院十佳授课教师.鼓励教师参加各种形式的培训,进修提高,成为双师型教师.课程组教师已有2人获得广东省汽车维修高级考评员资格,2人获得劳动部汽车维修专项技能讲师的资格,1人获得汽车维修高级工,目前有2人在考国家汽车维修技师,1人在考国家汽车维修高级技师,预计6月份可以获取资格证书,为该课程的理论与实践教学奠定了较好基础.3.组织青年教师积极参加教学和科研活动在老教授蔡兴旺的带领下,课程组全体教师都不同程度参加了教学研究和科学研究课题,5年来课程组已经申请到教学研究课题9项(其中省教育厅1项),科学研究课题9项(其中省基金1项,教育厅1项,韶关市4项,学校3项),有60多人次参加研究,提高了青年教师的理论和实际工作水平和能力.4.课程描述4-1 本课程校内发展的主要历史沿革韶关学院于1995年开设汽车设计制造专业,经历了专科,高职,本科等阶段,专业培养目标也从汽车设计转向汽车运用,维修和商务等汽车后服务,现已开设汽车交通运输,汽车技术服务与商务,汽车检测与维修,汽车电子控制技术等专业及方向,但不管是什么汽车专业,都必须开始汽车构造与原理课程这门专业基础课程.受前苏联的影响,我国各汽车院校,专业的该课程体系基本是采用《汽车发动机构造》和《汽车发动机原理》两门课制,直至目前,大部分院校仍采用该体系.我们长期的教学实践证明,将汽车构造与原理分开讲授,将一个有机整体割裂开来,导致讲"构造"时难以深入,而讲"原理"时,又枯燥乏味,而且先前所学的"构造"已经淡忘,影响了学生的学习兴趣和教学质量.根据理论紧密联系实际的原则,从2002年开始,我们就把汽车发动机构造与汽车发动机原理合成一门课《汽车发动机构造与原理》进行讲授,相关内容有机穿插融合,使学生听课觉得有骨有肉,收到了较好的教学效果,学时也从最初的150减少到90,节省学时40%,国内同行专家认为这是个很好的创新.在多年编写补充教材和讲义的基础上,我们编写了《汽车构造与原理 上册 发动机》教材,于2004年8月由机械工业出版社正式出版,2005年进行第二次印刷,已经出版发行8000册,受到国内同行的认可.为了提高学生的实践能力,根据教学需要,我们于2005年又编写了《汽车构造与原理实训》教材,于2006年3月由机械工业出版社出版发行.同时,为了促进学生学习思考,我们又编写了《汽车构造与原理习题集》教材,今年6月由机械工业出版社出版发行,形成了课程的配套教材.2003年,我们开始进行了课程网站的建设,制作了大量的多媒体课件,收集了大量的课程资源,在网站上为学生答疑,并且被学校推荐参加首届广东省精品课程评选.在课程建设中,我们相继申请了《汽车发动机构造与原理课程改革与实践》,《汽车发动机构造与原理课件》,《汽车发动机常见故障诊断CAI研究》,《汽车应用类专业实践环节教学的探索与实践》等配套的教学研究课题,在学校的经费等支持下,进行了大量研究,课程改革逐步深入,取得了一定的成绩.我们的课程建设还在进行中,将随着历史的发展而发展.4-2 理论(含实践)课教学内容4-2-1 结合本校的办学定位,人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标1. 学校的办学定位,人才培养目标和生源情况韶关学院是经教育部批准组建的一所省属综合性普通本科高校,有本科专业32个,涵盖文,理,工,农,法,医,经济,教育,管理等9大学科门类;现有教职员工1487人,其中正高82人;全日制普通学生15078人,成人教育学生10047人.2006年面向全国19个省(自治区,直辖市)招生.在47年的办学历程中,作为粤北地区唯一的一所本科高校,韶关学院形成了具有自身特色的综合性学科格局,已成为粤北乃至粤,湘,赣"红三角"地区人才培养和知识,技术创新的重要基地.