Honda发动机教材ppt课件

03MACCORD发动机(UA)简介,概述作为动力源的发动机是汽车的心脏，它的功能是将某种形式的能量转化为机械能。通常，汽车上采用的是内燃机，它通过混合气的燃烧，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动而获得动力。,内燃机从1883年发明以来已经历了一百多年的发展，其技术水平得到了极大的提高，已实现了包括电控燃油喷射技术在内的诸多先进技术，但发动机的工作原理始终没有改变。,目录第一节、发动机工作原理第二节、发动机主要性能指标第三节、发动机本体第四节、曲柄连杆机构第五节、配气机构第六节、润滑系统第七节、供给系统第八节、排气系统第九节、点火系统第十节、电控系统第十一节、冷却系统第十二节、变速箱第十三节、传动轴,第一节发动机工作原理,(一)术语定义如图1-1术语定义示意图上止点：活塞离曲轴中心线最大距离时的位置。下止点：活塞离曲轴中心线最小距离时的位置。活塞行程S：上、下止点间的距离。气缸工作容积Vh：活塞在上、下止点间所扫过的容积。多缸发动机的工作容积为缸数与气缸工作容积的乘积，亦称为排量。,图1-1术语定义示意图1,第一节发动机工作原理,燃烧室容积VC：活塞在上止点时，活塞顶与气缸盖形成的空间称为燃烧室，它的容积称为燃烧室容积。气缸总容积Va：燃烧室容积与气缸工作容积之和。即Va=Vh+Vc压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比。,图1-1术语定义示意图2,第一节发动机工作原理,(二)工作原理在发动机将燃料燃烧的热能转化为机械能的过程中，不断地依次反复进行进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程,如图1-2。每进行一次这样的连续过程称一个工作循环（即周期）。活塞往复四个行程完成一个工作循环的发动机称为四冲程发动机。在一个工作循环中，活塞在气缸内上下运动各两次，曲轴旋转720，进排气门各开启一次，发动机作功一次。,第一节发动机工作原理,图1-2发动机工作循环示意图,第一节发动机工作原理,1.进气冲程进气冲程指从进气门开启直到进气门完全关闭为止的一段过程,如图1-3。曲轴在起动机或飞轮的惯性力带动下旋转，活塞通过曲柄连杆机构从上止点向下止点运动，此时，进气门开启，排气门关闭，从而造成活塞以上容积增大,图1-3进气冲程,第一节发动机工作原理,而形成真空，可燃混合气（或空气）被吸入气缸。当活塞运行至下止点时，进气门关闭，进气结束。实际上，进气门常常在上止点前就开启,在下止点后才关闭，以提高充气量。2.压缩冲程曲轴在惯性力的作用下继续旋转，活塞通过曲柄连杆机构由下止点向上止点运动,如图1-4。此时，吸进的可燃混合气被压缩，气缸内压力和温度迅速提高，油气混合均匀，为混合气快速、充分燃烧作好了准备。,第一节发动机工作原理,压缩冲程实际上是从进气门完全关闭后到燃烧开始使气缸内压力急剧上升为止。压缩比越大，燃烧时的压力和温度就越高，发动机热效率也越高。但压缩比的提高要受到爆震的制约。压缩比是评价发动机强化程度的一个重要指标。,图1-4压缩冲程,第一节发动机工作原理,3.作功冲程当活塞上行接近上止点时，火花塞产生的电火花将被压缩的可燃混合气点燃，混合气迅速燃烧，气缸内压力和温度急剧升高，推动活塞向下移动，并通过曲柄连杆机构将燃气压力转化为转矩向外输出，如图1-5所示，此过程中气体推动活塞作功，故称作功过程。