發(fā)動機(jī)第二章

發(fā)動機(jī)第二章第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五一、概

述發(fā)動機(jī)支撐“骨架”傳遞動力完成能量轉(zhuǎn)換（化學(xué)能－機(jī)械能）改變運(yùn)動方式（往復(fù)—旋轉(zhuǎn)）1.功用2.組成機(jī)體組活塞連桿組曲軸飛輪組第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五一、概

述3.工作條件4.受力分析高溫（Tmax2800K)高壓（Pmax9MPa）高速（nmax6000rpm）化學(xué)腐蝕，潤滑不良?xì)怏w作用力慣性力和離心力摩擦力第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五二、機(jī)體組1.功用（1）發(fā)動機(jī)的骨架（2）兩大機(jī)構(gòu)和發(fā)動機(jī)各系統(tǒng)的裝配基體（3）形成燃燒室（4）冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分（1）氣缸體（2）氣缸和氣缸套（3）氣缸蓋（4）油底殼（5）氣缸墊2.組成第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五1、氣缸體（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

水冷發(fā)動機(jī)的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體；風(fēng)冷發(fā)動機(jī)氣缸體與曲軸箱分別鑄造，且氣缸體為單體。氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤滑油道等。（2）材料

一般用高強(qiáng)度灰鑄鐵或鋁合金鑄成。（3）要求

足夠的強(qiáng)度和剛度；耐磨損和耐腐蝕；結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕；必須冷卻。第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五(4)氣缸體型式一般式氣缸體油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。優(yōu)點(diǎn):機(jī)體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；缺點(diǎn):剛度和強(qiáng)度較差。龍門式氣缸體油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的機(jī)械負(fù)荷；缺點(diǎn):工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難。隧道式氣缸體這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好。缺點(diǎn)：加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五2、氣缸和氣缸套（1）功用：組成燃燒室引導(dǎo)活塞往復(fù)運(yùn)動工作中要保證密封、散熱、承受側(cè)壓力（2）工作條件：高溫、高壓、高速、潤滑不良（3）要求：具有足夠的強(qiáng)度和剛度、耐磨、耐高溫較高的加工精度和光潔度與活塞配合保證密封（4）材料：一般采用優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵鑄造，鑄造后，對內(nèi)表面進(jìn)行熱處理，最后精加工而成。（5）氣缸排列型式：直列

V型對置式星型（6）型式：整體式氣缸套式干式濕式第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五3、氣缸蓋功用：封閉氣缸，組成燃燒室工作條件：高溫、高壓材料：一般采用灰鑄鐵、合金鑄鐵、鋁合金型式：整體式分塊狀單體式(5)汽油機(jī)燃燒室：楔形燃燒室盆形燃燒室半球形燃燒室多球形燃燒室篷形燃燒室第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五4、油底殼

氣缸體下部用來安裝曲軸的部位稱為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體；下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。油底殼內(nèi)裝有穩(wěn)油擋板，以防止汽車顛動時油面波動過大。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機(jī)的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤?。第九頁，共二十五頁，編輯?023年，星期五5、氣缸墊(1)功用：密封氣缸，防止漏氣、漏水和漏油(2)要求：a.在高溫、高壓、水和油的作用下，不燒損、不變形

b.要有一定的彈性，保證密封

c.拆裝方便，能重復(fù)使用，壽命長(3)材料：金屬－石棉；金屬－復(fù)合材料；全金屬銅皮石棉結(jié)構(gòu)，由于銅皮石棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時較之石棉不易變形。有的發(fā)動機(jī)還采用在石棉中心用編織的綱絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成的氣缸墊。(4)安裝原則：(5)缸蓋螺栓第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五三、曲柄連桿機(jī)構(gòu)1.活塞2.活塞環(huán)3.活塞銷4.連桿5.連桿軸瓦６.曲軸７.飛輪８.曲軸扭轉(zhuǎn)減振器9.主軸瓦第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五1.活塞功用：a.頂部組成燃燒室

b.承受氣體壓力，實(shí)現(xiàn)對外作功

c.封閉氣缸

d.承受氣體壓力(2)工作條件：高溫、高壓、高速、潤滑不良(3)要求：a.傳力可靠(強(qiáng)度和剛度要好)b.耐高溫、耐高壓、耐磨

c.質(zhì)量小、重量輕

d.導(dǎo)熱性能好(4)材料：高強(qiáng)度鋁合金(5)結(jié)構(gòu)：頂部(平頂、凹頂、凸頂)