根据中共中央政治局委员,广东省委书记张德江2003年7月来我校视察时提出:"要把韶关学院办好,要建设一流的校园,保证一流的质量,培养一流的人才"的要求,目前,学校正以"三个一流"作为办学目标,坚持严谨治教,严谨治学,以"立志,崇德,勤学,创新"为校训,努力营造良好的育人环境,为地方经济建设和社会发展培养更多的优秀人才,为把韶关学院建设成有学科特色,学科优势的地方性,综合性本科院校而奋斗.2. 本课程在专业培养目标中的定位与课程目标根据学校建设有学科特色,学科优势的地方性,综合性本科院校的总体部署,我们通过市场调研和分析,确定以汽车后服务为我们的专业发展方向.近几年来,我们相继推出了汽车电子控制技术,汽车技术服务与贸易,汽车检测与维修 ,交通运输等专业方向(见学校招生目录),提出培养现代汽车维修,检测,监理,运用,培训,教学,经营的应用型高级专门人才(见专业培养计划),要求学生理论与实践并重.《汽车发动机构造与原理》是汽车类各专业的一门公共专业基础课,其教学质量如何,直接影响到后续的"汽车运用","汽车修理","汽车商务"等专业课的教学;同时,该课程又是基础课程的实际应用,牵涉学习过的制图,机械基础,普通物理学,电工电子学等众多课程,对巩固深化所学知识具有十分重要意义,所以该课程是汽车类各专业承上启下的一门轴心课程.根据专业培养计划和学校要求,我们制定了该门课程的课程标准,提出该课程的目标是:要求学生知道课程的性质,地位,研究对象,方法和学科发展动态,比较系统地掌握汽车发动机的总体结构,基本工作原理,分类以及各组成系统的作用,结构和工作原理,理解汽车发动机的主要性能指标及评价,并初步学会汽车发动机的拆卸,安装和主要调整, 培养和加强学生的理论联系实际的学习方法和作风,培养学生提出问题以及独立分析问题与解决问题的能力和创新能力,善于运用学过的基础知识分析专业课中问题.在具体实施课程培养目标中,我们始终抓住培养汽车运用型高级技术人才为主线,如在教材编写中,在课程讲授中,都是使理论紧密联系实际,目标明确,学生学了就能够用,激发了学生的学习积极性,通过本课程的学习,100%的学生都能够初步独立拆装一台汽车发动机,对其结构原理有比较清晰的理解,为后续的课程学习奠定了良好的基础,再经过汽车修理课程的学习,98%的学生都取得了国家劳动部颁发的中级汽车修理等级证书,12%的学生取得了高级汽车修理等级证书.4-2-2 知识模块顺序及对应的学时《汽车发动机构造与原理》课程将汽车的构造与理论有机融合,以应用为主线,以现代轿车为典型车型,系统地介绍了现代汽车发动机的总体结构,基本工作原理和各总成,部件的结构与工作原理,突出了现代汽车电子控制技术和新车型,新结构,新技术新标准的介绍.具体教学内容和学时不同的专业有所不同,以交通运输专业的汽车技术服务与商务专业方向为例,其知识模块由10章和发动机拆装及实操考试组成, 总学时90,融理论教学与实践教学为一体
傲慢的猩猩
一 绪论1.1 液压传动与控制概述液压传动与控制是以液体(油、高水基液压油、合成液体)作为介质来实现各种机械量的输出(力、位移或速度等)的。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比,具有传递功率大,结构小、响应快等特点,因而被广泛的应用于各种机械设备及精密的自动控制系统。液压传动技术是一门新的学科技术,它的发展历史虽然较短,但是发展的速度却非常之快。自从1795年制成了第一台压力机起,液压技术进入了工程领域;1906年开始应用于国防战备武器。第二次世界大战期间,由于军事工业迫切需要反应快、精度高的自动控制系统,因而出现了液压伺服控制系统。从60年代起,由于原子能、空间技术、大型船舰及电子技术的发展,不断地对液压技术提出新的要求,从民用到国防,由一般的传动到精确度很高的控制系统,这种技术得到更加广泛的发展和应用。在国防工业中:海、陆、空各种战备武器均采用液压传动与控制。如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹及火箭等。在民用工业中:有机床工业、冶金工业、工程机械、农业方面,汽车工业、轻纺工业、船舶工业。