教案5周(機體組)

教學(xué)環(huán)節(jié)時間分配教學(xué)過程及內(nèi)容一、組織教學(xué)：1、 點名，登記考勤，檢查教學(xué)環(huán)境。2、 重申課堂紀(jì)律及安全注意事項。3、 分組并劃分各小組座位。二、導(dǎo)入新課：為保證發(fā)動機維修作業(yè)的順利進行，符合安全操作規(guī)程，必須掌握工具及設(shè)備的正確使用和維護方法，才能在發(fā)動機維修作業(yè)中做到正確選擇工具及設(shè)備，保證作業(yè)按時完成，做到安全操作、文明作業(yè)。汽車發(fā)動機檢測與維修作業(yè)中使用的工具及設(shè)備種類繁多，規(guī)格也各不相同。三、新課內(nèi)容：第二單元 曲柄連桿機構(gòu)課題一 機體組 曲柄連桿機構(gòu)概述 1. 功用曲柄連桿機構(gòu)是內(nèi)燃機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的傳動機構(gòu)，用來傳遞力和改變運動方式。工作中，曲柄連桿機構(gòu)在作功行程中把活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，對外輸出動力，而在其他三個行程中，即進氣、壓縮、排氣行程中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運動。總的來說曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機借以產(chǎn)生并傳遞動力的機構(gòu)。通過它把燃料燃燒后發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。2.工作條件發(fā)動機工作時，曲柄連桿機構(gòu)直接與高溫高壓氣體接觸，曲軸的旋轉(zhuǎn)速度又很高，活塞往復(fù)運動的線速度相當(dāng)大，同時與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機構(gòu)還受到化學(xué)腐蝕作用，并且潤滑困難?？梢?，曲柄連桿機構(gòu)的工作條件相當(dāng)惡劣，它要承受高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕作用。3.組成曲柄連桿機構(gòu)的主要零件可以分為三組，機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組（一）機體組的基本組成機體是構(gòu)成發(fā)動機的骨架，是發(fā)動機各機構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體必須要有足夠的強度和剛度。機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。氣缸體（圖2-1）圖2-11.氣缸體(cylinder block)水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體-軸箱，也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。氣缸體應(yīng)具有足夠的強度和剛度，根據(jù)氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同，通常把氣缸體分為以下三種形式。（如圖2-2）圖2-2（）一般式氣缸體：其特點是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。這種氣缸體的優(yōu)點是機體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；但其缺點是剛度和強度較差 （）龍門式氣缸體：其特點是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。它的優(yōu)點是強度和剛度都好，能承受較大的機械負(fù)荷；但其缺點是工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難。 （）隧道式氣缸體：這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強度好，但其缺點是加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。 為了能夠使氣缸內(nèi)表面在高溫下正常工作，必須對氣缸和氣缸蓋進行適當(dāng)?shù)乩鋮s。冷卻方法有兩種，一種是水冷，另一種是風(fēng)冷（圖2-3）。圖2-3水冷發(fā)動機的氣缸周圍和氣缸蓋中都加工有冷卻水套，并且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通，冷卻水在水套內(nèi)不斷循環(huán)，帶走部分熱量，對氣缸和氣缸蓋起冷卻作用?，F(xiàn)代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動機，對于多缸發(fā)動機，氣缸的排列形式?jīng)Q定了發(fā)動機外型尺寸和結(jié)構(gòu)特點，對發(fā)動機機體的剛度和強度也有影響，并關(guān)系到汽車的總體布置。按照氣缸的排列方式不同，氣缸體還可以分成直列式，型和對置式三種（如圖2-4）。圖2-(1) 直列式排列發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的。單列式氣缸體結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動機多采用單列式。例如捷達轎車、富康轎車、紅旗轎車所使用的發(fā)動機均采用這種直列式氣缸體。有的汽車為了降低發(fā)動機的高度，把發(fā)動機傾斜一個角度。(2) V型排列氣缸排成兩列，左右兩列氣缸中心線的夾角180，稱為型發(fā)動機，型發(fā)動機與直列發(fā)動機相比，縮短了機體長度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發(fā)動機的重量，但加大了發(fā)動機的寬度，且形狀較復(fù)雜，加工困難，一般用于8缸以上的發(fā)動機，6缸發(fā)動機也有采用這種形式的氣缸體。 (3) 對置式排列氣缸排成兩列，左右兩列氣缸在同一水平面上,即左右兩列氣缸中心線的夾角180，稱為對置式。它的特點是高度小，總體布置方便，有利于風(fēng)冷。這種氣缸應(yīng)用較少。 氣缸直接鏜在氣缸體上叫做整體式氣缸，整體式氣缸強度和剛度都好，能承受較大的載荷，這種氣缸對材料要求高，成本高。如果將氣缸制造成單獨的圓筒形零件(即氣缸套)，然后再裝到氣缸體內(nèi)。這樣，氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成，氣缸體可用價格較低的一般材料制造，從而降低了制造成本。同時，氣缸套可以從氣缸體中取出，因而便于修理和更換，并可大大延長氣缸體的使用壽命。氣缸套有干式氣缸套和濕式氣缸套兩種（圖2-5）。干式氣缸套的特點是氣缸套裝入氣缸體后,其外壁不直接與冷卻水接觸,而和氣缸體的壁面直接接觸，壁厚較薄，一般為13mm。