發(fā)動(dòng)機(jī)教案-模塊二 項(xiàng)目三曲軸飛輪組

1、宿遷開放大學(xué) 江蘇省宿遷中等專業(yè)學(xué)校 課程單元教學(xué)簡(jiǎn)案發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修 課程單元教學(xué)簡(jiǎn)案學(xué)習(xí)情境（任務(wù)） 曲柄連桿機(jī)構(gòu)維修學(xué)習(xí)單元項(xiàng)目三活塞連桿組構(gòu)造與檢修 課次 1授課方式（請(qǐng)打）理論課 實(shí)踐課 理實(shí)一體課 習(xí)題課 其他 課時(shí)安排 8授課班級(jí) 上課時(shí)間2016年 月 日第 周 - 節(jié)星期 授課地點(diǎn) 2016年 月 日第 周 - 節(jié)星期 2016年 月 日第 周 - 節(jié)星期 學(xué)習(xí)目標(biāo)、要求知識(shí)點(diǎn)：·曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)·飛輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)·曲軸軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能力點(diǎn)：·掌握曲軸的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)·掌握曲軸軸承的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)·了解曲軸油封及曲軸扭轉(zhuǎn)減震器&

2、#183;了解曲飛輪軸平衡機(jī)構(gòu) 學(xué)習(xí)重點(diǎn)及難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)： ·掌握曲軸的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) ·掌握曲軸軸承的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，教學(xué)難點(diǎn)： ·曲軸扭轉(zhuǎn)減震器 ·平衡機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)教 學(xué) 基 本 內(nèi) 容方法手段一、曲軸1曲軸功用和工作條件、材料及要求（1）曲軸的功用·將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)·驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置（2）工作條件·曲軸在周期性變化的氣體力、慣性力及其力矩的共同作用下工作，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變載荷。·因此，曲軸應(yīng)有足夠的抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)的疲勞強(qiáng)度和剛度；·軸徑應(yīng)有足夠大的承壓表面和耐磨性；

3、3;曲軸的質(zhì)量應(yīng)盡量??；·對(duì)各軸徑的潤(rùn)滑應(yīng)該充分2曲軸材料及要求·一般由45、40Cr、35Mn2等中碳鋼和中碳合金鋼模鍛而成，軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理，最后進(jìn)行精加工。·有的柴油機(jī)采用球墨鑄鐵曲軸，價(jià)格便宜，耐磨性好，軸頸不需硬化處理。·為提高曲軸的疲勞強(qiáng)度，消除應(yīng)力集中，軸頸表面應(yīng)進(jìn)行噴丸處理，圓角處要經(jīng)滾壓處理。3曲軸構(gòu)造·曲軸由若干個(gè)單元曲拐組成。一個(gè)曲柄銷（連桿軸頸）、左右兩個(gè)曲柄臂和左右兩個(gè)主軸頸構(gòu)成一個(gè)單元曲拐·裝正時(shí)齒輪的一端稱為自由端（前端），另一端用來(lái)裝飛輪，稱為輸出端（后端）（1）曲軸分類1）按主軸頸數(shù)分類&

4、#183;全支撐曲軸：在相鄰的兩個(gè)曲拐間都有主軸頸的曲軸。優(yōu)點(diǎn)是抗彎能力強(qiáng)，但主軸頸多，加工表面多，曲軸長(zhǎng)。·非全支撐曲軸：主軸頸數(shù)少于全支撐的曲軸，其優(yōu)缺點(diǎn)與全支撐曲軸相反。2）按單元曲拐連接方式分類·整體式曲軸：各單元曲拐鍛制或鑄造成一個(gè)整體的曲軸。工作可靠，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（如圖3-32）·組合式曲軸：由單元曲拐組合裝配而成的曲軸。單元曲拐便于制造，使用中損壞可以更換，不必將整根軸報(bào)廢，但拆裝不便。（如圖3-33）（2）單元曲拐結(jié)構(gòu)·主軸頸和曲柄銷一般是實(shí)心，曲柄臂一般是橢圓形·部分鍛鋼曲軸曲柄銷空心，減小曲柄銷質(zhì)量及其產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力