另外,近几年又出现了太阳跟踪系统、海浪模拟装置、飞机驾驶模拟、船舶驾驶模拟器、地震再现、火箭助飞发射装置、宇航环境模拟、高层建筑防震系统及紧急刹车装置等,均采用了液压技术。总之,一切工程领域,凡是有机械设备的场合,均可采用液压技术。它的发展如此之快,应用如此之广,其原因就是液压技术有着优异的特点,归纳起来液压动力传动方式具有显著的优点:其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率大;液压传动装置体积小、结构紧凑、布局灵活,易实现无级调速,调速范围宽,便于与电气控制相配合实现自动化;易实现过载保护与保压,安全可靠;元件易于实现系列化、标准化、通用化;液压易与微机控制等新技术相结合,构成“机-电-液-光”一体化便于实现数字化。1.2 液压机的发展及工艺特点液压机是制品成型生产中应用最广的设备之一,自19世纪问世以来发展很快,液压机在工作中的广泛适应性,使其在国民经济各部门获得了广泛的应用。由于液压机的液压系统和整机结构方面,已经比较成熟,目前国内外液压机的发展不仅体现在控制系统方面,也主要表现在高速化、高效化、低能耗;机电液一体化,以充分合理利用机械和电子的先进技术促进整个液压系统的完善;自动化、智能化,实现对系统的自动诊断和调整,具有故障预处理功能;液压元件集成化、标准化,以有效防止泄露和污染等四个方面。作为液压机两大组成部分的主机和液压系统,由于技术发展趋于成熟,国内外机型无较大差距,主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击和振动方面,有较明显改善。在油路结构设计方面,国内外液压机都趋向于集成化、封闭式设计,插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到较广泛的应用。特别是集成块可以进行专业化的生产,其质量好、性能可靠而且设计的周期也比较短。近年来在集成块基础上发展起来的新型液压元件组成的回路也有其独特的优点,它不需要另外的连接件其结构更为紧凑,体积也相对更小,重量也更轻无需管件连接,从而消除了因油管、接头引起的泄漏、振动和噪声。逻辑插装阀具有体积小、重量轻、密封性能好、功率损失小、动作速度快、易于集成的特点,从70年代初期开始出现,至今已得到了很快的发展。我国从1970年开始对这种阀进行研究和生产,并已将其广泛的应用于冶金、锻压等设备上,显示了很大的优越性。液压机工艺用途广泛,适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺,压力机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料,如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺,也可适用于校正和压装等工艺。由于需要进行多种工艺,液压机具有如下的特点:(1) 工作台较大,滑块行程较长,以满足多种工艺的要求;(2) 有顶出装置,以便于顶出工件;(3) 液压机具有点动、手动和半自动等工作方式,操作方便;(4) 液压机具有保压、延时和自动回程的功能,并能进行定压成型和定程成型的操作,特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制;(5) 液压机的工作压力、压制速度和行程范围可随意调节,灵活性大。二 150t液压机液压系统工况分析本机器(见图1.1)适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本机器具有独立的动力机构和电气系统。采用按钮集中控制,可实现调整、手动及半自动三种操作方式。本机器的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整,并能完成一般压制工艺。此工艺又分定压、定程两种工艺动作供选择。