1、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、82、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,共24页 第1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
2、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,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,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,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
3、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。,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,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,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
4、、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,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,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,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,2、气缸盖,气缸盖用于封闭机体上部,与活塞环
5、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,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,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
6、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,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,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,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
7、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,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。,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,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,四缸发动机曲
8、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,机构工作环境,由于发动机工作频率很高(输出转速一般在 400020000r/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 1.2104m/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,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 连杆组件 曲轴组件,思考题,1、发动机机体组的主要零件有哪些? 2、制造机体最常用的材料有哪几种? 气缸盖与机体之间的衬垫有什么功能? 油底壳形腔构造有哪些特点?,共24页 第24页,