汽车原理与结构机体构造.ppt

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1、上次课内容回顾：上次课内容回顾：一、发动机的组成一、发动机的组成机体组件机体组件 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 配气机构配气机构 进排气机构进排气机构 燃油供给系统燃油供给系统 冷却系统冷却系统润滑系统润滑系统 起动系统起动系统 排放控制装置排放控制装置二、多缸发动机布局二、多缸发动机布局 1 1、缸数：、缸数：（2 2）、）、3 3、4 4、（、（5 5）、）、6 6、88 2 2、三种排列形式：直列式、对列式、三种排列形式：直列式、对列式、V V型列式型列式三、发动机三项重要指标三、发动机三项重要指标 1 1、动力性：输出转数、有效转矩、有效功率、动力性：输出转数、有效转矩、有效功率、（平均有

2、效压力及外特性曲线）（平均有效压力及外特性曲线）2 2、经济性：有效热效率、有效燃油消耗率、经济性：有效热效率、有效燃油消耗率 3 3、环境指标：有害物质的成分及排放标准、环境指标：有害物质的成分及排放标准 共共2424页页 第第1 1页页第四章第四章 发动机主要部分结构发动机主要部分结构 发动机机体组件发动机机体组件 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 配气系统配气系统 供油系统供油系统 冷却、润滑系统冷却、润滑系统4.1 4.1 发动机机体组构造发动机机体组构造 机体组是发动机的支架，是发动机其他各机体组是发动机的支架，是发动机其他各系统系统（包括曲柄滑块、配气、点火、润滑、冷（包括曲柄滑块、配气、

3、点火、润滑、冷却等部件）却等部件）的主要零件装配的基体。的主要零件装配的基体。共共2424页页 第第2 2页页基本组成基本组成一、机体组的组成一、机体组的组成机体组主要构件包括：机体组主要构件包括：机体机体 气缸盖气缸盖 气缸盖罩气缸盖罩 气缸衬垫气缸衬垫 主轴承盖主轴承盖 油底壳油底壳 机体组与其他机构密切相关。机体组与其他机构密切相关。中、大型发动机一般要进行气缸镶套，则又分中、大型发动机一般要进行气缸镶套，则又分为干式气缸套和湿式气缸套两种。为干式气缸套和湿式气缸套两种。机体组各零件与其他系统的零件配合，构成了机体组各零件与其他系统的零件配合，构成了燃烧室、曲柄箱、冷却通道、润滑体系等。

4、燃烧室、曲柄箱、冷却通道、润滑体系等。共共2424页页 第第3 3页页机体组典型构造油底壳油底壳密封圈密封圈机体机体气缸盖罩气缸盖罩气缸盖气缸盖缸套缸套曲轴支承部件曲轴支承部件 共共2424页页 第第4 4页页六缸直列六缸直列 共共2424页页 第第5 5页页机体的功能机体的功能要实现多缸发动机的正要实现多缸发动机的正常工作，实际的机体结构常工作，实际的机体结构要比原理图复杂得多。要比原理图复杂得多。机体可看成机体可看成气缸体。气缸体。机体与气缸盖构成机体与气缸盖构成燃烧燃烧室的上部室的上部，并安装进排气、并安装进排气、点火系统。点火系统。机体与油底壳构成机体与油底壳构成曲轴曲轴箱箱，气缸衬垫

5、为各零件中气缸衬垫为各零件中间密封元件。间密封元件。共共2424页页 第第6 6页页机体的功能机体的功能 机体组形状、结构非常复杂，设计时应从机体组形状、结构非常复杂，设计时应从功功能、结构、加工工艺能、结构、加工工艺三方面考虑，绝大部分机体三方面考虑，绝大部分机体组都按上述规律来设计、制造。组都按上述规律来设计、制造。六缸直列机体零件六缸直列机体零件二、主要零件工作条件及结构二、主要零件工作条件及结构1 1、机体、机体 机体是发动机中最大的零件（见图），也是机体是发动机中最大的零件（见图），也是安装发动机大部分零件的基础骨架，工作时：安装发动机大部分零件的基础骨架，工作时：承受拉、压、弯、扭