定压成型之工艺动作在压制后具有保压、延时、自动回程、延时自动退回等动作。 本机器主机呈长方形,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关,可实现半自动工艺动作的循环。2.2 工况分析本次设计在毕业实习调查的基础上,用类比的方法初步确定了立式安装的主液压缸活塞杆带动滑块及动横梁在立柱上滑动下行时,运动部件的质量为500Kg。1.工作负载 工件的压制抗力即为工作负载:2. 摩擦负载 静摩擦阻力:动摩擦阻力:3. 惯性负载自重:4. 液压缸在各工作阶段的负载值:其中: ——液压缸的机械效率,一般取 =0.9-0.97。工况 负载组成 推力 F/2.3负载图和速度图的绘制:负载图按上面的数值绘制,速度图按给定条件绘制,如图:三 液压机液压系统原理图设计3.1 自动补油的保压回路设计考虑到设计要求,保压时间要达到5s,压力稳定性好。若采用液压单向阀回路保压时间长,压力稳定性高,设计中利用换向阀中位机能保压,设计了自动补油回路,且保压时间由电气元件时间继电器控制,在0-20min内可调整。此回路完全适合于保压性能较高的高压系统,如液压机等。自动补油的保压回路系统图的工作原理:按下起动按纽,电磁铁1YA通电,换向阀6接入回路时,液压缸上腔成为压力腔,在压力到达预定上限值时压力继电器11发出信号,使换向阀切换成中位;这时液压泵卸荷,液压缸由换向阀M型中位机能保压。当液压缸上腔压力下降到预定下限值时,压力继电器又发出信号,使换向阀右位接人回路,这时液压泵给液压缸上腔补油,使其压力回升。回程时电磁阀2YA通电,换向阀左位接人回路,活塞快速向上退回。3.2 释压回路设计:释压回路的功用在于使高压大容量液压缸中储存的能量缓缓的释放,以免她突然释放时产生很大的液压冲击。一般液压缸直径大于25mm、压力高于7Mpa时,其油腔在排油前就先须释压。根据设计很实际的生产需要,选择用节流阀的释压回路。其工作原理:按下起动按钮,换向阀6的右位接通,液压泵输出的油经过换向阀6的右位流到液压缸的上腔。同时液压油的压力影响压力继电器。当压力达到一定压力时,压力继电器发出信号,使换向阀5回到中位,电磁换向阀10接通。液压缸上腔的高压油在换向阀5处于中位(液压泵卸荷)时通过节流阀9、换向阀10回到油箱,释压快慢由节流阀调节。当此腔压力降至压力继电器的调定压力时,换向阀6切换至左位,液控单向阀7打开,使液压缸上腔的油通过该阀排到液压缸顶部的副油箱13中去。使用这种释压回路无法在释压前保压,释压前有保压要求时的换向阀也可用M型,并且配有其它的元件。机器在工作的时候,如果出现机器被以外的杂物或工件卡死,这是泵工作的时候,输出的压力油随着工作的时间而增大,而无法使液压油到达液压缸中,为了保护液压泵及液压元件的安全,在泵出油处加一个直动式溢流阀1,起安全阀的作用,当泵的压力达到溢流阀的导通压力时,溢流阀打开,液压油流回油箱。起到保护作用。在液压系统中,一般都用溢流阀接在液压泵附近,同时也可以增加液压系统的稳定性。使零件的加工精度增高。3.3液压机液压系统原理图拟定上液压缸工作循环(1) 快速下行。按下起动按钮,电磁铁1YA通电,这时的油路为:液压缸上腔的供油的油路变量泵1—换向阀6右位—节流阀8—压力继电器11—液压缸15液压缸下腔的回油路液压缸下腔15—液控单向阀7—换向阀6右位—电磁阀5—背压阀4—油箱油路分析:变量泵1的液压油经过换向阀6的右位,液压油分两条油路:一条油路通过节流阀7流经继电器11,另一条路直接流向液压缸的上腔和压力表。使液压缸的上腔加压。液压缸15下腔通过液控单向阀7经过换向阀6的右位流经背压阀,再流到油箱。因为这是背压阀产生的背压使接副油箱旁边的液控单向阀7打开,使副油箱13的液压油经过副油箱旁边的液控单向阀14给液压缸15上腔补油。使液压缸快速下行,另外背压阀接在系统回油路上,造成一定的回油阻力,以改善执行元件的运动平稳性。