发动机重建:完整指南
无论是让发动机恢复如新,还是追求极致性能的个性化改装,亦或是修复经典车的爱好,在许多情况下,发动机重建都比单纯更换零件更有价值。重建发动机虽是一项艰巨的任务,但通过这份发动机重建完整指南,您在自家车库也能完成。
本指南不仅包含详细的分步流程和实用专业建议,更深入探讨了每位需要升级或大修发动机的车主都应了解的关键议题:何时选择重建而非维修,以及对比“发动机重建”与更换“翻新发动机”的优劣。
局部维修 vs. 发动机完整重建
面对历经高里程磨损的发动机,主要有两种处理方式:为节省成本而采取“哪坏修哪”的局部更换,或是进行完整的发动机重建。
局部维修法仅替换磨损或损坏的零件,其余部分保持原样。这种方法通常尝试使用标准尺寸的替换件,如轴承、衬套、活塞和气门。
显然,此举的核心动机是经济性。此类零散维修能让车辆继续行驶,但无法显著提升发动机性能。
那么,何时适合采用局部维修?当车辆和/或发动机因车龄过高或残值较低而不值得投入大量资金时,仅更换保证发动机继续运转的必需零件,其他维修可留待下任车主处理。
第二种升级方式是在发动机需要大修和/或您期望显著提升性能时,进行完整重建。这无疑是成本更高的方案,但也能带来更持久、更卓越的效果。
通过更换活塞环、活塞、轴承、排气门、正时链条或皮带等关键磨损部件,发动机可恢复“如新”状态。您可根据偏好购买发动机套件或单独采购所需部件。
此过程通常还涉及机械加工,例如曲轴磨削和气门座表面重修。
图源:Scooper
发动机重建 vs. 更换翻新发动机
若选择完整翻新,您面临两种选择:自行重建或更换“翻新发动机”。每种选择各有利弊。
首先,并非所有发动机都适合重建。若发动机缸体出现裂纹或严重损坏,则可能无法重建。
其次,您的发动机所需内部零件可能缺货,尽管售后市场通常为热门发动机型号备有充足组件。建议在开工前务必确认零件供应情况。
第三需考虑您的汽车DIY熟练程度和可用时间。如果您确认缸体可重复使用、所需零件供应充足且价格合理,并且您具备相应的时间和能力,自行重建发动机是更明智的选择。重建过程通常需要机械加工,预计需耗时一周甚至更久。
若上述条件不满足,可考虑用翻新发动机替换旧发动机。大多数翻新发动机制造商信誉良好,并提供质保。
请多方比较,评估此方案是否比自行重建更经济实惠,确认是否有与您车辆兼容的翻新发动机,并规划好从货车上卸下重达600磅发动机的物流方案。
如何重建发动机:所需工具与部件
若计划将现有发动机完全拆解至裸缸体并重建,您需要准备以下物品。
发动机吊机
首先需将发动机从车辆中取出。多数DIY爱好者使用发动机吊机(又称引擎起重机)。在自家车库操作,承载能力1-2吨的基础吊机足以胜任。
吊装平衡杆
当发动机由两侧链条悬挂时,可能因重量分布不均而倾斜,增加拆卸难度。吊装平衡杆可通过左右移动水平支撑杆来平衡和校正负载。部分吊机配套提供平衡杆。
发动机支架
发动机卸下后,需将其从吊机上移下。发动机支架能牢固锁定发动机缸体。多数支架支持360度旋转,方便您从各角度进行操作。
其他工具
- 发动机重建套件
- 凸轮轴轴承工具
- 气缸珩磨工具
- 气缸肩修整器
- 活塞环压缩器
- 连杆螺栓保护套
- 硅胶密封剂
- 正时齿轮拉器
- 扭力扳手
- 车轮挡块
- 发动机装配润滑剂
- 水性润滑剂
- 基础手动工具套装
- 电钻
- 黄铜冲头
- 空气压缩机
- 气枪与吹气管
- 翼子板护罩
- 千斤顶支架
