汽车原理与结构-机体构造

汽车原理与结构-机体构造第1页/共25页第四章发动机主要部分结构●发动机机体组件●曲柄滑块机构●配气系统●供油系统●冷却、润滑系统§4.1发动机机体组构造机体组是发动机的支架，是发动机其他各系统（包括曲柄滑块、配气、点火、润滑、冷却等部件）的主要零件装配的基体。

共24页第2页基本组成第2页/共25页一、机体组的组成机体组主要构件包括：●机体●气缸盖●气缸盖罩●气缸衬垫●主轴承盖●油底壳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，构成了燃烧室、曲柄箱、冷却通道、润滑体系等。

共24页第3页第3页/共25页机体组典型构造油底壳密封圈机体气缸盖罩气缸盖缸套曲轴支承部件

共24页第4页六缸直列第4页/共25页

共24页第5页机体的功能●要实现多缸发动机的正常工作，实际的机体结构要比原理图复杂得多。●机体可看成气缸体。●机体与气缸盖构成燃烧室的上部，并安装进排气、点火系统。●机体与油底壳构成曲轴箱，气缸衬垫为各零件中间密封元件。第5页/共25页

共24页第6页机体的功能

机体组形状、结构非常复杂，设计时应从功能、结构、加工工艺三方面考虑，绝大部分机体组都按上述规律来设计、制造。六缸直列机体零件第6页/共25页二、主要零件工作条件及结构1、机体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：

●承受拉、压、弯、扭等各类机械荷载

●承受巨大的热负荷。（与高温燃气直接接触）常用材料：●高强度灰铸铁●铝合金等铸造件。

共24页第7页第7页/共25页机体铝合金材料

铝合金具有强度高、耐高温、散热好、重量轻、热膨胀接近活塞材料、加工工艺性好、成本较高等特点，得到广泛应用，是现代发动机机体制造的首选材料。机体的构造

应适合具体的发动机类型●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

共24页第8页第8页/共25页六缸对列式发动机机体分体制造曲轴中心线结构特点：整机扁平、重心低

共24页第9页第9页/共25页六缸直列式发动机机体

发动机机体零件非常复杂，且涉及装配工艺，因此机体加工时要分为几个部分，并作记号配对加工和装配，以保证精度要求。垂直放置时纵向尺寸小，重心高

共24页第10页第10页/共25页八缸V列式发动机机体此轴承支承部件可拆卸

共124页第11页第11页/共25页2、气缸盖

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。

●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）

常用材料：

●高强度灰铸铁

●合金铸铁等铸造小型发动机（轿车、微型车等）也常用铝合金制造。

共24页第12页第12页/共25页整体式气缸盖分体式气缸盖一字排列六缸整体式气缸盖密封垫

内部形腔将构成燃烧室的上半部，顶部要安装进、排气门；火花塞等零部件分体式缸盖占用的空间较大，不用于多缸发动机

共24页第13页第13页/共25页气缸盖构造及内腔

气缸盖的构造涉及到燃烧室的形状、进排气门孔、气门导管孔、汽油机的火花塞安装、柴油机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）

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。

共24页第14页第14页/共25页3、气缸衬垫

气缸衬垫用于机体上部与气缸盖底部之间的密封。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冷却液、机油不泄漏。工作荷载

●承受螺栓紧固机械力

●承受高温燃气造成的高温和高压

●承受机油、冷却液及其他附带液体的腐蚀

共24页第15页第15页/共25页

随材料技术的发展，无石棉（金属——复合材料组件、全金属）气缸衬垫成为当前发展的方向。

共24页第16页第16页/共25页气缸衬垫材料

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。常用组合型材料：●金属——石棉组件●金属——复合材料●全金属

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、低档次发动机。

共24页第17页第17页/共25页

共24页第18页4、油底壳油底壳用于存储机油、封闭机体或曲轴箱。常用材料：●薄钢板冲压成形●铝合金铸造成形结构特点：

与机体间用密封件、腔内设有挡板（防止行驶时荡油）壳底局部较深、磁性放油螺塞。第18页/共25页

共24页第19页缸盖、缸垫、机体、油底壳四缸直列——

小型发动机常用结构第19页/共25页§4.2曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是发动机能量转换、运动和动力传递的主要装置。机构功能：●燃气热能转换成机械能●往复运动转换成旋转运动

发动机实现机械运动、动力输出的核心机构。

共24页第20页第20页/共25页四缸发动机曲柄连杆典型结构轴测图活塞活塞环活塞销连杆曲轴曲柄配重齿轮兼飞轮

共24页第21页第21页/共25页机构工作环境

由于发动机工作频率很高（输出转速一般在4000～20000r/min），所以工作时该机构运动件平均速度一般达到12m/s，而加速度则高达1.2×104m/s2。

为此相关构件要承受极高的机械负荷、热应力（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、剪、弯。机构组成：●活塞组件●连杆组件●曲轴组件

共24页第2页第22页/共25页发动机曲柄连杆机构原理示意图

共24页第23页发动机曲柄连杆机构三大组成示意●活塞组件●