(2) 保压时的油路情况:油路分析:当上腔快速下降到一定的时候,压力继电器11发出信号,使换向阀6的电磁铁1YA断电,换向阀回到中位,利用变量泵的柱塞孔从吸油状态过渡到排油状态,其容积的变化是由大变小,而在由增大到缩小的变化过程中,必有容积变化率为零的一瞬间,这就是柱塞孔运动到自身的中心线与死点所在的面重合的这一瞬间,这时柱塞孔的进出油口在配油盘上所在的位置,称为死点位置。柱塞在这个位置时,既不吸油,也不排油,而是由吸转为排的过渡状态。液压系统保压。而液压泵1在中位时,直接通过背压阀直接回到油箱。(3) 回程时的油路情况:液压缸下腔的供油的油路:变量泵1——换向阀6左位——液控单向阀7——液压油箱15的下腔液压缸上腔的回油油路:液压腔的上腔——液控单向阀14——副油箱13液压腔的上腔—节流阀8——换向阀6左位——电磁阀5——背压阀4——油箱油路分析: 当保压到一定时候,时间继电器发出信号,使换向阀6的电磁铁2YA通电,换向阀接到左位,变量泵1的液压油通过换向阀旁边的液控单向阀流到液压缸的下腔,而同时液压缸上腔的液压油通过节流阀9(电磁铁6YA接通),上腔油通过换向阀10接到油箱,实现释压,另外一部分油通过主油路的节流阀流到换向阀6,再通过电磁阀19,背压阀11流回油箱。实现释压。下液压缸的工作循环:向上顶出时,电磁铁4YA通电,5YA失电。进油路:液压泵——换向阀19左位——单向节流阀18——下液压缸下腔回油路:下液压缸上腔——换向阀19左位——油箱当活塞碰到上缸盖时,便停留在这个位置上。向下退回是在4YA失电,3YA通电时产生的,进油路:液压泵——换向阀19右位——单向节流阀17——下液压缸上腔回油路:下液压缸下腔——换向阀19右位——油箱原位停止是在电磁铁3YA,4YA都断电,换向阀19处于中位时得到的。四 液压系统的计算和元件选型4.1 确定液压缸主要参数:按液压机床类型初选液压缸的工作压力为25Mpa,根据快进和快退速度要求,采用单杆活塞液压缸。快进时采用差动连接,并通过充液补油法来实现,这种情况下液压缸无杆腔工作面积 应为有杆腔工作面积 的6倍,即活塞杆直径 与缸筒直径 满足 的关系。快进时,液压缸回油路上必须具有背压 ,防止上压板由于自重而自动下滑,根据《液压系统设计简明手册》表2-2中,可取 =1Mpa,快进时,液压缸是做差动连接,但由于油管中有压降 存在,有杆腔的压力必须大于无杆腔,估计时可取 ,快退时,回油腔是有背压的,这时 亦按2Mpa来估算。1) 计算液压缸的面积可根据下列图形来计算—— 液压缸工作腔的压力 Pa—— 液压缸回油腔的压力 Pa故:当按GB2348-80将这些直径圆整成进标准值时得: ,由此求得液压缸面积的实际有效面积为:2) 液压缸实际所需流量计算① 工作快速空程时所需流量液压缸的容积效率,取② 工作缸压制时所需流量③ 工作缸回程时所需流量4.2液压元件的选择4.2.1确定液压泵规格和驱动电机功率由前面工况分析,由最大压制力和液压主机类型,初定上液压泵的工作压力取为 ,考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为 (含回油路上的压力损失折算到进油腔),则液压泵的最高工作压力为上述计算所得的 是系统的静态压力,考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力,另外考虑到一定压力贮备量,并确保泵的寿命,其正常工作压力为泵的额定压力的80%左右因此选泵的额定压力 应满足:液压泵的最大流量应为:式中 液压泵的最大流量同时动作的各执行所需流量之和的最大值,如果这时的溢流阀正进行工作,尚须加溢流阀的最小溢流量 。系统泄漏系数,一般取 ,现取 。1.选择液压泵的规格由于液压系统的工作压力高,负载压力大,功率大。大流量。所以选轴向柱塞变量泵。柱塞变量泵适用于负载大、功率大的机械设备(如龙门刨床、拉床、液压机),柱塞式变量泵有以下的特点:1) 工作压力高。因为柱塞与缸孔加工容易,尺寸精度及表面质量可以达到很高的要求,油液泄漏小,容积效率高,能达到的工作压力,一般是( ) ,最高可以达到 。