课题
曲柄连杆机构构造与维修
1概述2机体组的构造与维修
课型理论班级时间第周星期第
节
导学目标能正确描述曲柄连杆机构的组成
能简单叙述各主要零部件的构造和装配关系
能正确描述曲柄连杆机构主要机件的受力情况和工作原理
重点发动机的常用术语、发动机的基本工作原理
难点发动机主要性能指标
教学方法手段讲授、投影、教学光盘
导学过程设计
教师活动学生活动时间I复习
发动机的总体构造
II新课
单元二曲柄连杆机构构造与维修
1概述
1.1功用与组成
1.1.1功用:
将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能,再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力汽油机和柴
油机有何区
别?
5
10
教师活动学生活动时间
1.1.2组成
1.机体组:气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸
盖和气缸垫---不动件
2.活塞连杆组:
由活塞、活塞环、活塞销和连杆------运动件
3.曲轴飞轮组:曲轴、飞轮、减振器
1.2工作原理与工作条件
1.2.1气体作用力
曲柄连杆机构受的力主要有气压力P,往复惯性力Pj,
旋转离心力Pc和摩擦力F 15
1.气压力:气压力P 的集中力PP 分解为侧压力NP 和SP , SP 分解为RP 和TP ,RP 使曲轴主轴颈处受压,TP 为周向产生转矩的力。
(1)作功行程:侧压力NP 向左,活塞的左侧面压向气缸壁,左侧磨损严重
(2)压缩行程:侧压力NP 向右,活塞的右侧面压向气缸壁,左侧磨损严重
2.往复惯性力Pj :活塞在上半行程时,惯性力都向上,下半行程时,惯性力都向下。在上下止点活塞运动方向改变,速度为零,加速度最大,惯性力也最大;在行程中部附近,活塞运动速度最大,加速度为零,惯性力也等于零
3.离心惯性力PC :旋转机件的圆周运动产生离心惯性力,方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与周颈的磨损,也引起发动机振动而传到机体外
4.摩擦力F :指相互运动件之间的摩擦力,它是造成配合表面磨损的根源 2 机体组
机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。 2.1气缸体 1.构造
气缸体内引导活塞做往复运动的圆筒就是气缸,气缸外
活塞运动时侧压力大的一侧是左侧还是右侧,为什么?
归纳这几个力的作用 100
N P
P R P SP TP
P P P SP R P N P TP
面制有水套以散热。曲轴箱上有主轴承座孔,还有主油
道和分油道
2.气缸的排列形式
(1)直列式:多用于六缸以下的发动机。
(2)V型式:
(3)对置式:是V型的特殊形式
3.曲轴箱的型式
(1)平分式
特点:刚度小,前后端呈半圆形,与油底壳接合面
的密封较困难。
应用:中小型发动机。
(2)龙门式
特点:刚度较大,油底壳前后端为一平面,密封简
单可靠。
应用:大中型发动机。
(3)隧道式
特点:刚度最大,主轴承同轴度易保证,主轴承用
滚动轴承。
应用:负荷较大的柴油机。
2.2油底壳
1.功用:贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。
2.构造:
(1)用薄钢板冲压而成。
你知道哪些
发动机是直
列的?哪些
是V型的?
(2)内部设有稳油挡板,以防止汽车振动时油底壳油
面产生较大的波动。
2.3气缸套
1.目的:解决成本与寿命之间的矛盾。
气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套,而缸
体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成,这样,
既延长了使用寿命,又节省了好材料。
2.型式
(1)干式缸套1~3mm
定义:不直接与冷却水接触。
特点:
1)壁厚较薄(1mm~3mm);
2)与缸体承孔过盈配合;
3)不易漏水漏气。
(2)湿式缸套
定义:其外表面直接与冷却水接触。
特点:
1)壁厚较厚(5mm~9mm);
2)散热效果好;
3)易漏水漏气;
4)易穴蚀
定位:
1)径向:靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆
环带A和B。
2)轴向:利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。
密封:
上部:缸套顶面高出缸体0.05mm~0.15mm,当气缸盖
螺栓拧紧后,缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合
处,承受较大的压紧力。
为什么镶缸
套?
