發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造(2)

1、汽車構(gòu)造課教案 200 /200 學(xué)年 第 學(xué)期課程名稱：汽車構(gòu)造（一） 授課教師：班級(jí)：第 07 講題目：第三章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)第07講 活塞連桿組第 周 星期 本講教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)點(diǎn)：活塞的結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)活塞銷的結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)連桿組各零件的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)能力點(diǎn)：掌握活塞連桿組的部件組成熟悉活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿的功用、材料、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)本講主要內(nèi)容：活塞組連桿組本講教學(xué)要求及適合專業(yè)：汽車檢測(cè)與維修專業(yè)（2課時(shí)）汽車維修與營(yíng)銷專業(yè)（2課時(shí)）汽車電子技術(shù)專業(yè) （2課時(shí)）汽車制造與維修專業(yè)（2課時(shí)）重點(diǎn)講解活塞、活塞環(huán)、連桿的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹活塞銷、連桿螺栓的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)教學(xué)重

2、點(diǎn)： 活塞、連桿的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)： 活塞、連桿的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)教學(xué)方法及手段：重點(diǎn)講解、簡(jiǎn)介、重點(diǎn)介紹、對(duì)比分析、啟發(fā)分析、歸納小結(jié)、多媒體作業(yè)或課外閱讀資料： 本講教學(xué)內(nèi)容：由曲柄連桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)入活塞連桿組：活塞連桿組包括活塞組和連桿組等?；钊M主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷重點(diǎn)講解：一、 活塞簡(jiǎn)要介紹：要求學(xué)生了解活塞的功用和工作條件1活塞的功用和工作條件（1）活塞的功用承受燃?xì)鈮毫Σ⒋肆鬟f給連桿、與氣缸蓋共同組成燃燒室（2）工作條件高溫、高壓、高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)高溫：與活塞頂部相接觸的燃?xì)鉁囟茸罡哌_(dá)22732773K，活塞頂部的最高溫度可達(dá)473673 K。材料的強(qiáng)度和硬度由于溫度升高而降低

3、，溫度不均勻易產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋。高壓：作功沖程中受到燃?xì)獾膸_擊性的高壓力的作用。柴油機(jī)瞬時(shí)最高壓力69MPa，汽油機(jī)35 MPa。導(dǎo)致活塞側(cè)壓力增大，加速活塞表面磨損，引起活塞變形。高速：在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞還承受本身所產(chǎn)生的往復(fù)慣性力側(cè)壓力?；钊捎谑艿缴鲜鲋芷谛宰兓娜?xì)鈮毫蛻T性力的作用，各個(gè)部分就產(chǎn)生交變的拉伸，壓縮和彎曲應(yīng)力，使活塞容易變形。簡(jiǎn)要介紹：要求學(xué)生了解活塞的材料及要求2活塞的材料及要求（1）材料及要求要求：活塞的質(zhì)量要小，可以減小慣性力；熱膨脹系數(shù)要小，減小受熱時(shí)的變形；導(dǎo)熱性好，防止活塞過熱，發(fā)生損壞；耐磨性好，防止在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中大量磨損。材料：常用鋁合金制造，質(zhì)量小，導(dǎo)

4、熱性好，但是熱膨脹系數(shù)大，高溫下，強(qiáng)度和硬度下降很快。有的柴油機(jī)采用高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼制造。（2）成型方法鑄造：高溫強(qiáng)度下降較小、成本低，易出現(xiàn)氣孔、縮松等鑄造缺陷。鍛造：強(qiáng)度比鑄造高、導(dǎo)熱性較好，適用于強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)，制造成本高。液態(tài)模鍛：兼顧鍛造與鑄造的特點(diǎn)，消除鑄造缺陷且提高了毛坯質(zhì)量。重點(diǎn)介紹：圖3-12：活塞頂部、頭部和裙部3活塞的結(jié)構(gòu)型式根據(jù)所起作用的不同，可將活塞分為頂部、頭部和裙部（如圖3-12）要求學(xué)生比較理解汽油機(jī)與柴油機(jī)活塞頂部的結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)（1）活塞頂部活塞頂部指活塞的頂面，它承受氣體壓力，并組成燃燒室。圖3-13：汽油機(jī)活塞頂部1）汽油機(jī)活塞頂部（如圖3-13）多采用平頂