2) 流量范围较大。因为只要适当加大柱塞直径或增加柱塞数目,流量变增大。3) 改变柱塞的行程就能改变流量,容易制成各种变量型。4) 柱塞油泵主要零件均受压,使材料强度得到充分利用,寿命长,单位功率重量小。但柱塞式变量泵的结构复杂。材料及加工精度要求高,加工量大,价格昂贵。根据以上算得的 和 在查阅相关手册《机械设计手册》成大先P20-195得:现选用 ,排量63ml/r,额定压力32Mpa,额定转速1500r/min,驱动功率59.2KN,容积效率 ,重量71kg,容积效率达92%。2.与液压泵匹配的电动机的选定由前面得知,本液压系统最大功率出现在工作缸压制阶段,这时液压泵的供油压力值为26Mpa,流量为已选定泵的流量值。 液压泵的总效率。柱塞泵为 ,取 0.82。选用1000r/min的电动机,则驱动电机功率为选择电动机 ,其额定功率为18.5KW。4.2.2阀类元件及辅助元件的选择1. 对液压阀的基本要求:(1). 动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小。油液流过时压力损失小。(2). 密封性能好。结构紧凑,安装、调整、使用、维护方便,通用性大2. 根据液压系统的工作压力和通过各个阀类元件及辅助元件型号和规格主要依据是根据该阀在系统工作的最大工作压力和通过该阀的实际流量,其他还需考虑阀的动作方式,安装固定方式,压力损失数值,工作性能参数和工作寿命等条件来选择标准阀类的规格:序号 元件名称 估计通过流量型号 规格1 斜盘式柱塞泵156.8 63SCY14-1B 32Mpa,驱动功率59.2KN2 WU网式滤油器 160 WU-160*180 40通径,压力损失 0.01MPa3 直动式溢流阀 120 DBT1/315G24 10通径,32Mpa,板式联接4 背压阀 80 YF3-10B 10通径,21Mpa,板式联接5 二位二通手动电磁阀 80 22EF3-E10B6 三位四通电磁阀 100 34DO-B10H-T 10通径,压力31.5MPa7 液控单向阀80 YAF3-E610B 32通径,32MPa8 节流阀80 QFF3-E10B 10通径,16MPa9 节流阀80 QFF3-E10B 10通径,16MPa10 二位二通电磁阀30 22EF3B-E10B 6通径,压力20 MPa11 压力继电器- DP1-63B 8通径,10.5-35 MPa12 压力表开关- KFL8-30E 32Mpa,6测点13 油箱14 液控单向阀 YAF3-E610B 32通径,32MPa15 上液压缸16 下液压缸17 单向节流阀48 ALF3-E10B 10通径,16MPa18 单向单向阀48 ALF3-E10B 10通径,16MPa19 三位四通电磁换向阀 25 34DO-B10H-T20 减压阀 40 JF3-10B4.2.3 管道尺寸的确定油管系统中使用的油管种类很多,有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等,必须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。本设计中油管采用钢管,因为本设计中所须的压力是高压,P=31.25MPa , 钢管能承受高压,价格低廉,耐油,抗腐蚀,刚性好,但装配是不能任意弯曲,常在装拆方便处用作压力管道一中、高压用无缝管,低压用焊接管。本设计在弯曲的地方可以用管接头来实现弯曲。尼龙管用在低压系统;塑料管一般用在回油管用。胶管用做联接两个相对运动部件之间的管道。胶管分高、低压两种。高压胶管是钢丝编织体为骨架或钢丝缠绕体为骨架的胶管,可用于压力较高的油路中。低压胶管是麻丝或棉丝编织体为骨架的胶管,多用于压力较低的油路中。由于胶管制造比较困难,成本很高,因此非必要时一般不用。1. 