清华大学-课件-汽车构造I(3)-发动机机体.ppt

1、造I汽车构造I（3）清华大学汽车工程系赵雨东主要内容和学时安排汽车发动机基本知识 （4学时）发动机机体（2学时）曲柄连杆机构（ 3学时）气门机构（ 3学时）进排气、增压系统及排放控制装置（ 3学时）汽油机燃油供给系统（4学时）柴油机燃油供给系统（4学时）汽油机点火系统（2学时）发动机冷却系统（2学时）发动机润滑系统（2学时）发动机起动系统与电源（1学时）发动机管理系统（2学时）机体组成与功用缸体缸盖燃烧室气缸垫油底壳缸盖螺栓风冷机机体功用与组成（1）组成缸体缸盖气缸垫油底壳气缸垫气缸盖衬垫缸盖罩压条气缸体油底壳衬垫油底壳上、中部一体式机体五缸DI柴油机纵向对分式机体功用与组成（2）功用发动机的

2、支架两大机构和发动机各系统的装配基体形成燃烧室冷却系统和润滑系统的组成部分工作条件高温（ Tmax2800k）高压（ pmax=汽 10MPa柴16MPa）化学腐蚀，润滑不良功用与组成（3）受力分析缸内气体作用力往复惯性力和旋转惯性力（一般用平衡重给予平衡）往复运动和旋转运动摩擦力机体组成与功用缸体缸盖燃烧室气缸垫油底壳缸盖螺栓风冷机机体缸体基本结构与材料缸体排列缸体顶面气缸曲轴箱主轴承盖缸体基本结构与材料（1）要求气缸上部高温、拉压弯扭载荷；刚度、强度，避免缸筒变形结构特点框架式气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水

3、套和润滑油道等。侧壁加强筋机体顶面气缸水套横隔板加强筋机体底面主轴承座机体侧壁缸间横隔板气缸体主油道曲轴箱缸体基本结构与材料（2）材料高强度灰铸铁铝合金铸铁铝合金铸铁铝合金铝合金缸体AlSi9Cu3包括整体式主轴承盖总重38kg，用于Maybach和奔驰S级车BMW 760缸体缸体基本结构与材料缸体排列缸体顶面气缸曲轴箱主轴承盖缸体缸体排列（1）整体式主轴承盖直列V型缸体缸体排列（2）整体式主轴承盖W型缸体缸体排列（3）W型缸体缸体排列（4）对置Porsche 911 Targa 2002Porsche 911 Targa 2002 对置发动机后置缸体缸体排列（5）VW VR6 engineV

4、R型缸体基本结构与材料缸体排列缸体顶面气缸曲轴箱主轴承盖缸体缸体顶面（1）封顶式缸体缸体顶部铸出或钻出水孔。刚度好，加工复杂缸体缸体顶面（2）敞开式缸体冷却性能好，结构紧凑，质量轻，制造方便。机体刚度差缸体基本结构与材料缸体排列缸体顶面气缸曲轴箱主轴承盖缸体气缸（1）功用：组成燃烧室；引导活塞往复运动；工作中要保证密封、散热、承受侧压力。要求具有足够的强度和刚度、耐磨、耐高温，较高的加工精度和光洁度，与活塞配合保证密封。缸体气缸（2）工作特点：气缸内表面受高温高压燃气作用，并与高速运动的活塞有相对滑动，极易磨损。为提高缸筒耐磨性，延长其使用寿命，在气缸结构和缸筒表面处理上要采取措施。三种：无气

5、缸套式、干气缸套式、湿气缸套式湿缸套无缸套干缸套水冷机缸套合金铸铁机体铝合金机体缸体气缸（3）多孔镀铬无缸套式直接在缸体上加工出气缸，缩短了气缸中心距，减少了尺寸和质量；机体刚度大，工艺性好。须用耐磨的合金铸铁，或采用铝合金机体加表面多孔镀络，成本增加。单体式主轴承盖缸体气缸（4）干缸套式干式气缸套（合金铸铁2 3mm，钢1 1.5mm，或铝合金）压入铸铁机体缸套座孔，与铝合金机体铸在一起或压入。不与冷却液接触。机体刚度大；气缸中心距小；质量轻；加工工艺简单。传热较差；温度分布不均匀；容易发生局部变形。缸体：铸铝（铝硅合金）缸套：铝硅合金缸体：铸铝（铝硅合金）缸套：灰铸铁，铸入缸体气缸（5）湿

6、缸套式气缸套外壁和冷却液直接接触。一般采用合金铸铁材料，壁厚58mm。需要径向和轴向定位，轴向定位可在缸套底上部、中部或下部。需要密封以防冷却液泄。机体上没有封闭的水套，容易铸造；传热好，温度分布比较均匀；维修方便。机体刚度差；容易漏水。缸体气缸（6）湿缸套的定位缸体基本结构与材料缸体排列缸体顶面气缸曲轴箱主轴承盖缸体曲轴箱（1）半分式底面与曲轴轴线基本齐平，差3-4mm的制口。机体高度小，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便。刚度和强度较差。缸体曲轴箱（2）龙门式底面比曲轴轴线低0.61.0D。强度和刚度好，能承受较大机械负荷。加工复杂些。缸体曲轴箱（3）隧道式气缸体曲轴的主轴承孔为整体

