多缸发动机曲柄连杆机构的构造维修

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1、汽修专业工艺、实习一体化教学课 题 授 课 计 划2010 至 2011 学年度 上 学期 第 周 第 1 页审批意见 （签字） 年 月 日授课班级 本课题需课日 实 施 日 期 天 月 日至 月 日课题名称： 课题三、曲柄连杆机构的构造维修 目的要求： 1、正 确 理 解 并 掌 握 曲柄连杆机构构 造 组 成 与 工作原理；2、掌 握 曲柄连杆机构的正确拆装与 调整方法；重点难点：重 点 ：曲柄连杆机构的 构 造 组 成 与 工作原理；难 点 ：曲柄连杆机构的拆装与调整。设备、工具、教具等： 四缸柴油发动机、教具机、常用工具、 机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组、挂图等。 相关工艺知识：授课内

2、容 授课时间编写日期 指导教师 周永钢课题图样及技术要求、课日授课计划（附后）时间 教 学 内 容 教 法1045一、组织教学：1考勤、检查同学着装；2强调安全文明生产的基本要求；3明确实习任务。二、相关工艺知识：（一）、曲柄连杆机构的功用及组成；1.功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。2.工作条件：曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐 蚀作用。3.组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。4.

3、作用在曲柄连杆机构上有气体力和运动质量惯性力。（二）、机体组 1.机体组的功用及组成现代汽车发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。镶气缸套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶 和气缸壁一起形成燃烧室。2. 机体 机体的工作条件及要求机体是气缸体与曲轴箱的连铸体。大多数水冷发动机气缸体与曲轴箱连铸在一起，而且多缸发动机的各个集合点名集体进行讲解。板书、挂图、举例合并讲解与引导。时间 教 学 内 容 教 法45气缸也合铸成一个整体。 机体材

4、料 一般用高强度灰铸铁或铝合金铸 造。最近，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。 机体构造与气缸排列形式、气缸结构形式和曲轴箱结构形式有关。气缸排列形式有 3 种：直列式、 V 型和水平对置式。 气缸结 构形式：无气缸套式、干气缸套式和湿气缸套式。干气缸套式机体是在一般灰铸铁机体的气缸套座孔内压入或装入干式气缸套式气缸套不与冷却液接触。湿气缸套式机体，其气缸套外壁与冷却液直接接触。 按曲 轴 箱结构形式的不同机体有平底式、龙门式和隧道式 3 种。平底式机体的底平面与曲轴轴线齐平。龙门式机体是指底平面下沉到曲轴轴线以下的机体机体底平面到曲轴轴线的距离称作龙门高度。隧道式机体是指主轴承孔不剖

5、分的机体结构。作业：曲柄连杆机构的功用及组成3. 气缸盖 气缸盖工作条件及要求为了保证气缸的良好密封，气缸盖既不能损坏，也不能变形。为此气缸盖应具有足够的强度和刚度。 应对气缸盖进行良好的冷却。 气缸盖材料一般都由优质灰铸铁或合金铸铁铸造，轿车用的汽油机则多采用铝合金气缸盖。板书、挂图、举例合并讲解与引导。时间 教 学 内 容 教 法45 气缸盖构造气缸盖是结构复杂的箱形零件。其上加工有进、排气门座孔，气门导管孔，火花塞安装孔(汽油机) 或喷油器安装孔( 柴油机 )。水冷发动机的气缸盖有整体式、分块式和单体式 3 种结构形式。 燃烧室当活塞位于上止点时，活塞顶面以上、气缸盖底面以下所形成的空间