,图1-5作功冲程,第一节发动机工作原理,理论上活塞在上止点时火花塞点燃混合气，但实际上从火花塞点火到混合气燃烧有个滞燃期，这就要求将点火时刻提前到上止点前，这个点火时刻相对于上止点的曲轴转角称为点火提前角。点火提前角不能过大或过小，否则会引起爆震或降低热效率，增加油耗。,第一节发动机工作原理,4.排气冲程曲轴在惯性力的带动下，活塞通过曲柄连杆机构驱动由下止点向上止点运动，如图1-6所示，此过程进气门关闭、排气门开启，废气在自身压力和活塞上移的作用下由排气门排出气缸。实际上排气门在下止点前就打开，在上止点后才关闭，这样有利于排净废气。,图1-6排气冲程,第一节发动机工作原理,第二节发动机主要性能指标,L4车型,第二节发动机主要性能指标,V6车型,第二节发动机主要性能指标,第三节发动机本体,一、缸体总成及相关组件,缸体总成及相关组件在发动机中的功用主要是作为装配基体固定、支承其他零件，并与活塞和缸盖等零件构成燃烧室，供运动件在其内运动；另外，在这些零件内部的水道和油道可对发动机的相关部位进行冷却和润滑。,第三节发动机本体,（一）缸体总成1.概述缸体总成是发动机的骨架，在其上装有许多发动机零件和附件。另外，在装车时，要通过缸体把发动机固定在车体发动机舱内。发动机工作时，缸体要承受可燃混合气燃烧所产生的气体力、曲柄连杆机构工作时的惯性力和汽车运动时的颠簸振动等内、外力的作用，还要承受周期性的热的冲击。发动机缸体要在如此恶劣的条件下稳定可靠地工作，应满足以下要求：,第三节发动机本体,1)、缸体应很结实，有足够的强度和刚度，在工作时不能产生损坏和过大的变形，以免影响有关零件的配合关系。2)、缸体要耐热且导热性能好，能把工作时所受的热量及时传导到外面；另外，缸体的气缸内壁应耐磨，能承受活塞在缸套内作高速运动而不发生异常磨损。3)、结构紧凑，外型尺寸小，重量轻。4)、有较好的铸造、机加工、装配工艺性。,第三节发动机本体,本田K24A4和K20A7发动机为直列4缸发动机，为铸铝缸体，材料牌号为HD2-BS-T5，铸铁缸套用镶嵌铸造的方式与缸体做成一体，因此该缸体既具有较轻的重量和较好的散热性能，又能保证缸套有足够的耐磨性和耐热性。缸体和上曲轴箱铸成一体，其结构形式为平分式，表3-1是K24A4发动机和K20A7发动机缸体基本情况介绍：,第三节发动机本体,表3-1缸体总成外型尺寸（2.4L/2.0L）,2.4L、2.0L发动机缸体总成结构、尺寸基本一致，但由于两种发动机冲程不一样（分别为97mm和86mm），所以缸体高度有一定差异。,第三节发动机本体,2.缸体总成的铸造、机加工情况简介K24A4和K20A7缸体总成的铸造和机加工均在DHEC内进行，V6缸体总成在日本生产。毛坯铸造：1)、采用2500吨压铸机生产缸体毛坯，生产工序简单，效率高，零件重复性好，毛坯尺寸精度高，加工余量小。2)、为保证缸体成品的尺寸精度，DHEC把缸体铸造残余应力也作为控制项目之一，在量产初期通过,第三节发动机本体,相关试验手段对其实际状况进行了解。毛坯完成铸造成型、去冒口飞边等工序后，尚需进行T5热处理，以去除铸件内部的热应力3)、与缸体总成的平分式结构相适应，下缸体采用在铸铝件中镶嵌铸铁主轴承盖的方法，在零件铸造时把两者铸为一体，这样既可保证主轴承座有足够的刚度和耐磨性，也可以保持缸体轻量化，紧凑化的优点，简化机加工、装配、维修工序。,第三节发动机本体,机加工：1)、缸体、下缸体用主轴承盖螺栓以规定轴力拧紧后再加工主轴孔，以保证其尺寸精度。2)、采用挤压方式加工螺纹孔，可保证其精度、强度和寿命。3)、为使发动机有良好的磨合性能，在精镗缸孔后，还要对其进行珩磨处理。