清華大學(xué)_課件_汽車(chē)構(gòu)造I(3)_發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體

1、造I汽車(chē)構(gòu)造I（3）清華大學(xué)汽車(chē)工程系趙雨?yáng)|主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)安排汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí) （4學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體（2學(xué)時(shí)）曲柄連桿機(jī)構(gòu)（ 3學(xué)時(shí)）氣門(mén)機(jī)構(gòu)（ 3學(xué)時(shí)）進(jìn)排氣、增壓系統(tǒng)及排放控制裝置（ 3學(xué)時(shí)）汽油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)與電源（1學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）機(jī)體組成與功用缸體缸蓋燃燒室氣缸墊油底殼缸蓋螺栓風(fēng)冷機(jī)機(jī)體功用與組成（1）組成缸體缸蓋氣缸墊油底殼氣缸墊氣缸蓋襯墊缸蓋罩壓條氣缸體油底殼襯墊油底殼上、中部一體式機(jī)體五缸DI柴油機(jī)縱向?qū)Ψ质綑C(jī)體功用與組成（2）功用發(fā)動(dòng)機(jī)的

2、支架兩大機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)的裝配基體形成燃燒室冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成部分工作條件高溫（ Tmax2800k）高壓（ pmax=汽 10MPa柴16MPa）化學(xué)腐蝕，潤(rùn)滑不良功用與組成（3）受力分析缸內(nèi)氣體作用力往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力（一般用平衡重給予平衡）往復(fù)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)摩擦力機(jī)體組成與功用缸體缸蓋燃燒室氣缸墊油底殼缸蓋螺栓風(fēng)冷機(jī)機(jī)體缸體基本結(jié)構(gòu)與材料缸體排列缸體頂面氣缸曲軸箱主軸承蓋缸體基本結(jié)構(gòu)與材料（1）要求氣缸上部高溫、拉壓彎扭載荷；剛度、強(qiáng)度，避免缸筒變形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)框架式氣缸體上部的圓柱形空腔稱(chēng)為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動(dòng)的空間在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水

3、套和潤(rùn)滑油道等。側(cè)壁加強(qiáng)筋機(jī)體頂面氣缸水套橫隔板加強(qiáng)筋機(jī)體底面主軸承座機(jī)體側(cè)壁缸間橫隔板氣缸體主油道曲軸箱缸體基本結(jié)構(gòu)與材料（2）材料高強(qiáng)度灰鑄鐵鋁合金鑄鐵鋁合金鑄鐵鋁合金鋁合金缸體AlSi9Cu3包括整體式主軸承蓋總重38kg，用于Maybach和奔馳S級(jí)車(chē)BMW 760缸體缸體基本結(jié)構(gòu)與材料缸體排列缸體頂面氣缸曲軸箱主軸承蓋缸體缸體排列（1）整體式主軸承蓋直列V型缸體缸體排列（2）整體式主軸承蓋W型缸體缸體排列（3）W型缸體缸體排列（4）對(duì)置Porsche 911 Targa 2002Porsche 911 Targa 2002 對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)后置缸體缸體排列（5）VW VR6 engineV

4、R型缸體基本結(jié)構(gòu)與材料缸體排列缸體頂面氣缸曲軸箱主軸承蓋缸體缸體頂面（1）封頂式缸體缸體頂部鑄出或鉆出水孔。剛度好，加工復(fù)雜缸體缸體頂面（2）敞開(kāi)式缸體冷卻性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，制造方便。機(jī)體剛度差缸體基本結(jié)構(gòu)與材料缸體排列缸體頂面氣缸曲軸箱主軸承蓋缸體氣缸（1）功用：組成燃燒室；引導(dǎo)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)；工作中要保證密封、散熱、承受側(cè)壓力。要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度、耐磨、耐高溫，較高的加工精度和光潔度，與活塞配合保證密封。缸體氣缸（2）工作特點(diǎn)：氣缸內(nèi)表面受高溫高壓燃?xì)庾饔?，并與高速運(yùn)動(dòng)的活塞有相對(duì)滑動(dòng)，極易磨損。為提高缸筒耐磨性，延長(zhǎng)其使用壽命，在氣缸結(jié)構(gòu)和缸筒表面處理上要采取措施。三種：無(wú)氣