牢记干式缸
套与湿式缸
套的区别及
各处的应用
1)下部:1~3个耐热耐油的橡胶密封圈
2.4气缸盖
1.结构:气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、
气门导管孔和进排气门座、火花塞孔(汽油机)或喷油
器座孔。
2.汽油机燃烧室
(1)半球形燃烧室:其特点为
1)气门成横向V型排列,因此气门头部直径可以做得
较大,换气好;
2)火花塞位于燃烧室的中部火焰行程短,燃烧速度最
高,动力性、经济性最好。是高速发动机常用的燃烧室;
3)CO和HC排放最少,而NO的排放较高。
(2)楔形燃烧室:其特点为
1)气门斜置,气流导流较好,充气效率高;
2)有挤气—冷激面,可形成挤气涡流;
燃烧速度较快,CO和HC排放较低而NO排放稍高。
(3)盆形燃烧室:其特点为
1)气门平行于气缸轴线;
2)有挤气—冷激面,可形成挤气涡流;
3)盆的形状狭窄,气门尺寸受限,换气质量较差,燃烧
速度较低,CO和HC排放较高而NO的排放较低
能区分三种
不同燃烧室
的特点
2.5气缸垫
1.作用:
2.构造:金属—石棉垫:
(见a、b)外包铜皮和钢片,且在缸口、水孔、油道口
周围卷边加强,内填石棉(常掺入铜屑或钢丝,以坚强
导热)。
(1)金属骨架—石棉垫:以编织的钢丝网(图c)或有
孔钢板(图d)为骨架,外覆石棉,只在缸口、水孔、油
道口处用金属片包边。
纯金属垫:(见图e)由单层或多层金属片(铜、铝或低
碳钢)制成,用于某些强化发动机
安装注意:金属皮的金属—石棉垫,缸口金属卷边一面
应朝向易修整接触面或硬平面。
切记气缸垫
的安装要求
归纳小结曲柄连杆机构的组成与功用
机体组的主要结构特点
5 复习思考题P58一(1);二(1,2)
课题 3 活塞连杆组
课型理论班级时间第周星期第节
导学目标通过学习:
1.正确描述活塞、活塞环、连杆,熟悉活塞销、连杆轴承等机件的功用、材料、及结构特点。
2.正确描述活塞环的三隙及其密封原理,理解活塞环的泵油原理。3.正确描述活塞连杆组的安装方向及记号要求。
重点活塞、活塞环、连杆的结构特点
难点活塞头部结构特点、扭曲活塞环原理
教学方法手段讲授、启发、讨论
导学过程设计
教学活动学生活动时间
回述上次课主要内容,向学生提问。
3活塞连杆组(P32)
组成机件:活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴承
3.1活塞(P32)
3.1.1功用,工作条件,要求,材料
功用是与气缸盖、气缸壁组成燃烧室,承受气体压力并通过连杆传给曲轴。要求:足够的强度、刚度,质量尽可能小,导热性好、耐热性及耐磨性好,热膨胀小。材料:广泛采用铝合金,部分柴油机采用高级铸铁、耐热钢。
3.1.2构造
可分为顶部、头部、裙部,画简图说明。
顶部(作用;结构:平顶-汽油机;
凸顶-二冲程;凹顶-调节压缩比;
成形顶-柴油机)
头部(作用、环槽的结构)
裙部(作用:导向及承受侧压力;
构造:一薄壁圆筒,销座孔及卡环槽)
除正常结构外:
锥形(上小下大)、椭圆(长轴垂直于销)、绝热和膨胀槽、双金属活塞、隔热与冷却、偏置销座复习问题:
活塞受哪些作用
力?其主要承压侧
是哪侧?
