發(fā)動機教案-模塊二 項目三曲軸飛輪組

1、宿遷開放大學 江蘇省宿遷中等專業(yè)學校 課程單元教學簡案發(fā)動機構(gòu)造與維修 課程單元教學簡案學習情境（任務） 曲柄連桿機構(gòu)維修學習單元項目三活塞連桿組構(gòu)造與檢修 課次 1授課方式（請打）理論課 實踐課 理實一體課 習題課 其他 課時安排 8授課班級 上課時間2016年 月 日第 周 - 節(jié)星期 授課地點 2016年 月 日第 周 - 節(jié)星期 2016年 月 日第 周 - 節(jié)星期 學習目標、要求知識點：·曲軸的結(jié)構(gòu)特點·飛輪的結(jié)構(gòu)特點·曲軸軸承的結(jié)構(gòu)特點能力點：·掌握曲軸的結(jié)構(gòu)及特點·掌握曲軸軸承的結(jié)構(gòu)及特點·了解曲軸油封及曲軸扭轉(zhuǎn)減震器&

2、#183;了解曲飛輪軸平衡機構(gòu) 學習重點及難點 教學重點： ·掌握曲軸的結(jié)構(gòu)及特點 ·掌握曲軸軸承的結(jié)構(gòu)及特點，教學難點： ·曲軸扭轉(zhuǎn)減震器 ·平衡機構(gòu)的結(jié)構(gòu)教 學 基 本 內(nèi) 容方法手段一、曲軸1曲軸功用和工作條件、材料及要求（1）曲軸的功用·將活塞的直線往復運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動·驅(qū)動配氣機構(gòu)和其它輔助裝置（2）工作條件·曲軸在周期性變化的氣體力、慣性力及其力矩的共同作用下工作，承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變載荷。·因此，曲軸應有足夠的抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)的疲勞強度和剛度；·軸徑應有足夠大的承壓表面和耐磨性；

3、3;曲軸的質(zhì)量應盡量??；·對各軸徑的潤滑應該充分2曲軸材料及要求·一般由45、40Cr、35Mn2等中碳鋼和中碳合金鋼模鍛而成，軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理，最后進行精加工。·有的柴油機采用球墨鑄鐵曲軸，價格便宜，耐磨性好，軸頸不需硬化處理。·為提高曲軸的疲勞強度，消除應力集中，軸頸表面應進行噴丸處理，圓角處要經(jīng)滾壓處理。3曲軸構(gòu)造·曲軸由若干個單元曲拐組成。一個曲柄銷（連桿軸頸）、左右兩個曲柄臂和左右兩個主軸頸構(gòu)成一個單元曲拐·裝正時齒輪的一端稱為自由端（前端），另一端用來裝飛輪，稱為輸出端（后端）（1）曲軸分類1）按主軸頸數(shù)分類&

4、#183;全支撐曲軸：在相鄰的兩個曲拐間都有主軸頸的曲軸。優(yōu)點是抗彎能力強，但主軸頸多，加工表面多，曲軸長。·非全支撐曲軸：主軸頸數(shù)少于全支撐的曲軸，其優(yōu)缺點與全支撐曲軸相反。2）按單元曲拐連接方式分類·整體式曲軸：各單元曲拐鍛制或鑄造成一個整體的曲軸。工作可靠，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡單。（如圖3-32）·組合式曲軸：由單元曲拐組合裝配而成的曲軸。單元曲拐便于制造，使用中損壞可以更換，不必將整根軸報廢，但拆裝不便。（如圖3-33）（2）單元曲拐結(jié)構(gòu)·主軸頸和曲柄銷一般是實心，曲柄臂一般是橢圓形·部分鍛鋼曲軸曲柄銷空心，減小曲柄銷質(zhì)量及其產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力

5、（圖3-34a）·部分鑄鐵曲軸主軸頸和曲柄銷鑄成空心?？招牡倪B桿軸頸，與主軸頸之間有油孔相連?；蚩招牡倪B桿軸頸的潤滑靠來自主軸頸的潤滑油經(jīng)壓入曲軸的油管而實現(xiàn)（圖3-34b） （a） （b）3曲拐布置與發(fā)動機工作順序各曲拐的相對位置或曲拐布置取決于氣缸數(shù)、氣缸排列形式和發(fā)動機工作順序。當氣缸數(shù)和氣缸排列形式確定之后，曲拐布置就取決于發(fā)動機工作順序。在選擇發(fā)動機工作順序時，應注意以下幾點：·應該使連接做功的兩個氣缸相距盡可能遠，以減輕主軸承載荷和避免在進氣行程中發(fā)生搶氣現(xiàn)象·各缸發(fā)火的間隔時間應該相同·V型發(fā)動機左右兩列氣缸應交替發(fā)火（1）直列四缸發(fā)動機工

