汽车原理与结构–机体构造.ppt

上次课内容回顾： 一、发动机的组成 ●机体组件 ●曲柄连杆机构 ●配气机构 ●进排气机构 ●燃油供给系统 ●冷却系统 ●润滑系统 ●起动系统 ●排放控制装置 二、多缸发动机布局 1、缸数：（2）、3、4、（5）、6、8…… 2、三种排列形式：直列式、对列式、V型列式 三、发动机三项重要指标 1、动力性：输出转数、有效转矩、有效功率、 （平均有效压力及外特性曲线） 2、经济性：有效热效率、有效燃油消耗率 3、环境指标：有害物质的成分及排放标准 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。 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。 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。 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。 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。 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 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。 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。 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 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。 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。 缸盖、缸垫、机体、油底壳 四缸直列—— 小型发动机常用结构 §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。 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：