管接头的选用:管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式联接件,它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各种条件。管接头的种类很多,液压系统中油管与管接头的常见联接方式有:焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、扣压式管接头、固定铰接管接头。管路旋入端用的连接螺纹采用国际标准米制锥螺纹(ZM)和普通细牙螺纹(M)。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封,广泛用于中、低压液压系统;细牙螺纹密封性好,常用于高压系统,但要求采用组合垫圈或O形圈进行端面密封,有时也采用紫铜垫圈。液压系统中的泄漏问题大部分都出现在它管系中的接头上,为此对管材的选用,接头形式的确定(包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等),管系的设计(包括弯管设计、管道支承点和支承形式的选取等)以及管道的安装(包括正确的运输、储存、清洗、组装等)都要考虑清楚,以免影响整个液压系统的使用质量。国外对管子的材质、接头形式和连接方法上的研究工作从不间断,最近出现一种用特殊的镍钛合金制造的管接头,它能使低温下受力后发生的变形在升温时消除——即把管接头放入液氮中用芯棒扩大其内径,然后取出来迅速套装在管端上,便可使它在常温下得到牢固、紧密的结合。这种“热缩”式的连接已经在航空和其它一些加工行业中得到了应用,它能保证在40~55Mpa的工作压力下不出现泄漏。本设计根据需要,选择卡套式管接头。要求采用冷拔无缝钢管。2. 管道内径计算:(1)式中 Q——通过管道内的流量v——管内允许流速 ,见表:允许流速推荐值油液流经的管道 推荐流速 m/s液压泵吸油管液压系统压油管道 3~6,压力高,管道短粘度小取大值液压系统回油管道 1.5~2.6(1). 液压泵压油管道的内径:取v=4m/s根据《机械设计手册》成大先P20-641查得:取d=20mm,钢管的外径 D=28mm;管接头联接螺纹M27×2。(2). 液压泵回油管道的内径:取v=2.4m/s根据《机械设计手册》成大先P20-641查得:取d=25mm,钢管的外径 D=34mm;管接头联接螺纹M33×2。3. 管道壁厚 的计算式中: p——管道内最高工作压力 Pad——管道内径 m——管道材料的许用应力 Pa,——管道材料的抗拉强度 Pan——安全系数,对钢管来说, 时,取n=8; 时,取n=6; 时,取n=4。根据上述的参数可以得到:我们选钢管的材料为45#钢,由此可得材料的抗拉强度 =600MPa;(1). 液压泵压油管道的壁厚(2). 液压泵回油管道的壁厚所以所选管道适用。4. 液压系统的验算上面已经计算出该液压系统中进,回油管的内径分别为32mm,42mm。但是由于系统的具体管路布置和长度尚未确定,所以压力损失无法验算。4.2.4系统温升的验算在整个工作循环中,工进阶段所占的时间最长,且发热量最大。为了简化计算,主要考虑工进时的发热量。一般情况下,工进时做功的功率损失大引起发热量较大,所以只考虑工进时的发热量,然后取其值进行分析。当V=10mm/s时,即v=600mm/min即此时泵的效率为0.9,泵的出口压力为26MP,则有即此时的功率损失为:假定系统的散热状况一般,取 ,油箱的散热面积A为系统的温升为根据《机械设计手册》成大先P20-767:油箱中温度一般推荐30-50所以验算表明系统的温升在许可范围内。