- 手电筒
- 美纹纸胶带
- 永久标记笔
- 废油回收桶(至少2个)
- 塑料密封袋与储物盒:用于分类存放零件
- 维修手册
发动机重建所需新部件
高里程发动机的内部零件往往已磨损或损坏需更换。具体更换部件取决于其实际状况。
发动机缸体内,典型磨损件包括活塞、活塞销、活塞销衬套、活塞环、连杆轴承和主轴承。曲轴可加工修复,若无法修复则需更换。连杆可视情况复用或更换。
您可能需要新的气缸垫、气门室盖、气门室盖垫、油底壳、机油泵、谐波减振器和正时罩。若重建现有气缸盖,则需要新的进排气门、气门弹簧、摇臂、推杆及其相关硬件。有时您可直接购买已装配凸轮轴和气门的完整气缸盖。还需新的缸盖螺栓来固定缸盖。
其他必要部件包括水泵、节温器壳及相关垫片、节气门总成和飞轮。
如何重建发动机:操作步骤
以下是汽车发动机完整重建的步骤指南。
1. 拆卸发动机
步骤1:将车辆停放在吊机附近
需要宽敞、照明良好且地面平整的车库,确保有足够空间安置吊机并进行操作。
步骤2:拆卸发动机舱盖
标记铰链螺栓位置以便复原。小心拧松时,请他人协助抬起舱盖。注意部分舱盖连接着安装其上的大灯、转向灯和雾灯的电线,也需一并断开。
步骤3:断开发动机外部组件
为确保安全,首先务必断开电瓶负极电缆。
- 然后排空冷却液软管和散热器液体。特别注意避免损坏金属卡箍,其更换难度高于橡胶软管。
- 拆卸散热器和风扇护罩。
- 松开发电机、张紧器总成、冷却风扇和皮带。
- 断开进气管道和燃油管路。若您的车辆在熄火后燃油系统仍保持压力,需先释放燃油并卸压再断开连接。
提示:建议对发动机众多部件拍摄特写照片并用标记笔标注,这将极大简化后续重组过程。
步骤4:断开所有与发动机连接的线束
为断开变速箱连接,需先拆下排气歧管,并拧下所有可见的变速箱电气连接线。火花塞线可暂留后续处理。
步骤5:拆卸连接变速箱钟形壳与发动机的螺栓
顶起车辆并置于千斤顶支架上,然后用额外支架在底部支撑变速箱。在松开螺栓前使用支架支撑变速箱至关重要,因为一旦松开,变速箱将失去支撑。
注意:多数情况下,只要变速箱能被安全支撑,其本身无需从车辆上完全卸下。
步骤6:使用吊机卸下发动机
将吊机连接至气缸盖上的吊点或发动机顶部附近的大号螺栓,缓慢调节平衡杆开始提升发动机前端。
2. 分解发动机缸体
步骤1:获取您车辆专用的维修手册
务必参考制造商说明,了解重建您特定发动机所需的所有规格和细节。
提示:核对发动机识别号和铸造号,确认您正在处理的是目标发动机。
步骤2:检查发动机
检查缸体是否有过热、开裂和烧灼痕迹。检查各堵头和部件间密封处是否有液体泄漏。同时检查以往维修残留的过多密封胶。
步骤3:检查外部组件
转动皮带轮检查发电机皮带磨损迹象,听辨异响。然后对分电器施加压力检查是否存在间隙。同时检查离合器总成磨损情况。
步骤4:拆卸排气歧管
若排气歧管螺栓或螺柱腐蚀,注意避免损坏地拧松它们。使用润滑剂可能有帮助。否则,极其顽固的螺栓可能需要加热才能松动。
步骤5:拆卸发动机其余部分
从油底壳和气门室盖开始,然后是气缸盖。拆卸气缸盖时保护气门推杆:若弯曲或损坏则需更换。
步骤6:检查气缸孔径
若气缸磨损过度,重建成功几率渺茫。可使用千分尺测量孔径,或通过观察气缸肩部初步判断缸壁磨损。气缸肩是活塞环未到达因此未被磨损的区域。气缸磨损应低于此点。
通常,若磨损小于0.02英寸(约0.5毫米),原活塞可复用;否则需镗缸并使用加大活塞。