5、（圖3-34a）·部分鑄鐵曲軸主軸頸和曲柄銷鑄成空心。空心的連桿軸頸，與主軸頸之間有油孔相連。或空心的連桿軸頸的潤(rùn)滑靠來(lái)自主軸頸的潤(rùn)滑油經(jīng)壓入曲軸的油管而實(shí)現(xiàn)（圖3-34b） （a） （b）3曲拐布置與發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序各曲拐的相對(duì)位置或曲拐布置取決于氣缸數(shù)、氣缸排列形式和發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。當(dāng)氣缸數(shù)和氣缸排列形式確定之后，曲拐布置就取決于發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：·應(yīng)該使連接做功的兩個(gè)氣缸相距盡可能遠(yuǎn)，以減輕主軸承載荷和避免在進(jìn)氣行程中發(fā)生搶氣現(xiàn)象·各缸發(fā)火的間隔時(shí)間應(yīng)該相同·V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列氣缸應(yīng)交替發(fā)火（1）直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工

6、作循環(huán)（圖3-35）·發(fā)火間隔角為：720°/4180°·工作順序?yàn)椋?243或1342（2）直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)（圖3-36）·發(fā)火間隔角為：720°/6120°·工作順序?yàn)椋?53624或142635（3）V8發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)（圖3-37）·發(fā)火間隔角為：720°/890°·工作順序?yàn)椋篟1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2或 L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1二、曲軸前后端油封1曲軸前端的密封（圖3-38）·曲軸前端借助甩油盤和橡膠油封實(shí)現(xiàn)

7、密封·發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，落在甩油盤上的機(jī)油，在離心力的作用下被甩到定時(shí)傳動(dòng)室蓋的內(nèi)壁上，再沿壁面流回油底殼·即使有少量機(jī)油落到甩油盤前面的曲軸上，也會(huì)被裝在定時(shí)傳動(dòng)室蓋上的自緊式橡膠油封擋住2曲軸后端密封（圖3-39）·由于近年來(lái)橡膠油封的耐油、耐熱和耐老化性能的提高，再現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上曲軸后端的密封愈來(lái)愈多的采用與曲軸前端一樣的自緊式橡膠油封·自緊式油封由金屬保持架、氟橡膠密封環(huán)和拉緊彈簧構(gòu)成三、曲軸扭轉(zhuǎn)減震器1曲軸扭轉(zhuǎn)減震器的功用·概念：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸在周期性變化的轉(zhuǎn)矩作用下，各曲拐之間發(fā)生周期性相對(duì)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為扭轉(zhuǎn)振動(dòng)·危害

8、：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化頻率與曲軸扭轉(zhuǎn)的自振頻率相同或成倍數(shù)時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振。共振時(shí)扭轉(zhuǎn)振幅加大，并導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)磨損加劇，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，甚至使曲軸斷裂·功用：為了消減曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)多在扭轉(zhuǎn)振幅最大的曲軸前端裝置扭轉(zhuǎn)減震器2橡膠扭轉(zhuǎn)減震器（圖3-40a）·震器殼體與曲軸連接，減震器殼體與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)慣性質(zhì)量粘結(jié)在硫化橡膠層上·發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，減震器殼體與曲軸一起振動(dòng)，由于慣性質(zhì)量之后于減震器殼體，因而在兩者之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使橡膠層來(lái)回揉搓，振動(dòng)能量被橡膠的內(nèi)摩擦阻尼吸收，從而使曲軸的扭振得以消減3硅油扭轉(zhuǎn)減震器（圖3-40b）·由鋼板沖壓而成的減震器

9、殼體與曲軸連接。側(cè)蓋與減震器殼體組成密封腔，其中滑套著扭轉(zhuǎn)振動(dòng)慣性質(zhì)量。慣性質(zhì)量與密封腔之間留有一定的間隙，里面充滿高粘度硅油·當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作時(shí)，減震器殼體與曲軸一起旋轉(zhuǎn)、一起振動(dòng)，慣性質(zhì)量則被硅油的粘性摩擦阻尼和襯套的摩擦力所帶動(dòng)。由于慣性質(zhì)量相當(dāng)大，因此它近似作勻轉(zhuǎn)動(dòng)，于是在慣性質(zhì)量與減震器殼體間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。曲軸的振動(dòng)能量被硅油的內(nèi)摩擦阻尼吸收，使扭振消除或減輕 （a）橡膠扭轉(zhuǎn)減震器 （b）硅油扭轉(zhuǎn)減震器四、飛輪1飛輪功用·能量存儲(chǔ)器，保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)·摩擦式離合器的主動(dòng)件·輪緣上鑲嵌起動(dòng)用飛輪齒圈·刻有上止點(diǎn)記號(hào)，用于調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)、噴油

