清華大學-課件-汽車構造I-發(fā)動機機體

造 I汽 車 構 造（ 3）清華大學汽車工程系趙雨東 主 要 內 容 和 學 時 安 排汽 車 發(fā) 動 機 基 本 知 識 （ 4學 時 ）發(fā) 動 機 機 體 （ 2學 時 ）曲 柄 連 桿 機 構 （ 3學 時 ）氣 門 機 構 （ 3學 時 ）進 排 氣 、 增 壓 系 統(tǒng) 及 排 放控 制 裝 置 （ 3學 時 ）汽 油 機 燃 油 供 給 系 統(tǒng) （ 4學 時 ） 柴 油 機 燃 油 供 給 系 統(tǒng) （ 4學 時 ）汽 油 機 點 火 系 統(tǒng) （ 2學 時 ）發(fā) 動 機 冷 卻 系 統(tǒng) （ 2學 時 ）發(fā) 動 機 潤 滑 系 統(tǒng) （ 2學 時 ）發(fā) 動 機 起 動 系 統(tǒng) 與 電 源（ 1學 時 ）發(fā) 動 機 管 理 系 統(tǒng) （ 2學 時 ） 機 體組 成 與 功 用缸 體缸 蓋燃 燒 室氣 缸 墊油 底 殼缸 蓋 螺 栓風 冷 機 機 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 、中部一體式機體五缸DI柴油機 縱 向 對 分 式 機 體 功 用 與 組 成 （ 2）功 用發(fā) 動 機 的 支 架兩 大 機 構 和 發(fā) 動 機 各 系 統(tǒng) 的 裝 配 基 體形 成 燃 燒 室冷 卻 系 統(tǒng) 和 潤 滑 系 統(tǒng) 的 組 成 部 分工 作 條 件高 溫 （ Tm ax2800k）高 壓 （ p m ax=汽 10MPa柴 16MPa）化 學 腐 蝕 ， 潤 滑 不 良 功 用 與 組 成 （ 3）受 力 分 析缸 內 氣 體 作 用 力往 復 慣 性 力 和 旋 轉 慣 性 力 （ 一 般 用 平 衡 重 給 予 平 衡 ）往 復 運 動 和 旋 轉 運 動 摩 擦 力 機 體組 成 與 功 用缸 體缸 蓋燃 燒 室氣 缸 墊油 底 殼缸 蓋 螺 栓風 冷 機 機 體 缸 體基 本 結 構 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 構 與 材 料 （ 1）要 求 氣 缸 上 部 高 溫 、 拉 壓 彎 扭 載荷 ；剛 度 、 強 度 ， 避 免 缸 筒 變 形結 構 特 點框 架 式氣 缸 體 上 部 的 圓 柱 形 空 腔 稱 為氣 缸 ， 下 半 部 為 支 承 曲 軸 的 曲軸 箱 ， 其 內 腔 為 曲 軸 運 動 的 空間在 氣 缸 體 內 部 鑄 有 許 多 加 強 筋 ， 冷 卻 水 套 和 潤 滑 油 道 等 。 側 壁 加 強 筋機 體 頂 面氣 缸水 套橫 隔 板加 強 筋機 體 底 面 主 軸 承 座 機 體 側 壁缸 間 橫 隔 板氣缸體 主 油 道曲軸箱 缸 體 基 本 結 構 與 材 料 （ 2）材 料高 強 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 車 BMW 760缸 體 缸 體基 本 結 構 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 置 Porsche 911 Targa 2002 Porsche 911 Targa 2002 對 置 發(fā) 動 機 后 置 缸 體 缸 體 排 列 （ 5）VW VR6 engineVR型 缸 體基 本 結 構 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 雜 缸 體 缸 體 頂 面 （ 2）敞 開 式 缸 體冷 卻 性 能 好 ， 結 構 緊 湊 ， 質 量 輕 ， 制 造 方 便 。機 體 剛 度 差 缸 體基 本 結 構 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 活塞 往 復 運 動 ； 工 作 中要 保 證 密 封 、 散 熱 、承 受 側 壓 力 。要 求具 有 足 夠 的 強 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 ：氣 缸 內 表 面 受 高 溫 高 壓燃 氣 作 用 ， 并 與 高 速 運動 的 活 塞 有 相 對 滑 動 ，極 易 磨 損 。 為 提 高 缸 筒耐 磨 性 ， 延 長 其 使 用 壽命 ， 在 氣 缸 結 構 和 缸 筒表 面 處 理 上 要 采 取 措 施 。