课题四1活塞连杆组.docx

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课题四1活塞连杆组

生产实习课教案（首页）（代号B-4）

专业班共11页

课题名称

总课题：

四、曲柄连杆机构

课题主要内容

1.机体组及活塞连杆组组成认识

2.活塞连杆组拆装

3.活塞连杆组的检测

授课时间

学时

需用课日

天

分课题：

一、活塞连杆组

起止日期

课题要求

技术理论知识

机体组及活塞连杆组的组成、功用及工作原理

实际技术操作

活塞连杆组的拆装及检测

设备、工刃量具准备

多媒体电视机、发动机、常用工具、活塞环拆装钳、活塞安装器，塞尺，千分尺，游标卡尺

材料

准备

教学课件、教学视频、维修手册、清洁棉、润滑油

示范操作准备

发动机、工量具、教学视频、工量具

产品

名称

是否生产产品

图号

件数

定额工时

余（缺）工时安排

备注

工人

学生

合计

否

课题实习结束小结

及审阅者年月日

分课题一活塞连杆组

一、课前准备

1.设备：

丰田5A、捷达汽油机翻转台架各三台、柴油发动机翻转台架一台；

2.工具：

常用工具，活塞环拆装钳，活塞安装器，塞尺，千分尺，游标卡尺。

二、教学方法

1.示范演示；2.自主探索，合作交流；3.多媒体教学；

4.分组竞赛；5.任务驱动；6.巡回指导。

三、组织教学

1.清点学生人数及检查学生着装；

2.安全教育：

车间禁令，正确使用工具，防止意外发生；

3.各小组工具清点与检查。

四、教学回顾

1.气门弹簧的正确拆装方法及注意事项；

2.活塞环拆装钳及活塞安装器的使用。

五、课题引入

曲柄连杆机构的功用是将内燃机燃料的化学能通过燃烧放出热能，再转化为机构能的主要机构，并且将活塞的往复直线运动，通过连杆的摆转化为曲轴的旋转运动，向外输出转矩的。

本课题将学习了曲柄连杆机构的机体组及活塞连杆组的结构组成，理解了其工作原理，并掌握了正确的拆装方法。

六、本课题相关知识点

（一）机体组的组成认识（工艺讲解1，结合PPT及现场设备讲解）

1．气门室罩

（1）功用：

保护气门及其传动机构，防止润滑油外泄

（2）材料：

铝合金、镁合金、塑料

2．气缸盖

（1）功用：

密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同形成燃烧室

（3）类型：

整体式和分体式（由学生讲解各自优缺点）

（4）材料：

铝（镁）合金（轿车用）、灰铸铁（柴油机、货车）和合金铸铁

3．气缸衬垫

（1）功用：

保证在气缸盖螺栓拧紧后气缸密封，防止燃气、冷却液、润滑油发生窜漏

（2）类型：

金属-石棉衬垫（致癌）、金属衬垫

（3）安装方向：

标识

4．机体

（1）材料：

合金铸铁、铝合金

（2）功用：

提供构成燃烧室的空间，并能使活塞组能在其中作往复运动，以及提供为气缸进行冷却的空间（水套）

（3）气缸体

类型：

1）按气缸的排列分：

直列式、V型、W型、水平对置式

2）按有气缸的结构分：

无气缸套式和有气缸套式（干式和湿式）