頭部：安裝活塞環(huán)，密封、傳熱、刮油裙部：導(dǎo)向、承受側(cè)壓力、安裝活塞第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五1.活塞（6）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

a.活塞頭部厚，裙部薄;b.預(yù)先做成橢圓形(短軸沿銷座方向,長軸垂直銷座方向)c.預(yù)先做成錐形、階梯形，頂部直徑小，從小到大過渡。

d.預(yù)先做成銷座凹陷形（淺坑0.5-1mm)e.裙部開槽—

隔熱槽，|熱膨脹補(bǔ)償槽

f.裙部開孔,減少重量（10%-20%），減少膨脹

g.“恒范鋼片”雙金屬片

h.活塞銷相對活塞中心偏心1-2mm，減小“拍擊”

j.油冷活塞

k.短活塞第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五2.活塞環(huán)（1）功用：氣環(huán)密封傳熱油環(huán)刮油布油（2）工作條件：高溫、高壓、高速（3）要求：耐磨、彈性好、剛度好（4）材料：合金鑄鐵，第一道環(huán)鍍鉻，其它環(huán)鍍錫或磷化（5）構(gòu)造氣環(huán)矩形環(huán)（平環(huán)）扭曲環(huán)錐面環(huán)（梯形環(huán)）桶面環(huán)油環(huán)普通油環(huán)（整體環(huán)）組合油環(huán)第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五2.活塞環(huán)（1）直開口工藝性好，但密封性差。（2）階梯開口密封性好，但工藝差。（3）斜開口密封性和工藝性介于直開口和階梯開口之間。斜角30或45。第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五3.活塞銷(1)功用：連接活塞和連桿小頭把活塞承受的氣體壓力傳給連桿。(2)工作條件：高溫下周期地承受很大的沖擊載荷，潤滑條件差。(3)要求：足夠的強(qiáng)度和剛度，表面韌性好，耐磨性好，重量輕。(4)材料：低碳鋼和低碳合金鋼

(5)構(gòu)造圓柱形兩段截錐與一段圓柱組合兩段截錐形。(6)安裝全浮式安裝半浮式安裝第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五4.連桿1)功用：連接活塞與曲軸，傳遞動力改變運(yùn)動方式往復(fù)—

旋轉(zhuǎn)(2)構(gòu)造小頭桿身大端平分切割斜分?jǐn)嗔?/p>

(3)大端定位平切口斜切口止口定位套筒定位定位銷定位鋸齒定位第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五5.連桿軸瓦

為了減小摩擦阻力和曲軸連桿軸頸的磨損，連桿大頭孔內(nèi)裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個半片，目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其內(nèi)表面澆鑄有耐磨合金層。耐磨合金層具有質(zhì)軟，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨損等特點(diǎn)。耐磨合金常采用的有巴氏合金，銅鋁合金，高錫鋁合金。連桿軸瓦的背面有很高的光潔度。半個軸瓦在自由狀態(tài)下不是半圓形，當(dāng)它們裝入連桿大頭孔內(nèi)時，又有過盈，故能均勻地緊貼在大頭孔壁上，具有很好的承受載荷和導(dǎo)熱的能力，并可以提高工作可靠性和延長使用壽命。第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五6.曲軸(1)功用：a.將連桿傳來的力轉(zhuǎn)變成扭矩，并傳給傳動系，對外輸出。

b.驅(qū)動配氣機(jī)構(gòu)

c.驅(qū)動其它輔助裝置(2)工作條件：受力大且受力復(fù)雜(3)材料：中碳鋼或中碳合金鋼(4)結(jié)構(gòu)：前端若干曲拐(主軸頸、連桿軸頸、曲柄）后端(5)分類：曲柺連接方式：整體式與組合式曲軸主軸頸數(shù)：全支承與非全支承全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個，即每一個連桿軸頸兩邊都有一個主軸頸。非全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目少或與氣缸數(shù)目相等。第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五6.曲軸(6)曲拐布置與發(fā)火順序作功間隔角=7200/ii為氣缸數(shù)

單缸7200

功間隔角雙缸3600

四缸1800

六缸1200

八缸900

四缸1-3-4-2

發(fā)火順序1-2-4-3

六缸1-5-3-6-2-41-4-2-6-3-5

八缸1-8-4-3-6-5-7-2第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五6.曲軸（工作順序?yàn)?—3—4—2）一缸二缸三缸四缸0-1800功1800--36003600--54005400--7200第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五6.曲軸（工作順序?yàn)?—2—4—3）一缸二缸三缸四缸0-1800功1800--36003600--54005400--7200第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五7.飛輪(1)功用：a.儲存能量，幫助曲柄連桿機(jī)構(gòu)越過止點(diǎn)，完成輔助行程。

b.克服暫時超負(fù)荷,使曲軸旋轉(zhuǎn)均勻

c.其它用途（組成離合器，起動）(2)工作條件：高速旋轉(zhuǎn)(3)要求：平衡性能好，達(dá)到動平衡和靜平衡(4)材料：灰鑄鐵(5)結(jié)構(gòu)：飛輪是一個很重的鑄鐵圓盤，用螺栓固定在曲軸后端的接盤上，具有很大的轉(zhuǎn)動慣量。飛輪輪緣上鑲有齒圈，齒圈與飛輪緊配合，有一定的過盈量。在飛輪輪緣上作有記號(刻線或銷孔)供找壓縮上止點(diǎn)用，當(dāng)飛輪上的記號與外殼上的記號對正時，正好是壓縮上止點(diǎn)。第二十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期五8.曲軸扭轉(zhuǎn)減振器

曲軸是一種扭轉(zhuǎn)彈性系統(tǒng)，其本身具有一定的自振頻率。在發(fā)動機(jī)工作過程中，經(jīng)連桿傳給連桿軸頸的作用力的大小和方向都是周期性變