第二章机体组及曲柄连杆机构知识点：·曲柄连杆机构中的作用力及力矩·机体的组成及结构特点·活塞连杆组的结构及特点·曲轴飞轮组的结构及特点教学重点：·曲柄连杆机构的功用及组成·气缸体、气缸套、气缸盖的结构类型及特点·活塞、活塞环、连杆组的结构及特点·曲轴、飞轮的结构及特点·曲拐布置与多缸发动机的工作顺序教学难点：·曲拐布置与多缸发动机的工作顺序教学方法及手段：·重点介绍、简要介绍、重点分析、归纳小结、多媒体教学内容：第一节教学内容：一、曲柄连杆机构的功用由总体构造导入：·把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，从而向工作机械输出机械能启发分析：·在做功冲程将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转·启发学生结合四冲程变为曲轴的旋转运动而对外输出动力发动机工作原理理解曲·在其他三个辅助冲程中，将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动，为柄连杆机构的功用做功冲程做准备二、曲柄连杆机构的组成·曲柄连杆机构及机体由下列三部分组成（如图3-1）连杆线重点介绍：图3-1:曲柄连杆机构及机体组成
第二章 机体组及曲柄连杆机构 知识点： ·曲柄连杆机构中的作用力及力矩 ·机体的组成及结构特点 ·活塞连杆组的结构及特点 ·曲轴飞轮组的结构及特点 教学重点： ·曲柄连杆机构的功用及组成 ·气缸体、气缸套、气缸盖的结构类型及特点 ·活塞、活塞环、连杆组的结构及特点 ·曲轴、飞轮的结构及特点 ·曲拐布置与多缸发动机的工作顺序 教学难点： ·曲拐布置与多缸发动机的工作顺序 教学方法及手段： ·重点介绍、简要介绍、重点分析、归纳小结、多媒体 教学内容： 第一节教学内容： 由总体构造导入： 启发分析： ·启发学生结合四冲程 发动机工作原理理解曲 柄连杆机构的功用 一、曲柄连杆机构的功用 ·把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，从而向工作机械输出机 械能 ·在做功冲程将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转 变为曲轴的旋转运动而对外输出动力 ·在其他三个辅助冲程中，将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动，为 做功冲程做准备 重点介绍： 图 3-1：曲柄连杆机构及 机体组成 二、曲柄连杆机构的组成 ·曲柄连杆机构及机体由下列三部分组成（如图 3-1）
1机休·主要包括气缸体、曲轴箱、气缸套、气缸垫等不动件·机体是内燃机的骨架，除了作为气缸套以及曲柄连杆机构运动件的支撑外还可安装气缸盖、配气机构和驱动机构的机件以及各辅助系统的一些附·要求学生理解掌握曲件，并以其支座安装在车辆上，同时机体内部还设有冷却水道和润滑油道。柄连杆机构的三大组成因此结构复杂部分及其主要零部件2.活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等运动件3.曲轴飞轮组·主要包括曲轴、飞轮等三、曲柄连杆机构的受力分析1．气缸内的气体压力（1）气体作用力情况·在工作循环中，气体压力是不断变化的，其瞬时最高压力，对汽油机和启发分析：柴油机分别可达3~5MP。和 5~10MP。，这意味着作用在曲柄连杆机构上的·要求学生正确理解气瞬时冲击力可达数万牛顿。缸内的气体压力（2）受力分析（如图3-2、图3-3）·气体压力使气缸盖承受向上推力，活塞顶承受向下压力，活塞侧面和气缸壁间有侧压力，活塞销、连杆杆身、曲柄销处及曲轴主轴颈处均承受压力，曲轴还承受弯曲力矩和扭转力矩。图3-2：作功行程时气缸内气体作用力分析·FP一燃气压力·Fp1一连杆分力·Fp2一侧压力·FR一压紧力·FS一曲轴旋转力图3-3：压缩行程时气缸内气体作用力分析·F'p一气体压力·Fp1一连杆分力·F'p2一侧压力M·F'R一压紧力·F'S一旋转阻力启发分析：2.运动惯性力·要求学生正确理解运·由于运动的速度和方向都时刻在改变，包括往复惯性力和旋转惯性力（离动惯性力心力）（如图3-4、3-5）
