丰田5A汽油发动机曲柄连杆机构

1、第八周教案项 目项目一、丰田5A发动机拆装任务任务4.丰田5A汽油发动机配气机构拆检课时安排8课时第12课时曲柄连杆机构机体组的结构理实一体化第34课时曲柄连杆机构活塞连杆组与曲轴飞轮组的结构理实一体化第56课时曲柄连杆机构的拆装理实一体化第7-10课时曲柄连杆机构的检修理实一体化授课日期授课班级15级汽修（3）班教学目标知识目标：掌握丰田5A汽油发动机曲柄连杆机构主要部件的结构和作用。能力目标：能够正确说出丰田5A汽油发动机曲柄连杆机构的部件。情感目标：培养学生认识新事物接受新事物的能力。教学重点丰田5A汽油发动机曲柄连杆机构主要部件的结构和作用教学难点丰田5A汽油发动机曲柄连杆机构主要部件

2、的结构和作用教 具丰田5A汽油发动机4台、常用工具和专用工具4套、多媒体教学方法讲授、讨论教学过程教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配组织教学知识复习新课导入新课讲授新课讲授新课讲授新课讲授新课讲授课堂小结作业布置一、组织教学，清点人数1.检查学生出勤情况。应到 人，实到 人。2.准备上课物品。3.强调课堂纪律。二、知识复习1.曲柄连杆机构的作用是什么？2.汽车发动机机体组由哪些部件组成？三、新课导入曲柄连杆机构是发动机的两大机构之一，它在发动机工作过程中执行着极其特殊的功能，是发动机完成能量转换必不可少的机构，教师设计几个教学情景，让学生对每一个教学情景产生悬念，然后进入本节课的学习。四

3、、讲授新课（一）活塞连杆组活塞连杆组的功用是承受气体作用在活塞上的压力，在气缸内进行往复运动，传给并转变成曲轴的旋转运动而对外输出转矩和转速。活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。1.活塞活塞的功用是与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室，承受气缸中气体压力并通过活塞销传给连杆。活塞的基本结构可分为活塞顶部、活塞头部和活塞裙部三个部分。（1）活塞顶部活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分。活塞顶部形状、位置、大小都和燃烧室的具体形式有关。汽油机活塞顶部形状可分为平顶活塞、凸顶活塞、凹顶活塞和成型顶活塞。（2）活塞头部活塞头部是活塞环槽以上的部分。其主要作用是承受气体压力，并传给连

4、杆；与活塞环一起实现对气缸的密封；将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。汽油机活塞一般有34道环槽，上面23道用以安装气环，下面一道用以安装油环。在油环槽底面上钻有径向小孔，使得被油环从缸壁刮下来的流回油底壳。（3）活塞裙部 油环槽以下部分称为活塞裙部。其作用是为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。侧压力是指作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞压向气缸壁。活塞裙部受侧压力小的一面开有“T”形槽。其中横槽叫绝热槽，开在头部最下一道油环槽中或裙部上边沿，其作用是减少头部热量向裙部的传导，从而减小裙部的热膨胀。竖槽叫膨胀槽，其作用是使裙部具有一定的

5、弹性，使冷状态下的装配间隙尽可能小，而在热状态下又因切槽的补偿作用，可避免活塞在气缸中卡死。2.活塞环活塞环按功用可分为气环和油环。气环功用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的气体窜入曲轴箱；同时还将活塞头部的热量传给气缸；同时还起刮油、布油的辅助作用。油环的功用是用来将气缸壁上多余的机油刮回油底壳，并在气缸壁上均匀地布油；此外，油环也兼起密封作用。（1）气环气环在自由状态下外径大于气缸直径，装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一密封面，被封闭的气体不能通过环周与气缸之间，便进入了环与环槽的空隙，一方面把环压到环槽端面形成第二密封面，同时，作用在环背的气体压力又大大加强了第一密封面的密

6、封作用，密封效果与气环数量有关，一般采用23道气环。（2）油环油环有整体式和组合式油环两种。整体式油环没有背压，其外圆上切有环形槽，槽底开有若干回油用的小孔或窄槽。组合式油环一般由刮油钢片和弹性衬簧组成，具有径向和轴向衬簧夹在上、下刮油钢片之间。这种油环的刮油作用强；刮油片各自独立，故对气缸的适应性好。3.活塞销活塞销功用是连接活塞与连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。活塞销是用低碳合金钢制成的空心圆柱体。活塞销与活塞销座孔和连杆小头的连接方式，一般有以下两种形式：全浮式在发动机正常工作温度时，活塞销能在连杆衬套和活塞销座孔中自由转动，在活塞销座两端用卡环加以轴向定位。半浮式连接就是销与

7、座孔或连杆小头两处，一处固定，一处浮动。其中大多数采用活塞销与连杆小头的固定方式。4.连杆与连杆轴承（1）连杆连杆功用是将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴旋转运动。连杆由小头、杆身和大头（包括连杆盖）三部分组成。连杆小头与活塞销相连，小头孔中一般有减磨的青铜衬套。连杆杆身通常制成“工”字形断面，为在强度和刚度足够的前提下减小质量。连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，连杆大头一般都制成分开式，被分开的部分称为连杆盖，用特制的连杆螺栓紧固在连杆大头上。为防止装配错误，同侧刻有记号。连杆大头在安装时，必须采用锁止装置紧固可靠。（2）连杆轴承为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内