接着,用气缸铰刀去除气缸顶部附近的肩部。这将便于无损拆卸活塞,并允许安装带新活塞环的活塞。
步骤7:拆卸活塞与连杆总成
卸下连杆轴承盖后,在连杆螺栓端安装保护套,防止划伤缸体。拆卸后,将同一轴承盖装回对应连杆,并按编号配对保存。标记或按顺序存放零件,以便后续装回原气缸。
步骤8:拆卸并检查曲轴
使用曲轴安装板拆卸曲轴。按顺序保留旧主轴承,检查磨损和过多污垢。拆卸凸轮轴、平衡轴和辅助驱动装置。保持所有零件有序,因为需按正确顺序装回。注意位置地拆卸凸轮轴轴承。
检查裂纹和过热迹象。测量曲轴各项尺寸:轴颈直径、圆度、锥度和直线度。与维修手册规格对比。
若某些尺寸不符,标记后送机加工车间进行表面修复。然后重新测量曲轴,以便更换轴承,使曲轴与轴承间隙符合规格。
步骤9:完成分解
拆卸核心堵头、支架、导向销以及仍固定在缸体外的所有部件。检查缸体是否有裂纹。
图源:汽车趋势
3. 分解气缸盖
步骤1:压缩气门弹簧
使用气门弹簧压缩器压缩弹簧。然后卸下气门锁夹,缓慢释放弹簧压力。工具移除后,取下气门弹簧和垫片。再次保持这些组件有序。
步骤2:从缸盖取下气门
对每个气门,需清除气门和气门座上的积碳或污垢。避免用力过度划伤气门导管。使用染色渗透剂探查裂纹。
步骤3:检查每个气门
检查导管是否过度磨损,并检查气门座凹陷情况。同时考虑检查:
- 使用千分尺检查磨损且不符合规格的气门杆。更换。
- 磨损的气门锁夹槽。更换。
- 更换边缘过薄的气门。
- 长度、张力和垂直度:更换所有超出规格的磨损弹簧。
步骤4:修复磨损的气门导管
更换并加工凹陷的气门座,重新研磨所有不更换的气门。然后使用发动机机油润滑气门杆,并安装气门杆油封。
4. 重组发动机缸体
发动机重建步骤已完成一半。现在开始重组,牢记分解流程并按反向顺序操作。这正是之前拍照、标记和保持零件有序能极大简化步骤的原因。
步骤1:清洁拆卸的部件
此时发动机应完全分解。排列所有计划复用的零件,并彻底清洁每个组件。随后用温水和可溶性清洁剂清洗零件。然后用压缩空气吹干。
步骤2:清洁发动机缸体
对缸体和缸盖执行相同清洁和干燥,为重组做准备。检查缸体和缸盖是否有损坏迹象。
步骤3:安装曲轴和主轴承盖
用高压润滑脂润滑凸轮轴轴承,然后安装凸轮轴。由于轴承盖对位置和方向敏感,需从中心向两侧按顺序拧紧至缸体。转动曲轴检查是否卡滞。
步骤4:按规格安装正时链条或皮带
对齐上止点标记,正确设置凸轮轴角度轮,配合曲轴/活塞正时以及发动机进气、压缩、做功和排气冲程的相应气门正时序列。
步骤5:安装新活塞、活塞环、垫片和密封件
检查活塞环端隙是否符合原厂规格。若环直径过小,端隙会过大;若过大,则可能过紧甚至卡滞,发动机热机时甚至可能断裂。
步骤6:安装气缸垫
气缸垫可能有方向性,确保正确安装。
然后安装新气缸盖。用润滑剂或原厂密封剂润滑螺栓螺纹和垫圈,然后按原厂指定的顺序分三步拧紧螺栓。
步骤7:安装新气门系统
安装过程中始终润滑零件,并按需调整气门间隙。
5. 重新安装发动机
步骤1:将发动机装回吊机
发动机现在应已完全重组并准备就绪。将发动机装回吊机,然后放入车辆。回想之前的拆卸顺序;现在您只需反向操作。
步骤2:重新连接发动机
同样按拆卸的逆序,重新连接所有软管、电气接头和线束。然后加注发动机机油和防冻液。
步骤3:测试发动机
进行最终检查,确保每个部件各归其位。发动机现在应可启动。为确保重建发动机获得最佳性能和寿命,请参考手册执行精确的启动与磨合程序。