类型

构造

性能及应用

整体式

气缸镗在气缸体上

强度和刚度好，能承受大负荷。

成本高

镶嵌式

用耐磨优质材料制成气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内

降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用寿命

（4）曲轴箱

（1）排列形式：

平分式、龙门式、隧道式

5．主轴承盖

（1）功用：

与机体主轴承座通过主轴承螺栓连接起来，形成主轴承座孔，用于安装曲轴。

（2）结构形式：

单体式（广泛）、整体式

（3）曲轴主轴承结构：

油孔、油槽（润滑、储油）、定位凸唇（防止轴承转动）

止推片（防止轴承轴向移动）结构：

油槽（向曲轴），凸舌（防止转动）

6．油底壳

（1）功用：

封闭机体下部和储存润滑油，散热

（2）材料：

薄钢板冲压

（3）结构：

前深后浅、内部隔断、放油螺栓

7．发动机的支撑

（1）支撑方式：

三点支撑（前二后一）和四点支撑（前二后二）

（2）类型：

橡胶垫弹性支撑和液压弹性支撑

（二）活塞连杆组的组成认识（工艺讲解2，结合PPT及现场设备讲解）

1．活塞

（1）功用：

与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室，承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转

2．活塞的材料：

硅铝合金、铜镍镁铝合金（柴）、灰铸铁

3．活塞的结构

（1）活塞顶部

1）形状：

平顶（汽）、凹顶（柴）、凸顶（二冲程）

2）方向记号：

记号向前

（2）活塞头部

1）部位：

活塞环槽以上的部分

2）环槽：

气环槽（3-4道）与油环槽（有油孔）

（3）活塞裙部

1）部位：

自油环下端面到活塞底面的部分

2）类型：

全裙式（圆筒完整）和拖板式（活塞销方向去掉材料）

（4）活塞销座：

全浮式活塞销座内有青铜套筒

（5）活塞销偏置

为了减轻活塞换向时对汽缸壁的敲击噪声，常使活塞销孔中心线向承受做功侧压力的一面偏移1-2mm。

2．活塞环

（1）气环：

密封活塞与气缸壁的间隙，防止气缸内的气体窜入油底壳，且传递活塞头部的热量。

2-3道

（2）油环：

刮油、布油膜。

1-2道

（3）材料：

灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁，多孔镀铬（硬度大，储油，气环）

（4）活塞环的间隙

1）端隙：

开口间隙，是活塞环装入气缸内磨损量处最小处，开口处的间隙（0.25-0.50mm），安装时注意开口方向

2）侧隙：

边隙，是环高方向上活塞环与环槽之间的间隙（一道环0.04-0.10mm，其它0.03-0.07mm，油环0.025-0.07mm）

3）背隙：

活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部间的间隙（0.5-1mm），可储油（为环厚与环槽深差）

