1.2 检修活塞连杆组（教案）《汽车发动机构造与维修》同步精品课堂（机工版）

《汽车发动机构造与维修》教案 课 题 1.2 检修活塞连杆组 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《汽车发动机构造与维修》项目一曲柄连杆机构构造与维修的任务二检修活塞连杆组内容，要求学生掌握活塞连杆组的组成，包括活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴承的结构与功能；能够熟练进行活塞连杆组的拆卸、分解、清洁、检修与安装操作，并能准确测量活塞及活塞环的关键尺寸。选用的教材是由机械工业出版社出版的《汽车发动机构造与维修》。 学情分析 学生对汽车发动机的作用、分类、构造和工作原理已有基础了解。 学习目标 知识目标：掌握活塞连杆组的组成，包括活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴承的结构与功能。 能力目标：能够熟练进行活塞连杆组的拆卸、分解、清洁、检修与安装操作，并能准确测量活塞及活塞环的关键尺寸。 情感目标：培养对汽车发动机维修工作的严谨态度，提高解决实际故障问题的兴趣与责任感。 学习重难点 学习重点：活塞连杆组的组成、结构特点、拆卸与安装流程。 学习难点：活塞环的三隙测量、活塞与连杆的装配、故障诊断与排除方法。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 一、相关知识 （一）活塞连杆组组成 介绍活塞连杆组的组成部件及其功能。 听讲并记录，初步了解活塞连杆组的构成。 奠定理论基础，为后续学习做铺垫。 （二）活塞 1. 讲解活塞的作用与工作条件。 活塞的作用是与气缸盖、气缸体等共同组成燃烧室，承受气缸中气体的压力，并将此压力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。 活塞工作条件：足够的强度和刚度、质量尽可能小、导热性能要好、还要有良好的耐热性、耐磨性，温度变化时，尺寸及形状的变化要小等。 2. 展示活塞结构，分析顶部、头部、裙部的特点。 活塞顶部： (1) 活塞顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。因此，活塞顶部的金属要有一定的厚度。 (2) 活塞顶部的形状与燃烧室形状和压缩比大小有关。汽油发动机活塞顶有平顶、凹顶和凸顶等形式，大多数汽油机采用平顶活塞，其优点是受热面积小，加工简单。 活塞头部 (1) 活塞头部是包含活塞环槽的部分 (2) 其主要作用是安装活塞环，承受气体压力并传给活塞销，与活塞环一起实现对气缸的密封，并将活塞顶部所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。 (3) 活塞头部一般加工3道用来安装气环和油环的环槽，上面两道为气环槽，下面一道为油环槽。在油环槽底部还加工有回油孔或横向切槽，油环从气缸壁上刮下来的多余机油，经回油孔或横向切槽流回油底壳。 活塞裙部： (1) 油环槽以下的部分为活塞裙部； (2) 其作用是为活塞在气缸内做往复运动进行导向和承受侧压力。 (3) 根据活塞裙部形状的不同，主要有桶式活塞、开槽式活塞和拖板式活塞三种。其中，轿车上使用的汽油发动机采用拖板式活塞较多。 观察实物或图片，理解活塞结构及其功能。 深入理解活塞的构造与工作原理。 （三）活塞环 一、介绍气环与油环的作用。 活塞环包括气环和油环两种。 2、气环的主要作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热量传给气缸壁，再由冷却液带走，避免活塞过热。