4)、缸体总成加工完毕后，需要进行彻底清洗，去除金属屑和杂质。5)、为保证缸体铸造质量，缸体总成加工完毕后需要进行气密性检验，如有泄漏要作含浸处理.,第三节发动机本体,3.缸体总成结构及其装配关系1)L4缸体总成结构,图3-1L4缸体总成结构缸体;20mm螺栓堵头;28mm螺栓堵头;堵头垫圈定位销，1314;定位销，1822主轴承盖螺栓，1195下缸体,第三节发动机本体,L4缸体总成与其它零件的装配关系缸体总成上表面和缸盖相连，中间有气缸盖衬垫，下表面和油底壳相连，缸体表面有大量螺纹孔，主要用于安装各种零件、附件和支架；内部有各种支承座，用于安装运动件。安装在其上的零件主要有：右端盖、曲柄连杆机构、正时链壳、机油泵总成（连双平衡轴机构）、变速箱等；附件主要有机油滤清器、水泵、发电机、,第三节发动机本体,空调压缩机和起动电机等。缸体内部铸有复杂的水道和油道，供冷却液和机油流通，用于冷却缸体受热部位和对发动机运动副进行润滑。在装配工序中，为保证缸体、下缸体间有足够的接合力，主轴孔和曲轴主轴颈间有合适的油膜间隙，需要用螺栓自动拧紧机以事先设定好的预紧力和拧紧角度来拧紧主轴承盖螺栓。,第三节发动机本体,2)V6缸体总成结构V6发动机（J30A4）缸体为V型6缸结构，夹角为60，与L4缸体相同，V6缸体也是采用镶嵌铸铁缸套的铸铝合金构造，在保证使用寿命的同时减轻了零件的重量。V6发动机缸体总成构成情况如图3-2所示。,图3-2V6缸体总成结构1、缸体;2、主轴承盖;3、主轴承盖螺栓;4、安装旁螺栓;5、定位销;6、节流喷嘴;7、O型圈;8、堵头垫圈;9、堵头;10、放气螺栓;11、堵塞螺栓;12、堵塞螺栓垫圈;,第三节发动机本体,V6缸体总成构成情况、与其它零件的装配关系V6发动机缸体总成为龙门式结构，没有L4缸体总成中的下缸体结构，而是用粉末冶金主轴承盖与缸体直接构成主轴承座，为保证缸体总成的刚度，除使用主轴承盖螺栓紧固缸体和主轴承盖外，每个主轴承座中还有两根旁螺栓把两者拧紧在一起。由于L4、V6缸体总成结构差异很大，因此安装在V6缸体总成上的相关零件的安装方式与L4也有一定的差异。,第三节发动机本体,（二）缸套K24A4、K20A7和J30A4发动机均采用铸铁缸套，在压铸缸体毛坯时与缸体铸在一起，这样做的好处是既可以具有整体式气缸刚性好的优点，又可以满足发动机气缸工作时耐磨耐热的要求，并且还能减少发动机装配工序。缸体总成加工时要对缸套内径进行珩磨，在气缸内壁面加工出均匀细小的凹槽，发动机磨合过程中凹槽可以储存机油，在活塞往复运动时起润滑作用。目前K24A4发动机采用离心铸造方式生产缸套，K20A7和J30A4发动机采用砂型铸造方式生产缸套。,第三节发动机本体,（三）油底壳油底壳安装在缸体下端面，起密封曲轴箱和收集、贮存机油的作用。K24A4和K20A7发动机的油底壳为薄钢板冲压而成，外表面涂耐腐蚀黑漆，装配时在接合面涂耐油耐高温的密封胶。底部有放油螺塞，用于排泄机油。J30A4发动机的油底壳为铝合金压铸件，与薄钢板冲压件相比有更好的强度和刚性，对降低发动机的振动和噪声有很大好处。,第三节发动机本体,两者图片见图3-3。,V6油底壳,L4油底壳,图3-3,第三节发动机本体,（四）正时链壳和正时皮带罩盖K24A4、K20A7发动机的正时链条前端装有正时链壳，该零件为铝合金压铸件，其作用是密封缸体前端的正时系统工作部位，以免异物进入该处，影响发动机正时系统的正常工作，另外该零件还有防止机油泄漏和隔音的作用。在正时链壳上装有一个小盖板，拆下盖板后,可以在不拆卸发动机的情况下对正时链条自动张紧器进行调节。