5、缸套式、干氣缸套式、濕氣缸套式濕缸套無(wú)缸套干缸套水冷機(jī)缸套合金鑄鐵機(jī)體鋁合金機(jī)體缸體氣缸（3）多孔鍍鉻無(wú)缸套式直接在缸體上加工出氣缸，縮短了氣缸中心距，減少了尺寸和質(zhì)量；機(jī)體剛度大，工藝性好。須用耐磨的合金鑄鐵，或采用鋁合金機(jī)體加表面多孔鍍絡(luò)，成本增加。單體式主軸承蓋缸體氣缸（4）干缸套式干式氣缸套（合金鑄鐵2 3mm，鋼1 1.5mm，或鋁合金）壓入鑄鐵機(jī)體缸套座孔，與鋁合金機(jī)體鑄在一起或壓入。不與冷卻液接觸。機(jī)體剛度大；氣缸中心距??；質(zhì)量輕；加工工藝簡(jiǎn)單。傳熱較差；溫度分布不均勻；容易發(fā)生局部變形。缸體：鑄鋁（鋁硅合金）缸套：鋁硅合金缸體：鑄鋁（鋁硅合金）缸套：灰鑄鐵，鑄入缸體氣缸（5）濕

6、缸套式氣缸套外壁和冷卻液直接接觸。一般采用合金鑄鐵材料，壁厚58mm。需要徑向和軸向定位，軸向定位可在缸套底上部、中部或下部。需要密封以防冷卻液泄。機(jī)體上沒(méi)有封閉的水套，容易鑄造；傳熱好，溫度分布比較均勻；維修方便。機(jī)體剛度差；容易漏水。缸體氣缸（6）濕缸套的定位缸體基本結(jié)構(gòu)與材料缸體排列缸體頂面氣缸曲軸箱主軸承蓋缸體曲軸箱（1）半分式底面與曲軸軸線基本齊平，差3-4mm的制口。機(jī)體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便。剛度和強(qiáng)度較差。缸體曲軸箱（2）龍門(mén)式底面比曲軸軸線低0.61.0D。強(qiáng)度和剛度好，能承受較大機(jī)械負(fù)荷。加工復(fù)雜些。缸體曲軸箱（3）隧道式氣缸體曲軸的主軸承孔為整體

7、式，采用滾動(dòng)軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入。結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。缸體基本結(jié)構(gòu)與材料缸體排列缸體頂面氣缸曲軸箱主軸承蓋缸體主軸承蓋（1）主軸承蓋單體式整體式單體式主軸承蓋缸體主軸承蓋（2）單體式主軸承蓋缸體主軸承蓋（2）脹斷單體式主軸承蓋缸體主軸承蓋（3）整體式主軸承蓋Sonata 2.0L In-line 41/2、4/5主軸承蓋連在一起機(jī)體組成與功用缸體缸蓋燃燒室氣缸墊油底殼缸蓋螺栓風(fēng)冷機(jī)機(jī)體缸蓋功用、工作條件與材料功用封閉氣缸，組成燃燒室工作條件高溫、高壓材料灰鑄鐵、合金鑄鐵、鋁合金排氣道缸蓋螺栓孔缸蓋螺栓孔噴油器孔進(jìn)氣道缸蓋結(jié)構(gòu)（

8、1）電熱塞孔布置進(jìn)、排氣道，水套（腔），火花塞孔、噴油器孔、缸蓋螺栓孔、潤(rùn)滑油道凸輪軸支撐燃燒室缸蓋結(jié)構(gòu)（2）整體式整機(jī)共一蓋緊湊、輕，但難均勻壓緊，宜用于小缸徑機(jī)缸蓋結(jié)構(gòu)（2）分塊式每2缸或 3缸共一蓋缸蓋結(jié)構(gòu)（3）單體式一缸一蓋用于大缸徑機(jī)和風(fēng)冷機(jī)機(jī)體組成與功用缸體缸蓋燃燒室氣缸墊油底殼缸蓋螺栓風(fēng)冷機(jī)機(jī)體燃燒室汽油機(jī)（1）汽油機(jī)燃燒室主要布置在氣缸蓋上?；钊敳浚浩健?、凸要求結(jié)構(gòu)緊湊，減少熱損失，提高熱效率增大進(jìn)氣流通面積，提高動(dòng)力性壓縮終點(diǎn)形成擠流，提高燃燒速度火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，以避免“爆燃”設(shè)置形狀不規(guī)則底淺碗形凹坑，調(diào)節(jié)壓縮比或組成結(jié)構(gòu)緊湊的多球形燃燒室。缸內(nèi)直噴汽油機(jī)活塞MITSU