·要求学生理解掌握曲 柄连杆机构的三大组成 部分及其主要零部件 1．机体组 ·主要包括气缸体、曲轴箱、气缸套、气缸垫等不动件 ·机体是内燃机的骨架，除了作为气缸套以及曲柄连杆机构运动件的支撑 外还可安装气缸盖、配气机构和驱动机构的机件以及各辅助系统的一些附 件，并以其支座安装在车辆上，同时机体内部还设有冷却水道和润滑油道。 因此结构复杂 2．活塞连杆组 ·主要包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等运动件 3．曲轴飞轮组 ·主要包括曲轴、飞轮等 启发分析： ·要求学生正确理解气 缸内的气体压力 三、曲柄连杆机构的受力分析 1．气缸内的气体压力 （1）气体作用力情况 ·在工作循环中，气体压力是不断变化的，其瞬时最高压力，对汽油机和 柴油机分别可达 3~5MPa 和 5~10 MPa ，这意味着作用在曲柄连杆机构上的 瞬时冲击力可达数万牛顿。 （2）受力分析（如图 3-2、图 3-3） ·气体压力使气缸盖承受向上推力，活塞顶承受向下压力，活塞侧面和气 缸壁间有侧压力，活塞销、连杆杆身、曲柄销处及曲轴主轴颈处均承受压 力，曲轴还承受弯曲力矩和扭转力矩。 图 3-2：作功行程时气缸 内气体作用力分析 ·Fp—燃气压力 ·Fp1—连杆分力 ·Fp2—侧压力 ·FR—压紧力 ·FS—曲轴旋转力 图 3-3：压缩行程时气缸 内气体作用力分析 ·F'p—气体压力 ·F'p1—连杆分力 ·F'p2—侧压力 ·F'R—压紧力 ·F'S—旋转阻力 启发分析： ·要求学生正确理解运 动惯性力 2．运动惯性力 ·由于运动的速度和方向都时刻在改变，包括往复惯性力和旋转惯性力（离 心力）（如图 3-4、3-5）
（1）往复惯性力·是指活塞组件和连杆小头在气缸内做往复运动所产生的惯性力，其大小与机件的质量及加速度成正比，其方向与加速度方向相反。·活塞从上止点向下运动时，速度由零开始作加速运动，至接近中部时，速度最大这一段惯性力向上：然后作减速运动，惯性力向下至下止点速度为零，总之，活塞在上半个冲程时惯性力都向上，下半个冲程时，惯性力都向下。在上下止点出，活塞运动方向改变，速度为零加速度最大，惯性力也最大，在冲程中部，活塞运动速度最大，加速度等于零，惯性力也为金（2）旋转惯性力·是指曲柄、连杆轴颈、连杆大头等围绕曲轴轴线做圆周运动产生的离心惯性力，简称离心力·其大小与运动件的质量、旋转半径、角速度的平方成正比，其方向总是背离曲轴中心向外，离心力使连杆大头的轴瓦和曲柄销、曲轴主轴颈及轴承受到又一附加载荷，增加他们的变形和磨损。图3-4:活塞在上半行程时（向下运动）运动惯性力分析·Fj一惯性力（向上）·Fc一离心力·Fcy一上下振动·Fcx一水平振动图3-5：活塞在下半行程时（向下运动）运动惯性力分析·Fj一惯性力(向下)·F'c一离心力·F'cy一上下振动·F"cx一水平振动启发分析：3．各运动件表面的摩擦阻力（相对运动）·要求学生正确理解各·互相接触的表面相对运动时都存在摩擦力，其大小与正压力和摩擦系数运动件表面的摩擦阻力成正比，其方向与相对运动的方向相反。·摩擦力的存在是造成配合表面磨损的根源。归纳小结：·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容