气缸为什么要镶
套?
气缸垫的安装应注
意什么问题?
活塞防止热变形的
措施有哪些?
活塞头部为什么要
椭圆?其长轴在哪
个方向?
10
40
教师活动学生活动时间
3.2活塞环(P35)
3.2.1分类,功用,工作条件,材料(第一道环处理)。
3.2.2三个间隙(GP36)
3.2.3气环(GP36)
1)密封机理
2)断面形状及优缺点
3)泵油作用及危害
4)安装要求(主要是锥形环及扭曲环)
3.2.4油环(整体式和组合式)
3.3活塞销(P37)
1、功用,工作条件,材料,断面形状
2、与座孔及小头的连接方式:全浮式、半浮式
小结:
活塞环的识别与安装
活塞连杆组的安装方向记号要求。
理解密封机
理
活塞环密封
的哪一次密
封起主要作
用?
60
20
5 目标测试题目P58一2;二
6 、7、8
课题 4 曲轴飞轮组
课型 理论 班级 时间 第 周 星期 第 节
导学
目标 通过学习:
1.正确描述曲轴、飞轮的主要结构特点,。
2.正确描述曲柄连杆机构的维护主要内容及方法。
重点 曲轴的构造、积炭的清除、曲柄连杆机构的检查与调整
难点
曲轴的构造、曲柄连杆机构的检查与调整
教学方法手段 讲授、启发、讨论
导 学 过 程 设 计 教学活动
学生活动 时间
回述上次课主要内容,向学生提问。
3.4连杆(P38)
a) 功用、组成与结构
小头,杆身,大头、连杆轴承、螺栓
小头(有青铜衬套、喷溅润滑的油道)杆身(工字形断面)大头(一般为分开式,另一部分称为连杆盖,组合加工,记号)
2.大头切口型式与定位
平切口(连杆螺栓上的精加工圆柱台或光杆与精加工的螺栓孔来保证)斜切口(止口定位、套筒定位、锯齿定位)
3.V 型发动机连杆布置形式
(1)并列连杆式(2)主副连杆式(3)叉形连杆式
4.连杆螺栓及锁止
5.轴承(钢背和减磨层组成的分开式薄壁轴承,自由状态下曲率半径大于承孔,定位唇)
目前常用的减磨合金有白合金、铜铅合金和铝基合金。
4 曲轴飞轮组(P46)
组成机件:曲轴、飞轮、正时齿轮、皮带轮、扭转减震器 4.1曲轴(P46)
4.1.1功用,工作条件,要求,材料
回答问题:
1.活塞的基本构造包括哪些部分,各有何特点?
2.活塞为什么要做成锥形,裙部为什么要做成椭圆?
3.活塞环按功用可分为哪几类?气环的种类?油环的种类?
4.连杆大头的切口形式及定位?
5.活塞连杆组的安装方向及记号。
10 35 50
教师活动学生活动时间4.1.2构造
可分为前端轴、主轴左面、连杆轴颈(曲柄销)、曲柄、
平稳重及后端凸缘等。
曲拐的概念及数量确定。
全支撑(主-连-主)和非全支撑曲轴概念及优缺点。
整体式与组合式曲轴及应用。
平衡重(平衡原理、平衡重形式、平衡试验)。
前端结构及密封(挡油盘(注意方向)及唇形油封(正时齿盖
上))
后端结构及密封:甩油盘、油封、回油螺纹
轴向定位:翻边轴承、止推片(安装位置)
曲轴的形状及曲拐布置
与缸数、气缸的排列形式、发动机的平稳及各缸的工作顺序有关。连续作功的两缸间间隔远些,各缸间隔均匀。
4.1.3曲轴扭转减震器(自学)
4.2飞轮(P51)
4.2.1功用(贮能、使运转平稳、克服短时超负荷、向离合器传力)
4.2.2构造
转动惯量很大的圆盘,多采用灰铸铁制造。外缘上镶有钢制的齿环,用于起动。上止点记号;
4.2.3动平衡
(与曲轴组合)及装配记号(定位销及不等距螺栓)
小结:
曲轴飞轮组的主要件安装方向及记号曲柄连杆机
构的维护作
业内容有哪
些?
