【正文】 作功行程中，燃?xì)鈴较驂毫訌?qiáng)了環(huán)的密封 斷面為梯形，抗粘結(jié)性好 ，避免環(huán)被粘結(jié)而折斷 活塞上行時(shí)：錐面油楔作用浮起，減少磨損，不泵油 Page 39/290 環(huán)的外圓面為錐面，理論上為線接觸 進(jìn)氣、壓縮和排氣行程：環(huán)扭曲，消除泵油現(xiàn)象，減輕磨損 反扭曲環(huán)：扭曲成蓋子形。正扭曲環(huán)：扭曲成碟子形。工藝性和導(dǎo)熱效果較好 斜切口：密封性和工藝性介于上述二者之間 直角型：工藝性好，密封性差 階梯形 要求 學(xué)生 了解 氣環(huán)三種切口形狀及特點(diǎn) 圖 319：氣環(huán)切口形狀 另外，繞到環(huán)背 后的燃?xì)馐箽猸h(huán)更貼緊缸壁（ F2），加強(qiáng)了第一密封面的密封效果 同時(shí)，氣環(huán)在燃?xì)庾饔孟卤粔合颦h(huán)槽下端面（ F3），形成第二密封面。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。其他的環(huán)多采用鍍錫、磷化或硫化處理來(lái)提高磨合性 重點(diǎn)介紹： 2．氣環(huán)結(jié)構(gòu)與工作 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 高溫 高壓 高速及潤(rùn)滑條件極差 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。氣環(huán)功用：起到封氣、導(dǎo)熱，即防止高溫、高壓的燃?xì)飧Z入曲軸箱，污染機(jī)油，同時(shí)將活塞頂所吸收的大部分熱量傳給缸壁的作用。冷態(tài)下把活塞加工成裙部斷面為長(zhǎng)軸垂直于活塞銷方向的橢圓形 重點(diǎn)講解： 二、 活塞環(huán) 簡(jiǎn)要介紹： 側(cè)壓力使銷座軸線方向增大，使活塞工作時(shí)變成軸線沿活塞銷軸線方向的Page 37/290 橢圓形 圖 316：活塞裙部變形 1）活塞裙部變形（如圖 316） 活塞環(huán)槽以下部位。 啟發(fā)分析： 護(hù)圈：保護(hù)環(huán)槽，防止高溫下?lián)p壞，一般為熱負(fù)荷較高的發(fā)動(dòng)機(jī)采用。隔熱槽：活塞頂面和燃?xì)饨佑|，使活塞頭部溫度過(guò)高，導(dǎo)致氣環(huán)損壞，造成漏氣，因此有的發(fā)動(dòng)機(jī)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。環(huán)槽：用來(lái)安裝氣環(huán)和油環(huán)，一般氣環(huán)槽有 2~3 個(gè)，油環(huán)槽為一個(gè)?；钊h(huán)槽以上部位：承受氣體的壓力，與活塞環(huán)一起實(shí)現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體的密封，將熱量通過(guò)活塞環(huán)傳給氣缸壁。 多采用各種各樣的凹坑 凹頂：改善混合氣形成和燃燒、調(diào)節(jié)壓縮比。平頂：吸熱面積小、制造工藝簡(jiǎn)單。多采用平頂、有些采用凹頂，二沖程汽油機(jī)多用凸頂?；钊敳恐富钊捻斆?，它承受氣體壓力，并組成燃燒室。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） 液態(tài)模鍛：兼顧鍛造與鑄造的特點(diǎn)，消除鑄造缺陷且提高了毛坯質(zhì)量。鍛造：強(qiáng)度比鑄造高、導(dǎo)熱性較好，適用于強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)，制造成本高。鑄造：高溫強(qiáng)度下降較小、成本低，易出現(xiàn)氣孔、縮松等鑄造缺陷。有的柴油機(jī)采用高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼制造。 要求 學(xué)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 活塞由于受到上述周期性變化的燃?xì)鈮毫蛻T性力的作用，各個(gè)部分就產(chǎn)生交變的拉伸，壓縮和彎曲應(yīng)力，使活塞容易變形。 柴油機(jī)瞬時(shí)最高壓力 6~9MPa，汽油機(jī) 3~5 MPa。 高溫：與活塞頂部相接觸的燃?xì)鉁囟茸罡哌_(dá) 2273~2773K， 活塞頂部的最高溫度可達(dá) 473~673 K。 承受燃?xì)鈮毫Σ⒋肆鬟f給連桿、與氣缸蓋共同組成燃燒室 （ 2）工作條件 活塞組主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷 重點(diǎn)講解： 一、 活塞 簡(jiǎn)要介紹： 活塞連桿組包括活塞組和連桿組等。 