第三章

曲柄連桿機(jī)構(gòu)機(jī)體組活塞連桿組曲軸飛輪組興仁職中秦建雄第周星期學(xué)期總第課時課題四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造課型講解教學(xué)手段多媒體教學(xué)目標(biāo)知識與技能目標(biāo)掌握基本術(shù)語掌握四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造過程與方法目標(biāo)初步學(xué)會合理分類情感態(tài)度目標(biāo)體會汽車設(shè)計的復(fù)雜性重點(diǎn)工作原理難點(diǎn)工作原理教學(xué)過程

興仁職中秦建雄§3.1概述一、功用

將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動的機(jī)械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而對外輸出動力。二、組成1、機(jī)體組2、活塞連桿組3、曲軸飛輪組興仁職中秦建雄三、工作條件承受機(jī)械載荷：1、氣體壓力、慣性力、離心力、摩擦力2、汽車行駛中產(chǎn)生的沖擊力。興仁職中秦建雄第周星期學(xué)期總第課時課題四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造課型講解教學(xué)手段多媒體教學(xué)目標(biāo)知識與技能目標(biāo)掌握基本術(shù)語掌握四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造過程與方法目標(biāo)初步學(xué)會合理分類情感態(tài)度目標(biāo)體會汽車設(shè)計的復(fù)雜性重點(diǎn)工作原理難點(diǎn)工作原理教學(xué)過程

興仁職中秦建雄§3.2機(jī)體組機(jī)體組組成：曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼興仁職中秦建雄一、氣缸體與曲軸箱1、氣缸體:水冷發(fā)動機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體——曲軸箱。2、氣缸體的分類：

一汽奧迪100汽車發(fā)動機(jī)氣缸體興仁職中秦建雄名稱性能應(yīng)用

一般式（平分式）機(jī)體高度小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工拆卸。剛度和強(qiáng)度差。492Q汽油機(jī)，90系列柴油機(jī)。龍門式強(qiáng)度和剛度較好。工藝性差、結(jié)構(gòu)笨重、加工困難。捷達(dá)轎車、富康轎車、桑塔納轎車隧道式結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。難加工、工藝性差、曲軸拆卸不方便。負(fù)荷較大的柴油機(jī)上

。油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。氣缸體上曲軸的主軸承孔為整體式。（1）按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為

興仁職中秦建雄（2）根據(jù)冷卻方式不同1、水冷2、風(fēng)冷散熱片風(fēng)冷氣缸體和氣缸蓋興仁職中秦建雄（3）根據(jù)氣缸的排列方式結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，但發(fā)動機(jī)長度和高度較大?？s短了機(jī)體的長度和高度，增加了剛度，減輕了發(fā)動機(jī)的重量；形狀復(fù)雜，加工困難。興仁職中秦建雄高度小，總體布置方便。對置氣缸式發(fā)動機(jī)興仁職中秦建雄（4）整體式氣缸體和鑲嵌式氣缸體1、整體式氣缸體：氣缸直接鏜在氣缸體上。2、鑲嵌式氣缸體：氣缸套鑲嵌到氣缸體內(nèi)的氣缸。類型構(gòu)造性能及應(yīng)用整體式氣缸直接鏜在氣缸體上強(qiáng)度和剛度好，能承受大負(fù)荷。成本高。鑲嵌式用耐磨優(yōu)質(zhì)材料制成氣缸套，再裝到一般材料制成的氣缸體內(nèi)。降低了制造成本，便于修理和更換氣缸套，延長了氣缸體的使用壽命。興仁職中秦建雄（5）干缸套和濕缸套名稱特點(diǎn)示意圖干缸套外壁不直接與冷卻水接觸。壁厚1~3mm。濕缸套外壁直接與冷卻水接觸。壁厚5~9mm。強(qiáng)度和剛度都較好，加工復(fù)雜，拆裝不便，散熱不良。散熱良好、冷卻均勻、加工容易。強(qiáng)度和剛度不如干缸套，易漏水。性能如何？興仁職中秦建雄二、曲軸箱1、概念：曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分。2、結(jié)構(gòu)：上軸箱

與氣缸體鑄成一體

下軸箱

貯存潤滑油（油底殼）3、材料：薄鋼板沖壓桑塔納發(fā)動機(jī)油底殼興仁職中秦建雄三、氣缸蓋功用：密封氣缸的上部，與活塞、氣缸等共同構(gòu)成燃燒室。工作條件：由于接觸溫度很高的燃?xì)?，所以承受的熱?fù)荷很大。材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵，鋁合金。興仁職中秦建雄氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋罩襯墊安裝火花塞興仁職中秦建雄二、燃燒室名稱

