第2章 曲柄连杆机构的构造与维修.doc

第2章 曲柄连杆机构的构造与维修（10学时）第一讲 概述、气缸体、汽缸盖的构造与检修教学内容概述、气缸体、汽缸盖的构造与检修计划学时2教学目标1、了解曲柄连杆机构的作用、组成、工作条件和受力分析2、掌握汽缸体的结构、汽缸的排列方式及汽缸体的检修3、熟悉汽缸盖、汽缸垫的结构，掌握缸盖的检修。项目内容解决措施教学重点汽缸体的结构、缸体、缸盖的检修彩图、视频演示教学难点修理尺寸的确定举实例详细讲解修理尺寸的确定教学媒体的选择知识点编号媒体类型媒体内容要点教学目的所用时间1动画曲柄连杆机构了解曲柄连杆机构功用、组成及动力传递5min2投影曲柄连杆机构 掌握曲柄连杆机构的组成、各主要部件的结构及检修25min3视频短片汽缸体掌握汽缸体的结构5min汽缸套掌握缸套的形式及构造5min汽缸排列熟悉汽缸的排列形式5min汽缸盖熟悉汽缸盖结构5min板书设计 每节主题第2章 曲柄连杆机构的构造与维修2.1 概述2.1.1功用与组成功用是：把燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。组成： 1机体组 2活塞连杆组 3曲轴飞轮组 2.1.2工作条件及受力情况1工作条件2受力情况（1）气体作用力（2）往复惯性力与离心力（3）摩擦力2.2 气缸体、气缸盖构造与检修2.2.1 气缸体和曲轴箱1基本结构2气缸与气缸套3气缸体的结构型式4气缸排列方式气缸排列方式基本上有三种：单列式、双列式（V型）和对置式5油底壳2.2.2气缸盖和气缸垫1气缸盖2气缸垫2.2.3发动机的支承2.2.4 气缸体、气缸盖的检修1气缸体与气缸盖的损伤（1）裂纹（2）变形（3）磨损1）气缸磨损规律气缸正常的磨损特点是不均匀磨损：在气缸轴线方向上呈上大下小的不规则锥形磨损，最大磨损部位在第一道活塞环上止点稍下的部位；在端面上的磨损呈不规则的椭圆形，一般是前后或左右方向磨损最大；磨损量不大于0.01mm10000km。气缸的锥形磨损特点2)气缸磨损的原因2气缸体与气缸盖的检修（1）气缸体与气缸盖变形的检修气缸体与气缸盖接合平面的平面度主轴承承孔直径、圆度和圆柱度的检测气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测（2）气缸体与气缸盖裂纹的检修（3）气缸磨损的测量通过测量，主要是确定气缸磨损后的圆度、圆柱度，根据气缸的磨损程度，确定发动机是否需要进行大修，以及确定修理尺寸。圆度误差是指同一横截面上磨损的不均匀性。用同一横截面上不同方向测得的最大与最小直径差值之半作为圆度误差。圆柱度误差是指沿气缸轴线的轴向截面上磨损的不均匀性。其数值是被测气缸表面任意方向所测得的最大与最小直径差值之半。气缸圆度公差：汽油机为005mm，柴油机为0065mm。气缸圆柱度公差：汽油机为020mm，柴油机为0.25mm。如超出此范围，则应进行镗缸修理。（4）气缸的修理1）气缸的镗削2)气缸的磨削。3气缸的镶套。4气缸盖的拆装 （1）气缸盖螺栓的拧紧力矩（2）气缸盖螺栓的拆装顺序。（3）气缸盖应在冷态时拆卸 教学过程结构设计 开始引入曲柄连杆机构的功用、组成、工作条件及受力复习发动机总体构造组成及工作原理讲解汽缸体、曲轴箱和油底壳的结构、形式；汽缸套的类型及排列方式讨论各类汽缸排列的特点讲解汽缸盖、汽缸垫结构，损伤分析磨损的形状及原因讲解汽缸盖、汽缸体的检修，主要是配合表面的平面度、平行度，主轴承孔、汽缸的圆度、圆柱度的检查启发学生确定修理尺寸小结分析受力分析启发学生讨论气体压力的分解及传递情况结束练习题：1曲柄连杆机构的功用是什么? 其组成如何？ 2气缸盖衬垫的功用有哪些?它应满足哪些要求?目前汽车上常用的有哪几种型式?安装气缸盖衬垫应注意什么?引入活塞连杆组的功用、组成 。知识性练习1. 发动机镶入气缸套有何优点?什么是干式气缸套?什么是湿式气缸套?2. 试述气缸体与气缸盖裂纹和变形损伤的原因。3. 