10、正時(shí)或配氣正時(shí)2飛輪的結(jié)構(gòu)（圖3-41）·盤形零件·輪緣較寬厚以獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量·與曲軸一起進(jìn)行動(dòng)平衡，用定位銷將飛輪緊固·多用灰鑄鐵制造，也有球墨鑄鐵或鑄鋼五、曲軸軸承1主軸承和連桿軸承（1）載荷及材料要求·連桿軸承和主軸承均承受交變載荷和高速摩擦，因此軸承材料必須具有足夠的抗疲勞強(qiáng)度，而且要摩擦小、耐磨損和耐腐蝕（2）結(jié)構(gòu)和材料（圖3-42）·連桿軸承和主軸承均由上下兩片軸瓦對(duì)合而成。每一片軸瓦都是由鋼背和減磨合金層或鋼背、減磨合金層和軟鍍層構(gòu)成·軸瓦一般是等壁厚的，但也有變厚度軸瓦，多用于強(qiáng)化程度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)

11、3;軸瓦在自由狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)結(jié)合面外端的距離比軸承孔的直徑大，其差值稱為軸瓦的擴(kuò)張量。在裝配時(shí)，軸瓦的圓周過盈變成徑向過盈，對(duì)軸承孔產(chǎn)生徑向壓力，使軸瓦緊密貼合在軸承孔內(nèi)·在軸瓦的結(jié)合端沖壓出定位唇，在軸承孔中加工有定位槽。以便裝配時(shí)有正確的定位·通過連桿小頭噴油孔噴油冷卻活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)，在主軸承和連桿軸承的上下軸瓦上均加工有環(huán)形油槽和油孔，以便不間斷的向連桿小頭噴孔供油2曲軸止推軸承（如圖3-43）（1）功用·保證曲軸軸向定位（2） 翻邊軸承·軸瓦止推面與曲軸止推面之間隙:0.060.25mm（3）半圓環(huán)止推片·一般為四片，上下各兩片，分別安裝在

12、機(jī)體和主軸承蓋上的淺槽中，用定位舌或定位銷定位，防止其轉(zhuǎn)動(dòng)·裝配時(shí)，需將有減磨合金層的止推面朝向曲軸的止推面，不能裝反（4）止推軸承環(huán)·止推軸承環(huán)為兩片止推圓環(huán)，分別安裝在第一主軸承蓋的兩側(cè) （a） 翻邊軸承 （b）半圓環(huán)止推片 （c）止推軸承環(huán)六、平衡機(jī)構(gòu)1平衡機(jī)構(gòu)功用·平衡往復(fù)慣性力及其力矩（現(xiàn)代轎車重視乘坐舒適性和噪聲水平）·比較曲柄臂平衡重：平衡旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩·平衡狀況：與氣缸數(shù)、氣缸排列形式及曲拐布置形式等因素有關(guān)2往復(fù)慣性力 ·Fj= Fj+Fj·Fj：一階往復(fù)慣性力（與曲軸轉(zhuǎn)角余弦成正比）·Fj：

13、二階往復(fù)慣性力與二倍曲軸轉(zhuǎn)角余弦成正比3雙軸平衡機(jī)構(gòu)·平衡二階往復(fù)慣性力（1）鏈傳動(dòng)雙軸平衡機(jī)構(gòu)（圖3-44a）（2）齒輪傳動(dòng)雙軸平衡機(jī)構(gòu)4單軸平衡機(jī)構(gòu)（圖3-44b）·平衡一階往復(fù)慣性力矩 （a）鏈傳動(dòng)雙軸平衡機(jī)構(gòu) （b）單軸平衡機(jī)構(gòu)重點(diǎn)講解：簡(jiǎn)要介紹：·要求學(xué)生了解曲軸的功用和工作條件簡(jiǎn)要介紹：·要求學(xué)生了解曲軸的材料及要求重點(diǎn)介紹：·要求學(xué)生比較理解曲軸類型及特點(diǎn)圖3-32：整體式曲軸圖3-33：組合式曲軸·要求學(xué)生重點(diǎn)掌握單元曲拐結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)圖3-34：?jiǎn)卧战Y(jié)構(gòu)啟發(fā)分析：·要求學(xué)生理解分析曲拐布置與發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序圖3-35：直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)圖3-36：直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)圖3-37：直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)簡(jiǎn)要講解：·要求學(xué)生了解曲軸油封種類、結(jié)構(gòu)及原理圖3-38：曲軸前端的密封圖3-39：曲軸后端密封簡(jiǎn)要講解：·要求學(xué)生了解曲軸扭轉(zhuǎn)減震器種類、結(jié)構(gòu)及原理圖3-40：曲軸扭轉(zhuǎn)減震器簡(jiǎn)要講解：·要求學(xué)生了解曲軸飛輪結(jié)構(gòu)圖3-41：曲軸飛輪重點(diǎn)講解：·要求學(xué)生理解掌握曲軸主軸承和連桿軸承的結(jié)構(gòu)及材料圖3