第二章 機(jī)體組

1、第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組2.1 汽缸體與汽缸套2.2 汽缸蓋與燃燒室2.3 汽缸蓋罩與汽缸襯墊2.4 油底殼 機(jī)體組機(jī)體組主要由汽缸蓋罩、汽缸蓋、汽缸體、主要由汽缸蓋罩、汽缸蓋、汽缸體、汽缸套、曲軸箱、氣缸蓋、油底殼和氣缸墊等零件汽缸套、曲軸箱、氣缸蓋、油底殼和氣缸墊等零件組成。組成。2.1 2.1 汽缸體汽缸體 汽缸體汽缸體(Cylinder Block) 水冷發(fā)動機(jī)的氣缸體和上曲水冷發(fā)動機(jī)的氣缸體和上曲軸箱組成，最大零件，承受拉、壓、彎、扭的機(jī)械負(fù)荷。軸箱組成，最大零件，承受拉、壓、彎、扭的機(jī)械負(fù)荷。氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤滑油道等氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤滑油

2、道等 材料材料一般選用灰鑄鐵或鋁合金。一般選用灰鑄鐵或鋁合金。 汽缸（汽缸（Cylinder）氣缸體上部的圓柱形空腔氣缸體上部的圓柱形空腔 曲軸箱曲軸箱(Crankcase)機(jī)體下部支承曲軸運(yùn)動的空間。機(jī)體下部支承曲軸運(yùn)動的空間。汽缸體按汽缸體按汽缸體與油底殼安裝平面的位置不同汽缸體與油底殼安裝平面的位置不同可分為一可分為一般（平底）式、龍門式和隧道式三種形式。般（平底）式、龍門式和隧道式三種形式。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸體汽缸體第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸體汽缸體圖圖2-1 氣缸體的種類氣缸體的種類 一般（平底）式一般（平底）式龍門式龍門式隧道式隧道式優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)機(jī)體高度小，重量輕，

3、機(jī)體高度小，重量輕，便于加工，曲軸拆裝方便便于加工，曲軸拆裝方便,強(qiáng)度和剛度都好強(qiáng)度和剛度都好能承受較大的機(jī)械負(fù)荷，機(jī)能承受較大的機(jī)械負(fù)荷，機(jī)體前后端與油底殼之間的密體前后端與油底殼之間的密封較簡單封較簡單結(jié)構(gòu)緊湊、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好剛度和強(qiáng)度好缺點(diǎn)缺點(diǎn)剛度和強(qiáng)度較差，機(jī)體前后剛度和強(qiáng)度較差，機(jī)體前后端與油底殼之間的密封較復(fù)端與油底殼之間的密封較復(fù)雜雜工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難工較困難加工精度要求高，工藝性較加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便，必須差，曲軸拆裝不方便，必須使用滾動軸承，限制了在高使用滾動軸承，限制了在高速發(fā)動機(jī)上的使用速發(fā)動機(jī)上的使用第

4、二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸體汽缸體 按照氣缸排列方式按照氣缸排列方式可把可把氣缸體分成直列式、氣缸體分成直列式、V型、型、W型、對置式和星（型、對置式和星（Radial）型等形式）型等形式。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸體汽缸體整體式氣缸整體式氣缸氣缸直接鏜在氣缸體氣缸直接鏜在氣缸體上上優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：整體式氣缸強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的整體式氣缸強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的載荷載荷不足：不足：對材料要求高，成本高。對材料要求高，成本高。氣缸套氣缸套可裝到氣缸體內(nèi)的單獨(dú)的圓筒形零件，可裝到氣缸體內(nèi)的單獨(dú)的圓筒形零件，采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成. 制造成本低制造成本低,便于

5、修理和更便于修理和更換，氣缸體的使用壽命長。換，氣缸體的使用壽命長。風(fēng)冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)通常在氣缸的外壁鑄造有散熱片。通常在氣缸的外壁鑄造有散熱片。按照按照有無汽缸套可分為有無汽缸套可分為整體式汽缸和有缸套汽缸。整體式汽缸和有缸套汽缸。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸體汽缸體干式氣缸套干式氣缸套濕式氣缸套濕式氣缸套特點(diǎn)特點(diǎn)壁厚較薄，一般為壁厚較薄，一般為13mm，用，用合金鑄鐵離心鑄造的氣缸套其厚合金鑄鐵離心鑄造的氣缸套其厚度為度為23mm，用精密拉伸的鋼，用精密拉伸的鋼制氣缸套其厚度僅為制氣缸套其厚度僅為1.01.5mm壁厚一般為壁厚一般為58mm。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)強(qiáng)度和剛度都較好強(qiáng)度和剛度都較好散