5、、有些采用凹頂，二沖程汽油機(jī)多用凸頂。平頂：吸熱面積小、制造工藝簡(jiǎn)單。 凹頂：改善混合氣形成和燃燒、調(diào)節(jié)壓縮比。圖3-14：柴油機(jī)活塞頂部2）柴油機(jī)活塞頂部（如圖3-14）多采用各種各樣的凹坑凹坑：形狀、位置和大小必須與柴油機(jī)混合氣形成或與燃燒室要求相適應(yīng)。要求學(xué)生了解活塞頭部的結(jié)構(gòu)圖3-15：活塞頭部（2）活塞頭部（如圖3-15）活塞環(huán)槽以上部位：承受氣體的壓力，與活塞環(huán)一起實(shí)現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體的密封，將熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。環(huán)槽：用來(lái)安裝氣環(huán)和油環(huán)，一般氣環(huán)槽有23個(gè)，油環(huán)槽為一個(gè)。隔熱槽：活塞頂面和燃?xì)饨佑|，使活塞頭部溫度過高，導(dǎo)致氣環(huán)損壞，造成漏氣，因此有的發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞在第一到環(huán)的上方開

6、一條隔熱槽，改變熱流方向，降低第一道環(huán)的溫度。護(hù)圈：保護(hù)環(huán)槽，防止高溫下?lián)p壞，一般為熱負(fù)荷較高的發(fā)動(dòng)機(jī)采用。護(hù)圈的材料一般為耐熱且膨脹系數(shù)與鋁合金接近的高錳奧氏體鑄鐵。啟發(fā)分析：要求學(xué)生理解掌握活塞裙部的變形及形狀（3）活塞裙部 活塞環(huán)槽以下部位。在活塞運(yùn)動(dòng)的時(shí)候起導(dǎo)向作用并承受側(cè)壓力。圖3-16：活塞裙部變形1）活塞裙部變形（如圖3-16）燃?xì)馐谷共繌澢冃?，?cè)壓力使銷座軸線方向增大，使活塞工作時(shí)變成軸線沿活塞銷軸線方向的橢圓形熱變形使銷座軸線方向增大 圖3-17：活塞裙部形狀2）活塞裙部形狀（如圖3-17）冷態(tài)下把活塞加工成裙部斷面為長(zhǎng)軸垂直于活塞銷方向的橢圓形重點(diǎn)講解：二、 活塞環(huán)簡(jiǎn)要介

7、紹：要求學(xué)生了解活塞環(huán)的功用和工作條件及材料1活塞環(huán)功用、工作條件及材料（1）活塞環(huán)功用氣環(huán)功用：起到封氣、導(dǎo)熱，即防止高溫、高壓的燃?xì)飧Z入曲軸箱，污染機(jī)油，同時(shí)將活塞頂所吸收的大部分熱量傳給缸壁的作用。油環(huán)功用：刮除缸壁上多余的燃油，形成均勻的油膜，防止竄油，減小磨損。此外，起輔助封氣作用（2）活塞環(huán)工作條件高溫 高壓 高速及潤(rùn)滑條件極差磨損嚴(yán)重， 發(fā)動(dòng)機(jī)零件中工作壽命最短（3）活塞環(huán)材料一般活塞環(huán)多用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制造第一道活塞環(huán)甚至所有的環(huán)，其外表面進(jìn)行多孔鍍鉻來(lái)減緩磨損其他的環(huán)多采用鍍錫、磷化或硫化處理來(lái)提高磨合性重點(diǎn)介紹：2氣環(huán)結(jié)構(gòu)與工作 要求學(xué)生理解氣環(huán)密封原理3-

