《汽车构造》教案 单元一 项目二 任务三 活塞连杆组的构造与拆装

《汽车构造》教案课题序号5实施课时使用教具发动机拆装台架课题名称单元一汽车发动机认知与拆装项目二曲柄连杆机构认知与拆装任务三活塞连杆组的构造与拆装教学目标（知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观）【知识目标】1．熟悉活塞连杆组的作用与组成。2．熟悉活塞连杆组主要零件的功用和结构。【能力目标】1．能规范拆装活塞连杆组。2．能检测活塞连杆组主要零件。【育人目标】1．培养学生爱岗敬业和奉献精神。2．引导学生学会交流与合作，掌握科学的学习方法。教学重点活塞连杆组的作用与组成。教学难点拆装检测活塞连杆组。教学内容教师活动学生活动【复习回顾】1．机体缸盖组有哪几部分组成？2．各部分作用是什么？【导入新课】单元一汽车发动机认知与拆装项目一曲柄连杆机构认知与拆装任务一活塞连杆组的构造与拆装活塞连杆组安装在汽缸体内，主要由活塞、活塞环（气环和油环）、活塞销、连杆等部分组成。一、活塞活塞一般用铝合金材料制成。因为活塞工作时需要承受高温高压，以及要面对高速、润滑不良和散热困难等工作条件，所以需要有足够大的刚度和强度，还需要耐高温、高压。活塞由顶部、头部和裙部三部分组成。1.活塞顶部活塞顶部是燃烧室的组成部分，它的形状与燃烧室形状和压缩比大小有关，主要分为平顶、凸顶和凹顶。大多数汽油机活塞顶部采用平顶或凹顶。平顶活塞的优点是受热面积小、加工简单。凹顶活塞的优点是可以通过改变活塞顶上凹坑的尺寸来调节发动机的压缩比。（a）平顶活塞（b）凸顶活塞（c）凹顶活塞2.活塞头部活塞顶与油环槽下端面之间的部分称为活塞头部。在活塞头部上加工有用来安装气环和油环的气环槽和油环槽，一般是三道环槽，上面一、二道用来安装气环，最下面一道用来安装油环。在油环槽内钻有很多径向小孔，被称为回油孔，使油环从汽缸壁上刮下的多余的机油经此流回油底壳。3.活塞裙部活塞头部以下的部分称为活塞裙部。活塞裙部上加工有用来安装活塞销的圆孔，圆孔上有卡簧槽。活塞裙部对活塞在汽缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防止油膜被破坏。发动机工作时，活塞在气体力和侧向力的作用下发生机械变形，而活塞受热膨胀时还发生热变形。这两种变形的结果都是使活塞裙部在活塞销孔轴线方向的尺寸增大。因此，为使活塞工作时活塞裙部接近正圆形，与汽缸相适应，在制造时应将活塞裙部的横断面加工成椭圆形。（a）销座热膨胀（b）挤压变形（c）弯曲变形（d）裙部变形二、活塞环活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工作，因此，要求活塞环弹性好，强度高、耐磨损。目前活塞环材料广泛采用合金铸铁(在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素)，第一道环镀铬，其余环一般镀锡或磷化。活塞环是具有弹性的开口金属环，分为气环和油环两种。活塞环1.气环气环的主要作用是密封和传热，保证活塞与汽缸壁间的密封，防止汽缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接收的热能传给汽缸壁，避免活塞过热。气环在自由状态下外径大于汽缸直径，它与活塞一起装入汽缸后，外表面紧贴在汽缸壁上，形成第一密封面。被封闭的气体不能通过环周与汽缸之间，便进入了环与环槽的空隙，把环压到环槽端面形成第二密封面。同时，作用在环背的气体压力又大大加强了第一密封面的密封作用。活塞环密封面气环的断面形状很多，最常见的有矩形环、扭曲环、锥面环、梯形环和桶面环。气环断面形状（1）矩形环矩形环的断面为矩形，其结构简单，制造方便，易于生产，应用最广。但是矩形环随活塞往复运动时，会把汽缸壁面上的机油不断送入汽缸中。这种现象称为“气环的泵油作用”。气环的泵油作用（2）扭曲环扭曲环是在矩形环的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分，使断面呈不对称形状。在环的内圆部分切槽或倒角的称内切环，在环的外圆部分切槽或倒角的称外切环。装入汽缸后，由于断面不对称，产生不平衡力的作用，使活塞环发生扭曲变形。活塞上行时，扭曲环在残余油膜上浮，可以减小摩擦，减小磨损。活塞下行时，则有刮油效果，避免机油烧掉。同时，由于扭曲环在环槽中上、下跳动的行程缩短，可以减轻“泵油”的副作用。目前，扭曲环被广泛应用于第2道活塞环槽上。注意：安装时必须注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能装反。（3）锥面环锥面环断面呈锥形，外圆工作面上加工一个很小的锥面(0.5°～1.5°)，减小了环与汽缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。