课题、曲轴
教学目的:
1、掌握曲轴飞轮组的结构组成。
2、掌握曲轴的功用与工作条件。
3、掌握曲轴基本组成与平衡、曲轴密封及轴向定位。
4、了解曲拐及其布置形式。
教学重点:
掌握曲轴掌握曲轴的功用及基本组成。
教学难点:
曲轴平衡、曲拐及其布置形式。
教学方法:讲授法 演示法
教学时数:1课时
教学内容及过程:
一、新课导入(5分钟)
想一想:发动机工作时活塞的往复运动的力是如何输出的?为什么输出的力是旋转的?
二、新课内容:(30分钟)
1、曲轴飞轮组的结构组成。
主要由:曲轴、飞轮、正时齿轮、皮带轮、扭转减震器等组成。(如图示)
2、曲轴的功用与工作条件
(1)、曲轴功用:曲轴是发动机中最重要的部件之一,其作用是把活塞连杆组传来的气体作用力转变为转矩并对外输出。另外,还用来驱动配气机构及其他各种辅助装置。
(2)、工作条件:要承受周期性变化的气体压力、住复惯性力、惯性力矩、离心力、缺油、高速、轴向窜动。
(3)、材料:用高强度、高冲击韧性、耐磨性材料,主要采用中碳钢、中碳合金钢、稀土球墨铸铁模锻而成。为提高耐磨性和耐疲劳强度,轴颈表面经高频淬火或氮化处理,并经精磨加工,以达到较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。
3、曲轴结构
(1)、曲轴基本组成主要由:主轴颈、连杆轴颈(曲柄销)、曲柄、平衡重、前端轴及后端凸缘等组成。(如图示)、
主轴颈:曲轴的支承部分。
连杆轴颈:也叫做曲柄销,用来连接连杆大头孔。
曲柄臂:用来连接连杆轴颈和主轴颈。
平衡重:平衡离心惯性力和力矩,减小轴承载荷,使发动机运转平稳。
前端轴:是阶梯式的轴段,在其上面装有正时齿轮或正时齿形带轮、皮带轮、甩油盘
、扭转减振器以及起动爪等,分别用来驱动配气机构、水泵、发电机等发动机的附件。
后端凸缘:用来安装飞轮。
(2)、曲拐
曲拐:一个连杆轴颈与它两端的曲柄及主轴颈构成。曲拐是曲轴上的基本单元,曲拐数取决于气缸的数目和排列方式,单缸发动机的曲轴只有一个曲拐,多缸直列式发动机曲轴的曲拐数与气缸数相同,V型排列发动机曲轴的曲拐数目是气缸数的一半。
(3)支承方式
全支承(主-连-主):每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈支承的曲轴。主轴颈总比连杆轴颈多一个。全支承刚度好,可减轻主轴颈的载荷,多数汽车发动机采用全支承曲轴。
非全支承:主轴颈少于连杆轴颈支承的曲轴。其曲轴长度较短,发动机结构紧凑,多用于中、小功率发动机。
(4)结构形式:整体式和组合式曲轴。整体式主要应用于小型发动机;组合式曲轴主要用于在型柴油机。
(5)曲轴润滑:主要是在曲轴上钻有贯穿主轴颈曲柄和连杆轴颈的油道,采用压力润滑。
4、曲轴平衡
(1)、平衡目的: 主要是为了平衡连杆大端、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力、惯性力,使发动机动转平稳,减小轴承载荷,须要对曲轴进行动平衡。
(2)、平衡重的位置:曲柄的反方向上,或直接在曲轴上钻去一部份达到重量。
(3)、平衡重的类型:整体式、装配。
(4)、四缸发动机曲轴平衡原理(如图示),在曲柄的相反位置设置。
5、曲轴密封及轴向定位
(1)、前后端的密封:采用挡油盘、甩油盘、油封、回油螺纹等,现代汽车都采用油封式密封。
(2)、轴向定位:翻边轴承、止推钢环、止推片(安装位置:减磨合金的一面向旋转面)。
6、曲拐及其布置形式
曲轴的形状和曲拐相对位置(即曲拐的布置)取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。
安排多缸发动机的发火顺序应注意使连续作功的两缸相距尽可能远,以减轻主轴承的载荷,同时避免可能发生的进气重叠现象。作功间隔应力求均匀,也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内,每个气缸都应发火作功一次,而且各缸发火的间隔时间以曲轴转角表示,称为发火间隔角。四行程发动机完成一个工作循环曲轴转两圈,其转角为720,在曲轴转角720内发动机的每个气缸应该点火作功一次。且点火间隔角是均匀的,因此四行程发动机的点火间隔角为720/i,(i为气缸数目),即曲轴每转720/i,就应有一缸作功,以保证发动机运转平稳。
(1)、直列四缸四冲程发动机:作功间隔720°/4=180°。点火顺序为:1-3-4-2或1-2-4-3。(如图示)
(2)、直列六缸四冲程发动机:作功间隔720°/6=120°。点火顺序为:1-5-3-6-2-4。
(如图示)
课堂小结(3分钟)
通过本次课学习主要是要求掌握曲轴的功用,曲轴基本组成与平衡,曲轴密封及轴向定位;和了解曲拐及其布置形式。
作业布置(2分钟)
1、曲轴的功用与基本结构? 2、曲轴平衡重的作用是什么?
板书设计:
曲 轴
复习曲柄连杆机构
1、曲轴飞轮组的结构组成(如图示)
主要由:曲轴、飞轮、正时齿轮、皮带轮、扭转减震器等组成。
2、曲轴的功用与工作条件
(1)、曲轴功用:(2)、工作条件:(3)、材料:
3、曲轴结构(如图示)
(1)、曲轴基本组成主轴颈、连杆轴颈(曲柄销)、曲柄、平衡重、前端轴及后端凸缘等
(2)、曲拐:一个连杆轴颈与它两端的曲柄及主轴颈构成。
(3)支承方式(如图示)全支承(发动机曲轴主-连-主):非全支承:
(4)结构形式:整体式和组合式曲轴
(5)曲轴润滑:采用压力润滑。
4、曲轴平衡(如图示)
(1)、平衡目的:(2)、平衡重的位置:(3)、平衡重的类型:整体式、装配。
5、曲轴密封及轴向定位
(1)、前后端的密封:(2)、轴向定位:
6、曲拐及其布置形式
(1)、直列四缸四冲程发动机:作功间隔720°/4=180°。点火顺序为:1-3-4-2或1-2-4-3。
(2)、直列六缸四冲程发动机:作功间隔720°/6=120°。点火顺序为:1-5-3-6-2-4。
教学后记:
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