【導讀】統(tǒng)地闡述現(xiàn)代汽車的構(gòu)造和工作原理。一般規(guī)律，應做到舉一反三、觸類旁通。組成部件之間在結(jié)構(gòu)和功能上的有機聯(lián)系。3．介紹各種不同結(jié)構(gòu)形式時，先介紹比較常見的、具有代表性的典型實例，下的結(jié)構(gòu)形式和功能特點。后才考慮選用中、重型貨車的結(jié)構(gòu)圖。正進入汽車時代。同時，戴姆勒展示了自己的第一輛4輪車。·20世紀初至70年代，美國汽車工業(yè)一直遙遙領(lǐng)先。·1980～1993年，日本汽車工業(yè)后來追上，躍居世界第一。·目前，全球汽車年產(chǎn)量超過5000萬輛，其中日、美兩國的產(chǎn)量約占50%，歐洲各國總計占30%。加拿大、西班牙、巴西、英國、意大利、中國、墨西哥、俄羅斯等。·目前，全世界汽車保有量已超過6億輛。·東歐、俄羅斯、韓國等國家，平均約10人擁有一輛。例如美國的通用、福特、克萊斯勒三大汽車公司壟斷了美國90%. 亞特、標志/雪鐵龍、雷諾）的轎車產(chǎn)量，占世界轎車產(chǎn)量將近70%。之后，再打入國際市場參與競爭。工業(yè)連續(xù)８年停滯不前，1978年汽車產(chǎn)量為萬輛。

　　

【正文】 合金、灰鑄鐵、合金鑄鐵等。 重點對比介紹： 要求 學生 比較理解 氣缸蓋的 結(jié)構(gòu)型式及特點 2．氣缸蓋的結(jié)構(gòu)型式 氣缸蓋是結(jié)構(gòu)復雜的箱形零件，其構(gòu)造受許多結(jié)構(gòu)因素的影響，如每缸氣門數(shù)、凸輪軸的位置、冷卻方式以及進排氣道及燃燒室形狀。水冷發(fā)動機的氣缸蓋有整體式、分塊式和單體式三種。 整體式： 能覆蓋全部氣缸，縮短氣缸中心距，適合于缸徑小于 105mm，缸數(shù)小于 6 的發(fā)動機?？煽s短發(fā)動機總長度，剛性較差 分塊式： 兩個氣缸或三個氣缸采用一個氣缸蓋 單體式： 每個氣缸都采用一個氣缸蓋，一般缸徑大于 140mm 或風冷發(fā)動機采用。 重點對比介紹： 要求 學生 比較理解 汽油機三種燃燒室的 結(jié)構(gòu)型式及特點 3．燃燒室 （ 1）汽油機燃燒室 （如圖 39） 1）楔形燃燒室 結(jié)構(gòu)緊湊，面容比小，爆燃的可能性小，火花塞處掃氣方便，點火性能好，氣門布置在斜面上，可增大進氣面積，能形成一定的擠流，利于火焰的傳播和燃料的燃燒，但工作粗暴。 2）盆形燃燒室 結(jié)構(gòu)簡單，但面容比較大， HC 排放較大，能形成一定的擠氣面積，有利于火焰?zhèn)鞑ズ腿剂先紵?工作柔和，缸蓋的工藝性好。 3）半球形燃燒室 結(jié)構(gòu)緊湊，氣門位于球面上，可增大進氣面積，火花塞位于氣門中間，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，沒有擠氣面積，所以氣缸內(nèi)的氣流運動較弱，容易實現(xiàn)多氣門機構(gòu)的布置。 圖 39：汽油機燃燒室 Page 32/290 楔形燃燒室 盆形燃燒室 半球形燃燒室 重點對比介紹： 要求 學生 比較理解 柴油機四種燃燒室的 結(jié)構(gòu)型式及特點 （ 2）柴油機燃燒室 1）直噴式燃燒室 （如圖 310） 又稱統(tǒng)一式燃燒室 燃燒室容積集中于活塞頂上的燃燒室凹坑內(nèi) ①ω型燃燒室 結(jié)構(gòu)簡單，燃燒室位于活塞頂，噴油器采用孔式噴油器，混合氣的形成以空間霧化為主。 ②球形燃燒室 燃燒室位于活塞頂部的深坑內(nèi)，采用單孔或雙孔噴油器，混合氣的形成以油膜蒸發(fā)為主。采用螺旋進氣道形成強烈的進氣渦流。 圖 310：柴油機直噴式燃燒室 ω型燃燒室 球形燃燒室 重點對比介紹： 要求 學生 比較理解 柴油機四種燃燒室的 結(jié)構(gòu)型式及特點 2）分隔式燃燒室 （如圖 311） 分為兩個部分，主燃燒室位于活塞頂，而副燃燒室位 于缸蓋上，主副燃燒室通過通道相同，噴油嘴位于副燃燒室內(nèi)。 ①渦流燃燒室 主副燃燒室之間通過狹窄的切向通道相通，空氣被擠入渦流室形成強烈有規(guī)則渦流運動，大部分柴油在渦流室內(nèi)燃燒，形成二次渦流混合燃燒 ②預燃燃燒室 空氣被擠入預燃室產(chǎn)生無規(guī)則紊流，小部分柴油在預燃室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生二次紊流混合完全燃燒。 圖 311：柴油機分隔式燃燒室 渦流燃燒室 預燃燃燒室 簡要介紹： 要求 學生 了解 氣缸蓋罩與氣缸襯墊的結(jié)構(gòu)及材料 三、 氣缸蓋罩與氣缸襯墊 1．氣缸蓋罩 位置 氣缸蓋上部 功用 起封閉及防塵作用 Page 33/290 材料 一般為薄鋼板沖壓而成 缸蓋螺栓：用于固定缸蓋，要求用規(guī)定力矩按規(guī)定順序分 2~3 次擰緊 2．氣缸襯墊 （ 1）功用 保持氣缸密封不漏氣，保持由機體流向氣缸蓋的冷卻液和機油不泄漏。 （ 2）要求 要有足夠的強度；要耐壓、耐熱、耐腐蝕；要有彈性，補償機體頂面和缸蓋底面的粗糙度和不平度。 （ 3）種類 按所用材料不同，可分為金屬－石棉襯墊、金屬－復合材料襯墊、全金屬襯墊。 金屬－石棉襯墊：以石棉為基體，外包銅皮或鋼皮；有的以鋼絲或帶孔鋼板為 骨架，外附石棉而成，氣缸孔，油孔，水孔周圍用金屬包邊。 金屬－復合材料襯墊：鋼板的兩面粘附耐熱、耐壓和耐腐蝕的新型材料。 全金屬襯墊：用優(yōu)質(zhì)的鋁板或不銹鋼疊片制成 簡要介紹： 要求 學生 了解 油底殼結(jié)構(gòu)與材料 歸納小結(jié)： 概括基本內(nèi)容，歸納重點內(nèi)容，布置下一講主要教學內(nèi)容 四、油底殼 1．作用 用來封閉機體的下部和儲存潤滑油。 2．材料 薄鋼板沖壓而成（有的采用鋁合金制成，如 GM 公司 V6 汽油機） 3．結(jié)構(gòu) 一般用薄鋼片沖壓而成，或者用鋁合金鑄造而成，為了加強散熱，通常鑄有散熱 片，曲軸箱中部和后部通常做的深一些，內(nèi)部有隔板，防治大量泡沫的產(chǎn)生，下部有放油螺塞。 Page 34/290 汽車工程系教案 200 /200 學年 第 學期 課程名稱：汽車構(gòu)造（一） 授課教師： 班級： 第 07 講 題目： 第三章 曲柄連桿機構(gòu) 第 07 講 活塞連桿組 第 周 星期 本講教學目標： 知識點 ： 活塞的結(jié)構(gòu)型式及特點 活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)型式及特點 活塞銷的結(jié)構(gòu)型式及特點 連桿組各零件的結(jié)構(gòu)及特點 能力點 ： 掌握活塞連桿組的部件組成 熟悉活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿的 功用、材料、結(jié)構(gòu)及特點 本講主要內(nèi)容： 活塞組 連桿組 本講教學要求及適合專業(yè)： 汽車檢測與維修專業(yè)（ 2 課時） 汽車維修與營銷專業(yè)（ 2 課時） 汽車電子技術(shù)專業(yè) （ 2 課時） 汽車制造與維修專業(yè)（ 2 課時） 重點講解 活塞、活塞環(huán)、連桿的結(jié)構(gòu)及特點 簡要介紹 活塞銷、連桿螺栓的結(jié)構(gòu)及特點 教學重點： 活塞、連桿的結(jié)構(gòu)及特點 教學難點： 活塞、連桿的結(jié)構(gòu)及特點 教學方法及手段： 重點講解、 簡介、重點介紹 、對比分析、啟發(fā)分析、歸納小結(jié)、多媒體 作業(yè)或課外閱讀資料： 同步學習《汽車構(gòu)造課程建設(shè) 》中的《汽車發(fā)動機網(wǎng)絡(luò)教程》 具體書面作業(yè)從《汽車發(fā)動機網(wǎng)絡(luò)教程》獲取，由教師根據(jù)不同專業(yè)要求布置 Page 35/290 本講教學內(nèi)容： 由曲柄連桿機構(gòu) 導入活塞連桿組 ： 活塞連桿組包括活塞組和連桿組等。 