《发动机机械结构中》PPT课件.ppt

发动机机械结构,讲课顺序,目录,1.概述 2.机体组件 3.配气机构 4.润滑系统 5.冷却系统 6.进气系统和排气系统,概述,汽车动力源,概述,内燃机,发动机必备条件,概述,概述,发动机分类,柴油发动机 压燃方式,汽油发动机 - 火花点燃方式,安装方式,气缸排列方式,气缸数,工作方式,Front 发动机 Front 驱动,Front 发动机 Rear驱动,Mid 发动机 Rear 驱动,Rear 发动机 Rear 驱动,直列发动机,V- 发动机,对置式发动机,4- 缸发动机,6- 缸发动机,纵置,横置,冷却,水冷 风冷,工作行程,四行程 二行程,气门机构,凸轮轴上置式(OHC) 气门顶置式(OHV),排气量： V (cm) 行 程： S (cm) 内 径： D (cm) V = 3.14 x D x S,高压缩比=高功率,气缸容积,燃烧室容积,压缩比,概述,排气量和压缩比,气缸容积,燃烧室容积,发动机功率和扭矩,75kg,1m in 1 sec.,rpm,柴油发动机,汽油发动机,概述,4行程工作循环,概述,4行程工作循环,概述,机体组件,将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。,作用,承受机械载荷： 1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力 2、汽车行驶中产生的冲击力。,组成 1、机体组 2、曲轴飞轮组 3、活塞连杆组,发动机组成部件,机体组件,发动机截面图,机体组件,气缸体,水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体-曲轴箱,气缸体类型 平分式：油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。 龙门式：油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。,机体组件,气缸体,整体式：气缸直接镗在气缸体上，强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。 镶嵌式湿式 外壁直接与冷却水接触。散热良好、冷却均匀、加工容易。强度和刚度不如干缸套，易漏水。 镶嵌式干式 外壁不直接与冷却水接触。强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。,机体组件,曲轴飞轮组,机体组件,机体组件,曲轴,功用： 把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。 工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。,曲轴,机体组件,一般规律 1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。 2）连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行。 3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。 4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。,飞轮,机体组件,功用： 将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、 下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。,飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量,齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。,活塞连杆组,机体组件,活塞体,前,大,小,机体组件,连杆,作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。,油孔,机体组件,活塞,功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 工作环境： 高温、散热条件差；顶部工作温度高达600700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3 5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合联结。 材料：铝合金材质质量小导热性好,机体组件,活塞环,是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。 作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。 活塞环三大作用：密封，导热，刮油,活塞环,正常,磨损时,机体组件,气缸盖,功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。,机体组件,机体组件,气缸盖,密封垫总称,气缸盖,气缸体,油底壳,气缸垫,密封胶,油封,Fire rings,机体组件,气缸垫和油封,配气机构,功用： 按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。 充气效率： 在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。,配气机构,凸轮轴与气门传动机构,配气机构,进气门和排气门,功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。 工作条件：进气门570K670K，排气门1050K1200K。头部承受气体压力、气门弹簧力等，冷却和润滑条件差，被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。 性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨,配气机构,气门间隙,气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。,HLA(油压式气门间隙调节机构) 优点：在行驶过程中根据温度变化，气门系统磨损情况 等自动以油压方式调整气门间隙 缺点：凸轮与HLA, HLA与气门弹簧之间始终存在磨擦 MLA(机械式气门间隙调整机构) 缺点：气门出现间隙，因此出现噪音时需要以手动方式 调整气门间隙 优点：减少发动机磨擦并减少油耗(约1.2%),配气机构,配气相位,气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气相位 气门重叠：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。,配气机构,凸轮轴传动方式,配气机构,连续可变气门正时 (CVVT),CVVT,正时链,进气,排气,机油控制阀,滤清器,机油温度传感器,提前室,机油通道,迟延室,滤清器,OCV,凸轮轴油道,配气机构,润滑作用：将机油不断地供给各零件的摩擦表面，减少零件的摩擦和磨损。 清洗作用：清除摩擦表面上的磨屑等杂质。 冷却作用：气缸壁上形成的油膜可冷却摩擦表面。 密封作用：在运动零件之间、气缸壁上形成的油膜形成油膜可以提高密封性，防 止漏气和漏油。 防锈作用：在零件表面形成油膜，防止零件生锈。 液压作用：利用润滑油作液压油。 缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击减小振动。,润滑系统作用,润滑系统,机油压力警告灯,润滑系统,润滑系统组成,集滤器、机油泵、油底壳、机油滤清器、机油散热器、机油压力表、机油温度表,齿轮式机油泵,转子式,润滑系统,机油泵,功用：提高机油压力，保证机油在润滑系系统内不断循环。 分类： 齿轮式机油泵：结构简单、加工方便、工作可靠、使用寿命长 转子式机油泵：结构紧凑、重量轻、外形尺寸小、泵油量大、供油均匀度好、成本低,润滑系统,作用：使循环流动的机油在送往运动零件表面之前，滤去机油中的金属屑和大气 中的尘埃及燃料燃烧不完全所产生的炭粒。 分类：集滤器、粗滤器、细滤器、复合式滤清器,机油滤清器,机油滤清器盖,支架,滤芯,O型圈,安全阀,冷却系统,功用：使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持在最适宜的温度范围内工作 发动机以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去,冷却系统作用,暖风水箱,鼓风机,暖风水管,节温器,出水管,散热器盖,副水箱,前,散热器,冷却风扇,冷却水套,冷却系统,冷却系统组成,发动机温度分布图,冷却系统,冷却水循环方式,1,温度变化比较少 2,发动机内冷却水分布均匀 3,结构复杂 4,加冷却水困难,冷却系统,电动风扇,冷却系统,散热器和散热器盖,作用：将高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降低 散热器的材料：黄铜或铝,空气阀,蒸汽阀,节温器关闭,节温器打开,冷却系统,水泵,作用：对冷却水加压，促使冷却水在冷却系统中运动，以加强冷却