清华大学_课件_汽车构造I(3)_发动机机体.ppt
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1、造I,汽车构造I,(3),清华大学汽车工程系,赵雨东,主要内容和学时安排,汽车发动机基本知识 (4 学时) 发动机机体(2学时) 曲柄连杆机构( 3学时) 气门机构( 3学时) 进排气、增压系统及排放 控制装置( 3学时) 汽油机燃油供给系统(4 学时),柴油机燃油供给系统(4 学时) 汽油机点火系统(2学时) 发动机冷却系统(2学时) 发动机润滑系统(2学时) 发动机起动系统与电源 (1学时) 发动机管理系统(2学时),机体,组成与功用 缸体 缸盖,燃烧室 气缸垫 油底壳,缸盖螺栓,风冷机机体,功用与组成(1),组成,缸体 缸盖,气缸垫 油底壳,气缸垫,气缸盖,衬垫,缸盖罩,压条,气缸体,油
2、底壳,衬垫 油底壳,上、 中 部 一 体 式 机 体 五 缸 DI 柴 油 机,纵向对分式机体,功用与组成(2),功用,发动机的支架,两大机构和发动机各系统的装配基体 形成燃烧室,冷却系统和润滑系统的组成部分,工作条件,高温( Tmax2800k),高压( pmax=汽 10MPa柴16MPa),化学腐蚀,润滑不良,功用与组成(3),受力分析,缸内气体作用力,往复惯性力和旋转惯性力(一般用平衡重给予平衡) 往复运动和旋转运动摩擦力,机体,组成与功用,缸体 缸盖,燃烧室 气缸垫 油底壳,缸盖螺栓,风冷机机体,缸体,基本结构与材料 缸体排列 缸体顶面 气缸,曲轴箱,主轴承盖,缸体基本结构与材料(1
3、),要求,气缸上部高温、拉压弯扭载 荷;,刚度、强度,避免缸筒变形,结构特点,框架式,气缸体上部的圆柱形空腔称为 气缸,下半部为支承曲轴的曲 轴箱,其内腔为曲轴运动的空 间,在气缸体内部铸有许多加强 筋,冷却水套和润滑油道等。,侧壁加强筋,机体顶面 气缸,水套,横隔板 加强筋 机体底面,主轴承座,机体侧壁,缸间横隔板,气 缸,体 主油道,曲 轴 箱,缸体基本结构与材料(2),材料,高强度 灰铸铁 铝合金 铸铁 铝合金,铸铁铝合金,铝合金缸体,AlSi9Cu3,包括整体式主轴承,盖总重38kg,用于 Maybach和奔驰S,级车,BMW 760,缸体,缸体,基本结构与材料,缸体排列 缸体顶面 气
4、缸,曲轴箱,主轴承盖,缸体缸体排列(1),整体式主轴承盖,直列,V型,缸体缸体排列(2),整体式主轴承盖,W型,缸体缸体排列(3),W型,缸体缸体排列(4) 对置,Porsche 911 Targa 2002,Porsche 911 Targa 2002 对置发动机后置,缸体缸体排列(5),VW VR6 engine,VR型,缸体,基本结构与材料 缸体排列 缸体顶面 气缸,曲轴箱,主轴承盖,缸体缸体顶面(1),封顶式缸体,缸体顶部铸出或钻出水孔。 刚度好,加工复杂,缸体缸体顶面(2),敞开式缸体,冷却性能好,结构紧凑,质量轻,制造方便。 机体刚度差,缸体,基本结构与材料 缸体排列 缸体顶面,气
5、缸,曲轴箱,主轴承盖,缸体气缸(1),功用:,组成燃烧室;引导活 塞往复运动;工作中 要保证密封、散热、 承受侧压力。,要求,具有足够的强度和刚 度、耐磨、耐高温, 较高的加工精度和光 洁度,与活塞配合保 证密封。,缸体气缸(2),工作特点:,气缸内表面受高温高压 燃气作用,并与高速运 动的活塞有相对滑动, 极易磨损。为提高缸筒 耐磨性,延长其使用寿 命,在气缸结构和缸筒 表面处理上要采取措施。,三种:,无气缸套式、干气缸套 式、湿气缸套式,湿缸套,无缸套,干缸套 水冷机缸套,合金铸铁 机体,铝合金 机体,缸体气缸(3) 多孔镀铬 无缸套式,直接在缸体上加工出气 缸,缩短了气缸中心距, 减少了
6、尺寸和质量;机体 刚度大,工艺性好。 须用耐磨的合金铸铁,或 采用铝合金机体加表面多 孔镀络,成本增加。 单体式主轴承盖,缸体气缸(4),干缸套式,干式气缸套(合金铸铁2 3mm, 钢1 1.5mm,或铝合金)压入铸铁 机体缸套座孔,与铝合金机体铸在 一起或压入。不与冷却液接触。 机体刚度大;气缸中心距小;质量 轻;加工工艺简单。,传热较差;温度分布不均匀;容易 发生局部变形。,缸体:铸铝,(铝硅合金),缸套:,铝硅合金,缸体:铸铝(铝硅合金) 缸套:灰铸铁,铸入,缸体气缸(5),湿缸套式,气缸套外壁和冷却液直接接触。一 般采用合金铸铁材料,壁厚,58mm。,需要径向和轴向定位,轴向定位可 在
7、缸套底上部、中部或下部。需要 密封以防冷却液泄。,机体上没有封闭的水套,容易铸 造;传热好,温度分布比较均匀; 维修方便。,机体刚度差;容易漏水。,缸体气缸(6),湿缸套的定位,缸体,基本结构与材料 缸体排列 缸体顶面 气缸,曲轴箱,主轴承盖,缸体曲轴箱(1),半分式,底面与曲轴轴线基本,齐平,差3-4mm的制,口。,机体高度小,重量,轻,结构紧凑,便于,加工,曲轴拆装方便。 刚度和强度较差。,缸体曲轴箱(2),龙门式,底面比曲轴轴线低0.6 1.0D。,强度和刚度好,能承受 较大机械负荷。 加工复杂些。,缸体曲轴箱(3),隧道式,气缸体曲轴的主轴承孔 为整体式,采用滚动轴 承,主轴承孔较大,
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