发动机的总体构造

3. 发动机的总体构造 • 曲柄连杆机构将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力。 • 配气机构使可燃混合气及时充人气缸并及时从气缸排出废气。 • 燃油供给系把汽油和空气混合成成分合适的可燃混合气供入汽缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。 • 点火系保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气 • 冷却系把受热机件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。 • 润滑系将润滑油供给作相对运动的零件，以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件，清洗摩擦表面。 • 起动系使静止的发动机起动并转入自行运转。

4. 第二章 机体组与曲柄连杆机构

5. 第二章 机体组与曲柄连杆机构 • 第一节曲柄连杆机构的作用力及力矩 • 第二节　机体组 • 第三节　曲柄连杆机构 • 第四节　平衡机构

6. 第一节曲柄连杆机构的作用力及力矩 • 一、曲柄连杆机构的运动 • 二、曲柄连杆机构的受力

7. 一、曲柄连杆机构的运动 • 　曲轴虽然作匀速运动，而活塞的速度却是不均匀的。 • 　由于活塞运动速度的变化，导致其加速度的变化，加速度的变化，导致了惯性力的产生。

8. P F Pj PC 二、曲柄连杆机构的受力 气体力 运动质量惯性力 气压力P， 往复惯性力Pj， 旋转惯性力（离心力）Pc 摩擦力F。

9. 气体作用力 气体力的大小随活塞的位移发生变化，各处磨损不一样。 翻倒力矩

10. 往复惯性力和离心力 • 离心力在垂直方向上的分力与惯性力一致，加剧发动机振动－－往复惯性力、旋转惯性力、翻到力矩、发动机转矩的周期性变化。

11. 工作条件(动画） 高温、高压、高速和化学腐蚀 承受机械载荷： 1、气体压力、惯性力、离心力、摩擦力 2、汽车行驶中产生的冲击力。

12. 第二节　机体组 机体组件是发动机的骨架，安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。把各种系统和机构组成一个整体，保持必要相互关系。 • 气缸体 • 气缸盖和气缸衬垫 • 油底壳 • 发动机支承 • 主轴承盖 • 气缸套

13. 一、机体（气缸体） • 水冷发动机 气缸体＋曲轴箱 • 风冷发动机 气缸体、曲轴箱

15. 二、机体 • 1.机体工作条件及要求：p42 • 2.机体材料：p43 • 3.机体构造

16. 3.机体构造分类 • 气缸排列形式 • 气缸结构形式 • 曲轴箱机构形式 • 冷却方式

17. 1)气缸排列形式 • 对于多缸发动机，气缸的排列形式决定了发动机外形结构，对于发动机气缸体的刚度和强度也有影响，并关系到汽车的总体布置情况。 • 单列式(直列式)发动机 • V形发动机 • 对置式发动机

18. （1)直列式多缸发动机气缸体（各个气缸排成一列，一般是垂直布置）（1)直列式多缸发动机气缸体（各个气缸排成一列，一般是垂直布置） • 优点：结构简单，加工容易，平衡性好 • 缺点：长度和高度较大。 一般6缸以下的发动机多采用直列式

19. (2)V形发动机（双列式发动机左右两列气缸中心线的夹角<180°者）(2)V形发动机（双列式发动机左右两列气缸中心线的夹角<180°者） • 优点：缩短厂发动机的长度和高度，增加了气缸体的刚度，重量量也有所减轻； • 缺点：但加大了发动机宽度，且形状复杂，加工困难，一般多用于缸数多的大功率发动机上。V4-V16

20. (3)对置气缸式发动机 • 优点：高度比其他形式的小得多，在某些情况下使得汽车(特别是轿车和大型客车)的总布置更方便。气缸对置对于风冷发动机也是有利的。 • 缺点：结构复杂。

21. 2)气缸结构形式 • 干气缸套式 • 湿气缸套式 • 无气缸套式 • 整体式气缸体 • 镶嵌式气缸体

22. 2)气缸结构形式 • 整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 • 镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。

23. 无气缸套式 优点：缩短气缸中心距，从而使机体的尺寸和质量减小。 缺点：浪费贵重材料（合金铸铁），提高指导成本

24. 干气缸套式 • 干缸套不自接与冷却液接触，壁厚—般为1—3mm。干缸套的外圆表面和气缸套座孔内表面均须精加工，以保证必要的形位精度和便于拆装。 • 干缸套的优点:气缸体刚度大，气缸中心距小，质量轻，加工工艺简单。 • 缺点是传热较差，温度分布不均匀，容易发生局部变形；同时加工面多，加工要求高，拆装要求也高。

25. 湿气缸套式 • 湿缸套则与冷却液直接接触，壁厚一般为5~8mm。缸套的外表面有上支承定位带和下支承密封带： • 湿缸套的优点是在气缸体上没有密闭的水套，因而铸造方便，容易拆卸更换，冷却效果也较好； • 其缺点是气缸体的刚度差，易于漏气、漏水。湿缸套广泛应用于汽车柴油机上。

