教學環節時間分配教學過程及內容一、組織教學：1、 點名，登記考勤，檢查教學環境。2、 重申課堂紀律及安全注意事項。3、 分組并劃分各小組座位。二、導入新課：為保證發動機維修作業的順利進行，符合安全操作規程，必須掌握工具及設備的正確使用和維護方法，才能在發動機維修作業中做到正確選擇工具及設備，保證作業按時完成，做到安全操作、文明作業。汽車發動機檢測與維修作業中使用的工具及設備種類繁多，規格也各不相同。三、新課內容：第二單元 曲柄連桿機構課題一 機體組 曲柄連桿機構概述 1. 功用曲柄連桿機構是內燃機實現工作循環，完成能量轉換的傳動機構，用來傳遞力和改變運動方式。工作中，曲柄連桿機構在作功行程中把活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動，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運動轉變成活塞的往復直線運動。總的來說曲柄連桿機構是發動機借以產生并傳遞動力的機構。通過它把燃料燃燒后發出的熱能轉變為機械能。2.工作條件發動機工作時，曲柄連桿機構直接與高溫高壓氣體接觸，曲軸的旋轉速度又很高，活塞往復運動的線速度相當大，同時與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機構還受到化學腐蝕作用，并且潤滑困難。可見，曲柄連桿機構的工作條件相當惡劣，它要承受高溫、高壓、高速和化學腐蝕作用。3.組成曲柄連桿機構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成發動機的骨架，是發動機各機構和各系統的安裝基礎，其內、外安裝著發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，其內腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。氣缸體應具有足夠的強度和剛度，根據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中心在同一高度。這種氣缸體的優點是機體高度小，重量輕，結構緊湊，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中心。它的優點是強度和剛度都好，能承受較大的機械負荷；但其缺點是工藝性較差，結構笨重，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。其優點是結構緊湊、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。 為了能夠使氣缸內表面在高溫下正常工作，必須對氣缸和氣缸蓋進行適當地冷卻。冷卻方法有兩種，一種是水冷，另一種是風冷（圖2-3）。圖2-3水冷發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，冷卻水在水套內不斷循環，帶走部分熱量，對氣缸和氣缸蓋起冷卻作用。現代汽車上基本都采用水冷多缸發動機，對于多缸發動機，氣缸的排列形式決定了發動機外型尺寸和結構特點，對發動機機體的剛度和強度也有影響，并關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。單列式氣缸體結構簡單，加工容易，但發動機長度和高度較大。一般六缸以下發動機多采用單列式。例如捷達轎車、富康轎車、紅旗轎車所使用的發動機均采用這種直列式氣缸體。有的汽車為了降低發動機的高度，把發動機傾斜一個角度。(2) V型排列氣缸排成兩列，左右兩列氣缸中心線的夾角180，稱為型發動機，型發動機與直列發動機相比，縮短了機體長度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發動機的重量，但加大了發動機的寬度，且形狀較復雜，加工困難，一般用于8缸以上的發動機，6缸發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，有利于風冷。這種氣缸應用較少。 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。這樣，氣缸套采用耐磨的優質材料制成，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點，強度和剛度都較好，但加工比較復雜，內、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，而且容易產生漏水現象。應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，其形狀取決于發動機的總體布置和機油的容量。油底殼內裝有穩油擋板，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，減少發動機的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止潤滑油泄漏。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成燃燒室。它經常與高溫高壓燃氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發動機的氣缸蓋內部制有冷卻水套，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 半球形燃燒室結構緊湊，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。這種燃燒室結構上也允許氣門雙行排列，進氣口直徑較大，故充氣效率較高，雖然使配氣機構變得較為復雜，但有利于排氣凈化，在轎車發動機上被廣泛地應用。 (2) 楔形燃燒室 楔形燃燒室結構簡單、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量，進氣阻力小，提高了充氣效率。氣門排成一列，使配氣機構簡單，但火花塞置于楔形燃燒室高處，火焰傳播距離長些，切諾基轎車發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。捷達轎車發動機、奧迪轎車發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。目前應用較多的是銅皮-棉結構的氣缸墊，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。有的發動機還采用在石棉中心用編織的綱絲網或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結劑壓成的氣缸墊。 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，然后把專用工具放在氣門導管上打出氣門導管。為拆卸汽缸蓋，在松動汽缸蓋螺栓時，應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，應緩慢、平穩地將汽缸蓋取下來。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、汽缸蓋密封環和油環。將汽缸蓋提起至安裝位置，確保導銷已插入汽缸蓋上安裝導孔后裝入螺栓。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，以使螺栓在規定的固力矩下，有效