（1）往复惯性力 ·是指活塞组件和连杆小头在气缸内做往复运动所产生的惯性力，其大小 与机件的质量及加速度成正比，其方向与加速度方向相反。 ·活塞从上止点向下运动时，速度由零开始作加速运动，至接近中部时， 速度最大这一段惯性力向上；然后作减速运动，惯性力向下至下止点速度 为零，总之，活塞在上半个冲程时惯性力都向上，下半个冲程时，惯性力 都向下。在上下止点出，活塞运动方向改变，速度为零加速度最大，惯性 力也最大，在冲程中部，活塞运动速度最大，加速度等于零，惯性力也为 零。 （2）旋转惯性力 ·是指曲柄、连杆轴颈、连杆大头等围绕曲轴轴线做圆周运动产生的离心 惯性力，简称离心力。 ·其大小与运动件的质量、旋转半径、角速度的平方成正比，其方向总是 背离曲轴中心向外，离心力使连杆大头的轴瓦和曲柄销、曲轴主轴颈及轴 承受到又一附加载荷，增加他们的变形和磨损。 图 3-4：活塞在上半行程 时（向下运动）运动惯 性力分析 ·Fj—惯性力（向上） ·Fc—离心力 ·Fcy—上下振动 ·Fcx—水平振动 图 3-5：活塞在下半行程 时（向下运动）运动惯 性力分析 ·F'j—惯性力(向下) ·F'c—离心力 ·F'cy—上下振动 ·F'cx—水平振动 启发分析： ·要求学生正确理解各 运动件表面的摩擦阻力 归纳小结： ·概括基本内容，归纳 重点内容，布置下一讲 的主要教学内容 3．各运动件表面的摩擦阻力（相对运动） ·互相接触的表面相对运动时都存在摩擦力，其大小与正压力和摩擦系数 成正比，其方向与相对运动的方向相反。 ·摩擦力的存在是造成配合表面磨损的根源
第二节教学内容：由曲柄连杆机构导入机·机体组主要包括气缸体、气缸盖、曲轴箱、气缸套、气缸垫等不动件体组：重点讲解：一、气缸体1.气缸体的工作条件和材料（1）功用·气缸体提供构成活塞运动的空间一气缸，以及为气缸进行冷却的空间（水套和散热片），曲轴箱提供连杆摆动和曲轴转动的空间，并为曲轴提供支撑简要介绍：（2）工作条件·要求学生了解气缸体·要有足够的刚度的工作条件和常用材料·热负荷高的部位要进行适当的冷却·与各运动部件构成摩擦副的部位，要有很好的耐磨和减磨性能（3）材料·铸铁材料：为提高其强度和耐磨性，加入少量的合金元素，如：镍、铬等·铝合金：质量轻，导热性好气缸体的结构型式（如图3-6）(1)一般式·概念：曲轴中心线和曲轴箱上下结合面一致·特点：便于机械加工但刚度较差·应用：多用于中小型发动机。如夏利、富康发动机，BJ492Q重点对比介绍：（2）龙门式·要求学生理解掌握气·概念：上下曲轴箱结合面下沉到曲轴中心线下面缸体的三种结构型式及·特点：刚度强度较好但工艺性较差特点·应用：中型及重型车用发动机。如捷达/高尔夫发动机，CA6102（3）隧道式·概念：主轴承座、盖为一体·特点：结构刚度大但最重·应用：机械负荷大柴油机。如6135Q滚动主轴承4483图3-6:气缸体的结构型式
第二节教学内容： 由曲柄连杆机构导入机 体组： ·机体组主要包括气缸体、气缸盖、曲轴箱、气缸套、气缸垫等不动件 重点讲解： 一、气缸体 简要介绍： ·要求学生了解气缸体 的工作条件和常用材料 1．气缸体的工作条件和材料 （1）功用 ·气缸体提供构成活塞运动的空间—气缸，以及为气缸进行冷却的空间（水 套和散热片），曲轴箱提供连杆摆动和曲轴转动的空间，并为曲轴提供支撑 （2）工作条件 ·要有足够的刚度 ·热负荷高的部位要进行适当的冷却 ·与各运动部件构成摩擦副的部位，要有很好的耐磨和减磨性能 （3）材料 ·铸铁材料：为提高其强度和耐磨性，加入少量的合金元素，如：镍、铬等 ·铝合金：质量轻，导热性好 重点对比介绍： ·要求学生理解掌握气 缸体的三种结构型式及 特点 2．