它具有整體式氣缸體的優(yōu)點，強度和剛度都較好，但加工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都需要進行精加工，拆裝不方便，散熱不良。濕式氣缸套的特點是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁直接與冷卻水接觸，氣缸套僅在上、下各有一圓環(huán)地帶和氣缸體接觸，壁厚一般為59mm。它散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內(nèi)表面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便，但缺點是強度、剛度都不如干式氣缸套好，而且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。應(yīng)該采取一些防漏措施。圖2-52. 曲軸箱(crankcase) 氣缸體下部用來安裝曲軸的部位稱為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體,下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼圖（圖2-6）。油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動機的總體布置和機油的容量。油底殼內(nèi)裝有穩(wěn)油擋板，以防止汽車顛動時油面波動過大。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤?。圖2-63. 氣缸蓋(cylinder head)（圖2-7） 氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。它經(jīng)常與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|，因此承受很大的熱負(fù)荷和機械負(fù)荷。水冷發(fā)動機的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環(huán)水來冷卻燃燒室等高溫部分。圖2-7缸蓋上還裝有進、排氣門座，氣門導(dǎo)管孔，用于安裝進、排氣門，還有進氣通道和排氣通道等。汽油機的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔，而柴油機的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發(fā)動機的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔，用以安裝凸輪軸。氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導(dǎo)熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多。 氣缸蓋是燃燒室的組成部分，燃燒室的形狀對發(fā)動機的工作影響很大，由于汽油機和柴油機的燃燒方式不同，其氣缸蓋上組成燃燒室的部分差別較大。汽油機的燃燒室主要在氣缸蓋上，而柴油機的燃燒室主要在活塞頂部的凹坑。這里只介紹汽油機的燃燒室，而柴油機的燃燒室放在柴油供給系里介紹。汽油機燃燒室常見的三種形式（圖2-8）。圖2-8(1) 半球形燃燒室 半球形燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，火花塞布置在燃燒室中央，火焰行程短,故燃燒速率高,散熱少，熱效率高。這種燃燒室結(jié)構(gòu)上也允許氣門雙行排列，進氣口直徑較大，故充氣效率較高，雖然使配氣機構(gòu)變得較為復(fù)雜，但有利于排氣凈化，在轎車發(fā)動機上被廣泛地應(yīng)用。 (2) 楔形燃燒室 楔形燃燒室結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，散熱面積小，熱損失也小，能保證混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運動，有利于提高混合氣的混合質(zhì)量，進氣阻力小，提高了充氣效率。氣門排成一列，使配氣機構(gòu)簡單，但火花塞置于楔形燃燒室高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長些，切諾基轎車發(fā)動機采用這種形式的燃燒室。(3) 盆形燃燒室盆形燃燒室，氣缸蓋工藝性好，制造成本低，但因氣門直徑易受限制，進、排氣效果要比半球形燃燒室差。捷達轎車發(fā)動機、奧迪轎車發(fā)動機采用盆形燃燒室。4.氣缸墊（圖2-9）圖2-9氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。氣缸墊的材料要有一定的彈性,能補償結(jié)合面的不平度,以確保密封，同時要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應(yīng)用較多的是銅皮-棉結(jié)構(gòu)的氣缸墊，由于銅皮-棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時較之石棉不易變形。有的發(fā)動機還采用在石棉中心用編織的綱絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成的氣缸墊。 注意:安裝氣缸墊時,首先要檢查氣缸墊的質(zhì)量和完好程度,所有氣缸墊上的孔要和氣缸體上的孔對齊,將光滑的一面朝向氣缸體,防止被高溫氣體沖壞。其次要嚴(yán)格按照說明書上的要求上好氣缸蓋螺栓。擰緊氣缸蓋螺栓時，必須由中央對稱地向四周擴展的順序分23次進行，最后一次擰緊到規(guī)定的力矩。（二）機體材料機體一般用高強度灰鑄鐵或鋁合金鑄造。最近，在轎車發(fā)動機上采用鋁合金機體的越來越普遍。（三）機體組的拆裝1.拆裝汽缸蓋。1）汽缸蓋拆卸時，要小心不要損壞汽缸蓋密封墊相接觸的表面，用專用工具（氣門彈簧壓縮）壓縮氣門彈簧，取出氣門開口銷后再分解出氣門彈簧座、氣門彈簧和墊圈，取出氣門油封；取出進氣門和排氣門，把汽缸蓋翻轉(zhuǎn)，然后把專用工具放在氣門導(dǎo)管上打出氣門導(dǎo)管。為拆卸汽缸蓋，在松動汽缸蓋螺栓時，應(yīng)從氣缸蓋的兩端向中間交叉進行，正好與擰緊汽缸蓋螺栓時的順序相反。全部螺栓拆完后，用木錘或錘子木柄敲擊汽缸蓋周圍。為防止把汽缸墊弄壞，不準(zhǔn)用旋具或其他的工具撬汽缸蓋，把拆汽缸蓋的工具旋入火花塞的螺紋孔中，應(yīng)緩慢、平穩(wěn)地將汽缸蓋取下來。如果沒有專用的工具，也可用4個螺栓穿入汽缸蓋的兩端的孔中，用雙手將缸蓋提起。 2）汽缸蓋的安裝時，先清洗汽缸體表面。缸體與襯墊接觸面必須擦亮后再安裝汽缸蓋，檢查汽缸套高度。螺栓必須先在防銹液中浸泡并瀝干后才可安裝。給進氣通道安裝新的襯墊、汽缸蓋密封環(huán)和油環(huán)。將汽缸蓋提起至安裝位置，確保導(dǎo)銷已插入汽缸蓋上安裝導(dǎo)孔后裝入螺栓。汽缸蓋螺栓的寧緊力矩一般為168-196Nm，裝螺栓時要求在螺紋部分和臺肩底部先蘸上機油，以使螺栓在規(guī)定的固力矩下，有效