8、18：氣環(huán)密封原理（1）氣環(huán)密封原理（如圖3-18）氣環(huán)自由狀態(tài)非圓，隨活塞裝入氣缸后，靠氣彈力緊貼在氣缸壁上（F1），形成第一密封面。同時(shí)，氣環(huán)在燃?xì)庾饔孟卤粔合颦h(huán)槽下端面（F3），形成第二密封面。另外，繞到環(huán)背后的燃?xì)馐箽猸h(huán)更貼緊缸壁（F2），加強(qiáng)了第一密封面的密封效果幾道氣環(huán)切口錯(cuò)開布置，這樣形成迷宮式封氣系統(tǒng)，這樣，竄入曲軸箱內(nèi)的燃?xì)饬恳押苌倭艘髮W(xué)生了解氣環(huán)三種切口形狀及特點(diǎn)圖3-19：氣環(huán)切口形狀直角型階梯形斜切口（2）氣環(huán)切口形狀（如圖3-19）直角型：工藝性好，密封性差階梯形：密封性好，工藝性差斜切口：密封性和工藝性介于上述二者之間要求學(xué)生理解掌握氣環(huán)六種斷面形狀及特點(diǎn)對(duì)比分析

9、：圖3-20：氣環(huán)斷面形狀（3）氣環(huán)斷面形狀（如圖3-20）1）矩形環(huán)工藝性和導(dǎo)熱效果較好但產(chǎn)生泵油作用2）扭曲環(huán)正扭曲環(huán)：扭曲成碟子形。包括內(nèi)圓上邊緣切槽及外圓下邊緣切槽的氣環(huán)反扭曲環(huán)：扭曲成蓋子形。內(nèi)圓下邊緣切槽的氣環(huán)進(jìn)氣、壓縮和排氣行程：環(huán)扭曲，消除泵油現(xiàn)象，減輕磨損作功行程：燃?xì)鈮毫ψ饔檬弓h(huán)不再扭曲，與矩形環(huán)相同3）錐面環(huán)環(huán)的外圓面為錐面，理論上為線接觸活塞下行時(shí)：能刮油；活塞上行時(shí)：錐面油楔作用浮起，減少磨損，不泵油若扭曲環(huán)的外圓面為錐面則為扭曲錐面環(huán)，（正反扭曲錐面環(huán)）（4）梯形環(huán)斷面為梯形，抗粘結(jié)性好，避免環(huán)被粘結(jié)而折斷側(cè)向力換向活塞左右擺動(dòng)時(shí)，梯形環(huán)的側(cè)隙發(fā)生變化，將環(huán)槽中膠質(zhì)

10、擠出作功行程中，燃?xì)鈴较驂毫訌?qiáng)了環(huán)的密封 缺點(diǎn)：上下面精磨工藝復(fù)雜（5）桶面環(huán)外圓面為外凸圓弧形桶面環(huán)上下運(yùn)動(dòng)時(shí) 均能形成楔形油膜，將環(huán)浮起，減輕環(huán)與氣缸壁磨損其密封性、磨合性、對(duì)氣缸表面的適應(yīng)性都比較好 缺點(diǎn)：凸圓弧表面加工困難重點(diǎn)介紹：3油環(huán)結(jié)構(gòu)與工作 要求學(xué)生理解油環(huán)刮油原理圖3-21：油環(huán)刮油原理（1）油環(huán)刮油原理（如圖3-21）在油環(huán)徑向方向開有貫穿的油孔或油槽，在活塞的油環(huán)槽內(nèi)和環(huán)岸上開有許多排小孔和斜孔當(dāng)活塞下行時(shí)，刮下的油通過油環(huán)徑向槽內(nèi)的小孔或狹縫和環(huán)岸上的斜孔流入機(jī)體內(nèi)當(dāng)活塞上行時(shí)，活塞環(huán)都貼在環(huán)槽下側(cè)面，使氣環(huán)與油環(huán)間的機(jī)油通過活塞環(huán)槽上的排油孔流入機(jī)體內(nèi)要求學(xué)生理解油