试述气缸的磨损特点及原因分析。4如何检验气缸的磨损?如何确定气缸的修理尺寸?5气缸盖拆装时应注意那些？形成性评价每一个知识点，必给出相应的练习、操作、巩固。练习贯穿于整节课学生基本上全能达到这节课的各项目标。但最后的总结性、综合性的习题练习，学生的理解深入程度不同。本节课的内容大部分为结构、基础概念，主要零部件的检修方法及技术标准。要掌握为以后的学习奠定基础。 第二讲 活塞连杆组的构造与检修教学内容活塞连杆组的构造计划学时2教学目标1、熟悉活塞连杆组的作用2、了解活塞连杆组的组成3、掌握活塞、活塞环、活塞销、连杆等零部件的结构特点项目内容解决措施教学重点活塞、活塞环的结构特点 彩图、视频、教具演示教学难点活塞的结构特点以及活塞环密封原理详细讲解其原理及相应措施教学媒体的选择知识点编号媒体类型媒体内容要点教学目的所用时间1投影活塞连杆组的组成了解活塞连杆组的组成25min2投影活塞连杆组的作用熟悉活塞连杆组的作用20min3视频短片活塞掌握活塞的结构特点5min活塞环活塞环的结构及密封原理5min连杆连杆的结构特点5min轴承轴承的结构及定位5min板书设计 每节主题2.3活塞连杆组的构造与检修2.3.1活塞连杆组的构造功用：组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成。1活 塞（1）活塞的功用：是与气缸盖共同构成燃烧室，是承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。（2）活塞的工作条件：在高温、高压、高速、润滑不良和散热困难的条件下工作的。 （3）活塞的结构：活塞顶部分：平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。活塞头部活塞裙部作用是为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。2活塞环（1）气环功用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的气体窜入曲轴箱；同时还将活塞头部的热量传给气缸，再由冷却水或空气带走；另外，还起到刮油、布油的辅助作用。一般发动机上每个活塞装有23道气环。气环的结构端隙1：一般为0.25mm0.50mm之间。 侧隙2：第一道环因工作温度高，一般为0.04mm0.10mm；其他环一般为003mm0.07mm。油环的侧隙较小，一般为0.025mm0.07mm。 背隙3：一般为0.5mm1mm，油环的背隙较气环大，目的是增大存油间隙，以利于减压泄油。气环的密封原理（2）油环整体式油环组合式油环3. 活塞销活塞销的功用：连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。活塞销结构4. 连杆（1）连杆的功用：将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，从而使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。（2）V型连杆的三种布置型式：并列连杆式主副连杆式叉形连杆式5.连杆轴承（1）连杆轴承的结构是由钢背和减摩层组成的分开式薄壁轴承。钢背由厚13mm的低碳钢制成，是轴承的基体，减摩层是由浇铸在钢背内圆上厚为0.30.7 mm的薄层减磨合金制成。减摩合金能保持油膜，减少摩擦、易于磨合。6.巩固练习7.总结教学过程结构设计 开始复习机体组主要部件的结构及检修方法小结讲解活塞、活塞环、活塞销、连杆的结构特点启发学生讨论活塞的结构与汽缸的正确配合结束练习题：1活塞连杆组主要有哪些部件组成？10活塞环的功用是什么? 简述气环的密封原理。引入活塞连杆组的功用、组成 。知识性练习1活塞的主要作用和组成如何?试述活塞工作时变形的原因及其规律。2活塞、活塞环、活塞销选配时应分别注意什么问题?3连杆的功用是什么?