,第三节发动机本体,正时链壳如图3-4所示J30A4发动机采用正时皮带罩盖密封正时皮带工作区域，该零件为树脂注塑件，其作用与正时链壳大致相同。,图3-4正时链壳,第三节发动机本体,二、缸盖及相关件(一)缸盖缸盖位于缸体上方，通过缸盖螺栓与缸体紧固在一起（中间有气缸垫），上方与缸盖罩相连（中间有密封条）。缸盖下表面铸有燃烧室，与活塞顶部、气缸壁面共同组成供可燃混合气燃烧的密闭空间。另外，缸盖内部还有冷却水道、润滑油道，火花塞销座和进排气道等结构。2.0L和2.4L发动机考虑到不同机型缸盖零件通用化的要求，其总成设计为缸盖、摇臂轴保持架、凸轮轴保持架三者分开的结构，两种缸盖总成,第三节发动机本体,相同，但两者部分组件不同，如气缸垫。因此介绍过程中只按照发动机形式分别介绍L4发动机缸盖和V6发动机缸盖，图3-5和图3-6分别为L4和V6发动机缸盖总成装配图。发动机的缸盖材料都采用铸铝合金，可以减轻整机重量和避免因为与缸体材料的热膨胀系数不同而在受热时接合表面产生缝隙。缸盖上燃烧室形状和进、排气道形状对发动机各项性能有很大影响，发动机的燃烧室表面和进、排气道内表面均为非加工表面，依靠模具和型芯保证其,第三节发动机本体,图3-5L4发动机总成装配图,图3-6V6发动机总成装配图,第三节发动机本体,形状，所以对铸造质量的要求很高，上述壁面不允许有影响发动机性能的铸造缺陷。,1、L4发动机缸盖：UAL4发动机采用双顶置凸轮轴气缸盖，缸盖上部铸有5个凸轮轴座，和5个凸轮轴保持架一起支承、固定凸轮轴。安装在缸盖上的其他零件主要有：气门组件（气门、气门座、气门导管、气门弹簧、摇臂和摇臂轴），火花塞，火花塞护套等，火花塞垂直于燃烧室布置，可以降低发动机爆燃的倾向，同时对提高发动机的压缩比和燃烧热效率的也有一定的帮助。另外，在缸盖外表面还装有VTEC油路开关电磁阀和进、排气歧管等零件，如图3-7为L4发动机缸盖及相关零件简图。,第三节发动机本体,图3-7L4发动机缸盖及相关零件简图1-缸盖；2-摇臂轴保持架；3-进气凸轮轴；4-排气凸轮轴；5-凸轮轴保持架；6-进气弹簧；7-排气弹簧,第三节发动机本体,2、V6发动机缸盖：UAV6发动机装有两个缸盖，分别叫做前缸盖和后缸盖，如图3-8为前缸盖，图3-9为后缸盖，前后缸盖总成相同，缸盖毛坯上铸有凸轮轴座孔，用于加工后安装前后凸轮轴。前后缸盖上安装的其他主要零件相同，主要有：气门组件（气门、气门座、气门导管、气门弹簧、摇臂和摇臂轴），火花塞，火花塞护套等，在缸盖外表面还装有VTEC油路开关电磁阀和进、排气歧管等零件。另外，后缸盖比前缸盖多安装了一个传感器支架。,第三节发动机本体,图3-8V6发动机前缸盖及相关零件简图1-前缸盖总成；2-进气导管；3-排气导管；4-油封A；5-油封B；6-前凸轮轴盖；7-气缸垫；8-支架；9-缸盖螺栓；10-螺栓；11-定位销；12-定位销；13-O形圈；14、15-螺栓；16-定位销B；17、18-法兰螺栓,第三节发动机本体,图3-9V6发动机后缸盖及相关零件简图1-进气导管；2-排气导管；3-油封A；4-油封B；5-前凸轮轴盖；6-气缸垫；7-前缸盖总成；8-传感器支架；9-支架；10-缸盖螺栓；11-螺栓；12、13-定位销；14-O形圈；15、16、17-螺栓；18-定位销B；19、20、21-法兰螺栓,第三节发动机本体,（二）气缸垫气缸垫位于缸体和缸盖的结合面之间，作用是对在缸体和缸盖间流动的气体、机油和冷却液进行密封，防止泄漏。气缸垫应满足以下要求：1.在高温高压燃气的冲刷下不易破损，耐腐蚀；2.