6、称为燃烧室。在汽油机上广泛应用的燃烧室有：1)浴盆形燃烧室；2)楔形燃 烧室；3) 半球形燃烧室；4)多球形燃烧室；5)篷形燃 烧室柴油机的分隔式燃烧室有两种类型：1)涡流室燃烧室；2)预燃室燃烧室4. 气缸衬垫 气缸衬垫的功用、工作条件及要求作用是保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。气缸衬垫应该具有足够的强度，并且要耐压、耐热和耐腐蚀。另外，还需要有一定的弹性。 气缸衬垫的分类及结构气缸衬垫可分为金属石棉衬垫、金属复合材料衬垫和全金属衬垫等多种。5. 油底壳主要功用是储存机油和封闭机体或曲轴箱。6. 发动机的支承方法，一般有三点支承和四点支承两种。三点支承可布置成前

7、一后二或前二后一。采用四点支承法时，前后各有两个支承点。作业：气缸盖、气缸衬垫、油底壳相关概念板书、挂图、举例合并讲解与引导。时间 教 学 内 容 教 法45（三）、曲柄连杆机构1. 曲柄连杆机构的功用及组成将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。曲柄连杆机构由活塞组、 连杆组和曲 轴飞轮组的零件组成。2. 活塞组：1）活塞 活塞的功用及工作条件承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。此外活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。 活塞材料 现代汽车发动机不论是汽油机还是柴油机广泛采用铝合金活塞，极少数汽车发动

8、机上采用铸铁或耐热钢活塞。 活塞构造 由顶部、头 部和裙部等 3 部分构成。活塞顶部。汽油机活塞顶部的形状与燃烧室形状和压缩比大小有关。大多数汽油机采用平顶活塞，其 优点是受热面积小，加工简单。柴油机活塞顶部形状取决于混合气形成方式和燃烧室形状。柴油机还有另一类燃烧室，称为直喷式燃烧室。活塞头部。在活塞头部加工有用来安装气环和油环的板书、挂图、举例合并讲解与引导。气环槽和油环槽。活塞环槽的磨损是影响活塞使用寿命的重要因素。活塞裙部。裙部的形状应该保证活塞在气缸内得到良好的导向。 活塞销孔轴线朝主推力面一侧偏离活塞轴线 12mm。时间 教 学 内 容 教 法45 活塞的冷却：自由喷 射冷却法；

9、振荡冷却法；强制冷却法。 活塞的表面处理：活塞顶进行硬模阳极氧化处理；活塞裙部镀锡 或镀锌；在活塞裙部涂覆石墨；作业：活塞相关概念。2）活塞环 活塞环的功用及工作条件活塞环分气环和油环两种。 气环的主要功用是密封和传热。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁，避免活塞过热。油 环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。 活塞环材料及表面处 理 目前广泛应用的活塞环材料有优质灰铸铁、球墨铸铁、合金 铸铁和钢带等。 气环 气 环开口形状： 开口形状对漏气量有一定影响。直板书、挂图、举例合并讲解与引导。

10、开口工艺性好，但密封性差；阶梯形开口密封性好，工艺性差；斜开口的密封性和工艺性介于前两种开口之间. 气环的断面形状： 矩形，锥面环，扭曲 环断面，梯形环，桶面环， 。 油环 油环类型：槽孔式、槽孔撑簧式和钢带组合式 3 种。时间 教 学 内 容 教 法453) 活塞 销 活塞 销的功用及工作条件 活塞销用来连接活塞和连杆，并将活塞承受的力传给连杆。 活塞销材料及 结构 一般为低碳钢或低碳合金钢。作业：活塞环与活塞销相关概念。3. 连杆组 包括连杆体、连杆盖、 连杆螺栓和连 杆轴承等零件。习惯上常常把连杆体、 连杆盖和连杆螺栓合起来称作连杆，有时也称连杆体为连杆。 连杆组的功用及材料将活塞承受的