它有几种结构型式?有何安装标记?形成性评价每一个知识点，必给出相应的练习、操作、巩固。练习贯穿于整节课学生基本上全能达到这节课的各项目标。但最后的总结性、综合性的习题练习，学生的理解深入程度不同。本节课的内容大部分为结构、基础概念，主要零部件的检修方法及技术标准。要掌握为以后的学习奠定基础。 第三讲 活塞连杆组的构造与维修教学内容活塞连杆组的检修计划学时2教学目标1、掌握活塞、活塞环、活塞销的选配。2、掌握连杆的检修3、熟悉活塞连杆组的组装项目内容解决措施教学重点活塞、活塞环的选配，连杆的的检修彩图、教具演示，详细讲解教学难点活塞环的选配，连杆的的检修举例详细讲解教学媒体的选择知识点编号媒体类型媒体内容要点教学目的所用时间1投影活塞的选配掌握活塞的选配方法25min2投影活塞环的选配掌握活塞环的选配及环的检查25min3投影活塞销的选配掌握活塞销的选配20min4投影连杆的检修连杆的检查和校正 25min板书设计 每节主题2.3活塞连杆组的构造与检修2.3.2活塞连杆组的检修1活塞的选配（1）活塞的耗损（2）活塞的选配选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。同一发动机必须选用同一厂牌的活塞。活塞应成套选配，以保证其材料和性能的一致性。在选配的成套活塞中，尺寸差和质量差应符合要求。2活塞环的选配（1）活塞环的耗损（2）活塞环的选配1)活塞环的弹力检验奥迪轿车发动机第一道气环弹力为85N128N、第二道气环弹力为75N113N、油环弹力为35N525N。2)活塞环的漏光度检验活塞环漏光度的技术要求是：在活塞环端口左右30范围内不应有漏光点；在同一活塞环上的漏光不得多于两处，每处漏光弧长所对应的圆心角不得超过25，同一环上漏光弧长所对应的圆心角之和不得超过45；漏光处的缝隙应不大于003mm，当漏光缝隙小于0015mm时，其弧长所对应的圆心角之和可放宽至120。3)活塞环“三隙”的检验(1)端隙(2)侧隙(3)背隙3活塞销的选配（1）活塞销的耗损（2）活塞销的选配（3）活塞销座孔的修配配合要求是：在常温下，汽油机的活塞销与销座配合间隙为00025mm00075mm，与连杆衬套的间隙为0005mm0010mm且要求活塞销与衬套的接触面积在75以上；柴油机活塞销与销座的过盈量较大，过盈量一般为002mm005mm与连杆衬套的间隙也比汽油机大，一般为003mm005mm。4连杆的修理（1）连杆变形的检验与校正1)连杆变形的检验2)连杆变形的校正（2）连杆衬套的修复新衬套的外径应与小端承孔有010mm020mm的过盈，以防止衬套在工作中发生转动。过盈量也不可过大，否则会在压装时将衬套压裂。5活塞连杆组的组装通常是采用热装合方法进行活塞与连杆的装配。方法是：活塞置入水中加热至353K373K，取出后迅速擦净，将活塞销涂以机油，插入活塞销座推过连杆衬套，直至另一端销座的外边缘，然后装入锁环。两锁环的内端应与活塞销有0.10mm0.25mm的间隙。否则锁环将被顶出造成拉缸。锁环嵌入环槽中的深度，应不少于丝径的2/3。活塞与连杆组装时，要注意两者的缸序和安装方向，不得错乱。活塞与连杆一般都标有装配标记6.巩固练习7.总结教学过程结构设计 开始复习活塞连杆组的组成及主要部件的结构特点小结讲解活塞、活塞环、活塞销的选配及检修，连杆的检查与校正。启发学生讨论活塞、活塞环的选配及组装的注意事项结束练习题：1如何正确选配活塞？2如何检查活塞环？引入活塞连杆组主要部件的检修引入活塞连杆组的功用、组成 。知识性练习1活塞、活塞环、活塞销选配时应分别注意什么问题?2汽车维修中，如何检验和校正连杆的弯曲度和扭曲度?3怎样装配活塞连杆组件?有何技术要求?形成性评价每一个知识点，必给出相应的练习、操作、巩固。练习贯穿于整节课学生基本上全能达到这节课的各项目标。但最后的总结性、综合性的习题练习，学生的理解深入程度不同。本节课的内容为活塞连杆组主要零部件的检修方法及技术标准。