淺談發動機緊固件的重要點

汽車發動機的動力性和可靠性在很大程度上取決於緊固件的質量。

發動機活塞的高速運動,可以導致許多相鄰的部件損壞,唯一能將其固定到位的是一系列緊固件。同樣,氣缸體可以對氣缸蓋施加數千磅的壓力,這意味著氣缸蓋螺栓必須足夠堅固,能夠承受巨大的力,以保持燃燒室的工作。如果沒有這些緊固件,汽車引擎就會崩潰。

淺談發動機緊固件的重要點

在汽車製造業中,確保緊固件處於良好的工作狀態並正確安裝是非常重要的。發動機螺栓裝配的一些核心考慮因素是選擇能夠承受特定載荷工況的設計,可以適用於精確的擰緊和壓縮量,以及預測特定應用中涉及的螺栓拉伸程度。通過解決這些緊固件問題,製造商和工程師可以幫助防止昂貴的發動機產生故障,並確保汽車運行可靠。

發動機緊固件設計

淺談發動機緊固件的重要點

發動機緊固件設計的一個重要特點是:螺栓或螺柱上螺紋的形狀和質量。

螺紋可以用車床加工而成的,然後對這些切割的零件進行硬化處理,以提高其機械強度。但發動機緊固件通過滾絲或搓絲螺紋比普通的車床加工的螺紋強得多,滾絲螺紋緊固件的耐磨性是標準切削螺紋的10倍,通常缸體缸蓋緊固件螺紋通過熱處理後再滾絲形成。

緊固件尺寸對於正確的發動機裝配同樣重要。

緊固件杆部長度和直徑可以根據緊固件的類型而變化。例如,發動機螺栓通常在頭部附近有一個直徑稍粗的杆。這種設計加強了最後一段螺紋的公差,可以承受更高的機械壓力。對於發動機缸體緊固件,長的螺柱通常具有均勻的桿直徑,而較短的螺柱在其中心附近具有較小的直徑。較窄的杆中心使短螺柱能夠更有效地拉伸,並平衡較長螺柱上的夾緊壓力。

發動機曲軸,連桿緊固件裝配間隙

發動機的曲軸和連桿緊固件具備一定的間隙是其正常運轉的必要條件,因為曲軸在工作時,會因為溫度的上升而發生膨脹,有一定的軸向移動,預留的間隙是為保證其膨脹後仍能正常運轉。但該間隙又不能預留過大,如果預留間隙過大,在發動機工作時,曲軸和連桿會產生不正常的軸向竄動,導致活塞偏缸、連桿彎曲等故障發生。

所以在發動機裝配過程中,曲軸、連桿的裝配間隙作為裝配過程中的一項重要指標,要受到嚴格的監控。無論是手動裝配或者是流水線生產,都會採取必要的措施對曲軸、連桿間隙進行測量,對間隙不合格的產品進行故障排除,確保間隙合格後才可繼續進行下一步的生產。

在大多數汽車生產企業中,間隙測量設備一般僅在流水生產線中使用。對於發動機研發和試裝過程中的曲軸、連桿間隙測量,則僅依靠塞尺等原始工具進行手工測量,測試精度往往無法滿足試驗機型的需求,導致問題發動機無法被正確測量,從而影響相關的試驗數據,並導致試驗失敗。

連桿螺栓承受載荷能力

一般來說,功率更大的發動機會產生更大的機械力,因此需要比普通發動機更強的螺栓。然而,無論發動機功率如何,連桿螺栓通常是最關鍵的緊固件類型之一。

淺談發動機緊固件的重要點

淺談發動機緊固件的重要點

這些螺栓必須比任何其他發動機緊固件承擔更多的往復應力,並能承受活塞運動產生的所有力。當安裝連桿螺栓時,確定它將要承受多少負荷是很重要的。計算載荷時包括測量活塞連桿機構克服往復運動部件的重量和最大發動機轉速時產生的壓力。

連桿螺栓彈性形變能力

除了負載之外,杆螺栓還需要適應連桿的彈性形變。當汽車加速時,連桿處的連接處開始伸展,連桿螺栓會承受彎曲負載。這些螺栓必須對彈性形變部件施加更大的力來夾緊,以防止連桿連接處斷裂。擰緊杆螺栓時,最好滿足製造商建議的拉伸值。同樣,使用不同於製造商推薦的螺栓潤滑劑也會影響扭矩。

缸蓋螺栓使用

發動機缸蓋墊片是汽車上最重要的部件之一。該墊圈密封燃燒室中氣缸之間的間隙,以保持發動機必要的壓縮比並防止洩漏。施加所需夾緊力以保持缸蓋密封墊就位和固定氣缸蓋的缸蓋螺栓經常暴露在極高的機械壓力下。雖然這些緊固件似乎是不會有任何彈性形變,但它們實際上是相對一個平面產生拉伸作用並施加壓力,這對於確保墊圈密封是至關重要的。螺栓不能進一步拉伸的屈服點會在缸蓋墊圈和氣缸上提供最高水平的夾緊力。

缸蓋螺栓安裝

正確安裝螺栓頭很大程度上取決於扭矩質量。不同尺寸的螺栓需要不同的擰緊強度,螺栓長度及摩擦係數也不同。一般來說,減少摩擦會降低扭矩要求,因此大多數螺栓都會受益於製造商規定的潤滑方法。重複使用螺栓也可以降低摩擦力和增加夾緊力,因為螺紋可能在多個發動機循環過程中磨光。但是,隨著時間的推移,這最終會導致變形或螺栓故障,因此在重複使用螺栓時可能需要定期檢查。

下面再介紹一些可能有助於發動機緊固件安裝和維護的,附加註意事項,包括:

扳手精度:無論是使用刻度盤、偏轉梁還是可調扭矩扳手,檢查並確保工具校準到適當的扭矩值都是一個有益的預防措施。

螺紋清潔度:髒的或有凹痕的螺紋會大大降低螺栓的功能,因此用鋼絲刷清潔螺紋並更換任何損壞的緊固件可以防止夾緊力的損失。

螺栓尺寸:螺栓長度應始終與孔的深度相對應,因為深孔中的短螺栓可能導致螺紋被拔出。此外,同一位置的螺栓做一下比較以確保長度的統一性有助於消除無法正確擰緊拉長的螺栓。

擰緊方式:在大多數情況下,需要逐步擰緊螺栓,以確保夾緊力均勻,並降低意外頭部變形的風險。

當然,最重要的提示是遵循製造商的建議。準確的螺栓擰緊順序和扭矩要求通常可以在發動機或螺栓製造商提供的維修手冊或規格表中找到。在大多數情況下,最好遵循製造商的規範,而不是估計安裝參數。


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