7、式，采用滚动轴承，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。结构紧凑、刚度和强度好。加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便。缸体基本结构与材料缸体排列缸体顶面气缸曲轴箱主轴承盖缸体主轴承盖（1）主轴承盖单体式整体式单体式主轴承盖缸体主轴承盖（2）单体式主轴承盖缸体主轴承盖（2）胀断单体式主轴承盖缸体主轴承盖（3）整体式主轴承盖Sonata 2.0L In-line 41/2、4/5主轴承盖连在一起机体组成与功用缸体缸盖燃烧室气缸垫油底壳缸盖螺栓风冷机机体缸盖功用、工作条件与材料功用封闭气缸，组成燃烧室工作条件高温、高压材料灰铸铁、合金铸铁、铝合金排气道缸盖螺栓孔缸盖螺栓孔喷油器孔进气道缸盖结构（

8、1）电热塞孔布置进、排气道，水套（腔），火花塞孔、喷油器孔、缸盖螺栓孔、润滑油道凸轮轴支撑燃烧室缸盖结构（2）整体式整机共一盖紧凑、轻，但难均匀压紧，宜用于小缸径机缸盖结构（2）分块式每2缸或 3缸共一盖缸盖结构（3）单体式一缸一盖用于大缸径机和风冷机机体组成与功用缸体缸盖燃烧室气缸垫油底壳缸盖螺栓风冷机机体燃烧室汽油机（1）汽油机燃烧室主要布置在气缸盖上。活塞顶部：平、凹、凸要求结构紧凑，减少热损失，提高热效率增大进气流通面积，提高动力性压缩终点形成挤流，提高燃烧速度火焰传播距离短，以避免“爆燃”设置形状不规则底浅碗形凹坑，调节压缩比或组成结构紧凑的多球形燃烧室。缸内直喷汽油机活塞MITSU

9、BISHI不改变缸盖结构的情况下增大压缩比；增强挤流（缸内直喷汽油机）燃烧室汽油机（2）汽油机半球形燃烧室结构紧凑，火焰行程短，燃烧速率高， 散热少，热效率高，形状规则，燃烧室光滑，形状精确。富康TU燃烧室汽油机（3）汽油机多球形燃烧室由两个以上半球形凹坑组成，结构紧凑，面容比小，火焰传播距离短，气门直径较大，气道比较平直，且能产生挤流。TJ376Q燃烧室汽油机（4）汽油机帐篷形燃烧室F/V最小，火焰传播距离最短，进排气口截面积最大，充气系数高，可充分利用双进气道形成所需的进气涡流。在常用的各种汽油机燃烧室中，动力性、经济性、排放性以及高速适应性都最好。国际上先进的轿车和轻型车汽油机均采用四气

10、门结构，因此篷形燃烧室成为最常用的燃烧室。MercedesBenz SLK350燃烧室柴油机（1）柴油机燃烧室形状：缸盖活塞顶分隔式燃烧室涡流室燃烧室主、副燃烧室的通道与副燃烧室切向连接，压缩过程中，副燃烧室产生强烈涡流。燃油顺气流方向喷射。高速性能好，用于轿车和轻型货车柴油机。燃烧室柴油机（1）分隔式燃烧室预燃室燃烧室主、副室连接通道不切向连接，副室无强烈涡流；柴油迎着气流喷射，在副室顶部预先发火燃烧。涡流室燃烧室预燃室燃烧室燃烧室柴油机（2）直喷式燃烧室活塞顶部为主机体组成与功用缸体缸盖燃烧室气缸垫油底壳缸盖螺栓风冷机机体气缸垫（1）功用密封气缸，防止漏气、漏水和漏油要求在高温、高压、水和

11、油的作用下，不烧损、不变形；有一定的弹性，保证密封；拆装方便，能重复使用，寿命长材料和结构复合材料、复合结构多层薄钢板叠成单层薄钢板弹簧钢不锈钢不锈钢密封层间隔层止压层硫化聚合物，25m非硫化聚合物双面7m非硫化聚合物，单面7m气缸垫（2）多层薄钢板叠成的缸垫密封区气缸垫（3）复合材料缸垫钢片复合材料气缸垫（4）单层薄钢片缸垫硫化聚合物唇部密封冷却液密封气体用的凸起机体组成与功用缸体缸盖燃烧室气缸垫油底壳缸盖螺栓风冷机机体油底壳（1）贮存润滑油，并封闭上曲轴箱。一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有磁性放

12、油螺塞，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。油底壳（2）油底壳密封圈及磁性放油螺塞密封垫机体组成与功用缸体缸盖燃烧室气缸垫油底壳缸盖螺栓风冷机机体缸盖螺栓特殊要求：强度结构：螺纹拧紧力矩拧紧顺序风冷机机体凸轮轴孔主轴承孔正时传动室缸体安装孔与水冷机不同之处单缸缸盖和缸筒缸筒与曲轴箱分开无水套，有散热片气缸散热片气缸体主轴承螺栓曲轴箱复习思考题1 发动机的机体由哪些主要部件组成？机体的功用是什么？2 车用发动机气缸体的主要结构型式（气缸排列、气缸套、曲轴箱）；两种主轴承盖的特点。3 气缸体和气缸盖上有哪些空腔、油路、水路，分别有什么作用？4 气缸体和气缸盖上装有哪些零部件？作业1 到专业教室观察一款发动机的机体，说明：发动机型号；气缸盖、气缸体上都有哪些孔、腔，作用是什么；缸体、缸盖上装有哪些零部件或零部件总成。2 汽油机、柴油机燃烧室各有什么结构特点？