发动机教案--第2章曲柄连杆机构

二、曲柄连杆机构—教案

教案4

教学时数：2

重点：机体组的构造分析、安装使用注意事项

难点：机体组的构造

难点突破方法：利用课件展示构造，并利用现场教学加深印象

第二章曲柄连杆机构

第一节概述

一、功用

1、把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩。

2、把飞轮的旋转运动转化为活塞的往复直线运动。

教学方法：想一想，这二个功用分别通过哪些行程实现？（启发）

结论：在作功行程中，曲柄连杆机构把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。

二、组成

曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。

三、工作特点

1、工作条件差（教学方法：通过工作原理分析得出结论：“三高：高温、高压、高速；而且受腐蚀性气体的作用。”）

2、受力大。（教学方法：通过工作原简单分析说明）

3、润滑困难。（同上）

四、受力分析

主要承受气体作用力、往复惯性力、旋转离心力及机件摩擦力的作用。

这些力不断大小和方向不断发生变化，其作用效果可由曲——连机构对不同位置的受力进行分析得出。

教学方法：分析其中一个位置的受力，其余引导学生自主分析

第二节机体组

一、气缸体

利用课件展示其基本构造，并对其不同部分的构造和作用进行分析

1.气缸体形式

（1）一般式：亦称元裙式

（2）龙门式：亦称有裙式

（3）隧道式：亦称整体式

分别利用课件展示其基本构造，并对其特点进行分析，重点是将基本思路展示在课堂上，帮助学生在理解上基础上记忆。

2.气缸体冷却形式

（1）水冷式

（2）风冷式

教学方法：通过课件展示，并分析其优缺点。

3.气缸的排列形式

（1）直列式

（2）双列式（V型）

（3）对置式

教学方法：利用课件演示

4.气缸套

（1）干式气缸套：外表面不与冷却水接触。（课件展示）（2）湿式气缸套：外表面与冷却水直接接触。（课件展示）

二、气缸盖

1、气缸盖的功用

（1）密封气缸

（2）安装其他机构的零件

（3）组成进气道

2、气缸盖的结构：一般用灰铸铁或铝合金铸造而成。

重点：进、排气管的安装座、气门安装座、冷却水腔体、进排气道、燃烧室的型式、紧固螺栓及紧固顺序。

教学方法：利用课件展示，并分析说明

三、气缸垫

1、气缸垫的功用：密封

2、气缸垫的结构

3、气缸垫的安装注意事项：（原则是：卷边朝向硬表面和易修复表面）

四、油底壳

1、油底壳的功用：盛装机油，密封曲轴箱

2、油底壳的构造

教案5----活塞连杆组

授课时数：2

重点：活塞的结构、气环的形状及安装注意事项、活塞销的连接方式

难点：矩形环的泵油作用、恒范钢片式活塞的结构

难点突破方法：分析活塞的受热和其各部位温度的变化规律，进而引导学生分析：为了让活塞正常工作时是下圆柱形，其常温下形状应该如何？

第三节活塞连杆组

1、活塞

(1) 活塞的功用：承力、传力、密封

(2) 活塞的工作条件：高速、高压、高温、受力大

**由工作过程分析讲授

2、对活塞的要求：

1）要有足够的刚度和强度，传力可靠；

2）导热性能好，要耐高压、耐高温、耐磨损；

3）质量小，重量轻，尽可能地减小往复惯性力

3、活塞的构造

1）活塞顶部

2）活塞头部

3）活塞裙部

（1）预先做成椭圆形（见课件）

（2）开槽（膨胀槽和隔热槽）

（3）局部去除金属

（4）恒范钢片活塞

综上所述，活塞的整体形状可描述为“上小下大，裙部不圆”。

4、活塞的偏心布置

有的汽油机上，活塞销孔中心线是偏离活塞中心线平面的，向作功行程中受主侧压力的一方偏移了1～2mm（图2-19）。这种结构可使活塞在从压缩行程到作功行程中较为柔和地从压向气缸的一面过渡到压向气缸的另一面，以减小敲缸的声音。在安装时，这种活塞销偏置的方向不能装反，否则换向敲击力会增大，使裙部受损。（见课件）