6、等各类机械荷载承受拉、压、弯、扭等各类机械荷载 承受巨大的热负荷。承受巨大的热负荷。（与高温燃气直接接触）（与高温燃气直接接触）常用材料：常用材料：高强度灰铸铁高强度灰铸铁 铝合金等铸造件。铝合金等铸造件。共共2424页页 第第7 7页页机体铝合金材料机体铝合金材料 铝合金具有铝合金具有强度高、耐高温、散热好、重量轻、强度高、耐高温、散热好、重量轻、热膨胀接近活塞材料、加工工艺性好、成本较高热膨胀接近活塞材料、加工工艺性好、成本较高等特点，得到广泛应用，是现代发动机机体制造等特点，得到广泛应用，是现代发动机机体制造的首选材料。的首选材料。机体的构造机体的构造 应适合具体的发动机类型应适合具体的

7、发动机类型缸数、排列形式不同，机体构造不同缸数、排列形式不同，机体构造不同发动机冷却、润滑方式不同，机体构造不同发动机冷却、润滑方式不同，机体构造不同 共共2424页页 第第8 8页页六缸对列式发动机机体六缸对列式发动机机体分体制造曲轴中心线结构特点：结构特点：整机扁平、整机扁平、重心低重心低 共共2424页页 第第9 9页页六六缸缸直直列列式式发发动动机机机机体体 发发动动机机机机体体零零件件非非常常复复杂杂，且且涉涉及及装装配配工工艺艺，因因此此机机体体加加工工时时要要分分为为几几个个部部分分，并并作作记记号号配配对对加加工工和和装装配配，以以保保证证精精度度要要求求。垂直放置时纵向尺寸小

8、，重心高 共共2424页页 第第1010页页八缸八缸V V列式发动机机体列式发动机机体此轴承支承此轴承支承部件可拆卸部件可拆卸 共共124124页页 第第1111页页2 2、气缸盖、气缸盖 气缸盖用于封闭机体上部，与活塞环顶部、气气缸盖用于封闭机体上部，与活塞环顶部、气缸侧壁（或气缸衬套）构成燃烧室。缸侧壁（或气缸衬套）构成燃烧室。承受螺栓紧固机械力承受螺栓紧固机械力 承受巨大的热负荷。（与高温燃气直接接触）承受巨大的热负荷。（与高温燃气直接接触）常用材料：常用材料：高强度灰铸铁高强度灰铸铁 合金铸铁等铸造合金铸铁等铸造 小型发动机（轿车、微型车等）也常用铝合金小型发动机（轿车、微型车等）也常

9、用铝合金制造。制造。共共2424页页 第第1212页页整体式气缸盖整体式气缸盖分体式气缸盖一字排列一字排列六缸整体式六缸整体式气缸盖气缸盖密封垫密封垫 内部形腔将构内部形腔将构成燃烧室的上半成燃烧室的上半部，顶部要安装部，顶部要安装进、排气门；火进、排气门；火花塞等零部件花塞等零部件分体式缸盖占用的空间较大，分体式缸盖占用的空间较大，不用于多缸发动机不用于多缸发动机 共共2424页页 第第1313页页气缸盖构造及内腔气缸盖构造及内腔 气缸盖的构造涉及到燃烧室的形状、进排气门气缸盖的构造涉及到燃烧室的形状、进排气门孔、气门导管孔、汽油机的火花塞安装、柴油机孔、气门导管孔、汽油机的火花塞安装、柴油

10、机的喷油孔安装等问题，其结构也十分复杂。的喷油孔安装等问题，其结构也十分复杂。（先进的发动机气缸每缸还设有多个气门）（先进的发动机气缸每缸还设有多个气门）通常水冷式发动机采用整体式气缸盖；风冷式通常水冷式发动机采用整体式气缸盖；风冷式发动机多采用分体式气缸盖。发动机多采用分体式气缸盖。共共2424页页 第第1414页页3 3、气缸衬垫、气缸衬垫 气缸衬垫用于机体上部与气缸盖底部之间的气缸衬垫用于机体上部与气缸盖底部之间的密封。密封。其主要作用是保持燃烧室的密封（机体其主要作用是保持燃烧室的密封（机体与缸盖之间）不漏气；保持机体流向气缸盖的与缸盖之间）不漏气；保持机体流向气缸盖的冷却液、机油不泄