活塞下行时，便于刮油；活塞上行时，由于锥面的“油楔”作用，能在油膜上“飘浮”过去，减小磨损。注意：安装时，不能装反，否则会引起机油上窜。（4）梯形环梯形环断面呈梯形。工作时，梯形环在压缩行程和作功行程随着活塞受侧压力的方向不同而不断地改变位置，这样会把沉积在环槽中的积炭挤出去，避免了环被粘在环槽中而折断。可以延长环的使用寿命。但是其主要缺点是加工困难，精度要求高。（5）桶面环桶面环的外圆为凸圆弧形，是近年来兴起的一种新型结构。当桶面环上下运动时，均能与汽缸壁形成楔形空间，使机油容易进入摩擦面，减小磨损。由于它与汽缸呈圆弧接触，故对汽缸表面的适应性和对活塞偏摆的适应性均较好，有利于密封，但凸圆弧表面加工较困难。2.油环油环的主要作用是刮除飞溅到汽缸壁上的多余的机油，并在汽缸壁上涂布一层均匀的油膜。油环有普通油环和组合油环两种。油环的分类（1）普通油环普通油环又称整体式油环。环的外圆柱面中间加工有凹槽，槽中钻有小孔或开切槽，当活塞向下运动时，将缸壁上多余的机油刮下，通过小孔或切槽流回曲轴箱；当活塞上行时，刮下的机油仍通过回油孔流回曲轴箱。有些普通环还在其外侧上边制有倒角，使环在随活塞上行时形成油楔，可起均布润滑油的作用，下行刮油能力强，减少了润滑油的上窜。（2）组合油环组合油环由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组成。这种油环的接触压力高，对汽缸壁面适应性好，而且回油通路大，重量小，刮油效果明显。近年来汽车发动机上越来越多地采用组合油环。它的主要缺点是制造成本高。三、活塞销活塞销用来连接活塞和连杆，并将活塞承受的力传给连杆。活塞销与活塞销座孔及连杆小头的连接方式一般有全浮式和半浮式两种。（a）全浮式（b）半浮式活塞销的连接方式1.全浮式活塞销、连杆小头和活塞销座都能相对运动，活塞销能在连杆小头和活塞销座中自由摆动。同时在活塞销两端装有挡圈，进行轴向定位，防止全浮式活塞销轴向窜动刮伤汽缸壁。2.半浮式活塞销中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内做自由摆动，而和连杆小头没有相对运动。活塞销不会轴向窜动，无需锁片。四、连杆连杆是将活塞承受的力传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆由连杆小头、连杆杆身和连杆大头（包括连杆盖、连杆轴瓦和连杆螺栓）等组成。连杆的结构1.连杆小头连杆小头的结构形状取决于活塞销的尺寸及其与连杆小头的连接方式。在汽车发动机中，连杆小头与活塞销的连接方式有全浮式和半浮式两种。2.连杆杆身连杆杆身通常做成“工”字形断面，抗弯强度好，质量小。有的连杆在杆身内加工有油道，用来润滑小头衬套和冷却活塞。3.连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，连杆大头有整体式和分开式两种。其中，分开式又有平分和斜分两种。斜分口连杆端盖的定位方法有止口定位、套筒定位、锯齿定位。其中锯齿定位应用最广泛。分开式连杆大头【操作示范及注意事项】按小组为单位，对活塞连杆组拆装和检测，熟悉活塞连杆组零件的名称、作用，掌握活塞环的拆装和检测方法。1．活塞；2．活塞环；3．活塞销；4．连杆；注意零部件的摆放、工具、量具的正确使用与规范摆放。【学生练习及分配任务】实践教学（小组成员分工协作，按照老师的具体要求进行操作。要求每一位学生做好自己相关岗位的任务，培养分工协作的团队意识及爱岗精神）【巡回重点及注意事项】指导学生拆装和检测，解决认知、拆装过程中的难点，并维持好课堂纪律注意事项：一、拆卸活塞环时应佩戴护目镜。二、解体时，零件要按顺序排放，以便正确装复，避免漏装；三、零件在检测前应进行清洁；四、安装活塞环时应注意活塞环方向；五、所有拆装过程应注意工具正确使用，整齐摆放；【结束指导】总结在认知、拆装中做的好的、正确的、规范的同学，对学生中出现的问题进行纠正。【布置作业】实习报告--------活塞连杆组的拆装与检测思考与练习：1．活塞连杆组功用是什么？2．活塞连杆组的组成部分有哪些？3．活塞环的检测项目有哪些？【整理现场及设备保养】参照整理（SEIRI）、整顿（SEITON）、清扫（SEISO）、清洁（SEIKETSU）、素养（SHITSUKE）、安全（SECURITY）的6S要求，做到工具清洁、活塞连杆组依次摆放整齐，打扫一体化教室、门、窗、电等关闭。根据人培方案中课程的次序，有选择的提问、导入。理论讲解、多媒体辅助，激发学生学习兴趣，引出话题理论讲解多媒体演示多媒体演示多媒体演示多媒体演示实物展示多媒体演示实物展示多媒体演示实物展示多媒体演示实物展示多媒体演示实物展示教师示范强调注意事项布置实训任务，巡视并解决学生操作过程中可能出现的问题教师巡回指导教师根据学生的表现点评总结布置课外作业强