9、BISHI不改變缸蓋結(jié)構(gòu)的情況下增大壓縮比；增強(qiáng)擠流（缸內(nèi)直噴汽油機(jī)）燃燒室汽油機(jī)（2）汽油機(jī)半球形燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，火焰行程短，燃燒速率高， 散熱少，熱效率高，形狀規(guī)則，燃燒室光滑，形狀精確。富康TU燃燒室汽油機(jī)（3）汽油機(jī)多球形燃燒室由兩個(gè)以上半球形凹坑組成，結(jié)構(gòu)緊湊，面容比小，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，氣門(mén)直徑較大，氣道比較平直，且能產(chǎn)生擠流。TJ376Q燃燒室汽油機(jī)（4）汽油機(jī)帳篷形燃燒室F/V最小，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x最短，進(jìn)排氣口截面積最大，充氣系數(shù)高，可充分利用雙進(jìn)氣道形成所需的進(jìn)氣渦流。在常用的各種汽油機(jī)燃燒室中，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性以及高速適應(yīng)性都最好。國(guó)際上先進(jìn)的轎車(chē)和輕型車(chē)汽油機(jī)均采用四氣

10、門(mén)結(jié)構(gòu)，因此篷形燃燒室成為最常用的燃燒室。MercedesBenz SLK350燃燒室柴油機(jī)（1）柴油機(jī)燃燒室形狀：缸蓋活塞頂分隔式燃燒室渦流室燃燒室主、副燃燒室的通道與副燃燒室切向連接，壓縮過(guò)程中，副燃燒室產(chǎn)生強(qiáng)烈渦流。燃油順氣流方向噴射。高速性能好，用于轎車(chē)和輕型貨車(chē)柴油機(jī)。燃燒室柴油機(jī)（1）分隔式燃燒室預(yù)燃室燃燒室主、副室連接通道不切向連接，副室無(wú)強(qiáng)烈渦流；柴油迎著氣流噴射，在副室頂部預(yù)先發(fā)火燃燒。渦流室燃燒室預(yù)燃室燃燒室燃燒室柴油機(jī)（2）直噴式燃燒室活塞頂部為主機(jī)體組成與功用缸體缸蓋燃燒室氣缸墊油底殼缸蓋螺栓風(fēng)冷機(jī)機(jī)體氣缸墊（1）功用密封氣缸，防止漏氣、漏水和漏油要求在高溫、高壓、水和

11、油的作用下，不燒損、不變形；有一定的彈性，保證密封；拆裝方便，能重復(fù)使用，壽命長(zhǎng)材料和結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、復(fù)合結(jié)構(gòu)多層薄鋼板疊成單層薄鋼板彈簧鋼不銹鋼不銹鋼密封層間隔層止壓層硫化聚合物，25m非硫化聚合物雙面7m非硫化聚合物，單面7m氣缸墊（2）多層薄鋼板疊成的缸墊密封區(qū)氣缸墊（3）復(fù)合材料缸墊鋼片復(fù)合材料氣缸墊（4）單層薄鋼片缸墊硫化聚合物唇部密封冷卻液密封氣體用的凸起機(jī)體組成與功用缸體缸蓋燃燒室氣缸墊油底殼缸蓋螺栓風(fēng)冷機(jī)機(jī)體油底殼（1）貯存潤(rùn)滑油，并封閉上曲軸箱。一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。內(nèi)裝有穩(wěn)油擋板，以防止汽車(chē)顛動(dòng)時(shí)油面波動(dòng)過(guò)大。油底殼底部還裝有磁性放油螺塞，以吸附潤(rùn)滑油中的金屬屑，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤?。油底殼?）油底殼密封圈及磁性放油螺塞密封墊機(jī)體組成與功用缸體缸蓋燃燒室氣缸墊油底殼缸蓋螺栓風(fēng)冷機(jī)機(jī)體缸蓋螺栓特殊要求：強(qiáng)度結(jié)構(gòu)：螺紋擰緊力矩?cái)Q緊順序風(fēng)冷機(jī)機(jī)體凸輪軸孔主軸承孔正時(shí)傳動(dòng)室缸體安裝孔與水冷機(jī)不同之處單缸缸蓋和缸筒缸筒與曲軸箱分開(kāi)無(wú)水套，有散熱片氣缸散熱片氣缸體主軸承螺栓曲軸箱復(fù)習(xí)思考題1 發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體由哪些主要部件組成？機(jī)體的功用是