要掌握为以后的学习奠定基础。 第四讲 曲轴飞轮组的构造与维修教学内容曲轴飞轮组计划学时2教学目标1、了解曲轴飞轮组的组成2、掌握曲轴的结构特点和曲拐的布置3、熟悉活曲轴扭转减振器和飞轮的作用 4、掌握曲轴、飞轮的检修项目内容解决措施教学重点曲轴的结构、曲拐的布置，曲轴的检修采用动画、视频演示教学难点曲拐的布置、修理尺寸确定详细讲解4、6、8缸发动机的曲拐布置，修理尺寸的确定教学媒体的选择知识点编号媒体类型媒体内容要点教学目的所用时间1视频曲轴了解曲轴的结构5min2动画曲拐的布置四、六缸曲拐的布置20min3视频飞轮飞轮的结构5min4投影曲轴、飞轮掌握曲轴、飞轮的检修30min板书设计 每节主题2.4曲轴飞轮组构造与维修2.4.1曲轴飞轮组构造曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、皮带轮、正时齿轮（或链条）等组成。 1. 曲轴（1）曲轴的功用：是承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线旋转的力矩，然后通过飞轮输出，另外，还用来驱动发动机的配气机构及其它辅助装置。 （2）曲轴的构造曲轴一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、前端轴和后端凸缘等组成。一个连杆轴颈和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐。曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式。直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数；V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。2 曲轴轴承曲轴推力轴承的型式有两种：翻边轴承的翻边部分；单制的具有减摩合金层的推力片。3曲拐的布置曲轴的形状和各曲拐的相对位置取决于缸数、气缸排列方式和发火次序。多缸发动机的发火次序时，应使连续作功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象（即相邻两缸进气门同时开启）以免影响充气；作功间隔应力求均匀。（1）直列四缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置曲轴转角/（）第一缸第二缸第三缸第四缸0180做功压缩排气进气180360排气做功进气压缩360540进气排气压缩做功540720压缩进气做功排气（2）直列六缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置曲拐的具体布置有两种方案，第一种发火次序是：l-5-3-6-2-4，这种方案应用较普遍，国产汽车的六缸发动机的点火次序都用这种，其工作循环在表2-6列出，另一种发火次序是：l-4-2-6-3-5。（3）V型八缸四冲程发动机曲轴曲拐的布置3曲轴扭转减振器4飞 轮2.4.2曲轴飞轮组的检修1曲轴的耗损（1)轴颈的磨损各主轴颈的最大磨损靠近连杆轴颈一侧；而连杆轴颈的最大磨损部位在靠近主轴颈一侧，另外，曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损。（2)曲轴弯曲与扭曲变形（3)曲轴的断裂（4)曲轴的其他损伤2曲轴的检验与修理（1)曲轴的检验曲轴裂纹检验：应检查有无裂纹。检查方法有两种：一种是磁力探伤法；另一种是浸油敲击法，即将曲轴置于煤油中浸一会儿，取出后擦净表面并撒上白粉，然后分段用小锤轻轻敲击，如有明显的油迹出现，则该处有裂纹。曲轴弯曲的检验： 用百分表分别测量这两个连杆轴颈的高度。这同一方位上两个连杆轴颈的高度差即为曲轴扭转变形量。