汽车发动机机械系统检修单元2发动机机体及曲柄连杆机构
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第二章机体组及曲柄连杆机构功用:曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环,完成能量转换的传动机构,用来传递力和改变运动方式。
工作中,曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动,对外输出动力,而在其他三个行程中,即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。
总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。
通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。
工作条件:发动机工作时,曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触,曲轴的旋转速度又很高,活塞往复运动的线速度相当大,同时与可燃混合气和燃烧废气接触,曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用,并且润滑困难。
可见,曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣,它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。
组成:曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组,机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
第一节曲柄连杆机构中的作用力及力矩作用在曲柄连杆机构上的力有气体力和运动质量惯性力。
气体力作用于活塞顶上,在活塞的四个行程中始终存在,但只有作功行程中的气体力是发动机对外作功的原动力。
气体力通过连杆、曲柄销传到主轴承。
气体力同时也作用于气缸盖上,并通过气缸盖螺栓传给机体。
作用于活塞上和气缸盖上的气体力大小相等、方向相反,在机体中相互抵消而不传至机体外的支承上,但使机体受到拉伸。
曲柄连杆机构可视为由往复运动质量和旋转运动质量组成的当量系统。
往复运动质量包括活塞组零件质量和连杆小头集中质量,它沿气缸轴线作往复变速直线运动,产生往复惯性力;旋转运动质量包括曲柄质量和连杆大头集中质量,它绕曲轴轴线旋转,产生旋转惯性力,也称离心力。
往复惯性力和旋转惯性力通过主轴承和机体传给发动机支承。
第二节机体组一、机体组的功用及组成现代汽车发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。
镶气缸套的发动机,机体组还包括干式或湿式气缸套。
机体组是发动机的支架,是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。
汽车发动机结构与检修教案第二单元曲柄连杆机构曲柄连杆机构由以下组成: 1.气缸体与曲轴箱组:主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫、油底壳等机件。
2.活塞连杆组:主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件。
3.曲轴飞轮组:主要包括曲轴、飞轮、扭转减振器等机件。
四、工作条件及受力分析在发动机作功时,气缸内最高温度可达2500K以上;最高压力可达3~5MPa,现代汽车发动机最高转速可达3000~6000r/min;活塞在气缸内每秒钟要完成约100~200个行程,活塞往复运动的线速度相当大;此外,与可燃混合气和燃烧废气接触的机件还将受到化学腐蚀。
曲柄连杆机构工作时所受的力主要有气体作用力、运动质量惯性力与离心力、相对运动件接触表面的摩擦力等。
六、曲柄连杆机构受力分析 1.气体作用力2.往复惯性力与离心力作往复运动的物体,当运动速度变化时,就要产生往复惯性力。
物体绕某一中心作旋转运动时,就会产生离心力。
这两种力在曲柄连杆机构的运动中都存在。
五、巩固练习六、总结教学过程结构设计知识性练习1.曲柄连杆机构的作用是什么?2.曲柄连杆机构的由哪些零部件组成?3.分析曲柄连杆机构的受力情况。
形成性评价以上练习贯穿于整节课,且每总结出一个知识点学习目标后,必给出相应的练习验证、巩固。
学生基本上全能达到这节课的各项目标。
但最后的总结性、综合性的习题练习,学生的反应就有快慢区分。
本节课的内容大部分为基础概念,要牢记概念为以后的学习奠定基础。
气缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔,称为气缸。
下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。
作为发动机各个机构和系统的装配基体,还要承受高温高压气体作用力,要求气缸体应具有足够刚度和强度。
按结构型式,分三种:一般式气缸体、龙门式气缸体和隧道式气缸体。
四、气缸盖与气缸衬垫气缸盖的主要功用是封闭气缸上部,并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。
五、油底壳油底壳的主要功用是贮存机油并封闭曲轴箱。