活塞組主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷 重點講解： 一、 活塞 簡要介紹： 要求 學生 了解 活塞 的功用和工作條件 1．活塞的功用和工作條件 （ 1）活塞的功用 承受燃氣壓力并將此力傳遞給連桿、與氣缸蓋共同組成燃燒室 （ 2）工作條件 高溫、高壓、高速往復直線運動 高溫：與活塞頂部相接觸的燃氣溫度最高達 2273~2773K， 活塞頂部的最高溫度可達 473~673 K。材料的強度和硬度由于溫度升高而降低，溫度不均勻易產(chǎn)生熱應力［裂紋］。 高壓：作功沖程中受到燃氣的帶沖擊性的高壓力的作用。柴油機瞬時最高壓力 6~9MPa，汽油機 3~5 MPa。導致活塞側(cè)壓力增大，加速活塞表面磨損，引起活塞變形。 高速：在作往復運動時，活塞還承受本身所產(chǎn)生的往復慣性力側(cè)壓力?；钊捎谑艿缴鲜鲋芷谛宰兓娜細鈮毫蛻T性力的作用，各個部分就產(chǎn)生交變的拉伸，壓縮和彎曲應力，使活塞容易變形。 簡要介紹： 要求 學生 了解 活塞 的材料及要求 2．活塞的材料及要 求 （ 1）材料及要求 要求：活塞的質(zhì)量要小，可以減小慣性力；熱膨脹系數(shù)要小，減小受熱時的變形；導熱性好，防止活塞過熱，發(fā)生損壞；耐磨性好，防止在往復運動中大量磨損。 材料：常用鋁合金制造，質(zhì)量小，導熱性好，但是熱膨脹系數(shù)大，高溫下，強度和硬度下降很快。有的柴油機采用高級鑄鐵或耐熱鋼制造。 （ 2）成型方法 鑄造：高溫強度下降較小、成本低，易出現(xiàn)氣孔、縮松等鑄造缺陷。 鍛造：強度比鑄造高、導熱性較好，適用于強化發(fā)動機，制造成本高。 液態(tài)模鍛：兼顧鍛造與鑄造的特點，消除鑄造缺陷且提高了毛坯質(zhì)量。 重點 介紹： 圖 312：活塞頂部、頭部和裙部 3．活塞的結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)所起作用的不同，可將活塞分為頂部、頭部和裙部（如圖 312） 要求 學生 比較理解 汽油機與 柴油機活塞頂部的 結(jié)構(gòu)型式及特點 （ 1）活塞頂部 活塞頂部指活塞的頂面，它承受氣體壓力，并組成燃燒室。 Page 36/290 圖 313：汽油機活塞頂部 1）汽油機活塞頂部 （如圖 313） 多采用平頂、有些采用凹頂，二沖程汽油機多用凸頂。 平頂：吸熱面積小、制造工藝簡單。 凹頂：改善混合氣形成和燃燒、調(diào)節(jié)壓縮比。 圖 314：柴油機活塞頂部 2）柴油機活 塞頂部 （如圖 314） 多采用各種各樣的凹坑 凹坑：形狀、位置和大小必須與柴油機混合氣形成或與燃燒室要求相適應。 要求 學生 了解 活塞頭部的 結(jié)構(gòu) 圖 315：活塞頭部 （ 2）活塞頭部 （如圖 315） 活塞環(huán)槽以上部位：承受氣體的壓力，與活塞環(huán)一起實現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體的密封，將熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。 環(huán)槽：用來安裝氣環(huán)和油環(huán)，一般氣環(huán)槽有 2~3 個，油環(huán)槽為一個。 隔熱槽：活塞頂面和燃氣接觸，使活塞頭部溫度過高，導致氣環(huán)損壞，造成漏氣，因此有的發(fā)動機的活塞在第一到環(huán)的上方開一條隔熱槽，改變熱流方向，降低第一道環(huán)的溫度。 護圈：保護環(huán)槽，防止高溫下?lián)p壞，一般為熱負荷較高的發(fā)動機采用。護圈的材料一般為耐熱且膨脹系數(shù)與鋁合金接近的高錳奧氏體鑄鐵。 