三 種 ：無 氣 缸 套 式 、 干 氣 缸 套式 、 濕 氣 缸 套 式 濕 缸 套 無 缸 套干 缸 套水 冷 機 缸 套 合 金 鑄 鐵機 體 鋁 合 金機 體缸 體 氣 缸 （ 3） 多 孔 鍍 鉻無 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 量 ； 機 體剛 度 大 ， 工 藝 性 好 。須 用 耐 磨 的 合 金 鑄 鐵 ， 或采 用 鋁 合 金 機 體 加 表 面 多孔 鍍 絡 ， 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 體 缸 套 座 孔 ， 與 鋁 合 金 機 體 鑄 在一 起 或 壓 入 。 不 與 冷 卻 液 接 觸 。機 體 剛 度 大 ； 氣 缸 中 心 距 小 ； 質 量輕 ； 加 工 工 藝 簡 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 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 體 上 沒 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 體 剛 度 差 ； 容 易 漏 水 。 缸 體 氣 缸 （ 6）濕 缸 套 的 定 位 缸 體基 本 結 構 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 體 高 度 小 ， 重 量輕 ， 結 構 緊 湊 ， 便 于加 工 ， 曲 軸 拆 裝 方 便 。剛 度 和 強 度 較 差 。 缸 體 曲 軸 箱 （ 2）龍 門 式底 面 比 曲 軸 軸 線 低 0.61.0D。強 度 和 剛 度 好 ， 能 承 受較 大 機 械 負 荷 。加 工 復 雜 些 。 缸 體 曲 軸 箱 （ 3）隧 道 式氣 缸 體 曲 軸 的 主 軸 承 孔為 整 體 式 ， 采 用 滾 動 軸承 ， 主 軸 承 孔 較 大 ， 曲軸 從 氣 缸 體 后 部 裝 入 。結 構 緊 湊 、 剛 度 和 強 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 構 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 體組 成 與 功 用缸 體缸 蓋燃 燒 室氣 缸 墊油 底 殼缸 蓋 螺 栓風 冷 機 機 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 氣 道缸 蓋 結 構 （ 1） 電 熱 塞 孔布 置進 、 排 氣 道 ， 水 套（ 腔 ） ， 火 花 塞 孔 、噴 油 器 孔 、 缸 蓋 螺栓 孔 、 潤 滑 油 道凸 輪 軸 支 撐燃 燒 室 缸 蓋 結 構 （ 2）整 體 式整 機 共 一 蓋緊 湊 、 輕 ，但 難 均 勻 壓緊 ， 宜 用 于小 缸 徑 機 缸 蓋 結 構 （ 2）分 塊 式每 2缸 或 3缸 共 一 蓋 缸 蓋 結 構 （ 3）單 體 式一 缸 一 蓋用 于 大 缸 徑 機 和 風 冷 機 機 體組 成 與 功 用缸 體缸 蓋燃 燒 室氣 缸 墊油 底 殼缸 蓋 螺 栓風 冷 機 機 體 燃 燒 室 汽 油 機 （ 1）汽 油 機 燃 燒 室 主 要 布 置 在 氣缸 蓋 上 ?；?塞 頂 部 ： 平 、 凹 、 凸要 求結 構 緊 湊 ， 減 少 熱 損 失 ， 提高 熱 效 率增 大 進 氣 流 通 面 積 ， 提 高 動力 性壓 縮 終 點 形 成 擠 流 ， 提 高 燃燒 速 度火 焰 傳 播 距 離 短 ， 以 避 免“ 爆 燃 ” 設 置 形 狀 不 規(guī) 則 底 淺 碗 形 凹坑 ， 調 節(jié) 壓 縮 比 或 組 成 結 構 緊湊 的 多 球 形 燃 燒 室 。 缸 內 直 噴 汽 油 機 活 塞MITSUBISHI不 改 變 缸 蓋 結 構 的 情況 下 增 大 壓 縮 比 ；增 強 擠 流 （ 缸 內 直 噴汽 油 機 ） 燃 燒 室 汽 油 機 （ 2）汽 油 機 半 球 形 燃 燒 室結 構 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 （ 3）汽 油 機 多 球 形 燃 燒 室由 兩 個 以 上 半 球 形 凹 坑 組 成 ， 結 構 緊 湊 ， 面 容 比 小 ， 火 焰 傳播 距 離 短 ， 氣 門 直 徑 較 大 ， 氣 道 比 較 平 直 ， 且 能 產 生 擠 流 。