五 液压缸的结构设计5.1 液压缸主要尺寸的确定1) 液压缸壁厚和外经的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知,承受内压力的圆筒,其内应力分布规律应壁厚的不同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径D与其壁厚 的比值 的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压缸,一般用无缝钢管材料,大多属于薄壁圆筒结构,其壁厚按薄壁圆筒公式计算设 计 计 算 过 程式中 ——液压缸壁厚(m);D——液压缸内径(m);——试验压力,一般取最大工作压力的(1.25~1.5)倍 ;——缸筒材料的许用应力。无缝钢管: 。= =22.9则 在中低压液压系统中,按上式计算所得液压缸的壁厚往往很小,使缸体的刚度往往很不够,如在切削过程中的变形、安装变形等引起液压缸工作过程卡死或漏油。因此一般不作计算,按经验选取,必要时按上式进行校核。液压缸壁厚算出后,即可求出缸体的外经 为2) 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度,可根据执行机构实际工作的最大行程来确定,并参阅<<液压系统设计简明手册>>P12表2-6中的系列尺寸来选取标准值。液压缸工作行程选缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖,其有效厚度t按强度要求可用下面两式进行近似计算。无孔时有孔时式中 t——缸盖有效厚度(m);——缸盖止口内径(m);——缸盖孔的直径(m)。液压缸:无孔时取 t=65mm有孔时取 t’=50mm3)最小导向长度的确定当活塞杆全部外伸时,从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点的距离H称为最小导向长度(如下图2所示)。如果导向长度过小,将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大,影响液压缸的稳定性,因此设计时必须保证有一定的最小导向长度。对一般的液压缸,最小导向长度H应满足以下要求:设 计 计 算 过 程式中 L——液压缸的最大行程;D——液压缸的内径。活塞的宽度B一般取B=(0.6~10)D;缸盖滑动支承面的长度 ,根据液压缸内径D而定;当D<80mm时,取 ;当D>80mm时,取 。为保证最小导向长度H,若过分增大 和B都是不适宜的,必要时可在缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导向长度H决定,即滑台液压缸:最小导向长度:取 H=200mm活塞宽度:B=0.6D=192mm缸盖滑动支承面长度:隔套长度: 所以无隔套。液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20~30倍。液压缸:缸体内部长度当液压缸支承长度LB (10-15)d时,需考虑活塞杆弯度稳定性并进行计算。本设计不需进行稳定性验算。5.2 液压缸的结构设计液压缸主要尺寸确定以后,就进行各部分的结构设计。主要包括:缸体与缸盖的连接结构、活塞与活塞杆的连接结构、活塞杆导向部分结构、密封装置、排气装置及液压缸的安装连接结构等。由于工作条件不同,结构形式也各不相同。设计时根据具体情况进行选择。设 计 计 算 过 程1) 缸体与缸盖的连接形式缸体与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关。本次设计中采用外半环连接,如下图1所示:图1 缸体与缸盖外半环连接方式优点:(1) 结构较简单(2) 加工装配方便缺点:(1) 外型尺寸大(2) 缸筒开槽,削弱了强度,需增加缸筒壁厚2)活塞杆与活塞的连接结构参阅<<液压系统设计简明手册>>P15表2-8,采用组合式结构中的螺纹连接。如下图2所示:图2 活塞杆与活塞螺纹连接方式特点:结构简单,在振动的工作条件下容易松动,必须用锁紧装置。应用较多,如组合机床与工程机械上的液压缸。
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