11、環(huán)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)（2）油環(huán)類型與結(jié)構(gòu)圖3-22：普通油環(huán)1）普通油環(huán)（如圖3-22）槽孔式油環(huán)：刮油靠油環(huán)自身彈力、外圓面加工環(huán)形集油槽、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工容易成本低槽孔撐簧式油環(huán)：槽孔式油環(huán)內(nèi)圓面加裝撐簧、增大接觸壓力提高刮油能力耐久性 槽孔式油環(huán) 槽孔撐簧式油環(huán)圖3-23：鋼帶組合油環(huán)2）鋼帶組合油環(huán)（如圖3-23）接觸壓力大、刮油能力強(qiáng)、防機(jī)油上竄、上下刮片能單獨(dú)動(dòng)作、對(duì)氣缸活塞變形適應(yīng)能力強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)鋼成本高簡(jiǎn)單講解：三、 活塞銷要求學(xué)生了解活塞銷的功用、工作條件、材料1活塞銷功用、工作條件及材料（1）活塞銷功用連接活塞和連桿將活塞承受的力傳給連桿（2）活塞銷工作條件承受沖擊載荷，潤(rùn)滑條件差，所以剛

12、度，強(qiáng)度要求較高，韌性好，耐磨；質(zhì)量要小，銷和銷孔適當(dāng)?shù)呐浜喜⒁泻玫谋砻尜|(zhì)量（3）活塞銷材料低碳鋼或低碳合金鋼，外表面滲碳淬硬，再精磨和拋光。既提高表面硬度和耐磨性 又保證較高強(qiáng)度和沖擊韌性連桿要求學(xué)生了解活塞銷的結(jié)構(gòu)圖3-24：活塞銷的結(jié)構(gòu)2活塞銷的結(jié)構(gòu)（內(nèi)孔形狀）（如圖3-24）圓柱形兩段截錐形組合形 重點(diǎn)講解：圖3-25：連桿組的組成四、 連桿組連桿組的組成（如圖3-25）簡(jiǎn)要介紹：要求學(xué)生了解活塞連桿組的功用和工作條件及材料1連桿組功用、工作條件及材料（1）連桿組功用將活塞承受的力傳給曲軸并將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（2）連桿組工作條件連桿小頭與活塞銷連接，同活塞一起作

13、往復(fù)運(yùn)動(dòng)；連桿大頭與曲柄銷連接，同曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此連桿作復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)連桿組主要受到壓縮、拉伸和彎曲交變載荷。最大壓縮載荷出現(xiàn)在做功行程上止點(diǎn)附近，最大拉伸載荷出現(xiàn)在進(jìn)氣行程上止點(diǎn)附近。在壓縮載荷和連桿組作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向慣性力的共同作用下，連桿體可能發(fā)生彎曲變形要求： 剛度高，尤其是大頭要有足夠的剛度；疲勞強(qiáng)度要求，防止斷裂；輕巧，減小慣性力（3）連桿組材料連桿體、連桿蓋：優(yōu)質(zhì)中碳鋼和中碳合金鋼，如45、42CrMo 40Cr 、40MnB連桿螺栓：優(yōu)質(zhì)合金鋼，如40Cr、35CrMo重點(diǎn)介紹：圖3-26：連桿的組成2連桿構(gòu)造連桿由連桿大頭、連桿小頭、連桿桿身等組成（圖3-26）

14、有的柴油機(jī)桿身內(nèi)還設(shè)有潤(rùn)滑油道要求學(xué)生理解掌握連桿小頭構(gòu)造及特點(diǎn)（1）連桿小頭（與活塞銷連接方式）（如圖3-27）1）全浮式青銅襯套（連桿襯套）以一定的過盈壓入小頭內(nèi)部，工作時(shí)，活塞銷可以在小頭內(nèi)作一定角度的擺動(dòng)，而且還可在活塞銷座孔內(nèi)擺動(dòng)全浮式活塞銷的連接方法，使活塞銷磨損均勻，為防止活塞銷兩端刮傷氣缸壁，在活塞銷孔外側(cè)裝置活塞銷檔圈（卡環(huán)）2）半浮式活塞銷只在活塞銷孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在小頭孔內(nèi)不轉(zhuǎn)用螺栓將活塞銷夾緊在連桿小頭孔內(nèi)另一種方法：首先將小頭加熱到300左右，再將活塞銷壓入小頭孔中，不用緊固螺栓，從而避免了因過度擰緊二使活塞銷變形圖3-27：連桿小頭的結(jié)構(gòu) 全浮式 半浮式要求學(xué)生了解連桿桿

