《汽车发动机构造与维修》课程教学资源（教案）2-曲柄连杆机构

C备注第二周曲柄连杆机构概述、机体组、常用量具的使用授课18级巴斯夫班、18级奔腾班对象授课教学理论课（2）：实验课（2）：实习（V）4方式时数知识目标：掌握曲柄连杆机构的组成及作用.教学目的及2.掌握机体组的组成及各部件的作用。能力目标：能够指认机体组的各组成部件掌握常用量具（游标卡尺、千分尺）的读数方法情感目标：要培养学生的专业兴趣求培养学生不怕脏、不怕累、勇于吃苦的职业精神培养学生发现问题、勤于思考的良好学习习惯教学内容提要时间分配曲柄连杆机构概述1、作用：2、组成：3、曲柄连杆机构的运动分析：4、曲柄连杆机构的受力种类及受力分析：45分二、机体组：45分1.气缸体90分2.气缸盖3.气缸垫三、常用量具的读数方法1.游标卡尺读数2.千分尺读数教学重点：机体组的组成、常用量具的使用重点难点：曲柄连杆机构的受力种类及受力分析与难燃烧室的形状点教学基于任务驱动教学模式，综合运用讲授法、讨论法、探究法、实验法等教学方法方法教学以课件、实物为载体展开理实一体化教学手段讨论1.曲柄连杆机构的组成与功用是什么？、练习2.缸盖螺栓的拧紧顺序是什么，为什么要分两至三次拧到规定力矩？3.预习如何测量气缸的磨损？4.怎样检测气缸体和气缸盖密封平面的变形？作业5.继续熟悉千分尺和游标卡尺的读数方法教研室主任意见签字：教学总结（教学的主要经验、效果、存在的问题、改进的措施、反馈信息等）

周 次 第二周 备 注 章 节 名 称 曲柄连杆机构概述、机体组、常用量具的使用 授 课 对 象 18级巴斯夫班、18级奔腾班 授 课 方 式 理论课( 2 );实验课( 2 );实习(√ ) 教学 时数 4 教 学 目 的 及 要 求 知识目标： 1．掌握曲柄连杆机构的组成及作用 2．掌握机体组的组成及各部件的作用。 能力目标： 能够指认机体组的各组成部件 掌握常用量具（游标卡尺、千分尺）的读数方法 情感目标： 培养学生的专业兴趣 培养学生不怕脏、不怕累、勇于吃苦的职业精神 培养学生发现问题、勤于思考的良好学习习惯 教 学 内 容 提 要 时间分配 一、曲柄连杆机构概述 1、作用： 2、组成： 3、曲柄连杆机构的运动分析： 4、曲柄连杆机构的受力种类及受力分析： 二、机体组： 1．气缸体 2．气缸盖 3．气缸垫 三、常用量具的读数方法 1.游标卡尺读数 2.千分尺读数 45分 45分 90分 教学 重点 与难 点 重点：机体组的组成、常用量具的使用 难点：曲柄连杆机构的受力种类及受力分析 燃烧室的形状 教学 方法 基于任务驱动教学模式，综合运用讲授法、讨论法、探究法、实验法等教学方法 教学 手段 以课件、实物为载体展开理实一体化教学 讨 论 、 练 习 、 作 业 1.曲柄连杆机构的组成与功用是什么？ 2.缸盖螺栓的拧紧顺序是什么，为什么要分两至三次拧到规定力矩？ 3.预习如何测量气缸的磨损？ 4.怎样检测气缸体和气缸盖密封平面的变形？ 5.继续熟悉千分尺和游标卡尺的读数方法 教研室主任意见 签 字： 教学总结（教学的主要经验、效果、存在的问题、改进的措施、反馈信息等）