要有很好的密封性，衬垫要有一定的弹性，利用弹性来补偿结合面的不平；3.有较长的使用寿命，拆装方便。,第三节发动机本体,ACCORD发动机所使用的气缸垫为金属气缸垫，由三块冲压低碳薄钢板铆接而成，在密封部位冲出波纹形状，在与缸体、缸盖结合的表面涂上耐热、耐腐蚀涂层，以延长气缸垫的寿命。采用金属气缸垫有以下优点：1.可减小燃烧室容积变化，有利于发动机稳定工作，减少废气的排放；2.避免使用对人体有害的石棉，能保障使用者的身体健康，有利于环保。,第三节发动机本体,(三)缸盖罩如图3-10和图3-11分别为L4和V6发动机缸盖罩，为薄壁铸铝件，安装在缸盖上方（中间有密封条），上表面有“H”标记及“VTEC”、“HONDAMOTORCO”字样，并有供火花塞护套通过的通孔和机油加注口。下表面有凹槽，供密封垫安装之用。内部铸有凸起的铆钉，用于铆接通气板。外表面涂有银灰色耐热涂层，并装有机油加注口盖、高压点火线夹和紧固螺栓等零件。其作用主要有：,第三节发动机本体,1.密封缸盖上部，防止脏物进入和机油流出；2.固定高压点火线；3.加注机油。,图3-10L4发动机缸盖罩1-点火线圈；2-点火线圈座；3-缸盖罩；4-火花塞,第三节发动机本体,图3-11V6发动机缸盖罩1-点火线圈；2-缸盖罩；3-火花塞,第三节发动机本体,第四节曲柄连杆机构,曲柄连杆机构是往复活塞式内燃机的主要工作机构，它承受燃料燃烧时产生的气体力，并将此力传给曲轴对外输出作功，同时将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，因此它又是实现热功转换的主要机构。曲柄连杆机构主要由活塞、活塞销、活塞销卡环、活塞环、连杆、连杆轴瓦、连杆小头衬套、连杆螺栓、主轴瓦、曲轴、飞轮和止推片等零件组成，不同零件均有各自的特点和功用。K24A4和K20A7发动机曲柄连杆机构的构成情况如,第四节曲柄连杆机构,图4-1所示，J30A4发动机曲柄连杆机构的构成情况如图4-2所示，现分别介绍如下。,图4-1L4发动机曲柄连杆机构简图1.活塞;2.活塞环组件;3.活塞销;4.活塞销卡环;5.连杆螺栓;6.连杆;7.连杆轴瓦;8.曲轴;9.主轴瓦（上瓦）;10.止推片;11.主轴瓦（下瓦）;12.正时链轮;13.正时脉冲板;14.曲轴皮带轮;15.皮带轮螺栓;16.平键;17.定位销,第四节曲柄连杆机构,图4-2V6发动机曲柄连杆机构简图1.活塞;2.活塞环组件;3.活塞销;4.活塞销卡环;5.连杆螺栓;6.连杆;7.连杆轴瓦8.曲轴;9.主轴瓦（上瓦）;10.止推片;11.主轴瓦（下瓦）;12.正时链轮;13.正时脉冲板;14.曲轴皮带轮;15.皮带轮螺栓;16.平键;17.定位销,第四节曲柄连杆机构,(一)活塞活塞由顶部、头部和裙部组成，其功用是承受气缸内燃气压力，并将此力传给连杆。活塞的顶部还与缸盖和气缸套共同组成燃烧室，进入气缸的燃料和新鲜空气就是在这个密闭空间内燃烧的。活塞的工作条件十分恶劣，它是在高温、高压的燃气作用下，不断地作高速往复运动，为保证活塞能长期可靠地工作，我们对它有以下要求：1、在高温下有足够的机械强度和刚度；2、尺寸精度高，热膨胀系数小；,第四节曲柄连杆机构,3、耐磨、耐腐蚀；4、重量轻，散热性能好。ACCORD系列发动机活塞的材料牌号为AC8H，是本田研究所和日本本田金属公司共同研制开发而成的，属于共晶铝硅合金，约含10%的硅和3%的铜，另外还含有少量其它的金属。采用共晶铝硅合金既可保留铝合金重量轻、导热性能好的优点，又在一定程度上提高了耐磨性、耐腐蚀性和减小热膨胀系数，增加了高速功况下活塞工作的可靠性。