TJ376Q 燃 燒 室 汽 油 機 （ 4）汽 油 機 帳 篷 形 燃 燒 室F/V最 小 ， 火 焰 傳 播 距 離 最短 ， 進 排 氣 口 截 面 積 最 大 ，充 氣 系 數 高 ， 可 充 分 利 用 雙進 氣 道 形 成 所 需 的 進 氣 渦 流 。在 常 用 的 各 種 汽 油 機 燃 燒 室中 ， 動 力 性 、 經 濟 性 、 排 放性 以 及 高 速 適 應 性 都 最 好 。國 際 上 先 進 的 轎 車 和 輕 型 車汽 油 機 均 采 用 四 氣 門 結 構 ，因 此 篷 形 燃 燒 室 成 為 最 常 用的 燃 燒 室 。 Mercedes Benz SLK350 燃 燒 室 柴 油 機 （ 1）柴 油 機 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 程 中 ， 副燃 燒 室 產 生 強 烈 渦 流 。燃 油 順 氣 流 方 向 噴 射 。高 速 性 能 好 ， 用 于 轎車 和 輕 型 貨 車 柴 油 機 。 燃 燒 室 柴 油 機 （ 1）分 隔 式 燃 燒 室預 燃 室 燃 燒 室主 、 副 室 連 接 通 道 不 切向 連 接 ， 副 室 無 強 烈 渦流 ；柴 油 迎 著 氣 流 噴 射 ， 在副 室 頂 部 預 先 發(fā) 火 燃 燒 。 渦 流 室 燃 燒 室 預 燃 室 燃 燒 室 燃 燒 室 柴 油 機 （ 2）直 噴 式 燃 燒 室活 塞 頂 部 為 主 機 體組 成 與 功 用缸 體缸 蓋燃 燒 室氣 缸 墊油 底 殼缸 蓋 螺 栓風 冷 機 機 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 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 使 用 ， 壽 命 長材 料 和 結 構復 合 材 料 、 復 合 結 構多 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 合 材 料 缸 墊鋼 片 復 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 體組 成 與 功 用缸 體缸 蓋燃 燒 室氣 缸 墊油 底 殼缸 蓋 螺 栓風 冷 機 機 體 油 底 殼 （ 1）貯 存 潤 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 機 的 總 體布 置 和 機 油 的 容 量 。內 裝 有 穩(wěn) 油 擋 板 ， 以 防 止 汽車 顛 動 時 油 面 波 動 過 大 。油 底 殼 底 部 還 裝 有 磁 性 放 油螺 塞 ， 以 吸 附 潤 滑 油 中 的 金屬 屑 ， 減 少 發(fā) 動 機 的 磨 損 。在 上 下 曲 軸 箱 接 合 面 之 間 裝有 襯 墊 ， 防 止 潤 滑 油 泄 漏 。 油 底 殼 （ 2） 油 底 殼密 封 圈 及 磁 性 放 油 螺 塞密 封 墊 機 體組 成 與 功 用缸 體缸 蓋燃 燒 室氣 缸 墊油 底 殼缸 蓋 螺 栓風 冷 機 機 體 缸 蓋 螺 栓特 殊 要 求 ： 強 度結 構 ： 螺 紋擰 緊 力 矩擰 緊 順 序 風 冷 機 機 體 凸 輪 軸 孔主 軸 承 孔 正 時傳 動 室缸 體安 裝 孔與 水 冷 機 不 同 之 處單 缸 缸 蓋 和 缸 筒缸 筒 與 曲 軸 箱 分 開無 水 套 ， 有 散 熱 片氣 缸 散 熱 片氣 缸 體 主 軸 承 螺 栓曲 軸 箱 復 習 思 考 題1 發(fā) 動 機 的 機 體 由 哪 些 主 要 部 件 組 成 ？ 機 體 的 功 用 是 什么 ？2 車 用 發(fā) 動 機 氣 缸 體 的 主 要 結 構 型 式 （ 氣 缸 排 列 、 氣 缸套 、 曲 軸 箱 ） ； 兩 種 主 軸 承 蓋 的 特 點 。3 氣 缸 體 和 氣 缸 蓋 上 有 哪 些 空 腔 、 油 路 、 水 路 ， 分 別 有什 么 作 用 ？4 氣 缸 體 和 氣 缸 蓋 上 裝 有 哪 些 零 部 件 ？ 作 業(yè)1 到 專 業(yè) 教 室 觀 察 一 款 發(fā) 動 機 的 機 體 ， 說 明 ： 發(fā) 動 機 型號 ； 氣 缸 蓋 、 氣 缸 體 上 都 有 哪 些 孔 、 腔 ， 作 用 是 什 么 ；缸 體 、 缸 蓋 上 裝 有 哪 些 零 部 件 或 零 部 件 總 成 。2 汽 油 機 、 柴 油 機 燃 燒 室 各 有 什 么 結 構 特 點 ？