6、作循環(huán)（圖3-35）·發(fā)火間隔角為：720°/4180°·工作順序為：1243或1342（2）直列六缸發(fā)動機工作循環(huán)（圖3-36）·發(fā)火間隔角為：720°/6120°·工作順序為：153624或142635（3）V8發(fā)動機工作循環(huán)（圖3-37）·發(fā)火間隔角為：720°/890°·工作順序為：R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2或 L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1二、曲軸前后端油封1曲軸前端的密封（圖3-38）·曲軸前端借助甩油盤和橡膠油封實現(xiàn)

7、密封·發(fā)動機工作時，落在甩油盤上的機油，在離心力的作用下被甩到定時傳動室蓋的內(nèi)壁上，再沿壁面流回油底殼·即使有少量機油落到甩油盤前面的曲軸上，也會被裝在定時傳動室蓋上的自緊式橡膠油封擋住2曲軸后端密封（圖3-39）·由于近年來橡膠油封的耐油、耐熱和耐老化性能的提高，再現(xiàn)代汽車發(fā)動機上曲軸后端的密封愈來愈多的采用與曲軸前端一樣的自緊式橡膠油封·自緊式油封由金屬保持架、氟橡膠密封環(huán)和拉緊彈簧構(gòu)成三、曲軸扭轉(zhuǎn)減震器1曲軸扭轉(zhuǎn)減震器的功用·概念：當發(fā)動機工作時，曲軸在周期性變化的轉(zhuǎn)矩作用下，各曲拐之間發(fā)生周期性相對扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為扭轉(zhuǎn)振動·危害

8、：當發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的變化頻率與曲軸扭轉(zhuǎn)的自振頻率相同或成倍數(shù)時，就會發(fā)生共振。共振時扭轉(zhuǎn)振幅加大，并導致傳動機構(gòu)磨損加劇，發(fā)動機功率下降，甚至使曲軸斷裂·功用：為了消減曲軸的扭轉(zhuǎn)振動，現(xiàn)代發(fā)動機多在扭轉(zhuǎn)振幅最大的曲軸前端裝置扭轉(zhuǎn)減震器2橡膠扭轉(zhuǎn)減震器（圖3-40a）·震器殼體與曲軸連接，減震器殼體與扭轉(zhuǎn)振動慣性質(zhì)量粘結(jié)在硫化橡膠層上·發(fā)動機工作時，減震器殼體與曲軸一起振動，由于慣性質(zhì)量之后于減震器殼體，因而在兩者之間產(chǎn)生相對運動，使橡膠層來回揉搓，振動能量被橡膠的內(nèi)摩擦阻尼吸收，從而使曲軸的扭振得以消減3硅油扭轉(zhuǎn)減震器（圖3-40b）·由鋼板沖壓而成的減震器

9、殼體與曲軸連接。側(cè)蓋與減震器殼體組成密封腔，其中滑套著扭轉(zhuǎn)振動慣性質(zhì)量。慣性質(zhì)量與密封腔之間留有一定的間隙，里面充滿高粘度硅油·當發(fā)動機動作時，減震器殼體與曲軸一起旋轉(zhuǎn)、一起振動，慣性質(zhì)量則被硅油的粘性摩擦阻尼和襯套的摩擦力所帶動。由于慣性質(zhì)量相當大，因此它近似作勻轉(zhuǎn)動，于是在慣性質(zhì)量與減震器殼體間產(chǎn)生相對運動。曲軸的振動能量被硅油的內(nèi)摩擦阻尼吸收，使扭振消除或減輕 （a）橡膠扭轉(zhuǎn)減震器 （b）硅油扭轉(zhuǎn)減震器四、飛輪1飛輪功用·能量存儲器，保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)·摩擦式離合器的主動件·輪緣上鑲嵌起動用飛輪齒圈·刻有上止點記號，用于調(diào)整點火正時、噴油