说明本教案以讲授一个单元（24学时）或一次实验（实习）为单位填写。填写时要用钢笔填写，字迹要清晰、工整，按表中项目逐一填写。教师要在授课前一周内将本教案交教研室主任审阅，通过后方可授课。在授课结束三日内将本教案中本单元教学总结填写后，交教研室存档。新课教学：曲柄连杆机构概述1、作用：将燃料燃烧的热能转换为机械能，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将能量传输出去。2、组成：1）机体组2）活塞连杆组3）曲轴飞轮组3、曲柄连杆机构的运动分析：活塞组、连杆小头：上下往复运动：连杆大头、杆身、连杆盖：主要做左右摆动，同时伴有上下往复运动：曲轴、飞轮：主要做旋转运动。以上各零部件均是做周期性的变速运动。4、曲柄连杆机构的受力种类及受力分析：1）气体作用力（主要）重点分析作功行程和压缩行程2）惯性力（主要）往复惯性力离心力3）摩擦力和其它力（较小，分析时忽略不计）二、机体组机体组是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸垫等零件组成。（一）气缸体性能：气缸工作条件是受高温、高压的冲击：受腐蚀：活塞在气缸里作高速运动而受到磨损等。故要求具有足够的刚度、良好的冷却性能和足够的耐磨性等性能。其材料常用优质合金铸铁。但是为了降低成本，通常是机体用灰铸铁，气缸孔用优质合金铸铁，而采用气缸套。2、结构：讨论：发动机采用铝合金气缸体的优缺点。3、类型：按气缸体与油底壳安装平面的位置不同分：

说 明 本教案以讲授一个单元（2~4学时）或一次实验（实习）为单位填写。填写时要用钢笔填写，字迹要清晰、工整，按表中项目逐一填 写。教师要在授课前一周内将本教案交教研室主任审阅，通过后方可授课。在授课结束三日内将本教案中本单元教学总结填写后，交教研 室存档。 新课教学： 一、曲柄连杆机构概述 1、作用： 将燃料燃烧的热能转换为机械能，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将能量传输出去。 2、组成： 1）机体组 2） 活塞连杆组 3） 曲轴飞轮组 3、曲柄连杆机构的运动分析： 活塞组、连杆小头：上下往复运动； 连杆大头、杆身、连杆盖：主要做左右摆动，同时伴有上下往复运动； 曲轴、飞轮：主要做旋转运动。 以上各零部件均是做周期性的变速运动。 4、曲柄连杆机构的受力种类及受力分析： 1）气体作用力（主要） 重点分析作功行程和压缩行程 2）惯性力（主要） 往复惯性力 离心力 3）摩擦力和其它力（较小，分析时忽略不计） 二、机体组 机体组是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。 机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸垫等零件组成。 （一）气缸体 性能： 气缸工作条件是受高温、高压的冲击；受腐蚀；活塞在气缸里作高速运动而受到磨损等。故要求具有足够的刚度、良好的冷却性能和足够 的耐磨性等性能。其材料常用优质合金铸铁 。 但是为了降低成本，通常是机体用灰铸铁，气缸孔用优质合金铸铁，而采用气缸套。 2、结构： 讨论：发动机采用铝合金气缸体的优缺点。 3、类型： 按气缸体与油底壳安装平面的位置不同分：

D1）一般式气缸体：曲轴轴线与气缸体下表面在同一平面上。加工简单容易。如492QA发动机的气缸体。2）龙门式气缸体：曲轴轴线与气缸体下表面不在同一平面上。工艺性差，刚度、强度较好。如6102发动机的气缸体。3）隧道式气缸体：为了安装滚动轴承，曲轴座孔加工成隧道式，曲轴为组合式曲轴。结构刚度最好。如6135发动机。按发动机的冷却方式分：水冷和风冷按气缸的排列方式分：直列式V型对置式4、气缸的形式整体式镶套式（千式和湿式）讨论：整体式与镶套式各自的优缺点；干式和湿式缸套各自的优缺点。（干式气缸套：外表面不直接与冷却水接触；壁厚1~3mm；外表面加工精度高，与气缸孔配合紧密，不易漏水、漏气。多用于功率较小的汽油机上或不用。湿式气缸套：外表面直接与冷却水直接接触：壁厚5~9mm；外表面加工较粗糙；设置有漏水密封装置；冷却效果优于干式；刚性差：多用于车用柴油机上。）5、曲轴箱：安装曲轴的部分。分上、下曲轴箱，上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油即油底壳，油底壳底部装有放油螺塞，放油螺塞带有磁性，对随着润滑油进入油底壳的铁屑进行吸附上下曲轴箱接合面处有垫子。（二）气缸盖1、作用封闭气缸上部：与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室：是配气机构的多数零件的安装机体。2、性能和材料1）气缸盖工作时受到高温、高压的冲击和腐蚀作用，故要求其应具有良好的导热性，并有足够的强度和刚度。2）材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金（汽油机用）讨论：铝合金缸盖的优点是什么？3、结构形式1）整体缸盖：一台发动机一个气缸盖。结构较紧凌，零件数目少，成本低，发动机的总长度减少：但刚性差，易变形，使得发动机的密封性下降，系列化程度差，加工报废率高：适用于缸径105mm可用：缸径>120mm的优先采用：缸径>160mm都采用。4、汽油机燃烧室1）对汽油机燃烧室的要求（1）有利于提高热效率（2）有利于排气净化（3）有利于换气（4）有利于燃烧平静（5）有利于组织气流运动2）几种典型燃烧室：（如下图所示）