同步學(xué)習(xí)《汽車構(gòu)造課程建設(shè) 》中的《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程》 活塞、連桿的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 教學(xué)難點(diǎn)： 重點(diǎn)講解 活塞、活塞環(huán)、連桿的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 汽車電子技術(shù)專業(yè) （ 2 課時(shí)） 汽車檢測(cè)與維修專業(yè)（ 2 課時(shí)） 掌握活塞連桿組的部件組成 活塞銷的結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn) 活塞的結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn) 一般用薄鋼片沖壓而成，或者用鋁合金鑄造而成，為了加強(qiáng)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。 2．材料 概括基本內(nèi)容，歸納重點(diǎn)內(nèi)容，布置下一講主要教學(xué)內(nèi)容 四、油底殼 1．作用 全金屬襯墊：用優(yōu)質(zhì)的鋁板或不銹鋼疊片制成 簡(jiǎn)要介紹： 金屬－復(fù)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。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。按所用材料不同，可分為金屬－石棉襯墊、金屬－復(fù)合材料襯墊、全金屬襯墊。要有足夠的強(qiáng)度；要耐壓、耐熱、耐腐蝕；要有彈性，補(bǔ)償機(jī)體頂面和缸蓋底面的粗糙度和不平度。保持氣缸密封不漏氣，保持由機(jī)體流向氣缸蓋的冷卻液和機(jī)油不泄漏。材料 一般為薄鋼板沖壓而成 位置 氣缸蓋上部 預(yù)燃燃燒室 簡(jiǎn)要介紹： 圖 311：柴油機(jī)分隔式燃燒室 主副燃燒室之間通過(guò)狹窄的切向通道相通，空氣被擠入渦流室形成強(qiáng)烈有規(guī)則渦流運(yùn)動(dòng)，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(yù)燃燃燒室 分為兩個(gè)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(guò)通道相同，噴油嘴位于副燃燒室內(nèi)。球形燃燒室 重點(diǎn)對(duì)比介紹： 圖 310：柴油機(jī)直噴式燃燒室 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。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。又稱統(tǒng)一式燃燒室 半球形燃燒室 重點(diǎn)對(duì)比介紹： 楔形燃燒室 結(jié)構(gòu)緊湊，氣門位于球面上，可增大進(jìn)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(yùn)動(dòng)較弱，容易實(shí)現(xiàn)多氣門機(jī)構(gòu)的布置。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。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(diǎn)火性能好，氣門布置在斜面上，可增大進(jìn)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。 重點(diǎn)對(duì)比介紹： 分塊式： 兩個(gè)氣缸或三個(gè)氣缸采用一個(gè)氣缸蓋 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(dòng)機(jī)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋有整體式、分塊式和單體式三種。 要求 學(xué)生 比較理解 氣缸蓋的 結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn) 2．氣缸蓋的結(jié)構(gòu)型式 一般采用鋁合金、灰鑄鐵、合金鑄鐵等。導(dǎo)熱性好、機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度高、鑄造性能好。為使溫度 分布均勻，冷卻要良好。為保證良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。 （ 2）氣缸蓋的工作條件與要求 要求 學(xué)生 了解 氣缸蓋的工作條件和常用材料 1．