特點(diǎn)示意圖應(yīng)用半球形結(jié)構(gòu)緊湊、火焰行程段、燃燒速率高、熱損失小、熱效率高桑塔納

夏利

富康楔形結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、散熱面積小、熱損失少；火花塞置于燃燒室最高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長切諾基盆形工藝性好、成本低、進(jìn)排氣效果不如半球形燃燒室捷達(dá)奧迪興仁職中秦建雄（九）氣缸墊1、功用：安裝在氣缸蓋和氣缸體之間，保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣、漏水和漏油。2、材料：有彈性、耐熱性、耐壓性3、安裝時注意方向興仁職中秦建雄第周星期學(xué)期總第課時課題四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造課型講解教學(xué)手段多媒體教學(xué)目標(biāo)知識與技能目標(biāo)掌握基本術(shù)語掌握四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造過程與方法目標(biāo)初步學(xué)會合理分類情感態(tài)度目標(biāo)體會汽車設(shè)計的復(fù)雜性重點(diǎn)工作原理難點(diǎn)工作原理教學(xué)過程

興仁職中秦建雄§3.3活塞連桿組氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋興仁職中秦建雄（一）活塞1、功用：承受氣體壓力，并通過活塞銷和連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)。2、工作環(huán)境：

高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高達(dá)600~700K，且分布不均勻；高速，線速度達(dá)到10m/s，承受很大的慣性力。活塞頂部承受最高可達(dá)3~5MPa（汽油機(jī)）的壓力，使之變形，破壞配合聯(lián)結(jié)。3、材料：

鋁合金：質(zhì)量小

導(dǎo)熱性好；灰鑄鐵活塞應(yīng)具備的特點(diǎn)A剛度和強(qiáng)度應(yīng)足夠大，傳力可靠。B導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫、磨損C質(zhì)量較小，盡可能減少往復(fù)慣性力興仁職中秦建雄3、結(jié)構(gòu)（1）活塞頂部功用：是燃燒室的組成部分，主要作用承受氣體

壓力。興仁職中秦建雄活塞頂分類形狀示意圖平頂凸頂凹頂結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、應(yīng)力分布較均勻，多用在汽油機(jī)上。凸起呈球狀、頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用、有利于改善換氣過程。凹坑的形狀、位置必須有利于可燃混合氣的燃燒；提高壓縮比，防止碰氣門。興仁職中秦建雄（2）活塞頭部位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。氣環(huán)槽油環(huán)槽工作條件最惡劣，應(yīng)離頂部遠(yuǎn)些。 1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、 2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。作用：活塞銷孔興仁職中秦建雄（3）活塞裙部位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。作用：對活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力，防治破壞油膜。興仁職中秦建雄裙部表面的保護(hù)1）鍍錫油膜破壞時，起潤滑作用；又可加速磨合作用。2）涂石墨(柴油機(jī)）易脆斷可加速磨合，自潤滑。3）表面粗糙化有規(guī)律的粗糙化，可加速磨合，溝谷可存機(jī)油潤滑。興仁職中秦建雄（4）活塞形狀工作時，活塞受熱膨脹，由于銷座方向的金屬材料較多，所以膨脹量較大。所以在生產(chǎn)時先將活塞制成橢圓形，短軸在銷座軸方向。銷座方向裙部受側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致活塞發(fā)生變形工作時向里變形桶形不受壓力的部分，去掉后可以減輕質(zhì)量。興仁職中秦建雄開槽活塞（汽油機(jī)）絕熱槽膨脹槽圓槽興仁職中秦建雄（二）活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)。工作條件：高溫、高壓、高速、極難潤滑。平均壽命：6萬公里（1）氣環(huán)作用：保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，再由冷卻水將其帶走。切口氣環(huán)興仁職中秦建雄氣環(huán)的泵油作用興仁職中秦建雄氣環(huán)的泵油作用演示興仁職中秦建雄氣環(huán)斷面形狀：形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán)

結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對稱，受力不平衡，使活塞環(huán)扭曲錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封。梯形環(huán)加工困難，精度要求高桶面環(huán)外圓為凸圓弧形興仁職中秦建雄（2）油環(huán)種類普通油環(huán)組合式油環(huán)示意圖刮油片軸向襯環(huán)徑向襯環(huán)刮油片興仁職中秦建雄油環(huán)的刮油作用興仁職中秦建雄（三）活塞銷作用：連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳遞給連桿。構(gòu)造：