8、装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。目前多采用薄壁钢背轴瓦，其内表面浇铸有耐磨合金层。耐磨合金常采用的有巴氏合金，铜铝合金，高锡铝合金。连杆轴瓦在自由状态下不是半圆形，当它们装入连杆大头孔内时有过盈，故能均匀地紧贴在大头孔壁上，具有很好的承受载荷和导热的能力，并可以提高工作可靠性。（二）曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、扭转减振器、正时齿轮和曲轴带轮等组成。1.曲轴（1）结构与平衡曲轴的基本组成包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重和后端凸缘等。一个连杆轴颈与它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式。直列发动机曲轴的曲拐数等于气缸数；V型发动机曲轴的曲拐数

9、等于气缸数的一半。主轴颈是曲轴的支承部分。每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，称为全支承曲轴，全支承曲轴的主轴颈总比连杆轴颈数多一个；主轴颈少于连杆轴颈者，称为非全支承曲轴。全支承曲轴的优点是可以提高曲轴的刚度，且主轴承的负荷较小。平衡重用来平衡连杆大端、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及其力矩。平衡重有的与曲轴制成一体；有的单独制成零件，再用螺栓固定于曲柄上，形成装配式平衡重。曲轴必须经过动平衡校验，对不平衡的曲轴常在其偏重的一侧钻去一部分质量而使其达到平衡。（2）密封与定位为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端和后端都装有油封。有些发动机前端还装有甩油盘，或后端采用回油螺纹等封油装置。利用曲轴旋

10、转而产生的离心力的作用，机油被有效地阻挡回到油底壳中。 发动机工作时，曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力作用及其他作用从而有轴向窜动的可能。因曲轴的窜动将破坏曲柄连杆机构一些零件的正确位置，故必须用止推片加以限制。在曲轴受热膨胀时，其应能自由伸长，所以曲轴上只能有一个地方设置轴向定位装置。止推片的形式一般有两种：一是翻边轴承的翻边部分；另一种是单面制有减磨合金层的止推片。安装时，应将涂有减磨合金层的一面朝向旋转面。（3）曲拐的布置曲轴的形状和各曲拐的相对位置（即曲拐的布置），取决于缸数、气缸的排列形式（单列、V型）和各缸工作顺序。在安排多缸发动机的工作顺序时，应使各缸作功间隔力求均匀。即发动

11、机在一个工作循环的各缸作功间隔时间（以曲轴转角表示，称为作功间隔角）应均匀。对于缸数为i的四冲程发动机而言，作功间隔角为720°/ i，即曲轴每转720°/ i时，就应有一个气缸作功，以保证发动机运转平稳。几种多缸发动机曲拐布置和工作顺序：直列四缸四冲程发动机这种曲轴曲拐对称布置于同一平面内，作功间隔为720°/ 4180°，各缸的工作顺序有1-3-4-2和1-2-4-3两种。1-2-4-3工作顺序发动机的工作循环如表所示。直列六缸四冲程发动机这种曲轴是应用较广的一种曲轴，各缸的工作顺序为1-5-3-6-2-4，曲拐均匀布置在互成120°的三个

12、平面内，作功间隔角为720°/ 6120°。这种曲轴的工作循环如表所示。（4）扭转减振器为了消减曲轴的扭转振动，有的发动机在曲轴前端装有扭转减振器。橡胶式扭转减振器是将减振器圆盘用螺栓与曲轴带轮及轮毂紧固在一起，橡胶层与圆盘及惯性盘硫化在一起。2.飞轮飞轮的主要功用是通过贮存和释放能量来提高发动机运转的均匀性和改善发动机克服短暂的超负荷能力，与此同时，又将发动机的动力传给离合器。 飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，为了保证在有足够转动惯量的前提下，尽可能减小飞轮的质量，应而轮缘通常做得宽而厚，飞轮多采用灰铸铁制造。飞轮外缘上压有一个齿环，当发动机起动时，起动机齿轮与之啮合，带动曲轴旋转。飞轮上通常刻有点火正时或供油正时记号，以便校准点火时间。飞轮与曲轴装配后应进行动平衡，否则将引起发动机的振动并加速主轴承的磨损。进行动平衡后的曲轴与飞轮的位置是固定而不能再变的，因此飞轮与曲轴之间有严格的相对位置要求，用定位销或不对称布置的螺栓予以保证。五、课堂小结教师按照板书进行小结本节课的教学内容，关键性知识教师空出由学生补充。六、作业布置1.活塞连杆组和曲轴飞轮组的作用分别是什么？2.图表展示直列四缸四冲程发动机1-3-4-2的做功顺序。查看上课情况教师提问教师设计教学情境教师边讲解边示范，关键知识点重点强调教师边讲解边示范，关键知识点重点强调教师边讲解边示范，关键知识点