1）一般式气缸体：曲轴轴线与气缸体下表面在同一平面上。加工简单容易。如492QA发动机的气缸体。 2）龙门式气缸体：曲轴轴线与气缸体下表面不在同一平面上。工艺性差，刚度、强度较好。如6102发动机的气缸体。 3）隧道式气缸体：为了安装滚动轴承，曲轴座孔加工成隧道式，曲轴为组合式曲轴。结构刚度最好。如6135发动机。 按发动机的冷却方式分：水冷和风冷 按气缸的排列方式分： 直列式 V型 对置式 4、气缸的形式 整体式 镶套式（干式和湿式） 讨论：整体式与镶套式各自的优缺点；干式和湿式缸套各自的优缺点。 （干式气缸套：外表面不直接与冷却水接触；壁厚1～3mm；外表面加工精度高，与气缸孔配合紧密，不易漏水、漏气。多用于功率较 小的汽油机上或不用。 湿式气缸套：外表面直接与冷却水直接接触；壁厚5～9mm；外表面加工较粗糙；设置有漏水密封装置；冷却效果优于干式；刚性差； 多用于车用柴油机上。） 5、曲轴箱：安装曲轴的部分。分上、下曲轴箱，上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油即油底壳，油底壳底部装有放油螺 塞，放油螺塞带有磁性，对随着润滑油进入油底壳的铁屑进行吸附上下曲轴箱接合面处有垫子。 （二）气缸盖 1、作用 封闭气缸上部；与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室；是配气机构的多数零件的安装机体。 2、性能和材料 1）气缸盖工作时受到高温、高压的冲击和腐蚀作用，故要求其应具有良好的导热性，并有足够的强度和刚度。 2）材料：灰铸铁、合金铸铁、铝合金（汽油机用） 讨论：铝合金缸盖的优点是什么？ 3、结构形式 1）整体缸盖：一台发动机一个气缸盖。 结构较紧凑，零件数目少，成本低，发动机的总长度减少；但刚性差，易变形，使得发动机的密封性下降，系列化程度差，加工报废率 高；适用于缸径105mm可用；缸径>120mm的优先采用；缸径>160mm 都采用。 4、汽油机燃烧室 1）对汽油机燃烧室的要求 （1）有利于提高热效率 （2）有利于排气净化 （3）有利于换气 （4）有利于燃烧平静 （5）有利于组织气流运动 2）几种典型燃烧室：（如下图所示）

楔形燃烧室盆形燃烧室半球形燃烧室扁球形燃烧室多气门蓬形燃烧室（1）半球型：结构紧凌，但配气机构复杂，工作较粗暴，多用于高速汽油机。（2）楔型：结构简单，较紧凌，能形成挤气流，但使得HC排放增加。（3）盆型：结构简单，但不够紧凑。（4）扁球型：结构紧凑，抗爆性好，混合气形成和燃烧得到改善，发动机经济性、动力性和排放性都较好，多用于中小型轿车二气门顶置汽油机上。（5）多气门蓬形燃烧室：火焰传播距离短、抗爆性好、可采用高压缩比，充气量大，散热少，发动机经济性、动力性较高。高水平发动机广泛采用。5、气缸盖的拆装缸盖螺栓拆装时应按一定的顺序进行：紧：从中间往两边依次对角分次进行：松：从两边往中间依次对角进行讨论：如果不按规定的顺序拆装气缸盖螺栓，对发动机会产生什么危害？（三）气缸垫：保证缸盖与缸体之间的密封，多用金属石棉衬垫。安装时需翻边向上。对气缸进行修理时，气缸垫要进行更换，禁止重复使用。常用量具的使用1.常用量具塞尺、游标卡尺、千分尺、百分表、内径量表等

