第二章 机体组

1、第二章第二章 机体组机体组2.1 汽缸体与汽缸套2.2 汽缸盖与燃烧室2.3 汽缸盖罩与汽缸衬垫2.4 油底壳 机体组机体组主要由汽缸盖罩、汽缸盖、汽缸体、主要由汽缸盖罩、汽缸盖、汽缸体、汽缸套、曲轴箱、气缸盖、油底壳和气缸垫等零件汽缸套、曲轴箱、气缸盖、油底壳和气缸垫等零件组成。组成。2.1 2.1 汽缸体汽缸体 汽缸体汽缸体(Cylinder Block) 水冷发动机的气缸体和上曲水冷发动机的气缸体和上曲轴箱组成，最大零件，承受拉、压、弯、扭的机械负荷。轴箱组成，最大零件，承受拉、压、弯、扭的机械负荷。气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油

2、道等 材料材料一般选用灰铸铁或铝合金。一般选用灰铸铁或铝合金。 汽缸（汽缸（Cylinder）气缸体上部的圆柱形空腔气缸体上部的圆柱形空腔 曲轴箱曲轴箱(Crankcase)机体下部支承曲轴运动的空间。机体下部支承曲轴运动的空间。汽缸体按汽缸体按汽缸体与油底壳安装平面的位置不同汽缸体与油底壳安装平面的位置不同可分为一可分为一般（平底）式、龙门式和隧道式三种形式。般（平底）式、龙门式和隧道式三种形式。第二章第二章 机体组机体组 汽缸体汽缸体第二章第二章 机体组机体组 汽缸体汽缸体图图2-1 气缸体的种类气缸体的种类 一般（平底）式一般（平底）式龙门式龙门式隧道式隧道式优点优点机体高度小，重量轻，

3、机体高度小，重量轻，便于加工，曲轴拆装方便便于加工，曲轴拆装方便,强度和刚度都好强度和刚度都好能承受较大的机械负荷，机能承受较大的机械负荷，机体前后端与油底壳之间的密体前后端与油底壳之间的密封较简单封较简单结构紧凑、结构紧凑、刚度和强度好刚度和强度好缺点缺点刚度和强度较差，机体前后刚度和强度较差，机体前后端与油底壳之间的密封较复端与油底壳之间的密封较复杂杂工艺性较差，结构笨重，加工艺性较差，结构笨重，加工较困难工较困难加工精度要求高，工艺性较加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便，必须差，曲轴拆装不方便，必须使用滚动轴承，限制了在高使用滚动轴承，限制了在高速发动机上的使用速发动机上的使用第

4、二章第二章 机体组机体组 汽缸体汽缸体 按照气缸排列方式按照气缸排列方式可把可把气缸体分成直列式、气缸体分成直列式、V型、型、W型、对置式和星（型、对置式和星（Radial）型等形式）型等形式。第二章第二章 机体组机体组 汽缸体汽缸体整体式气缸整体式气缸气缸直接镗在气缸体气缸直接镗在气缸体上上优点：优点：整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷载荷不足：不足：对材料要求高，成本高。对材料要求高，成本高。气缸套气缸套可装到气缸体内的单独的圆筒形零件，可装到气缸体内的单独的圆筒形零件，采用耐磨的优质材料制成采用耐磨的优质材料制成. 制造成本低制造成本低,便于

5、修理和更便于修理和更换，气缸体的使用寿命长。换，气缸体的使用寿命长。风冷发动机风冷发动机通常在气缸的外壁铸造有散热片。通常在气缸的外壁铸造有散热片。按照按照有无汽缸套可分为有无汽缸套可分为整体式汽缸和有缸套汽缸。整体式汽缸和有缸套汽缸。第二章第二章 机体组机体组 汽缸体汽缸体干式气缸套干式气缸套湿式气缸套湿式气缸套特点特点壁厚较薄，一般为壁厚较薄，一般为13mm，用，用合金铸铁离心铸造的气缸套其厚合金铸铁离心铸造的气缸套其厚度为度为23mm，用精密拉伸的钢，用精密拉伸的钢制气缸套其厚度仅为制气缸套其厚度仅为1.01.5mm壁厚一般为壁厚一般为58mm。优点优点强度和刚度都较好强度和刚度都较好散