啟發(fā)分析： 要求 學生 理解掌握 活塞裙部的變形 及形狀 （ 3）活塞裙部 活塞環(huán)槽以下部位。在活塞運動的時候起導向作用并承受側(cè)壓力。 圖 316：活塞裙部變形 1）活塞裙部變形（如圖 316） 燃氣使裙部彎曲變形， 側(cè)壓力使銷座軸線方向增大，使活塞工作時變成軸線沿活塞銷軸線方向的Page 37/290 橢圓形 熱變形使銷座軸線方向增大 圖 317：活塞裙 部形狀 2）活塞裙部形狀（如圖 317） 冷態(tài)下把活塞加工成裙部斷面為長軸垂直于活塞銷方向的橢圓形 重點講解： 二、 活塞環(huán) 簡要介紹： 要求 學生 了解 活塞環(huán)的功用和工作條件及材料 1．活塞環(huán)功用、工作條件及材料 （ 1）活塞環(huán)功用 氣環(huán)功用：起到封氣、導熱，即防止高溫、高壓的燃氣竄入曲軸箱，污染機油，同時將活塞頂所吸收的大部分熱量傳給缸壁的作用。 油環(huán)功用：刮除缸壁上多余的燃油，形成均勻的油膜，防止竄油，減小磨損。此外，起輔助封氣作用 （ 2）活塞環(huán)工作條件 高溫 高壓 高速及潤滑條件極差 磨損嚴 重， 發(fā)動機零件中工作壽命最短 （ 3）活塞環(huán)材料 一般活塞環(huán)多用優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制造 第一道活塞環(huán)甚至所有的環(huán)，其外表面進行多孔鍍鉻來減緩磨損 其他的環(huán)多采用鍍錫、磷化或硫化處理來提高磨合性 重點介紹： 2．氣環(huán)結(jié)構(gòu)與工作 要求 學生 理解 氣環(huán)密封原理 318：氣環(huán)密封原理 （ 1）氣環(huán)密封原理 （如圖 318） 氣環(huán)自由狀態(tài)非圓，隨活塞裝入氣缸后，靠氣彈力緊貼在氣缸壁上（ F1），形成第一密封面。 同時，氣環(huán)在燃氣作用下被壓向環(huán)槽下端面（ F3），形成第二密封面。 另外，繞到環(huán)背 后的燃氣使氣環(huán)更貼緊缸壁（ F2），加強了第一密封面的密封效果 幾道氣環(huán)切口錯開布置，這樣形成迷宮式封氣系統(tǒng)，這樣，竄入曲軸箱內(nèi)的燃氣量已很少了 Page 38/290 要求 學生 了解 氣環(huán)三種切口形狀及特點 圖 319：氣環(huán)切口形狀 直角型 階梯形 斜切口 （ 2）氣環(huán)切口形狀 （如圖 319） 直角型：工藝性好，密封性差 階梯形：密封性好，工藝性差 斜切口：密封性和工藝性介于上述二者之間 要求 學生 理解掌握 氣環(huán)六種斷面形狀及特點 對比分析： 圖 320：氣環(huán)斷面形狀 （ 3）氣環(huán)斷面形狀 （如圖 320） 1）矩形環(huán) 工藝性和導熱效果較好 但產(chǎn)生泵油作用 2）扭曲環(huán) 正扭曲環(huán)：扭曲成碟子形。包括內(nèi)圓上邊緣切槽及外圓下邊緣切槽的氣環(huán) 反扭曲環(huán)：扭曲成蓋子形。內(nèi)圓下邊緣切槽的氣環(huán) 進氣、壓縮和排氣行程：環(huán)扭曲，消除泵油現(xiàn)象，減輕磨損 作功行程：燃氣壓力作用使環(huán)不再扭曲，與矩形環(huán)相同 3）錐面環(huán) 環(huán)的外圓面為錐面，理論上為線接觸 活塞下行時：能刮油； 活塞上行時：錐面油楔作用浮起，減少磨損，不泵油 Page 39/290 若扭曲環(huán)的外圓面為錐面則為扭曲錐面環(huán)，（正反扭曲錐面環(huán)） （ 4）梯形環(huán) 斷面為梯形，抗粘結(jié)性好 ，避免環(huán)被粘結(jié)而折斷 側(cè)向力換向活塞左右擺動時，梯形環(huán)的側(cè)隙發(fā)生變化，將環(huán)槽中膠質(zhì)擠出 作功行程中，燃氣徑向壓力加強了環(huán)的密封 缺點：上下面精磨工藝復雜 （