15、身構(gòu)造及特點(diǎn)圖3-28：連桿桿身的結(jié)構(gòu)（2）連桿桿身（圖3-28）桿身斷面多為工字形，剛度大，質(zhì)量輕，適于模鍛要求學(xué)生理解掌握連桿大頭剖分形式及特點(diǎn)圖3-29：連桿大頭的剖分形式（3）連桿大頭1）剖分形式（連桿大頭剖分，用連桿螺栓緊固）（圖3-29）平切口結(jié)合面與連桿軸線垂直這種剖分形式剛度大，變形小，加工簡(jiǎn)單，成本低，多應(yīng)用于汽油機(jī)斜切口柴油機(jī)的曲柄銷直徑較大，所以連桿大頭的尺寸相應(yīng)較大，要使拆卸時(shí)能從氣缸上斷取出連桿體，必須采用斜切口結(jié)合面與連桿軸線成3060夾角，而且要有一定形式的定位機(jī)構(gòu)平切口 斜切口要求學(xué)生理解掌握連桿大頭定位方式及特點(diǎn)圖3-30：斜切口連桿大頭的定位形式2）定位方式

16、（防止連桿蓋橫向移動(dòng)）（圖3-30）平切口連桿利用連桿螺栓上一段精密加工圓柱面與精密加工螺栓孔進(jìn)行定位斜切口連桿連桿螺栓承受較大剪切力，易產(chǎn)生疲勞破壞，應(yīng)采用能承受橫向力的定位方法止口定位：利用連桿蓋與連桿體大端的止口進(jìn)行定位，由止口承受橫向剪切力。工藝簡(jiǎn)單，加工方便，但容易造成大頭尺寸增大，定位不可靠。鋸齒定位：在連桿體與連桿蓋的結(jié)合面上拉處鋸齒，依靠齒面實(shí)現(xiàn)橫向定位。優(yōu)點(diǎn)是鋸齒接觸面大，貼合緊密，定位可靠，機(jī)構(gòu)緊湊，因此應(yīng)用廣泛套筒定位：在連桿蓋上的每個(gè)連桿螺栓孔中，同心的壓入剛度大、抗剪切的定位套筒，套筒外圓與連桿體大端的定位孔為高精度配合。優(yōu)點(diǎn)是多向定位，定位可靠；缺點(diǎn)是工藝要求高，若

17、定位孔距不準(zhǔn)，則會(huì)發(fā)生過定位而使大頭失圓 止口定位 鋸齒定位 套筒定位簡(jiǎn)要介紹：要求學(xué)生了解V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的三種結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)3V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿（圖3-31）（1）并列連桿兩個(gè)完全相同的連桿一前一后地并列裝在同一個(gè)曲柄銷上，因此左右兩列活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全相同，前后連桿可以通用但是增加了曲軸和發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度（2）主副連桿副連桿通過銷軸鉸接在主連桿體或主連桿蓋上。一列氣缸裝主連桿，一列氣缸裝副連桿這種結(jié)構(gòu)主副連桿不能互換，且副連桿對(duì)主連桿作用以附加彎矩兩列氣缸中活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和上止點(diǎn)位置均不相同但發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度可縮短（3）叉形連桿一列氣缸的連桿大頭為叉形，另一列氣缸的連桿則插在叉形連桿大頭的開襠中優(yōu)點(diǎn)是兩

18、列氣缸中活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維修困難，且剛度差圖3-31：V型發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的三種結(jié)構(gòu)形式歸納小結(jié)：概括基本內(nèi)容，歸納重點(diǎn)內(nèi)容，布置下一講主要教學(xué)內(nèi)容 并列連桿 主副連桿 叉形連桿汽車構(gòu)造課教案 200 /200 學(xué)年 第 學(xué)期課程名稱：汽車構(gòu)造（一） 授課教師：班級(jí)：第 08 講題目：第三章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)第08講 曲軸飛輪組第 周 星期 本講教學(xué)目標(biāo)：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)減震器了解曲飛輪軸平衡機(jī)構(gòu)本講主要內(nèi)容：曲軸 曲軸前后端密封曲軸扭轉(zhuǎn)減震器飛輪曲軸軸承平衡機(jī)構(gòu)本講教學(xué)要