二、活塞环

1、气环

1）气环的功用：密封、传热

2）气环的工作条件：高温、高速、润滑困难、受冲击力作用

3）气环的材料：灰铸铁

4）气环的密封原理（见课件）

5）气环的断面形状

（1）矩形环及其泵油作用

（2）微锥形环

（3）扭曲环：内切扭曲环、外切扭曲环

（4）梯形环

（5）桶面环

（借助课件分别说明各种环的优缺点、安装使用注意事项。）

教案6

授课时数：2

重点：油环的结构、活塞销的连接方式、曲轴的结构及支承方式

难点：活塞销的连接方式、曲轴的平衡

难点突破方法：（启发）四缸以上发动机的曲轴自身受力是否平衡？

铸铁和锻钢曲轴在结构上为什么不同？

引导学生自主分析，老师要通过不断启发（形状？材料？膨胀？）使学生的思路逐步接近正确答案，并对学生的思路进行讲评。

3、油环

1）普通油环（利用课件辅助，讲授其作用及优缺点）

2）组合式油环（讲授方法同上）

三、活塞销

1、活塞销的功用：连接、传力（根据工作过程加以简单引导，可由学生自主分析得出结论，教师进行点评）

2、工作条件：受冲击、润滑困难（讲授方法同上）

3、活塞销的结构及尺寸分组

（其形状是中空圆柱，几种具体结构见课件）

4、活塞销的连接方式

（1）全浮式：工作过程中，活塞销与活塞销座及连杆间均为间隙配合。

（2）半浮式：工作过程中，上述二个位置只有一个位置为间隙配合，另一处为过盈配合。

四、连杆

1、功用：连接活塞与曲轴

2、工作条件：受力大且复杂（针对其工作特点引导之）

3、连杆的构造

（1）连杆小端

（2）杆身

（3）大端及连杆盖

（以上内容分别对照课件讲授）

（3）连杆的润滑方式（小端可采用压力润滑或飞溅润滑，大端均采用压力润滑）

五、连杆轴承

1、功用：减摩（磨）

2、结构

（由于连杆轴承的结构较为简单，对照课件进行简单讲授即可）

第四节曲轴飞轮组

一、曲轴飞轮的组成（对照课件简单描述，后面将详细介绍其结构和功用）

二、曲轴飞轮组的主要机件

1、曲轴

（1）功用：运动转换、功率输出

（2）工作条件：受力大且冲击性强、速度高、

（3）曲轴的构造：前端、后端、主轴颈、连杆轴颈、曲拐（分别利用课件对各组成部分的结构进行详细讲授）

（4）曲轴的支承方式

①全支承式曲轴：结构特征：主轴颈数量＝连杆轴颈数＋1，即每道连杆轴颈两边均有主轴颈支承。

②非全支承式曲轴：结构特征：主轴颈数量≤连杆轴颈数。

（5）曲轴的平衡（利用课件展示其效果）

（6）教案7----配气机构

教学时数：2

重点：多缸机的工作顺序、主轴承盖的安装注意事项

难点：六缸机、八缸机的作功情况表

难点突破方法：详细分析不同缸数发动机的作功间隔角，将之与一个行程的角度（180°）比较，得出结论。

具体列表方法：只按工作顺序列出其作功行程在表中的位置，其余问题则迎刃而解。

（7）曲轴的轴向定位：止推片式、马鞍形主轴承式

（8）多缸发动机的工作顺序

（分析多缸机各缸工作顺序，并画出作功情况表，利用课件展示作功情况表的画法：先分析分段角度并画出相应空白表格，然后在表中按工作顺序填入各缸的作功行程，其余行程则可很容易地填入，这样，将较难理解的内容变成为通过学生的自主学习由学生完成——变难为易）

如：四缸工作顺序为1-3-4-2的发动机的作功情况表

表中的空格学生可很容易地填入，这们便使难以理解的作功情况表，变成以学生自己画出的表格，理解也自然变得容易起来。）

1 四缸发动机曲拐布置及工作情况表（1-2-4-3）

2 二缸发动机的工作情况表（1-2-0-0）

3 直列六缸发动机的曲拐布置及工作情况表（1-5-3-6-2-4）

4 V型八缸发动机的曲拐布置及工作情况表（1-8-4-3-6-5-7-2）

（各种发动机的曲拐布置用课件展示讲授）

二、飞轮

1、功用

（1）贮存能量，保证发动机运转平衡

（2）作为其它机构和系统检查调整的定位基准

（3）启动元件

（4）动力输出

2、结构（用课件展示讲授，飞轮的结构较为简单，但要强调其安装紧固的具体要求及重要性。）

三、曲轴扭转减震器

1、功用

2、结构(对照课件讲授)