,第四节曲柄连杆机构,为提高活塞的磨合性能，在活塞裙部涂有二硫化钼涂层，该涂层可以起到固体润滑剂的作用，对缸孔活塞裙部运动副进行润滑。ACCORD活塞结构K24A4和K20A7发动机活塞（图4-3）顶部铸有各种标记，分别表示分组配合的组别和装配时的安装方向。其中顶部中央的“B”标记表示该活塞在与缸体进行分组配合时属于B组，而顶部没有标记的属于A组；“IN”表示装配时该方向应靠近进气歧管方向；“”表示装配时该方向靠近正时链条方向。,第四节曲柄连杆机构,活塞头部有供活塞环安装的气环槽和油环槽，油环槽上钻有回油孔，油环从缸筒壁上刮下来的机油可通过回油孔流回油底壳。此外，活塞头部还要将顶部吸收的热量通过活塞环传导出去，以降低活塞的工作温度。活塞裙部在活塞往复运动中起导向作用，并承受侧压力的作用。裙部有二硫化钼涂层。J30A4发动机活塞各部分结构与L4活塞基本相同。,图4-3活塞,第四节曲柄连杆机构,活塞的分组1、活塞的重量分组活塞工作过程中速度不断变化，产生往复惯性力，为使各缸活塞的往复惯性力互相平衡，令发动机能尽量平稳地工作，同一台发动机内4个活塞的重量差最大不能超过3g所以活塞加工完毕后，要测量它们的重量，然后根据重量进行分组并在活塞销座外壁涂上不同的颜色作为标记，发动机装配时，同一台发动机的各缸只允许装相同颜色的活塞。,第四节曲柄连杆机构,2、活塞的裙部直径分组活塞和气缸有严格的装配间隙要求(2040m)，否则会发生拉缸、异常磨损或噪声过大等问题。为了不过分提高活塞和气缸的加工精度，又能保证合适的装配间隙，K24A4和K20A7发动机采用了分组配合的方式，根据活塞裙部直径的大小，把活塞分为A、B两组，A组不打标记，B组则在顶部中央位置打上标记“B”，同时，缸体加工完毕后，测量每缸的内径并进行分组，在缸体的相应部位打上标记。装配时根据每缸的内径尺寸选择装A或B组活塞。,第四节曲柄连杆机构,J30A4发动机的缸孔直径和活塞裙部直径不需要进行尺寸分组。（二）活塞销活塞销的功用是将活塞和连杆小头活动地连接起来，并将活塞所受的力传递给连杆。活塞销工作时在高温下承受很大的周期性冲击载荷，而且与连杆小头的配合表面之间润滑条件较差，主要依靠飞溅润滑。因此对活塞销的要求是：有足够的强度和刚度，表面应耐磨，内部有较好的韧性和较高的疲劳强度，自身的重量要轻。,第四节曲柄连杆机构,ACCORD发动机活塞销材料牌号为SCr420H，属于低碳合金钢，含0.2%的碳，1.0%的铬，这种金属材料热处理后表面硬度很高，但内部仍保持良好的韧性，符合活塞销工作条件的要求。活塞销为空心销，用双向冷挤压的办法加工内外表面，再加工出倒角，然后对外表面进行渗碳处理，再进行半精磨、精磨，最后对零件进行磁力探伤。,第四节曲柄连杆机构,（三）活塞环活塞环安装在活塞头部的活塞环环槽内，包括气环和油环，两者有不同的作用。ACCORD发动机活塞环的安装方式采用两道气环和一道油环的形式，详情具体介绍如下：1、气环的功用是保证活塞与气缸壁之间的密封，防止燃烧室的高压燃气漏入曲轴箱，另外气环还起传热的作用，可减轻活塞头部的热负荷。气环是在高温、高压、高速及润滑困难等恶劣条件下,第四节曲柄连杆机构,工作的，为保证其工作可靠性，应从材料、形状和加工等方面下工夫。雅阁系列发动机气环采用不锈钢制造，第一道气环为桶面环，厚度为1.2mm，它的优点是有较好的磨合性能、密封性能和润滑性能。第二道气环为矩形环，厚度为1.2mm，两道气环的切口均为直切口，加工、装配都比较方便。为提高气环的使用寿命，第一道气环表面氮化，在与缸套接触的表面镀铬，第二道气环表面磷化，与缸套接触的表面镀铬。