另外，还起到刮油、布油的辅助作用。 3、轿车发动机的活塞一般设有两道气环。活塞环在自由状态下外径略大于气缸直径，它与活塞一起装人气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成密封面。 在结构上还采用了许多不同断面形状的气环，主要有矩形环、锥形环、梯形环、桶面环、扭曲环。 4、油环主要作用是刮除飞溅到气缸壁上多余的机油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。 5、油环上行时布油;下行时，将气缸壁上多余的机油刮下来经活塞上的回油孔流回油底壳。 6、汽车发动机上采用的油环有两种形式:整体式和组合式。 二、讲解活塞环的三隙（端隙、背隙、侧隙）及其重要性。 端隙 (1) 端隙又称为开口间隙，是活塞环装入气缸内磨损量最小处的活塞环开口间隙。 (2) 如果端隙过大，则会使气缸漏气量增加;如果端隙过小，则活塞环受热后膨胀可使活塞环两端顶住，造成气缸壁擦伤或活塞环本身断裂。 (3) 为了减小气体泄漏，装环时，各道活塞环口应相互错开一定角度，以获得较长的迷宫式的漏气路线，增加漏气阻力，减小漏气量。 侧隙又称为边隙，是活塞环高方向上与环槽之间的间隙。 背隙是活塞及活塞环装人气缸后，活塞环背面与环槽底部间的间隙，油环的背隙比气环大，目的是增加存油间隙，以利于减压泄油。 记录活塞环的类型与三隙概念，思考其必要性。 掌握活塞环的关键知识点。 （四）活塞销 介绍全浮式与半浮式活塞销的结构与工作原理。 活塞销的作用是连接活塞与连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。 活塞销与活塞座孔和连杆小头的连接方式有全浮式和半浮式两种形式。 1.全浮式 在发动机正常工作温度时，活塞销能在连杆衬套和活塞销座孔中自由转动，因而增大了实际接触面积，减小了磨损并使磨损均匀，因而广泛采用。 2.半浮式 半浮式就是销与座孔或连杆小头两处，一处固定，一处浮动。 对比两种活塞销的特点，加深理解。 理解活塞销的构造差异。 （五）连杆 1.连杆的作用是将活塞承受的力传递给曲轴，并使活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。 2.连杆由连杆小头、连杆杆身、连杆大头(包括连杆盖)和连杆螺栓四部分组成。连杆小头通过活塞销与活塞相连，连杆大头通过连杆轴承与曲轴相连。 3.连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，一般都制成分开式，被分开的部分称为连杆盖，用特制的连杆螺栓紧固在连杆大头上。 4.连杆大头的切口形式分为平切口和斜切口两种。 5.连杆螺栓是一个要承受很大冲击性载荷的重要零部件，当其发生损坏时，将给发动机带来极其严重的后果。 6.连杆螺栓必须按工厂规定的力矩，分2~3次均地拧紧。 观察连杆实物，理解其结构与功能。 掌握连杆的构造与检查要点。 （六）连杆轴承 1. 连杆轴承也称连杆轴瓦(俗称小瓦)，装在连杆大头的孔内，用以保护曲轴的连杆轴颈和连杆大头，其在工作时承受较大的交变载荷、高速摩擦、低速大负荷时润滑困难等苛刻条件。 2. 现代发动机所用的连杆轴承是由钢背和减磨合金层组成的分开式薄壁轴承。 3. 常用的轴承减磨合金主要有白合金铜铅合金和高锡铝合金。 为了防止连杆轴承在工作中发生转动或轴向移动，在两个连杆轴承的剖分面上，分别冲压出高于钢背的两个定位凸键。 装配时，这两个凸键分别嵌人在连杆大头和连杆盖上的相应凹槽中，而且连杆轴承装人轴承座后，两端应略高。在连杆轴承内表面上还加工有油槽，用以储油保证可靠润滑。 记录连杆轴承的关键信息，思考其润滑机制。 了解连杆轴承的构造与润滑原理。 