（5）气环的断面形状

6）油环的类型：

组合式（广泛）与整体式

3．活塞销

（1）作用：

用来连接活塞和连杆，并把活塞所受的力传给连杆

1）全浮式

工作过程中，活塞销与活塞销座及连杆间均为间隙配合

活塞销座两端各有一挡圈槽，装上挡圈可防活塞销工作中轴向窜动

2）半浮式

工作过程中，上述二个位置只有一个位置为间隙配合，另一处为过盈配合

4．连杆

（1）组成：

（2）作用：

将活塞承受的力传给曲轴，把活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动

（3）材料：

中碳钢或中碳合金钢，球墨铸铁（表面喷丸）

（4）连杆的润滑方式：

小端可采用压力润滑或飞溅润滑，大端均采用压力润滑

（5）连杆大头剖分方向：

平切口和斜切口两种形式

（6）连杆大头的定位方式：

5．连杆轴瓦

连杆轴承也称连杆轴瓦（俗称小瓦），装在连杆大头内，它的作用是保护连杆轴颈及连杆大头孔。

现代发动机所用的连杆轴承是由衬背（钢背）和衬层（减磨层）组成的分开薄壁轴瓦（上瓦和下瓦）。

1-3mm厚，工作时为防止移动或转动，有定位凸唇，对应连杆上有凹槽。

（三）活塞连杆组拆卸（拆装步骤与演示1，结合PPT及拆装视频，教师边示范边讲解，学生模仿操练）

1.按正确方法拆下发动机燃料供给系，并摆放好零部件；

2.松开半自动张紧轮，取下正时皮带，按正确的顺序拆下凸轮轴轴承盖，取下凸轮轴摆放好；

3.按照由外向内对角的方法拧下气缸盖紧固螺栓，取下气缸盖摆放好；

4.翻转发动机台架，拆下油底壳螺栓，取下油底壳；

5.拆下曲轴前端盖（油封），拧下机油集滤器锁紧螺栓，取下机油集滤器及机油泵驱动链条摆放好；

6.翻转发动机台架，使发动机机体平置，转动飞轮，使一四缸活塞处于下止点位置；

7.选择合适套筒，套上扭力扳手，拆去一缸连杆轴承盖上两个螺母，取下连杆盖，使用木棒将活塞反向推出气缸外，另一手接住活塞头部，取下活塞，将连杆盖按照拆下前装配关系（活塞，连杆，连杆轴承盖三者有正确装配关系）套到连杆上，并套好锁紧螺母；

8.按上述方法拆下四缸活塞连杆组；

9.转动飞轮一圈，使二三缸活塞处于下止点位置，分别按照步骤7的方法，依次拆下二三缸活塞，并将四个缸活塞按顺序摆放好。

（四）全浮式活塞连杆组的拆解（拆装步骤与演示2，结合PPT及正时带拆装视频，教师边示范边讲解，学生模仿操练）

1.取出任一缸活塞连组，拧下螺母，取下轴承盖；

2.使用卡簧钳取下活塞销座孔外端上的两个卡簧，将活塞销轻轻推出座孔，取下活塞连杆；

3.仔细观察连杆与活塞的装配关系；

4.使用活塞环拆装钳，按顺序取下一二道气环，再取下三件套油环组件，并按顺序放置好；

5.按照上述步骤，分解其它三缸的活塞连杆组，并摆放好。

注：

半浮式活塞销的拆装使用专用工具，将活塞销推出活塞销座孔，将其分解，装配时采用相同的方法将活塞、活塞销、连杆装配一起。

（五）安装活塞连杆组（拆装步骤与演示3，结合PPT及拆装视频，教师边示范边讲解，学生模仿操练）

1.取出活塞及其对应的活塞环，先安装组合油环的下刮油片，再装衬簧，最后装上上刮油片；

2.安装第二道气环，注意方向；

3.安装第一道气环，同样注意其方向；

◎气环上会有朝上（TOP）安装记号，扭曲环安装时，内上切口扭曲环（一般为第一道气环）切口方向向上，外切口扭曲环（一般为第二三道气环）切口方向向下

4.调整各道气环及油环刮片缺口方向相隔环口相差120°；

5.取活塞相应的连杆及活塞销，对好活塞与连杆方向和位置，将活塞销装入活塞销座孔内，两端装上卡簧固定；

6.按照上述步骤安装其它三组活塞连杆组，并摆放好；

7.翻转发动机台架，使机体摆置在水平方向，转动飞轮，使二、三缸连杆轴颈处于下止点位置；

8.取第二缸对应活塞组，按照记号朝前的方向，装入气缸，将活塞安装器包住活塞头部上的活塞环，在木棒的推动下，将整个活塞装入气缸，并将连杆大头套在连杆轴颈上，按规定方向装上对应连杆轴承盖，套上螺母，按规定力矩上紧螺母，第一次30N·m，转动飞轮使活塞上下移动，有无卡滞，第二次再拧紧1/2圈；