6、熱良好，冷卻均勻，加工容易散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內(nèi)表面，而，通常只需要精加工內(nèi)表面，而與水接觸的外表面不需要加工，與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便；拆裝方便；缺點(diǎn)缺點(diǎn)進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不良。加工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都良。加工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都需要需要強(qiáng)度、剛度不如干式氣缸套好，強(qiáng)度、剛度不如干式氣缸套好，容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。氣缸套有氣缸套有干式氣缸套干式氣缸套和濕式氣缸套兩種和濕式氣缸套兩種第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸體汽缸體曲軸箱通風(fēng)裝置曲軸箱通風(fēng)裝置 自然通風(fēng)自然通風(fēng)-從曲軸箱抽從曲軸箱抽出的氣體直

7、接導(dǎo)入大氣中的出的氣體直接導(dǎo)入大氣中的通風(fēng)方式稱為自然通風(fēng)。柴通風(fēng)方式稱為自然通風(fēng)。柴油機(jī)多采用這種曲軸箱自然油機(jī)多采用這種曲軸箱自然通風(fēng)方式。通風(fēng)方式。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸體汽缸體2. 2. 強(qiáng)制通風(fēng)強(qiáng)制通風(fēng)從曲軸箱抽出的氣體從曲軸箱抽出的氣體導(dǎo)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管導(dǎo)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管，吸入氣缸再燃燒。，吸入氣缸再燃燒。汽油機(jī)一般都采用這汽油機(jī)一般都采用這種曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)方種曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)方式。式。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸體汽缸體2.22.2氣缸蓋與燃燒室氣缸蓋與燃燒室 一、汽缸蓋一、汽缸蓋 復(fù)雜箱形零件，有進(jìn)、排氣門座，氣門導(dǎo)管孔，火花塞的孔或復(fù)雜箱形零件，有進(jìn)、排氣門座，氣

8、門導(dǎo)管孔，火花塞的孔或噴油器孔、氣門搖臂軸固定裝置、凸輪軸軸承孔，冷卻水套等。噴油器孔、氣門搖臂軸固定裝置、凸輪軸軸承孔，冷卻水套等。工作條件工作條件與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|，承受很大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|，承受很大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷 型式型式單體式（缸徑單體式（缸徑140），分塊式、整體式），分塊式、整體式“鼻梁區(qū)鼻梁區(qū)”汽油機(jī)氣缸蓋上進(jìn)、排氣門座之間的的地方汽油機(jī)氣缸蓋上進(jìn)、排氣門座之間的的地方“三角區(qū)三角區(qū)”柴油機(jī)氣缸蓋上是進(jìn)、排氣門座和噴油器安裝孔之間的柴油機(jī)氣缸蓋上是進(jìn)、排氣門座和噴油器安裝孔之間的地方的。地方的。材料材料采用采用灰鑄鐵、合金鑄鐵鑄成或灰鑄鐵、合金鑄鐵鑄成

9、或鋁合金鋁合金火花塞第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室二、汽油機(jī)燃燒室汽油機(jī)燃燒室1）楔形燃燒室）楔形燃燒室 火花塞在楔形高處的進(jìn)、排氣門之間，火焰距離較長。 一般設(shè)置擠氣面積，氣門稍傾斜。 氣道轉(zhuǎn)彎較小，減少進(jìn)氣阻力，提高充氣效率。 壓縮比高，達(dá)910。 有較高的動力性和經(jīng)濟(jì)性。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室2）浴盆形燃燒室）浴盆形燃燒室 火花塞在進(jìn)、排氣門之間，火焰距離較長。 一般設(shè)置擠氣面積，擠氣的效果比較差。 氣道轉(zhuǎn)彎較大， 進(jìn)氣阻力大，充氣效率較低。 壓縮比低。 動力性和經(jīng)濟(jì)性較差

10、，但壓力升高率低，工作柔和。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室3）半球形燃燒室）半球形燃燒室 燃燒室緊湊，火花塞在中間，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短。 一般組織進(jìn)氣渦流。 氣道轉(zhuǎn)彎小， 進(jìn)氣阻力小，充氣效率高。 壓縮比高。 動力性和經(jīng)濟(jì)性好，壓力升高率低，工作柔和。 四氣門的半球形燃燒室相類似。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室4）碗形燃燒室）碗形燃燒室 燃燒室在活塞頂內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，火花塞在中間，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短。 擠流效果好。 氣道轉(zhuǎn)彎小， 進(jìn)氣阻力大，

11、充氣效率高。 壓縮比可達(dá)13。 動力性和經(jīng)濟(jì)性好，壓力升高率低，工作柔和。 對點(diǎn)火時刻敏感。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室5）三菱直噴滾流燃燒室）三菱直噴滾流燃燒室 燃燒室為半球屋頂形，借助于滾流形成火花塞周圍的濃混合氣。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室三、典型柴油機(jī)燃燒室典型柴油機(jī)燃燒室柴油機(jī)燃燒室分類（兩種類型）直接噴射式統(tǒng)一（室）式開式半開式球型油膜間接噴射式分隔（室）式渦流室式預(yù)燃室式第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室1 1） 直噴式燃燒室直噴式燃燒室A）開式燃燒室）開式燃燒室第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃

12、燒室汽缸蓋與燃燒室B）半開式燃燒室）半開式燃燒室 對車用小型高速柴油機(jī)，由于轉(zhuǎn)速高（可達(dá)5000 rmin)，混合氣形成和燃燒的時間極短，采用空間霧化混合時，不能只依賴油束的霧化，還要組織進(jìn)氣渦流。 半開式燃燒室將活塞頂上的凹坑加深，凹坑口徑縮小，燃燒室基本上集中在活塞頂部。 第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室C）球形油膜燃燒室）球形油膜燃燒室 球形油膜燃燒室布置在活塞頂部，混合氣主要是油膜蒸發(fā)混合形成，燃燒室中組織強(qiáng)烈進(jìn)氣渦流。 燃油順氣流方向沿燃燒室壁面噴射，在強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流作用下，在燃燒室壁上形成油膜。燃燒室壁溫控制在200 350，使壁面上燃料在比較低的溫度下蒸發(fā)

13、，以控制燃料的裂解反應(yīng)。 蒸發(fā)的油氣與空氣混合形成混合氣。 噴射時，會從油束中分散出一小部分燃料，在空氣中混合，形成可燃混合氣，并在適當(dāng)時著火，然后點(diǎn)燃從壁面蒸發(fā)形成的可燃混合氣。 隨著燃燒進(jìn)行，大量熱量輻射在油膜上，使油膜加速蒸發(fā)，不斷提供新鮮混合氣，保證迅速地燃燒。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室2 2） 間接噴射式燃燒室間接噴射式燃燒室A）渦流室燃燒室）渦流室燃燒室 燃燒室分為兩部分，主燃燒室和渦流室，兩者之間由一個或數(shù)個通道相連。通道方向與渦流室相切。渦流室容積約占整個燃燒室容積的50% 80%，通道的面積為活塞面積的1.2% 3.5%。噴油嘴安裝在禍流室內(nèi)，燃

14、油順渦流方向噴射。 在壓縮過程中，氣缸中空氣經(jīng)過通道流入渦流室，形成強(qiáng)烈的渦流，使噴入渦流室中的燃油形成混合氣。 當(dāng)渦流室中著火燃燒后，其中的氣體壓力、溫度迅速升高，將渦流室中末燃燒的燃料、空氣及燃?xì)庖黄鸾?jīng)過通道流入主燃燒室中，并形成燃燒渦流（二次渦流)，在主燃燒室，與空氣進(jìn)一步混合燃燒。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室B）預(yù)燃室燃燒室）預(yù)燃室燃燒室 燃燒室分為兩部分，主燃燒室和預(yù)燃室，兩者之間由一個或數(shù)個通道相連。噴油嘴安裝在預(yù)燃室中心線附近。由于連接通道不與預(yù)燃室相切，所以并不產(chǎn)生有組織的強(qiáng)烈渦流，但空氣流過通道產(chǎn)生強(qiáng)烈湍流，空氣湍流使一部分燃料霧化混合。 著火后，

15、預(yù)燃室中壓力、溫度迅速升高，利用這部分燃料燃燒的能量將預(yù)燃室中的混合氣高速噴入主燃燒室，并在主燃燒室內(nèi)造成空氣運(yùn)動（燃燒渦流），促使大部分燃料在主燃燒室內(nèi)混合燃燒。 預(yù)燃室燃燒室的經(jīng)濟(jì)性差，現(xiàn)代壓燃式發(fā)動機(jī)基本上不采用。第二章第二章 機(jī)體組機(jī)體組 汽缸蓋與燃燒室汽缸蓋與燃燒室2. 3 汽缸蓋罩與汽缸襯墊汽缸蓋罩與汽缸襯墊功用功用保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。漏油。要求要求有一定的彈性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以確保密封，同有一定的彈性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以確保密封，同時要有好的耐熱性、耐壓性和耐腐蝕性，在高溫、高壓下不燒損時要有好的耐熱性、耐壓性和耐腐蝕性，在高溫、高壓下不燒損、不變形。、不變形。氣缸襯墊的材料氣缸襯墊的材料金屬金屬- -石棉襯墊石棉襯墊（圖（圖2-142-14）、金屬、金屬- -復(fù)復(fù)合材料襯墊和全金屬襯墊合材料襯墊和全金屬襯墊（圖（圖2-152-15）三種。應(yīng)用較多的是三種。應(yīng)用較多的是金屬金屬-石棉襯墊中的石棉襯墊中的銅皮銅皮-石棉氣缸墊石棉氣缸墊。一、汽缸蓋罩一、汽缸蓋罩 薄鋼板沖壓而成，起封閉及防塵作用。2.4 油底殼油底殼曲軸箱曲軸箱氣缸體下部用來安裝曲軸的部位；分氣缸體下部