19、求及適合專業(yè)：汽車檢測(cè)與維修專業(yè)（2課時(shí)）汽車維修與營(yíng)銷專業(yè)（2課時(shí)）汽車電子技術(shù)專業(yè) （2課時(shí)）汽車制造與維修專業(yè)（2課時(shí)）重點(diǎn)講解曲軸、曲軸軸承的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹飛輪、曲軸油封、曲軸扭轉(zhuǎn)減震器、平衡機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及特點(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)方法及手段：導(dǎo)入、重點(diǎn)介紹、簡(jiǎn)要介紹、啟發(fā)分析、歸納小結(jié)、多媒體作業(yè)或課外閱讀資料：本講教學(xué)內(nèi)容：由曲柄連桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)入曲軸飛輪組：曲軸飛輪組包括曲軸、曲軸軸承、飛輪、曲軸油封、曲軸扭轉(zhuǎn)減震器、曲軸平衡機(jī)構(gòu)等。重點(diǎn)講解：一、曲軸簡(jiǎn)要介紹：要求學(xué)生了解曲軸的功用和工作條件1曲軸功用和工

20、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；曲軸的質(zhì)量應(yīng)盡量小；對(duì)各軸徑的潤(rùn)滑應(yīng)該充分簡(jiǎn)要介紹：要求學(xué)生了解曲軸的材料及要求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)

21、行噴丸處理，圓角處要經(jīng)滾壓處理。重點(diǎn)介紹：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）要求學(xué)生比較理解曲軸類型及特點(diǎn)（1）曲軸分類1）按主軸頸數(shù)分類全支撐曲軸：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圖3-32：整體式曲軸整體式曲軸：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）圖3-33：

22、組合式曲軸組合式曲軸：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）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)（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（圖3-34a）部分鑄鐵曲軸主軸頸和曲柄銷鑄成空心?？招牡倪B桿軸頸，與主軸頸之間有油孔相連?；蚩招牡倪B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）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

23、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)火圖3-35：直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)（1）直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)（圖3-35）發(fā)火間隔角為：720/4180工作順序?yàn)椋?243或1342圖3-36：直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)（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圖3-37：直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)

24、工作循環(huán)（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)及原理二、曲軸前后端油封圖3-38：曲軸前端的密封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)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圖3-39：曲軸后端密封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

25、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：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

26、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)

27、。曲軸的振動(dòng)能量被硅油的內(nèi)摩擦阻尼吸收，使扭振消除或減輕圖3-40：曲軸扭轉(zhuǎn)減震器 （a）橡膠扭轉(zhuǎn)減震器 （b）硅油扭轉(zhuǎn)減震器簡(jiǎn)要講解：要求學(xué)生了解曲軸飛輪結(jié)構(gòu)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圖3-41：曲軸飛輪重點(diǎn)講解：五、曲軸軸承要求學(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

28、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)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

29、和油孔，以便不間斷的向連桿小頭噴孔供油圖3-42：曲軸軸承的結(jié)構(gòu)和材料要求學(xué)生理解掌握曲軸止推軸承的結(jié)構(gòu)及作用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)圖3-43：曲軸止推軸承 （a） 翻邊軸承 （b）半圓環(huán)止推片 （c）止推軸承環(huán)啟發(fā)分析：從曲軸受力啟發(fā)學(xué)生理解分析平衡機(jī)構(gòu)功用六

30、、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+FjFj：一階往復(fù)慣性力（與曲軸轉(zhuǎn)角余弦成正比）Fj：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)慣性力矩圖3-44：曲軸平衡機(jī)構(gòu)歸納小結(jié)：概括基本內(nèi)容，歸納重點(diǎn)內(nèi)容，布置下一講主要教學(xué)內(nèi)容 （a）鏈傳動(dòng)雙軸平衡機(jī)構(gòu) （b）單軸平衡機(jī)構(gòu)汽車構(gòu)造課教案 200 /200 學(xué)年 第 學(xué)期課程名稱：汽車構(gòu)造（一） 授課教師：班級(jí)：第 講題目：第 章 配氣機(jī)構(gòu)第 講 配氣機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)及配氣相位第 周 星期 本講