楔形燃烧室 盆形燃烧室 半球形燃烧室 扁球形燃烧室 多气门蓬形燃烧室 （1）半球型：结构紧凑，但配气机构复杂，工作较粗暴，多用于高速汽油机。 （2）楔型：结构简单，较紧凑，能形成挤气流，但使得HC排放增加。 （3）盆型：结构简单，但不够紧凑。 （4）扁球型：结构紧凑，抗爆性好，混合气形成和燃烧得到改善，发动机经济性、动力性和排放性都较好，多用于中小型轿车二气门顶置 汽油机上。 （5）多气门蓬形燃烧室：火焰传播距离短、抗爆性好、可采用高压缩比，充气量大，散热少，发动机经济性、动力性较高。高水平发动机 广泛采用。 5、气缸盖的拆装 缸盖螺栓拆装时应按一定的顺序进行： 拧紧：从中间往两边依次对角分次进行； 拧松：从两边往中间依次对角进行 讨论：如果不按规定的顺序拆装气缸盖螺栓，对发动机会产生什么危害？ （三）气缸垫： 保证缸盖与缸体之间的密封，多用金属石棉衬垫。安装时需翻边向上。 对气缸进行修理时，气缸垫要进行更换，禁止重复使用。 常用量具的使用 1.常用量具 塞尺、游标卡尺、千分尺、百分表、内径量表等

司K

101010guanglu2020UT30304040游标卡尺：（精度0.02mm）直接测量工件直径、宽度、长度或深度。测量精度有0.20mm、0.10mm、0.05mm、0.02mm等。读数：（1）读出副尺零刻线所指主尺左边刻线的毫米整数：(2)观察副尺上零刻线右边第几条刻线与主尺某一刻线对准，将游标精度乘以副尺上的格数，即为毫米小数值：（3）主尺整数+副尺格数×精度=被测工件的尺寸。(0.02mm精度15+24×0.02=15.48mm）

游标卡尺：（精度0.02mm） 直接测量工件直径、宽度、长度或深度。测量精度有0.20㎜、0.10㎜、0.05㎜、0.02㎜等。 读数:(1)读出副尺零刻线所指主尺左边刻线的毫米整数； (2)观察副尺上零刻线右边第几条刻线与主尺某一刻线对准，将游标精度乘以副尺上的格数，即为毫米小数值； (3)主尺整数+副尺格数×精度=被测工件的尺寸

23.千分尺：（精度0.01mm）0~25、25~50、50~75、75~100、100~125mm等读数：先以微分筒的端面为准线，读出固定套管上的整数值（mm），再以固定套管上的水平横线为准线，读出可动刻度上的分度值，（估读到最小刻度的1/10即0.001mm）。如微分筒的端面与固定刻度的上刻度线之间无下刻度线，测量结果即为上刻度线的数值+可动刻度的值；如微分筒端面与上刻度线之间有一条下刻度线，测量结果应为上刻度线数值+0.5mm+可动刻度的值，A4L5-403535300读数：7.89mm读数：7.35mmP周次第三周备注章节机体组的检修名称授课18级巴斯夫班、18级奔腾班对象授课教学理论课（）：实验课（4）：实习（）4方式时数教学掌握缸体、缸盖平面度的检修目的掌握气缸磨损的检修方法及要掌握百分表、内径量表的使用英教学内容提要时间分配一、气缸体裂纹的检修：350-400KPa水压试验10分二、缸体、缸盖平面度的检验20分10分主轴承承孔直径、圆度和圆柱度检测、10分四、主轴承孔同轴度的检测

3.千分尺:（精度0.01mm） 0～25、25～50、50～75、75～100、100～125㎜等 读数： 先以微分筒的端面为准线，读出固定套管上的整数值( mm),再以固定套管上的水平横线为准线，读出可动刻度上的分度值，(估读到 最小刻度的1/10即0.001mm)。如微分筒的端面与固定刻度的上刻度线之间无下刻度线，测量结果即为上刻度线的数值+可动刻度的值；如 微分筒端面与上刻度线之间有一条下刻度线，测量结果应为上刻度线数值+0.5mm+可动刻度的值. 周 次 第三周 备 注 章 节 名 称 机体组的检修 授 课 对 象 18级巴斯夫班、18级奔腾班 授 课 方 式 理论课( );实验课( 4 );实习( ) 教学 时数 4 教学 目的 及要 求 掌握缸体、缸盖平面度的检修 掌握气缸磨损的检修方法 掌握百分表、内径量表的使用 教 学 内 容 提 要 时间分配 一、气缸体裂纹的检修：350-400KPa水压试验 二、缸体、缸盖平面度的检验 三、主轴承承孔直径、圆度和圆柱度检测 四、主轴承孔同轴度的检测 10分 20分 10分 10分