曲轴轴颈磨损的检验： 利用外径千分尺测量曲轴各轴颈的直径，从而完成圆度和圆柱度的测量。（2)曲轴的修理（3）曲轴轴颈磨损的修理1）曲轴轴颈修理尺寸的确定2）曲轴磨削定位基准的选择3）曲轴主轴颈的磨削4）曲轴连杆轴颈的磨削3曲轴轴承的选配教学过程结构设计 开始复习活塞连杆组的组成及主要部件的检修小结讲解曲轴的结构、曲拐的布置及扭转减振器的工作原理，飞轮结构启发学生分析四、六、八缸曲拐的布置结束 曲轴、飞轮的检修，启发学生学习修理尺寸的确定引入曲轴飞轮组的组成及功用练习题：1曲轴为什么要轴向定位?怎样定位?为什么曲轴只能有一处定位?2如何测量曲轴的圆度及圆柱度？知识性练习1已知奥迪五缸发动机的发火顺序是l一2453，当第一缸作功时，试作出其工作循环表。2曲轴的常见损伤有哪些?原因是什么?3怎样确定曲轴轴颈和连杆轴颈的修理尺寸?有哪些技术要求?4如何选配曲轴轴承?形成性评价每一个知识点，必给出相应的练习、操作、巩固。练习贯穿于整节课学生基本上全能达到这节课的各项目标。但最后的总结性、综合性的习题练习，学生的理解深入程度不同。本节课的内容为曲轴飞轮组主要零部件的基本结构、检修方法及技术标准。要掌握为以后的学习奠定基础。 第六讲 现场教学二 曲柄连杆机构的构造与维修教学内容曲柄连杆机构的构造与检修 计划学时2教学目标1掌握曲柄连杆机构的组成及构造。2研究曲柄连杆机构的装配关系和运动情况。3熟悉活塞连杆组的装配关系和技术要求。4掌握曲柄连杆机构主要零件的检验分类和维修技术标准。项目内容解决措施教学重点曲柄连杆机构的组成、构造，活塞、活塞环、曲轴等主要部件的检修详细讲解、实物操作教学难点气缸修理尺寸的选择对照实物详细讲解教学媒体的选择知识点编号媒体类型媒体内容要点教学目的所用时间1实物气缸体与气缸盖掌握气缸体与气缸盖的结构及修理30min2实物活塞、连杆掌握活塞连杆的结构及检修20min3实物曲轴飞轮组熟悉曲轴飞轮组的结构及检修30min4挂图若干曲柄连杆机构了解曲柄连杆机构主要部件的结构及相互位置关系20min板书设计 每节主题现场教学二 曲柄连杆机构的构造与维修一、主要内容及目的1熟悉曲柄连杆机构的组成及构造，装配关系和运动情况。2掌握活塞连杆组的拆装要领，熟悉活塞连杆组的检修和技术要求。3掌握汽缸体、汽缸盖的结构及检修和技术要求。4.掌握的曲轴的检修二、实训设备及工、量具1三种以上车型曲柄连杆机构各一套。2透明发动机教具模型1台。3相关挂图或图册若干。4常用工具1套，专用工具1套，机油少许。5气缸体4个，气缸盖4个，曲轴4个。6游标卡尺、百分表、外径千分表、厚薄规、水平尺等辅助测量工具。四、实训步骤及操作方法（一）活塞连杆组的拆装1活塞连杆组的拆卸2活塞连杆组的分解3活塞连杆组的装合4将活塞连杆组件装入气缸。注意事项：1拆卸、安装活塞时一定要注意各缸记号，若无记号必须做标记。2安装活塞销时要用专用工具或加热到规定温度进行。3活塞销挡圈开口要与活塞销孔上的缺口错开。4三道环的开口要错开。 (二)气缸体的检验l.气缸磨损的检验(1)测量气缸的内径尺寸。(2)计算圆度和圆柱度值(3)气缸的检验分类若被测量的气缸体有一个气缸的圆柱度超过0.165mm(汽油机)025mm(柴油机)或圆柱度未超过上述极限，而圆度误差超过0.05mm(汽油机)0.063mm(柴油机)时，发动机需要大修。2气缸体的水压试验SSYl0型手动试压泵用于缸体的水压试验，主要由压力表、带橡胶水管的连接盘和一个盛水的水桶等组成。试验时，将具有0.3MPa04MPa的压力水，压入发动机缸体的水套内，在该压力下保持一般时间，检查气缸体不应有渗漏。（4）气缸修理尺寸的选择气缸磨损后，通常采用机械加工方法修复，即修理尺寸法和镶套修复法。 实际中，气缸修理尺寸的级数可用下式确定： 式中：n 镗后气缸修理尺寸的级数； D max 镗削前气缸的最大直径，mm； D0 原厂规定气缸的标准直径； X气缸的镗磨余量；D 修理尺寸级差。(三)气缸盖的检验1气缸盖平面度的检验（1）刀形平尺法（2）平