二、任务实施 （一）活塞连杆组的拆卸、分解与清洁 1. 演示活塞连杆组的拆卸流程。 2. 指导学生分解活塞连杆组。 3. 讲解零部件的清洁方法。 观察拆卸过程，动手参与分解与清洁工作。 掌握活塞连杆组的拆卸、分解与清洁技能。 （二）活塞连杆组的检修 1. 示范目视检查零部件的方法。 2. 教授活塞裙部直径、活塞环端隙与侧隙的测量方法。 3. 演示连杆的检测流程。 跟随教师示范，动手测量并记录数据。 学会活塞连杆组的检修方法与测量技能。 （三）活塞连杆组的安装 1. 演示活塞与连杆的装配方法。 2. 指导活塞环的安装技巧。 3. 讲解连杆轴承与活塞连杆组的安装流程。 观察安装过程，动手参与装配工作。 掌握活塞连杆组的安装技能。 三、知识拓展 （一）活塞环异响的故障诊断与排除 1.故障现象 出现钝哑的“啪、啪”声，且随转速的升高，声响也随之加大，并且发动机起动后，变成较嘈杂的声响。 2.故障原因 1)活塞环折断。 2)活塞环与活塞环槽间隙过大 3)活塞环端口间隙过大或各环的端口重合。 4)活塞环弹性过弱或缸壁起沟槽 5)活塞环在活塞环槽上抱死。 3. 介绍故障排除方法。 记录故障现象、原因与排除方法，思考其应用场景。 了解活塞环异响的故障诊断与排除流程。 （二）活塞敲击缸壁的故障诊断与排除 1.故障现象：发动机起动后，发动机发出声响清脆、尖锐，如“铛、铛”或“嗒、嗒”的声音。 2.故障原因 1)冷起动时，活塞与缸壁间隙较大，敲击声明显;热机后，响声减弱或消失。 2)混合气燃烧不正常。 3)点火提前角过大。 4)活塞裙部磨损严重，圆柱度误差过大。 5)缸筒和活塞因磨损严重，间隙过大。 3.故障排除 检查调整点火正时，若异响依然存在，则应拆检发动机。 同上 了解活塞敲击缸壁的故障诊断与排除流程。 课堂小结（5分钟） 本节课我们学习了活塞连杆组的构造与维修知识，包括活塞、活塞环、活塞销、连杆及连杆轴承的结构特点，以及活塞连杆组的拆卸、分解、清洁、检修与安装流程。同时，我们还拓展了活塞环异响和活塞敲击缸壁的故障诊断与排除方法。通过实践操作与理论学习相结合的方式，大家掌握了相关技能，为后续的学习和工作打下了坚实基础。 1. 回顾本节课所学内容，总结学习收获。 2. 思考问题，并尝试回答。 3. 提出问题和建议，与教师和同学交流想法。 帮助学生巩固本节课所学内容，了解学生的学习情况和反馈，为后续教学提供调整和改进的依据。 作业布置 1. 复习本节课所学内容，完成课后习题。 2. 查阅资料，了解其他类型活塞连杆组（如铝合金活塞、喷涂陶瓷活塞环等）的特点与应用。 板书设计 二、任务实施 1. 拆卸、分解与清洁 2. 检修：目视检查、测量（活塞裙部直径、活塞环端隙、侧隙）、连杆检测 3. 安装：活塞与连杆装配、活塞环安装、连杆轴承安装、活塞连杆组安装 三、知识拓展 1. 活塞环异响：故障现象、故障原因、故障排除 2. 活塞敲击缸壁：故障现象、故障原因、故障排除 一、相关知识 1. 活塞连杆组组成 2. 活塞：作用、工作条件、结构（顶部、头部、裙部） 3. 活塞环：气环、油环、三隙（端隙、背隙、侧隙） 4. 活塞销：全浮式、半浮式 5. 连杆：作用、结构、连杆螺栓 6. 连杆轴承：结构、类型、润滑方式 教学反思 本节课通过理论讲解与实践操作相结合的方式，使学生较好地掌握了活塞连杆组的构造与维修知识。但在教学过程中，部分学生对于活塞环的三隙测量与活塞与连杆的装配理解不够深入，需要在后续教学中加强引导和练习。同时，学生对于故障诊断与排除方法表现出浓厚兴趣，可以在后续课程中进一步拓展相关知识，以满足学生的学习需求。此外，还应鼓励学生多动手实践，提高实际操作能力。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$