朱明zhubob柴油发动机教案发动机本体.docx
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朱明zhubob柴油发动机教案发动机本体
一复习提问（10＇）
1汽油机和柴油机的异同？
二教学过程（70＇）
1.．2发动机本体
１．２．１汽缸体总成与缸盖机体组
YC6108，6112系列依维柯S系列柴油机包括汽缸体、气缸盖、和油底壳，是发动机主体、支架。
作用：
作为发动机各机构、各系统的装配基体，而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成部分。
1）YC6108、YC6112系列柴油机汽缸体总成与汽缸盖
汽缸体总成是柴油机的骨架，要装柴油机的所有零件和附件。
汽缸体上固定和支承着柴油机的各总成、零件和附件，如喷油泵、曲轴、凸轮轴、机油滤清器、油底壳等。
柴油机工作时，汽缸体承受气体压力、惯性力、预紧力等机械负荷和热负荷的作用。
⏹YC6108系列柴油机和YC6112系列柴油机汽缸体采用整体龙门式结构，
⏹由合金铸铁铸造而成，裙部较长，具有较大而均匀的内部加强筋加固，与油底壳的连接面较宽，整个汽缸体有足够的强度和刚度。
⏹YC6112系列柴油机汽缸体结构设计无缸套，
⏹对安装汽缸盖有很好的刚性
⏹可避免有缸套结构的穴蚀、渗漏等缺陷。
缸孔在大修后可珩磨一次、重镗三次并配用相应加大尺寸的活塞，
⏹当不能采用加大尺寸的活塞或汽缸壁出现不与水道相通的微孔时，可镶干式缸套，并配用标准的活塞。
YC6108系列柴油机汽缸体结构采用湿式汽缸套。
⏹汽缸体顶面有螺栓孔，通过汽缸盖螺栓固定汽缸盖，底面有安装主轴承盖的螺栓孔。
汽缸体右侧（从前端看）装有排气管、增压器、机油冷却器及机油滤清器，左侧装有进气管、发电机、喷油泵及启动机等。
汽缸体前端面时齿轮室盖形成正时齿轮室，室内装有正时传动齿轮，机油泵由下部中间齿轮传动。
齿轮室盖与减振器上打’有相应的刻度标志，用来检查供油正时和配气正时。
⏹汽缸体后端面装有飞轮壳。
汽缸体的下部装有储存润滑油的油底壳，油底壳横跨于正时齿轮室盖与油封座之间。
⏹曲轴为锻钢件并经高频淬火，由7个主轴承支承在汽缸体上。
从发动机前端的第五道主轴承为带凸缘的止推轴瓦控制曲轴的轴向间隙。
⏹汽缸为直列式布置，从汽缸体前端开始的汽缸序号１－６，发火次序为１一5—3—6—2—4
⏹油底壳为钢板冲件。
曲轴后油封座用螺栓固定在汽缸体的后端面上。
⏹凸轮轴用7个可更换的凸轮轴衬套支承，它由曲轴通过惰齿轮传动，其转速为曲轴的一半，
⏹凸轮轴的轴向间隙由凸轮轴止推垫片控制，凸轮轴止椎垫片固定在汽缸体上，并位于凸轮轴齿轮与凸轮轴前轴颈之间。
凸轮轴齿轮用螺栓、锁紧垫圈、平垫圈和隔套安装在凸轱轴前端。
凸轮轴齿轮与凸轮轴用键连接，使齿轮定位和驱动凸轮轴。
⏹推杆用高强度钢制造，带存油球凹头，装于挺柱之内，挺柱为具有耐磨表面的圆柱形激冷铸铁件。
⏹所有定时齿轮（除喷油泵齿轮之外）都有定时标记，将它们安装到发动机时必须使这些标记对准。
（2）丰田柴油发动机汽缸分为有汽缸套和无汽缸套两种。
无汽缸套的，其缸体本身经过机加工，见图1—9；
有汽缸套的，其汽缸套在缸内。
汽缸有干．湿二种干式衬套在与缸体压合后再镗孔和珩磨。
为使汽缸盖固定汽缸套，应使汽缸套的顶端略微突出于汽缸体的顶端之上。
汽缸套另有一个突出部分，以防止高压燃烧气体将汽缸盖衬垫冲出。
为使汽缸盖衬垫能长期不泄漏燃烧气体，最近开始广泛使用叠片钢型的汽缸盖衬垫。
发动机不同，应改变所使用汽缸盖衬垫的厚度，以提高压缩比精确程度。
汽缸盖衬垫厚度的选择，以活塞高出汽缸体的突出量为准。
⏹（3）丰田柴油发动机汽缸盖螺栓的塑性域紧固方法。
⏹在一些发动机中，发动机盖、连杆轴承盖或曲轴盖之间的连接螺栓都是在塑性域内紧固的。
⏹在这种紧固方法中，先用预定扭矩将螺栓紧固至接近其屈服点，然后再用一预定的扭矩使其超过屈服点进行紧固。
⏹在弹性域内，紧固扭矩与螺栓轴向应力（与螺栓旋转角等效）成正比。
在紧固过程中，螺栓拉伸应力会有较大变化。
如图1—12所示，在塑性域内，相对于旋转角的变化，轴向拉伸应力没有什么变化。
⏹这里需要说明的是，塑性域螺栓是一种特殊螺栓，普通螺栓不能应用这种方法紧固，否则会造成断裂。
另一方面，塑性域螺栓必须在塑性域内紧固，否则就达不到规定的扭矩。
⏹以丰田2C发动机（1992年2月）为例，汽缸盖螺栓的紧固方法如下。
⏹①首先，将十八枚汽缸盖螺栓分几次依图1—13所示顺序均匀地扭紧数圈。
扭矩应为44N·m（450kgf·cm），
⏹如有不符合扭矩标准的螺栓，应立即更换。
⏹另外还应注意：
在紧固之前，先在汽缸盖螺栓螺纹和螺帽下方涂上一薄层机油。
⏹如有螺栓断裂或变形，即予以更换。
⏹②在每个缸盖螺栓顶部的前方，如图1—14所示，用油漆涂上标记。
⏹③按图1—13所示顺序，将十八枚缸盖螺栓拧紧90‘，然后将螺栓再拧紧90０，见图1—15。
⏹④进行检查，油漆标记应对准后方，见图1—16。
⏹在旧式发动机中，如图1—17所示，六角螺栓用于塑性域紧固。
这类螺栓的头上有个槽，使其易识别为塑性域螺栓。
1．气缸盖