11、力传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆体和连杆盖由优质中碳钢或中碳合金钢，连杆螺栓通常用优质合金钢 40Cr 或 35CrMo 制造。一般均经喷丸处理以提高连杆组零件的强度。连杆构造 连杆由小头、杆身和大头构成。 连杆小头在汽车发动机中连杆小头与活塞销的连接方式有两种，即全浮式和半浮式。板书、挂图、举例合并讲解与引导。 连杆杆身杆身断面为工字形，刚度大、质量轻、适于模 锻。 连杆大头连杆大头是剖分的，连杆盖用螺栓或螺柱紧固， 平切口连杆，斜切口连杆。汽油机均采用平切口连杆。柴油机连杆既有平切口的也有斜切口的。作业：连杆组相关概念。时间 教 学 内 容 教 法454.曲轴飞轮组

12、 1）曲轴 曲轴的功用及材料功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。曲轴一般由 45、40Cr、35Mn2 等中碳钢和中碳合金钢模锻而成，轴颈表面 经高频淬火或氮化处理，最后进行精加工。 曲轴构造 曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。一个曲柄销，左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐。 曲拐布置与多缸发动机的工作顺序各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。当气缸数和气缸排列形式确定之后，曲拐布置就只取决于发动机工作顺序。在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次。对 于气缸数为 i

13、 的四冲程发动机，其发 火间隔角应为 720/i，2）曲轴前、后端密封板书、挂图、举例合并讲解与引导。曲轴前端借助甩油盘和橡胶油封实现密封。现代汽车发动机上曲轴后端的密封越来越多地采用与曲轴前端一样的自紧式橡胶油封。3) 曲轴 扭转减振器为了消减曲轴的扭转振动，现代汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减振器。汽车发动机多采用橡胶扭转减振器、硅油扭 转减振器和硅油 橡胶扭转减振器等。时间 教 学 内 容 教 法2h304) 飞轮在作功行程中发动机传输给曲轴的能量，除对外输出外， 还有部分能量被飞轮 吸收，从而使曲 轴的转 速不会升高很多。轮还有下列功用：飞轮是摩擦式离合器的主动件；在飞轮

14、轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈 2；在飞轮上还刻有上止点记号，用来校准点火定时或喷油定时以及调整气门间隙。5. 汽车发动机滑动轴承1）连杆轴承和主轴承 连杆轴承和主轴承均由上、下两片轴瓦对合而成。轴瓦在自由状态时，两个结 合面外端的距离比轴承孔的直径大，其差值称为轴瓦的 张开量。2）曲轴止推轴承 为了保证曲轴轴向的正确定位，需装设止推轴承，而且只能在一处设置止推轴承，以保 证曲轴受热膨胀时能自由伸长。曲轴止推轴承有翻边轴瓦、半圆环止推片和止推轴承环 3 种形式。板书、挂图、举例合并讲解与引导。 翻 边轴瓦 (是将轴瓦两侧翻边作为止推面，在止推面上浇铸减摩合金。轴瓦的止推面与曲轴止推面之间

15、留有0.060.25mm 的间隙，从而限制了曲轴轴向窜动量。 半圆环止推片一般为四片，上、下各两片，分别安装在机体和主轴承盖上的浅槽中，用定位舌或定位销定位，防止其转动。装配时，需将有减摩合金层的止推面朝向曲轴的止推面，不能装反。止推轴承环为两片止推圆环，分别安装在第一主轴承盖的两侧。 作业：曲轴飞轮组, 汽车发动机滑动轴承相关概念。时间 教 学 内 容 教 法2h30三、操作示范：1、各类拆装工具的正确使用。2、曲柄连杆机构机构各个零部件的拆装方法。3、配气正时的正确调整方法。4、活塞环开口位置的正确调整方法。5、连杆瓦与曲轴瓦的正确研磨方法。四、指导讲解：1 安全文明生产的遵守情况。2 曲柄连杆机构机构各个零部件的拆装方法的正确性。3 配气正时调整方法的正确性。五、课题讲评：1、 课题评定，优者表扬，差者鼓励。2、 总结分析在学习和理解记忆过程中出现的问题。3、 写出本课题的学习心得。七、课日记事（附后）。边示范边讲解。个别与集体相结合进行指导，发现问题及时处理。总结分析法进行讲解。