26. 3) 曲轴箱结构形式 • 平底式/一般式气缸体 • 龙门式气缸体 • 隧道式气缸体

27. (1)平底式气缸体 • 特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。 • 优点：机体高度小，质量小，结构紧凑．便于加工，曲轴拆装方便： • 缺点：刚度和强度较差。 • 应用：轿车、轻型货车

28. (2)龙门式气缸体 • 特点：是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。 • 优点：是强度和刚度都好，能承受较大的机械负荷； • 缺点：工艺性较差，结构笨重，加工较困难。 捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车

29. (3)隧道式气缸体 • 特点：曲轴的主轴承孔为整体式，主轴承孔较大，曲轴从气缸体后部装入。 • 优点：其结构紧凑、刚度和强度好； • 缺点：加工精度要求高，工艺性较差，曲轴拆装不方便 • 应用：负荷较大的柴油机上

30. 4) 冷却方式 • 风冷 • 水冷

31. 金属对空气的换热系数仅是金属对水的换热系数的1/33金属对空气的换热系数仅是金属对水的换热系数的1/33 风冷发动机

32. 二、气缸盖与气缸盖衬垫 • 气缸盖的主要功用：密封气缸上部，并与活塞顶部和气缸一起形成燃烧室。同时，气缸盖也为其他零部件提供安装位置。 • 气缸盖的工作条件： • 要求： • 使用材料：

34. 1.单体气缸盖 • 单体气缸盖：只覆盖一个气缸的气缸盖， • 优点：单体气缸盖刚度大，且在备件储存、修理及制造等方面都比较优越。 • 缺点：在缩小气缸中心距上面受到一定的限制，同时气缸盖冷却液的回流需装设专门的回水管，使结构复杂，一般气缸直径>140mm的发动机采用单体气缸盖；

35. 2.整体、块状气缸盖 • 整体气缸盖：能覆盖全部气缸的气缸盖。 　优点：可以缩短气缸中心距和发动机的总长度； 缺点：刚性较差，在受热和受力后容易变形而影响密封，损坏时必须整个更换。缸径小于105mm • 块状气缸盖：

36. 3.燃烧室 • 当活塞位于上止点时，活塞顶面以上、气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室

37. 3.燃烧室要求： • 结构紧凑，燃烧室面积与其容积之比要小，以减少损失 • 增大进气门直径或进气道通过面积，增加进气量，提高转矩和功率。 • 在压缩行程终点产生挤气涡流，提高混合气燃烧速度 • 汽油机 保证火焰传播速度最短。 • 柴油机 与燃油喷射和空气涡流形成良好配合。

38. 二、燃烧室

39. 柴油机的分隔式燃烧室 • 涡流室燃烧室 • 预燃室燃烧室

40. 4. 气缸垫 • 功用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。 • 材料：有弹性、耐热性、耐压性、耐腐蚀 • 拧紧气缸盖螺栓时，必须由中央对称地向四周扩展的顺序分2～3次进行，最后一次拧紧到规定的力矩。 • P51

41. 三、 曲轴箱（油底壳） 1、曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构： 上曲轴箱 与气缸体铸成一体 下曲轴箱 贮存润滑油（油底壳） 3、材料：薄钢板冲压

42. 四、发动机的支承 • P54

43. 第三节　曲柄连杆机构 一、功用及组成 功用 • 将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动， • 将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。

44. 曲柄连杆机构的组成 组成 • 活塞组 • 连杆组 • 曲轴飞轮组

45. 曲柄连杆机构的工作条件 • 特点：高温、高压、高速和化学腐蚀。500K 以上，最高压力可达5—9MPa，最高转速6000r／min，可燃混合气和燃烧废气）

46. （一）活塞 作用： • 活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。 • 活塞顶部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。

48. 1. 活塞的工作条件 • 活塞的温度很高（活塞顶部600-700K）。影响机械强度、热膨胀量、与其相关零件的配合 ；温度极不均匀，影响热应力。 • 承受着燃气的带冲击性的高压力：对于汽油机活塞3~6MPa。柴油机活塞6-9MPa，增压时13-15 MPa。影响活塞的侧压力、活塞外表面的磨损、活塞变形。 • 活塞在气缸中作变速运动，其平均速度可高达10-14m／s。影响：很大的惯性力，承受附加的载荷。 • 活塞承受的气压力和惯性力是周期性变化的，影响活塞的不同部分会受到交变的拉伸、压缩和弯曲载荷；

49. 活塞材料性能要求： • 密度小 • 热膨胀系数小 • 好的耐磨性 • 好的力学性能 • 好的热传导性 • 好的加工性能。 铝合金、高级铸铁、耐热钢

50. 铝合金特点： • 铝的密度约为铸铁的1／3，惯性力尽可能小。 • 同时活塞用铝合金的导热性约为铸铁的3倍，工作温度低，分布均匀，减小热应力，延缓机油变质。 • 热膨胀系数大，铝合金在温度升高时，强度和硬度下降较快。