10分五、气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测气缸磨损的检测与评价120分六、磨损规律：测量工具：测量部位：测量方法：结果分析：教学重点重点、难点：气缸磨损的测量及量缸表的使用方法与难点教学讲授法、示范实验法、讨论分析法、比较法方法教学实物、课件等理实一体化教学手段讨论完成气缸磨损测量记录表的结果分析。练习总结气缸磨损规律及测量方法。作业教研室主任意见签字：教学总结（教学的主要经验、效果、存在的问题、改进的措施、反馈信息等）说明本教案以讲授一个单元（2~4学时）或一次实验（实习）为单位填写。填写时要用钢笔填写，字迹要清晰、工整，按表中项目逐一填写。教师要在授课前一周内将本教案交教研室主任审阅，通过后方可授课。在授课结束三日内将本教案中本单元教学总结填写后，交教研室存档。新课教学：一、气缸体裂纹的检修：350-400KPa水压试验二、缸体、缸盖平面度的检验缸体、缸盖平面度的检验：厚薄规和刀形样板尺法。沿横向、纵向及对角线方向用厚薄规在每隔50mm处测平面与样板尺的间隙

五、气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测 六、气缸磨损的检测与评价 磨损规律： 测量工具： 测量部位： 测量方法： 结果分析： 10分 120分 教学 重点 与难 点 重点、难点：气缸磨损的测量及量缸表的使用方法 教学 方法 讲授法、示范实验法、讨论分析法、比较法 教学 手段 实物、课件等理实一体化教学 讨论 练习 作业 完成气缸磨损测量记录表的结果分析。 总结气缸磨损规律及测量方法。 教研室主任意见 签 字： 教学总结（教学的主要经验、效果、存在的问题、改进的措施、反馈信息等） 说 明 本教案以讲授一个单元（2~4学时）或一次实验（实习）为单位填写。填写时要用钢笔填写，字迹要清晰、工整，按表中项目逐一填 写。教师要在授课前一周内将本教案交教研室主任审阅，通过后方可授课。在授课结束三日内将本教案中本单元教学总结填写后，交教研 室存档。 新课教学： 一、气缸体裂纹的检修：350-400KPa水压试验 二、缸体、缸盖平面度的检验 缸体、缸盖平面度的检验：厚薄规和刀形样板尺法。 沿横向、纵向及对角线方向用厚薄规在每隔50mm处测平面与样板尺的间隙

三、主轴承承孔直径、圆度和圆柱度检测主轴承承孔直径、圆度和圆柱度检测工具：内径量表。方法：将轴承盖（包括原调整垫片）按原位装回气缸体主轴承座上，并按规定扭矩打紧轴承盖紧固螺母。然后用内径量表分别沿各承孔的圆周侧3~5点，测出各孔的直径和圆度误差，再轴向移动量缸表，选择三处分别测出各孔轴的圆柱度误差。四、主轴承孔同轴度的检测主轴承孔同轴度的检测工具：曲轴承孔同轴度误差检验仪。方法：以气缸体前后端两主轴承孔为基准，用曲轴承孔同轴度误差检验仪进行，每个承孔轴向测三处，取其最大值，标定方向，做好记录，最后换算出同轴度误差，一般不大于0.15mm五、气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测工具：气缸轴线对曲轴轴线垂直度检验仪。方法：略。气缸与主轴承承孔垂直度一般不大于0.03/100mm。在全长范围内不大于0.05mm

三、主轴承承孔直径、圆度和圆柱度检测 主轴承承孔直径、圆度和圆柱度检测 工具：内径量表。 方法：将轴承盖（包括原调整垫片）按原位装回气缸体主轴承座上，并按规定扭矩拧紧轴承盖紧固螺母。然后用内径量表分别沿各承孔的 圆周侧3~5点,测出各孔的直径和圆度误差,再轴向移动量缸表,选择三处分别测出各孔轴的圆柱度误差。 四、主轴承孔同轴度的检测 主轴承孔同轴度的检测 工具：曲轴承孔同轴度误差检验仪。 方法：以气缸体前后端两主轴承孔为基准，用曲轴承孔同轴度误差检验仪进行，每个承孔轴向测三处，取其最大值，标定方向，做好记 录，最后换算出同轴度误差，一般不大于0.15mm。 五、气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测 气缸轴心线与主轴承承孔轴心线垂直度的检测 工具：气缸轴线对曲轴轴线垂直度检验仪。 方法：略。气缸与主轴承承孔垂直度一般不大于0.03/100mm。在全长范围内不大于0.05mm