气缸盖的主要功用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸垫一起形成燃烧室。
气缸盖上有进、排气门座、气门导管孔和进、排气通道等。
柴油机气缸盖设有喷油器座孔。
2．燃烧室
丰田柴油发动机燃烧室的形状特点。
燃烧室的形状对发动机的影响很大。
3.气缸垫
气缸盖与气缸体之间置有气缸衬垫，以保证燃烧室的密封。
气缸垫须满足的要求：
P12
一、油底壳
作用：
存机油并封闭曲轴箱。
课堂小结（6′）
汽缸体总成与缸盖机体组包括汽缸体、气缸盖、和油底壳，
四课后作业布置（4′）
汽缸体总成与缸盖机体组的作用
一复习提问（10＇）
1丰田柴油发动机汽缸盖螺栓的塑性域紧固方法？
二教学过程（70＇）
1．2．2曲柄连杆机构
包括活塞、连杆、曲轴和飞轮等机件组成
作用：
发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。
气缸的布置形式
1.直列发动机
2.V型发动机
3.水平对置发动机
活塞连杆组
活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等。
一、活塞
活塞的作用是与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室，并承受气缸中气体压力，通过活塞销将作用力传给连杆，以推动曲轴旋转。
1．工作条件与要求
活塞在高温、高压、高速及润滑和散热均比较困难的条件下工作。
丰田柴油发动机对活塞的要求：
p18（图1-20）
2．活塞变形特征及相关措施
3．活塞安装注意事项
二、活塞环
活塞环作用：
用来密封与气缸壁之间的间隙，防止穿气，同时使活塞往复运动更圆滑。
1．丰田柴油发动机活塞环的特点p18
2．气环（压缩环）（分析图1--21）
作用：
保证活塞与气缸壁之间的密封，防止气缸内的高温、高压燃气大量窜入曲轴箱，并将活塞所承受的热量传递给气缸，再由冷却液或空气带走。
（1）密封特性
柴油机一般设有3道环，切口相互错开的几道气环所构成的“迷宫式”密封装置，足以对气缸中的高压燃气进行有效的密封。
（2）活塞环的装配间隙
在安装活塞环时应留有一定值的端隙以防环受热后胀死在环槽内或卡死在气缸内，造成损坏。
（3）气环的切口形状
切口的形状和装入气缸后切口端面的间隙大小直接影响燃气的泄漏。
（4）气环的断面形状
3．油环
作用：
刮除气缸壁上多余的润滑油，并在气缸壁上形成一层均匀的油膜，也能起到辅助的密封作用。
油环按结构分为普通油环和组合式油环两种。
四、连杆
作用：
将活塞承受的力传递给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。
连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺柱和连杆轴瓦等零件组成
依维柯S系列发动机曲柄连杆机构的特点
飞轮：
是一个转动惯量很大的圆盘
1．作用P18
2．材料
3．飞轮第一缸有正时记号，以便校准点火正时
1．2．3配气机构
.作用：
按照发动机每一汽缸的工作循环和各汽缸间的点火次序的要求，定时开启和关闭各汽缸的进排气阀，使可燃混合气或空气及时进入汽缸，并将废气及时排出汽缸。
1．YC6108．YC6112系列柴油发动机的配气机构（图1-23）
摇臂轴、摇臂、推杆、挺柱、凸轮轴
气门传动组正时齿轮
2.组成
气门组气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座
锁片等
配气机构见（图1-23）
凸轮轴总成见（图1-24）
挺杆、传动齿轮见（图1-25）
传动比：
曲轴与凸轮轴的传动比应为2：
1。
三、凸轮轴布置形式
1.下置式凸轮轴
2.中置式凸轮轴
3.顶置式凸轮轴
一、配气相位的定义和相位角
YC6112ZLQ柴油发动机的配气相位图见图1-26
一、凸轮轴传动方式
凸轮轴传动方式有三种：
1.齿轮传动：
2.链条传动：
3.齿形带传动：
二、多气门发动机配气机构
多气门发动机中以四气门发动机配气机构技术最完善，动力性和经济性最好，使用最广泛。
原因：
1.气门数量增加提高了发动机的进、排气效率；
2.单个气门尺寸缩小，质量减轻有利于发动机高速；
3.有利于提高发动机的功率和降低燃油消耗率。
三、气门间隙
在发动机冷态装配时，在气门及其传动机构中留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量，这一间隙就叫做气门间隙。
气门间隙的大小根据实验确定，分热态间隙和冷态间隙两种。
采用液压挺柱的配气机构无需留有气门间隙。
丰田系列柴油发动机的阀动机构
（1）阀动机构
（2）四阀机构
（3）正时皮带
（4）平衡轴
依维柯S系列配气机构结构特点
课堂小结（6′）
1．曲柄连杆机构组成
2．配气相位的定义和相位角
3．气门间隙
四课后作业布置（4′）
1.多气门机构有什么优点？
2.为什么要有气门间隙？
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