10
30
5
目标测试题目P58 一3;二9
课题6曲柄连杆机构的检修
(2)主轴承孔检测及修复
圆度、圆柱度、同轴度检测;导向镗削。
(3)气缸轴线垂直度检测及修复
6.2.2裂纹检验、修复
水压试验,300-400KPA,5MIN无渗漏。加热减应焊及粘结。
6.2.3气缸的磨损与修理
(1)磨损规律及原因
(2)检测及修复方法(气缸的技术状况是发动机是否进行总成修理的标志)
修理尺寸法的定义;修理尺寸的确定;气缸的镗磨(学生自学);气缸套的镶换。
6.2.4提高气缸使用寿命的措施(结构材料、维修、使用)
6.3活塞连杆组的修理(P39)
6.3.1活塞的选配(G39)
(1)耗损:环槽、裙部及销座孔的磨损;活塞刮伤;顶部烧蚀和脱顶等。
(2)选配:要求同一修理尺寸及分组;同一厂牌;尺寸差与质量差(0.01-0.015mm,4-8g)。
6.3.2活塞环的选配(P40)
(1)耗损:磨损、弹性减弱及折断等。
(2)选配:要求与气缸、活塞修理尺寸同级;弹力;漏光度、三隙符合规定。
(3)弹力检验(弹力检验仪压到规定端隙时的弹力)
(4)漏光度
(5)三隙的检测
6.3.3活塞销的选配
耗损为磨损,大修时选用标准,并铰配销座。
6.3.4连杆的检修
主要耗损为弯扭变形、裂纹,衬套磨损。校正,铰削。
6.3.5活塞连杆组组装(P45)
装配方向、缸序,环的开口等。
6.4曲轴飞轮组的检修
1.曲轴的主要耗损:
2.曲轴的检验与校正。
3.曲轴的磨削及轴承的修理(自学)
4.飞轮的修理(更换齿圈、检修工作面、动平衡试验)
5.扭转减振器的检查
6.曲轴轴承的选配(内径、钢背及定位、弹开量(汽0.81.5mm,柴1.5-2.5mm)
7.曲轴飞轮组的装配要求(记号、方向,回忆)
小结:本次课的重点内容理解修理尺寸
法的含义。
选配的技术要
求
观看录像
为什么要进行
漏光度检查
观看录像
30
20
5
教师活动学生活动时间7.1.2连杆轴承响
1.现象:突然加速时,连续铛、铛响声
2.原因:固定松动,△大。烧瓦或脱落,配合质量
不好,润滑差。
3.诊断:变换转速,断火上单缸,听诊,检查机油。
7.1.3活塞销响
1.现象:低速时。嗒、嗒响,像两钢球相碰
2.原因:松、机油压力低、卡环脱落
3.诊断:抖动节气门,断火(复火双响),听诊
7.1.4敲缸响
1.现象:冷态,高温,冷热都有。
2.原因:冷时——松,△大,机油不足。
温高时——轴颈,连杆,活塞销、环,润滑不良
冷热时——销与连杆装配过紧,裙部圆度过大,连
杆轴承过紧
3.诊断:
在不同温度诊断。断火,加机油确诊,听诊。
7.2仪器诊断法
一、归纳总表
二、仪器诊断
总结:
曲柄连杆机构的功用
曲柄连杆机构的组成
曲柄连杆机构的工作条件及受力分析
机体的结构与维修
活塞连杆组的结构与维修
曲轴飞轮组的结构与维修
曲柄连杆机构的故障诊断与排除各部位异响特
点
15
30
目标测试题目
P58 曲柄连杆机构主要故障有哪些,画简图说明仪器诊断的听诊部位。