活塞銷的內(nèi)孔形狀有圓柱形，兩段截錐形，以及兩段截錐與一段圓柱的組合形。興仁職中秦建雄活塞銷的連接方式連桿活塞銷全浮式半浮式興仁職中秦建雄活塞銷的偏置使活塞從壓縮行程到作功行程柔和的從氣缸的一邊過渡到另一邊，減少敲缸的聲音。興仁職中秦建雄（四）連桿作用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。連桿組件分解圖興仁職中秦建雄V型發(fā)動機(jī)連桿的布置形式并列式主副式叉式興仁職中秦建雄連桿軸瓦定位凸鍵油槽潤滑減磨合金層興仁職中秦建雄連桿大頭的連接形式平分式斜分式興仁職中秦建雄§3.4曲軸飛輪組一、曲軸飛輪組的組成起動爪正時齒輪主軸瓦皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器飛輪飛輪螺栓曲軸興仁職中秦建雄第周星期學(xué)期總第課時課題四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造課型講解教學(xué)手段多媒體教學(xué)目標(biāo)知識與技能目標(biāo)掌握基本術(shù)語掌握四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造過程與方法目標(biāo)初步學(xué)會合理分類情感態(tài)度目標(biāo)體會汽車設(shè)計的復(fù)雜性重點(diǎn)工作原理難點(diǎn)工作原理教學(xué)過程

興仁職中秦建雄二、曲軸1、功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙ν廨敵?。還用來驅(qū)動發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他各種輔助裝置。2、工作條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。興仁職中秦建雄3、結(jié)構(gòu)：前端軸連桿軸頸曲軸軸頸后端軸平衡重曲拐曲拐：由一個連桿軸頸和它兩端曲柄及主軸頸構(gòu)成。曲柄興仁職中秦建雄桑塔納轎車發(fā)動機(jī)曲軸飛輪組興仁職中秦建雄三、曲拐的布置（1）一般規(guī)律1）各缸的作功間隔要盡量均衡，以使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。2）連續(xù)作功的兩缸相隔盡量遠(yuǎn)些，最好是在發(fā)動機(jī)的前半部和后半部交替進(jìn)行。3）V型發(fā)動機(jī)左右氣缸盡量交替作功。4）曲拐布置盡可能對稱、均勻以使發(fā)動機(jī)工作平衡性好。興仁職中秦建雄（2）常見曲軸曲拐的布置1）四沖程四缸發(fā)動機(jī)曲拐布置興仁職中秦建雄2）四沖程四缸發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。興仁職中秦建雄3）直列四沖程六缸發(fā)動機(jī)曲軸曲拐布置興仁職中秦建雄四沖程六缸發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序興仁職中秦建雄興仁職中秦建雄四、曲軸扭轉(zhuǎn)減振器（一）扭轉(zhuǎn)振動自由扭轉(zhuǎn)振動強(qiáng)迫扭轉(zhuǎn)振動共振功率損失、曲軸扭轉(zhuǎn)變形甚至扭斷、正時齒輪產(chǎn)生沖擊噪聲等臨界轉(zhuǎn)速：發(fā)生共振時的轉(zhuǎn)速興仁職中秦建雄（二）扭轉(zhuǎn)減振器

皮帶盤慣性盤橡膠墊減振器圓盤皮帶輪轂曲軸前端功用：吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動的能量，消減扭轉(zhuǎn)振動。當(dāng)曲軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，力圖保持等速轉(zhuǎn)動的慣性盤便與橡膠層發(fā)生了內(nèi)摩擦，從而消耗了扭轉(zhuǎn)振動的能量，消減了扭振。橡膠摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器興仁職中秦建雄四、飛輪（一）功用：將在作功行程中輸入于曲軸的功能的一部分貯存起來，用以在其他行程中克服阻力，帶動曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過上、

下止點(diǎn)，保證曲軸的旋轉(zhuǎn)角速度和輸出轉(zhuǎn)矩盡可能均勻，并使發(fā)動機(jī)有可能克服短時間的超載荷，同時將發(fā)動機(jī)的動力傳給離合器。興仁職中秦建雄（二）構(gòu)造

飛輪邊緣部分做的厚些，可以增大轉(zhuǎn)動慣量齒圈在發(fā)動機(jī)起動時與起動機(jī)齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。一缸上止點(diǎn)記號興仁職中秦建雄曲軸的結(jié)構(gòu)曲拐：由主軸頸、連桿軸頸、曲柄組成興仁職中