6、热良好，冷却均匀，加工容易散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要精加工内表面，而，通常只需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，与水接触的外表面不需要加工，拆装方便；拆装方便；缺点缺点进行精加工，拆装不方便，散热不进行精加工，拆装不方便，散热不良。加工比较复杂，内、外表面都良。加工比较复杂，内、外表面都需要需要强度、刚度不如干式气缸套好，强度、刚度不如干式气缸套好，容易产生漏水现象。容易产生漏水现象。气缸套有气缸套有干式气缸套干式气缸套和湿式气缸套两种和湿式气缸套两种第二章第二章 机体组机体组 汽缸体汽缸体曲轴箱通风装置曲轴箱通风装置 自然通风自然通风-从曲轴箱抽从曲轴箱抽出的气体直

7、接导入大气中的出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。通风方式。第二章第二章 机体组机体组 汽缸体汽缸体2. 2. 强制通风强制通风从曲轴箱抽出的气体从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管导入发动机的进气管，吸入气缸再燃烧。，吸入气缸再燃烧。汽油机一般都采用这汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方种曲轴箱强制通风方式。式。第二章第二章 机体组机体组 汽缸体汽缸体2.22.2气缸盖与燃烧室气缸盖与燃烧室 一、汽缸盖一、汽缸盖 复杂箱形零件，有进、排气门座，气门导管孔，火花塞的孔或复杂箱形零件，有进、排气门座，气

8、门导管孔，火花塞的孔或喷油器孔、气门摇臂轴固定装置、凸轮轴轴承孔，冷却水套等。喷油器孔、气门摇臂轴固定装置、凸轮轴轴承孔，冷却水套等。工作条件工作条件与高温高压燃气相接触，承受很大的热负荷和机械负荷与高温高压燃气相接触，承受很大的热负荷和机械负荷 型式型式单体式（缸径单体式（缸径140），分块式、整体式），分块式、整体式“鼻梁区鼻梁区”汽油机气缸盖上进、排气门座之间的的地方汽油机气缸盖上进、排气门座之间的的地方“三角区三角区”柴油机气缸盖上是进、排气门座和喷油器安装孔之间的柴油机气缸盖上是进、排气门座和喷油器安装孔之间的地方的。地方的。材料材料采用采用灰铸铁、合金铸铁铸成或灰铸铁、合金铸铁铸成

9、或铝合金铝合金火花塞第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室二、汽油机燃烧室汽油机燃烧室1）楔形燃烧室）楔形燃烧室 火花塞在楔形高处的进、排气门之间，火焰距离较长。 一般设置挤气面积，气门稍倾斜。 气道转弯较小，减少进气阻力，提高充气效率。 压缩比高，达910。 有较高的动力性和经济性。第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室2）浴盆形燃烧室）浴盆形燃烧室 火花塞在进、排气门之间，火焰距离较长。 一般设置挤气面积，挤气的效果比较差。 气道转弯较大， 进气阻力大，充气效率较低。 压缩比低。 动力性和经济性较差

10、，但压力升高率低，工作柔和。第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室3）半球形燃烧室）半球形燃烧室 燃烧室紧凑，火花塞在中间，火焰传播距离短。 一般组织进气涡流。 气道转弯小， 进气阻力小，充气效率高。 压缩比高。 动力性和经济性好，压力升高率低，工作柔和。 四气门的半球形燃烧室相类似。第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室4）碗形燃烧室）碗形燃烧室 燃烧室在活塞顶内，结构紧凑，火花塞在中间，火焰传播距离短。 挤流效果好。 气道转弯小， 进气阻力大，

11、充气效率高。 压缩比可达13。 动力性和经济性好，压力升高率低，工作柔和。 对点火时刻敏感。第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室5）三菱直喷滚流燃烧室）三菱直喷滚流燃烧室 燃烧室为半球屋顶形，借助于滚流形成火花塞周围的浓混合气。第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室三、典型柴油机燃烧室典型柴油机燃烧室柴油机燃烧室分类（两种类型）直接喷射式统一（室）式开式半开式球型油膜间接喷射式分隔（室）式涡流室式预燃室式第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室1 1） 直喷式燃烧室直喷式燃烧室A）开式燃烧室）开式燃烧室第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃

12、烧室汽缸盖与燃烧室B）半开式燃烧室）半开式燃烧室 对车用小型高速柴油机，由于转速高（可达5000 rmin)，混合气形成和燃烧的时间极短，采用空间雾化混合时，不能只依赖油束的雾化，还要组织进气涡流。 半开式燃烧室将活塞顶上的凹坑加深，凹坑口径缩小，燃烧室基本上集中在活塞顶部。 第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室C）球形油膜燃烧室）球形油膜燃烧室 球形油膜燃烧室布置在活塞顶部，混合气主要是油膜蒸发混合形成，燃烧室中组织强烈进气涡流。 燃油顺气流方向沿燃烧室壁面喷射，在强烈的进气涡流作用下，在燃烧室壁上形成油膜。燃烧室壁温控制在200 350，使壁面上燃料在比较低的温度下蒸发

13、，以控制燃料的裂解反应。 蒸发的油气与空气混合形成混合气。 喷射时，会从油束中分散出一小部分燃料，在空气中混合，形成可燃混合气，并在适当时着火，然后点燃从壁面蒸发形成的可燃混合气。 随着燃烧进行，大量热量辐射在油膜上，使油膜加速蒸发，不断提供新鲜混合气，保证迅速地燃烧。第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室2 2） 间接喷射式燃烧室间接喷射式燃烧室A）涡流室燃烧室）涡流室燃烧室 燃烧室分为两部分，主燃烧室和涡流室，两者之间由一个或数个通道相连。通道方向与涡流室相切。涡流室容积约占整个燃烧室容积的50% 80%，通道的面积为活塞面积的1.2% 3.5%。喷油嘴安装在祸流室内，燃

14、油顺涡流方向喷射。 在压缩过程中，气缸中空气经过通道流入涡流室，形成强烈的涡流，使喷入涡流室中的燃油形成混合气。 当涡流室中着火燃烧后，其中的气体压力、温度迅速升高，将涡流室中末燃烧的燃料、空气及燃气一起经过通道流入主燃烧室中，并形成燃烧涡流（二次涡流)，在主燃烧室，与空气进一步混合燃烧。第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室B）预燃室燃烧室）预燃室燃烧室 燃烧室分为两部分，主燃烧室和预燃室，两者之间由一个或数个通道相连。喷油嘴安装在预燃室中心线附近。由于连接通道不与预燃室相切，所以并不产生有组织的强烈涡流，但空气流过通道产生强烈湍流，空气湍流使一部分燃料雾化混合。 着火后，

15、预燃室中压力、温度迅速升高，利用这部分燃料燃烧的能量将预燃室中的混合气高速喷入主燃烧室，并在主燃烧室内造成空气运动（燃烧涡流），促使大部分燃料在主燃烧室内混合燃烧。 预燃室燃烧室的经济性差，现代压燃式发动机基本上不采用。第二章第二章 机体组机体组 汽缸盖与燃烧室汽缸盖与燃烧室2. 3 汽缸盖罩与汽缸衬垫汽缸盖罩与汽缸衬垫功用功用保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。漏油。要求要求有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同时要有好的耐热性、耐压性和耐腐蚀性，在高温、高压下不烧损时要有好的耐热性、耐压性和耐腐蚀性，在高温、高压下不烧损、不变形。、不变形。气缸衬垫的材料气缸衬垫的材料金属金属- -石棉衬垫石棉衬垫（图（图2-142-14）、金属、金属- -复复合材料衬垫和全金属衬垫合材料衬垫和全金属衬垫（图（图2-152-15）三种。应用较多的是三种。应用较多的是金属金属-石棉衬垫中的石棉衬垫中的铜皮铜皮-石棉气缸垫石棉气缸垫。一、汽缸盖罩一、汽缸盖罩 薄钢板冲压而成，起封闭及防尘作用。2.4 油底壳油底壳曲轴箱曲轴箱气缸体下部用来安装曲轴的部位；分气缸体下部