9.用步骤8同样的方法，装上第三缸活塞组；

10.转动飞轮一圈，使一、四缸连杆轴颈处于下止点位置，按照步骤8的方法，分别装上一、四缸活塞组；

11.转动飞轮两圈，感觉曲轴转动有无卡滞现象。

（六）活塞连杆组的检测（检测步骤与演示1，结合PPT，教师边示范边讲解，学生模仿操练）

1.活塞的检测

（1）活塞环槽磨损检验：

测量活塞环侧隙，将新活塞环放入相应的环槽中，用塞尺测量环的侧隙。

过大，即表明磨损。

（2）活塞裙部磨损检验：

在活塞销的垂直方向，用外径千分尺测量活塞裙部的直径（长轴直径），与标准尺寸数值进行比较，最大偏差不得超过0.04mm。

若超过，则需更换活塞。

2.活塞环检验

（1）弹力。

（2）漏光度。

（3）三隙检测：

上环大于下环，柴油机环大于汽油机环，气缸直径大的环大于气缸直径小的环，发动机压缩比大的环大于压缩比小的环。

①开口间隙检测

先将被测的环擦干净，并擦干净气缸，然后将环推进相应的气缸内，置于、气缸中下部，并放平，用塞尺在活塞环开口处测量间隙值，与标准值比较，过大应重选，过小可锉大。

活塞环

丰田5A-FE

捷达

开口间隙

侧隙

开口间隙

侧隙

第一道气环

0.25-0.45

0.04-0.08

0.30-0.45

0.03-0.07

第二道气环

0.35-0.60

0.03-0.07

0.25-0.40

0.02-0.06

组合油环

0.15-0.50

0.03-0.06

0.25-0.50

0.02-0.08

参P88表3-4

②侧隙检测

含义：

即活塞环在活塞环槽内的上下间隙。

测量时，将被测的环放到相应环槽之间，转动一周，用厚簿规进行测量（偏离开口处）。

测得的数据与标准值进行比较，过小用砂纸研磨，过大更换。

③背隙检测

含义：

环槽深度与活塞环径向厚度的差值来衡量。

0.00-0.35mm

七、任务驱动

1.观察认识机体组及活塞连杆组部件名称、结构特点及工作原理；

2.制定本课题拆装及检测计划；

3.学生动手拆装及检测活塞连杆组，掌握其正确的拆装及检测方法。

八、学生制定拆装计划

1.以小组为单位，通过现场观察，查阅数据，集体讨论的方式制定详细的本课题拆装计划；

2.列举本次拆装中的主要工具；

3.零部件摆放区域规划；

4.指出实习过程中的注意事项。

九、计划审批

1.合格——执行；

2.不合格——修改——再审批。

十、巡回指导

1.工具是否正确安全使用；

2.量具正确安全使用及读数是否正确；

3.活塞连杆组拆装及检测过程是否正确；

4.活塞连杆组各零部件摆放区域规划。

十一、集中指导

5A发动机活塞销的拆装方法、活塞环的三隙检测

十二、分组竞赛

各组派出代表示范PK活塞连杆组的拆装，评比哪组代表最规范合理最快完成任务，学生与教师共同评分。

十三、项目考核

1.考核项目：

活塞连杆组的拆装；

2.考核要求：

规定时间内，按要求完成拆装；

3.考核时间：

10分钟。

序号

考核内容

配分

评分标准

考核记录

扣分

得分

1

正确使用工具仪器

10

工具使用错误扣5分

使用不当酌情扣分

2

活塞连杆组的拆卸

30

拆卸方法错误扣5分扣完为止

拆卸程序错误扣5分扣完为止

3

活塞连杆组的安装

40

装配方法错误扣5分扣完为止

装配程序错误扣5分扣完为止

安装记号错误扣5分扣完为止

6

遵守安全操作规程，操作现场整洁

10

每项扣2分，扣完为止

安全用电，放火，无人身、设备事故

因违规操作发生重大人身和设备事故，此题按0分计

7

分数总计

100

十四、小结点评

1.各小组工作表现；

2.拆装及检测过程中存在的不规范操作及安全隐患；

3.点评比赛完成情况；

4.点评项目考核中存在的问题。

十五、作业布置

活塞连杆组拆装实习报告。

十六、工具清点与场地卫生打扫

1.各小组清点各自工具车的工具数量并上报使用情况；

2.小组轮流打扫课室及实习场地卫生；

3.关闭场地内电源。

十七、集合与解散

1.清点学生人数；

2.检查场地卫生情况。