11、漏。冷却液、机油不泄漏。工作荷载工作荷载 承受螺栓紧固机械力承受螺栓紧固机械力 承受高温燃气造成的高温和高压承受高温燃气造成的高温和高压 承受机油、冷却液及其他附带液体的腐蚀承受机油、冷却液及其他附带液体的腐蚀 共共2424页页 第第1515页页 随材料技术的发展，无石棉（金属随材料技术的发展，无石棉（金属复合材料复合材料组件、全金属）气缸衬垫成为当前发展的方向。组件、全金属）气缸衬垫成为当前发展的方向。共共2424页页 第第1616页页气缸衬垫材料气缸衬垫材料 因此，气缸衬垫应具有足够的强度和耐压、因此，气缸衬垫应具有足够的强度和耐压、耐热、耐腐蚀的特性。耐热、耐腐蚀的特性。常用组合型材料：

12、常用组合型材料：金属金属石棉组件石棉组件 金属金属复合材料复合材料 全金属全金属 具有石棉夹层的衬垫成本低、耐用性强，但具有石棉夹层的衬垫成本低、耐用性强，但在夹层间易产生气囊，有工业污染，多用于普通、在夹层间易产生气囊，有工业污染，多用于普通、低档次发动机。低档次发动机。共共2424页页 第第1717页页 共共2424页页 第第1818页页4 4、油底壳、油底壳油底壳用于存储机油、封闭机体或曲轴箱。油底壳用于存储机油、封闭机体或曲轴箱。常用材料：常用材料：薄钢板冲压成形薄钢板冲压成形 铝合金铸造成形铝合金铸造成形结构特点：结构特点：与机体间用与机体间用密封件、腔内设密封件、腔内设有挡板（防止

13、行有挡板（防止行驶时荡油）壳底驶时荡油）壳底局部较深、磁性局部较深、磁性放油螺塞。放油螺塞。共共2424页页 第第1919页页缸盖、缸垫、机体、油底壳缸盖、缸垫、机体、油底壳四缸直列四缸直列 小型发动机常用结构小型发动机常用结构4.2 4.2 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机能量转换、运动和动力曲柄连杆机构是发动机能量转换、运动和动力传递的主要装置。传递的主要装置。机构功能：机构功能：燃气热能转换成机械能燃气热能转换成机械能往复运动转换成旋转运动往复运动转换成旋转运动 发动机实现机械运动、发动机实现机械运动、动力输出的核心机构。动力输出的核心机构。共共2424页页 第第2020页

14、页四缸发动机曲柄连杆典型结构轴测图四缸发动机曲柄连杆典型结构轴测图活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销连杆连杆曲轴曲轴曲柄曲柄配重配重齿轮兼飞轮齿轮兼飞轮 共共2424页页 第第2121页页机构工作环境机构工作环境 由于发动机工作频率很高（输出转速一般在由于发动机工作频率很高（输出转速一般在4000400020000r/min20000r/min），所以工作时该机构运动），所以工作时该机构运动件平均速度一般达到件平均速度一般达到12m/s12m/s，而加速度则高达，而加速度则高达1.2101.2104 4m/sm/s2 2。为此相关构件要承受极高的机械负荷、热应为此相关构件要承受极高的机械负荷、热

15、应力（受热、冷却的不均匀）、摩擦力、装配应力（受热、冷却的不均匀）、摩擦力、装配应力（装配预应力）等，受力形式包括拉、扭、力（装配预应力）等，受力形式包括拉、扭、剪、弯。剪、弯。机构组成：机构组成：活塞组件活塞组件 连杆组件连杆组件 曲轴组件曲轴组件 共共2424页页 第第2 2页页发动机曲柄连杆机构发动机曲柄连杆机构原理示意图原理示意图 共共2424页页 第第2323页页发动机曲柄连杆机构三大组成示意发动机曲柄连杆机构三大组成示意活塞组件活塞组件连杆组件连杆组件曲轴组件曲轴组件思考题思考题1 1、发动机机体组的主要零件有哪些？、发动机机体组的主要零件有哪些？2 2、制造机体最常用的材料有哪几种？、制造机体最常用的材料有哪几种？气缸盖与机体之间的衬垫有什么功能？气缸盖与机体之间的衬垫有什么功能？油底壳形腔构造有哪些特点？油底壳形腔构造有哪些特点？共共2424页页 第第2424页页