10、正時或配氣正時2飛輪的結(jié)構(gòu)（圖3-41）·盤形零件·輪緣較寬厚以獲得較大的轉(zhuǎn)動慣量·與曲軸一起進行動平衡，用定位銷將飛輪緊固·多用灰鑄鐵制造，也有球墨鑄鐵或鑄鋼五、曲軸軸承1主軸承和連桿軸承（1）載荷及材料要求·連桿軸承和主軸承均承受交變載荷和高速摩擦，因此軸承材料必須具有足夠的抗疲勞強度，而且要摩擦小、耐磨損和耐腐蝕（2）結(jié)構(gòu)和材料（圖3-42）·連桿軸承和主軸承均由上下兩片軸瓦對合而成。每一片軸瓦都是由鋼背和減磨合金層或鋼背、減磨合金層和軟鍍層構(gòu)成·軸瓦一般是等壁厚的，但也有變厚度軸瓦，多用于強化程度較高的發(fā)動機

11、3;軸瓦在自由狀態(tài)時，兩個結(jié)合面外端的距離比軸承孔的直徑大，其差值稱為軸瓦的擴張量。在裝配時，軸瓦的圓周過盈變成徑向過盈，對軸承孔產(chǎn)生徑向壓力，使軸瓦緊密貼合在軸承孔內(nèi)·在軸瓦的結(jié)合端沖壓出定位唇，在軸承孔中加工有定位槽。以便裝配時有正確的定位·通過連桿小頭噴油孔噴油冷卻活塞的發(fā)動機，在主軸承和連桿軸承的上下軸瓦上均加工有環(huán)形油槽和油孔，以便不間斷的向連桿小頭噴孔供油2曲軸止推軸承（如圖3-43）（1）功用·保證曲軸軸向定位（2） 翻邊軸承·軸瓦止推面與曲軸止推面之間隙:0.060.25mm（3）半圓環(huán)止推片·一般為四片，上下各兩片，分別安裝在

12、機體和主軸承蓋上的淺槽中，用定位舌或定位銷定位，防止其轉(zhuǎn)動·裝配時，需將有減磨合金層的止推面朝向曲軸的止推面，不能裝反（4）止推軸承環(huán)·止推軸承環(huán)為兩片止推圓環(huán)，分別安裝在第一主軸承蓋的兩側(cè) （a） 翻邊軸承 （b）半圓環(huán)止推片 （c）止推軸承環(huán)六、平衡機構(gòu)1平衡機構(gòu)功用·平衡往復慣性力及其力矩（現(xiàn)代轎車重視乘坐舒適性和噪聲水平）·比較曲柄臂平衡重：平衡旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩·平衡狀況：與氣缸數(shù)、氣缸排列形式及曲拐布置形式等因素有關2往復慣性力 ·Fj= Fj+Fj·Fj：一階往復慣性力（與曲軸轉(zhuǎn)角余弦成正比）·Fj：

13、二階往復慣性力與二倍曲軸轉(zhuǎn)角余弦成正比3雙軸平衡機構(gòu)·平衡二階往復慣性力（1）鏈傳動雙軸平衡機構(gòu)（圖3-44a）（2）齒輪傳動雙軸平衡機構(gòu)4單軸平衡機構(gòu)（圖3-44b）·平衡一階往復慣性力矩 （a）鏈傳動雙軸平衡機構(gòu) （b）單軸平衡機構(gòu)重點講解：簡要介紹：·要求學生了解曲軸的功用和工作條件簡要介紹：·要求學生了解曲軸的材料及要求重點介紹：·要求學生比較理解曲軸類型及特點圖3-32：整體式曲軸圖3-33：組合式曲軸·要求學生重點掌握單元曲拐結(jié)構(gòu)及特點圖3-34：單元曲拐結(jié)構(gòu)啟發(fā)分析：·要求學生理解分析曲拐布置與發(fā)動機工作順序圖3-35：直列四缸發(fā)動機工作循環(huán)圖3-36：直列六缸發(fā)動機工作循環(huán)圖3-37：直列六缸發(fā)動機工作循環(huán)簡要講解：·要求學生了解曲軸油封種類、結(jié)構(gòu)及原理圖3-38：曲軸前端的密封圖3-39：曲軸后端密封簡要講解：·要求學生了解曲軸扭轉(zhuǎn)減震器種類、結(jié)構(gòu)及原理圖3-40：曲軸扭轉(zhuǎn)減震器簡要講解：·要求學生了解曲軸飛輪結(jié)構(gòu)圖3-41：曲軸飛輪重點講解：·要求學生理解掌握曲軸主軸承和連桿軸承的結(jié)構(gòu)及材料圖3