气缸体的结构型式（如图 3-6） （1）一般式 ·概念：曲轴中心线和曲轴箱上下结合面一致 ·特点：便于机械加工但刚度较差 ·应用：多用于中小型发动机。如夏利、富康发动机，BJ492Q （2）龙门式 ·概念：上下曲轴箱结合面下沉到曲轴中心线下面 ·特点：刚度强度较好但工艺性较差 ·应用：中型及重型车用发动机。如捷达/高尔夫发动机，CA6102 （3）隧道式 ·概念：主轴承座、盖为一体 ·特点：结构刚度大但最重 ·应用：机械负荷大柴油机。如 6135Q 滚动主轴承 图 3-6：气缸体的结构 型式 ·一般式 ·龙门式 ·隧道式
3．气缸的排列方式（发动机形式）（如图3-7）（1）气缸直列式重点对比介绍：·结构简单、加工容易、长度较大、高度较大，一般多用于6缸以下发动机·要求学生理解掌握气（2）气缸V型式缸的三种排列方式及特·缩短长度、缩短高度、刚度增加、重量减轻，形状复杂、宽度加大、加工困难，一般多用于8缸以上发动机（3）气缸对置式·高度较小、布置方便，对风冷发动机有利图3-7气缸的排列方式·气缸直列式·气缸V型式气缸对置式气缸套（如图3-8）（1）无气缸套，气缸套与气缸体为一体，广泛应用于强化程度不高的轿车用汽油机中·合金铸铁缸体（2）湿式缸套·缸体铸造方便容易拆卸更换冷却效果较好刚度较差，易漏气和漏水。·用合金铸铁制造的湿式缸套壁厚一遍5~9mm，利用缸套的上、下定位环A、B实现其径向定位，轴向定位靠缸套上方凸缘与气缸体顶部的支撑面C实现。重点对比介绍：·普通铸铁或铝合金缸体·要求学生比较理解湿（3）干式缸套式缸套和干式缸套的结·气缸套不与冷却液接触，通常压入气缸套座孔内。可分为普通干式缸套和构特点及区别可卸干式缸套·普通铸铁或铝合金缸体1）普通干式缸套·与缸体紧配合、刚度较好、制造工艺复杂、拆卸困难2）可卸干式缸套·与缸体不是紧配合、可拆卸更换、上端有凸缘（4）干式缸套和湿式缸套的比较·湿式缸套：和冷却水直接接触、与缸体配合较松、壁厚5~9mm干式缸套：不直接和冷却水接触、与缸体紧配合、壁厚1~3mm图3-8：气缸套的结构方式
重点对比介绍： ·要求学生理解掌握气 缸的三种排列方式及特 点 3．气缸的排列方式（发动机形式）（如图 3-7） （1）气缸直列式 ·结构简单、加工容易、长度较大、高度较大，一般多用于 6 缸以下发动机 （2）气缸 V 型式 ·缩短长度、缩短高度、刚度增加、重量减轻，形状复杂、宽度加大、加工 困难，一般多用于 8 缸以上发动机 （3）气缸对置式 ·高度较小、布置方便，对风冷发动机有利 图 3-7：气缸的排列方 式 ·气缸直列式 ·气缸 V 型式 ·气缸对置式 重点对比介绍： ·要求学生比较理解湿 式缸套和干式缸套的结 构特点及区别 4．气缸套（如图 3-8） （1）无气缸套 ·气缸套与气缸体为一体，广泛应用于强化程度不高的轿车用汽油机中。 ·合金铸铁缸体 （2）湿式缸套 ·缸体铸造方便 容易拆卸更换 冷却效果较好 刚度较差，易漏气和漏水。 ·用合金铸铁制造的湿式缸套壁厚一遍 5~9mm，利用缸套的上、下定位环 A、 B实现其径向定位，轴向定位靠缸套上方凸缘与气缸体顶部的支撑面C实现。 ·普通铸铁或铝合金缸体 （3）干式缸套 ·气缸套不与冷却液接触，通常压入气缸套座孔内。可分为普通干式缸套和 可卸干式缸套。 ·普通铸铁或铝合金缸体 1）普通干式缸套 ·与缸体紧配合、刚度较好、制造工艺复杂、拆卸困难 2）可卸干式缸套 ·与缸体不是紧配合、可拆卸更换、上端有凸缘 （4）干式缸套和湿式缸套的比较 ·湿式缸套：和冷却水直接接触、与缸体配合较松、壁厚 5～9mm ·干式缸套：不直接和冷却水接触、与缸体紧配合、壁厚 1～3mm 图 3-8：气缸套的结构 方式