工作條件和材料 （ 1）氣缸蓋的功用 缸體與曲軸箱分開鑄造， 缸體和缸蓋鑄有散熱片。 要求 學(xué)生 了解 濕 水冷與風(fēng)冷式氣缸體 5．水冷與風(fēng)冷式氣缸體 （ 1）水冷式氣缸體 普通干式缸套 無(wú)氣缸套 濕式缸套：和冷卻水直接接觸、與缸體配合較松、壁厚 5～ 9mm 與缸體緊配合、剛度較好、制造工藝復(fù)雜、拆卸困難 2）可卸干式缸套 氣缸套不與冷卻液接觸，通常壓入氣缸套座孔內(nèi)。 合金鑄鐵缸體 （ 2）濕式缸套 氣缸套與氣缸體為一體，廣泛應(yīng)用于強(qiáng)化程度不高的轎車 用汽油機(jī)中。氣缸對(duì)置式 重點(diǎn)對(duì)比介紹： 氣缸直列式 縮短長(zhǎng)度、縮短高度、剛度增加、重量減輕，形狀復(fù)雜、寬度加大、加工困難，一般多用于 8 缸以上發(fā)動(dòng)機(jī) （ 3）氣缸對(duì)置式 要求 學(xué)生 理解掌握 氣3．氣缸的排列方式（發(fā)動(dòng)機(jī)形式） （如圖 37） （ 1）氣缸直列式 Page 30/290 缸 的三種排列方式及特點(diǎn) 龍門式 如 6135Q 滾動(dòng)主軸承 圖 36：氣缸體的結(jié)構(gòu)型式 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)剛度大但最重 如捷達(dá) /高爾夫發(fā)動(dòng)機(jī)， CA6102 （ 3）隧道式 特 點(diǎn)：剛度強(qiáng)度較好但工藝性較差 如夏利、富康發(fā)動(dòng)機(jī)， BJ492Q （ 2）龍門式 特點(diǎn)：便于機(jī)械加工但剛度較差 要求 學(xué)生 理解掌握 氣缸體 的三種結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn) 2．氣缸體的結(jié)構(gòu)型式 （如圖 36） （ 1）一般式 鑄鐵材料：為提高其強(qiáng)度和耐磨性，加入少量的合金元素，如：鎳、鉻等 熱 負(fù)荷高的部位要進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s 氣缸體提供構(gòu)成活塞運(yùn)動(dòng)的空間 — 氣缸，以及為氣缸進(jìn)行冷卻的空間（水套和散熱片）， 曲軸箱提供連桿擺動(dòng)和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的空間，并為曲軸提供支撐 （ 2）工作條件 機(jī)體組 主要包括氣缸體、氣缸蓋、曲軸箱、氣缸套、氣缸墊等不動(dòng)件 重點(diǎn)講解： 一、氣缸體 簡(jiǎn)要介紹： 同步學(xué)習(xí)《汽車構(gòu)造課程建 設(shè)》中的《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程》 氣缸體、氣缸套、氣缸蓋的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn) 教學(xué)難點(diǎn)： 重點(diǎn)講解 氣缸體、氣缸套、氣缸蓋的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn) 汽車電子技術(shù)專業(yè) （ 2 課時(shí)） 汽車檢測(cè)與維修專業(yè)（ 2 課時(shí)） 氣缸蓋罩與氣缸襯墊 氣缸體 掌握氣缸套的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn) 了解機(jī)體組的組成 氣缸套的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn) Page 28/290 汽車工程系教案 200 /200 學(xué)年 第 學(xué)期 課程名稱：汽車構(gòu)造（一） 授課教師： 班級(jí)： 第 06 講 題目： 第三章 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 第 06 講 機(jī)體組 第 周 星期 本講教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)點(diǎn) ： 概括基本內(nèi)容，歸納重點(diǎn)內(nèi)容，布置下一講的主要教學(xué)內(nèi)容 3．各運(yùn)動(dòng)件表面的摩擦阻力（相對(duì)運(yùn)動(dòng)） cx— 水平振動(dòng) 啟發(fā)分析： cy— 上下振動(dòng) c— 離心力 j— 慣性力 (向下 ) Fcx— 水平振動(dòng) 圖 35： 活塞在下半行程時(shí)（向下運(yùn)動(dòng)） 運(yùn)動(dòng)慣性力分析 Fc— 離心力 圖 34： 活塞在上半行程時(shí)（向下運(yùn)動(dòng)） 運(yùn)動(dòng)慣性力分析 （ 2）旋轉(zhuǎn)慣性力 活塞從上止點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度由零開始作加速運(yùn)動(dòng)，至接近中部時(shí)，速度最大這一段慣性力向上；然后作減速運(yùn)動(dòng)，慣性力向下至下止點(diǎn)速度為零，總之，活塞在上半個(gè)沖程時(shí)慣性力都向上，下 半個(gè)沖程時(shí)，慣性力都向下。 是指活塞組件和連桿小頭在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力，其大小與機(jī)件的質(zhì)量及加速度成正比，其方向與加速度方向相反。要求學(xué)生 正確理解 運(yùn)動(dòng)慣性力 2．運(yùn)動(dòng)慣性力 F39。 F39。 F39。 F39。 F39。 FR— 壓緊力 Fp1— 連桿分力 圖 32： 作功行程時(shí) 氣缸內(nèi)氣體作用力分析 （ 2）受力分析 （如圖 3圖 33） 要求學(xué)生 正確理解 氣缸內(nèi)的氣體壓力 三、 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力分析 1．氣缸內(nèi)的氣體壓力 （ 1）氣體作用力情況 主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等運(yùn)動(dòng)件 3．曲軸飛輪組 機(jī)體是內(nèi)燃機(jī)的骨架，除 了作為氣缸套以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的支撐外還可安裝氣缸蓋、配氣機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)件以及各輔助系統(tǒng)的一些附件，并以其支座安裝在車輛上，同時(shí)機(jī)體內(nèi)部還設(shè)有冷卻水道和潤(rùn)滑油道。要求學(xué)生 理解掌握 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的三大組成部分及其主要零部件 1．機(jī)體組 在其他三個(gè)輔助沖程中，將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，為做功沖程做準(zhǔn)備 重點(diǎn)介紹： 圖 31：曲柄連桿機(jī)構(gòu)及機(jī)體組成 二、 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成 把燃?xì)庾饔?在活塞頂上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，從而向工作機(jī)械輸出機(jī)械能 汽車電子技術(shù)專業(yè) （ 8 課時(shí)） 本講教學(xué)內(nèi)容： 由總體構(gòu)造 導(dǎo)入： 啟發(fā)分析： 汽車維修與營(yíng)銷專業(yè)（ 8 課時(shí)） 重點(diǎn)講解 活塞連桿組 簡(jiǎn)介 曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成及功用 具體書面作業(yè)從《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程》獲取，由教師根據(jù)不同專業(yè)要求布置 Page 25/290 不同專業(yè)本章內(nèi)容比較： 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力分析 教學(xué)方法及手段： 導(dǎo)入、 啟發(fā)分析、重點(diǎn)介紹、歸納小結(jié)、多媒體 作業(yè)或課外閱讀資料： 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用 重點(diǎn)講解 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成 汽車電子技術(shù)專業(yè) （ 2 課時(shí)） 汽車檢測(cè)與維修專業(yè)（ 2 課時(shí)） 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成 能夠分析各組成部件的受力狀況 本講基本內(nèi)容： 熟悉曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各個(gè)組成部件 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的組成 4100Q： 四缸、 四沖程、缸徑 100mm、水冷、汽車用 Page 24/290 汽車工程系教案 200 /200 學(xué)年 第 學(xué)期 課程名稱：汽車構(gòu)造（一） 授課教師： 班級(jí)： 第