,第四节曲柄连杆机构,2、油环位于气环的下方，主要起刮油的作用，将气缸壁上多余的机油刮下来，流回曲轴箱中，减少机油消耗。ACCORD发动机采用组合油环，由两个刮片和一个衬环组成，组合油环的优点是刮油能力强，重量轻，磨合性好。刮片和衬环均由不锈钢制成，刮片表面氮化处理，与缸套的接触面镀铬处理，组合后油环厚度为2.8mm油环刮下来的机油，通过活塞油环环槽上的回油孔流回油底壳。,第四节曲柄连杆机构,（四）连杆连杆（图4-4）由连杆小头、杆身和连杆大头组成，主要功用为将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞承受的力传给曲轴。在工作过程中，连杆受到活塞顶部的气体力、活塞组和连杆小头的往复惯性力和连杆自身的横向惯性力的作用。上述力的大小和方向都是周期性变化的，因此对连杆的刚度和疲劳强度的要求较高，以免工作时产生变形和断裂等故障，酿成意外。,第四节曲柄连杆机构,另外，在保证强度和刚度的前提下，我们希望连杆重量尽可能轻。,图4-4连杆组件1.连杆小头2.杆身3.连杆大头4.连杆轴瓦5.连杆盖6.垫片7.连杆螺栓8.定位销9.连杆小头衬套,第四节曲柄连杆机构,ACCORD发动机的连杆ACCORD发动机连杆材料牌号为S35VCS，属于中碳钢，毛坯是锻造而成的，可保证有较高的机械强度和良好的金相组织。杆身锻成“工”字形，可以在保证有足够的强度和刚度的前提下使连杆重量较轻。另外，连杆大头和杆身之间采用半径较大的圆弧过渡，在大头和连杆盖上布置加强筋和凸台，这些措施都能有效提高连杆大头的刚度，防止在工作过程中产生变形。连杆大头的剖分方式为平切口，可简化连杆的加工和安装工艺。,第四节曲柄连杆机构,连杆小头为短圆管形，作用是通过活塞销连接连杆和活塞。在小头内表面和活塞销外表面之间压有减摩衬套。由于活塞销为全浮型，运转时两表面有相对运动，为保证配合表面有良好的润滑，特意在小头上端钻出通孔，工作时曲轴甩起的机油可通过小孔进入衬套和活塞销的配合表面。连杆杆身锻造而成，不再进行机加工，锻造时同时在杆身表面锻出机种代号。,第四节曲柄连杆机构,连杆的分组与活塞相似，连杆在机加工和装配时也需要进行重量和尺寸的分组。1、连杆大头直径分组发动机工作时，连杆大头和曲轴的曲柄销之间有很高的相对运动速度，为保证两者之间能可靠地形成承载油膜，减小磨损和发热，要求两个相对运动表面之间有合适的间隙（3514m）。因此，连杆和曲轴机加工完毕后要测量大头的内径和曲柄销的外径尺寸，按照测量结果将其分组，,第四节曲柄连杆机构,并打上分组记号，然后按照轴瓦配合表选择合适厚度的连杆轴瓦。2、连杆总成重量分组为保证发动机能平稳工作，各缸连杆产生的惯性力能相互平衡，我们要求同一发动机各缸连杆总成的重量差最大不能超过3g，因此在连杆总成加工完毕后，需要测量其重量，并按照重量进行分组，打上分组标记。发动机装配时，同一发动机只能装重量分组号相同的连杆。,第四节曲柄连杆机构,（六）连杆螺栓与一般发动机不同，ACCORD发动机连杆的紧固不是采用传统的螺栓、螺母紧固方式，而是使用一种称为塑性区域紧固件的较轻的螺栓（无螺母），这种螺栓设计工作在金属的塑性变形区域，而非传统的弹性变形区域，这种设计使得螺栓能保持相对较大的压紧力并把工作应力控制在正常的范围内，以防止发动机运转时连杆大头因受力而产生过大的变形。,第四节曲柄连杆机构,ACCORD发动机的连杆螺栓的材料牌号为SCr440，属中碳钢，表面磷化处理后再涂上防锈油。为保证紧固时螺栓的轴力符合规定要求，装配时连杆螺栓采用扭矩加转角的方式拧紧，即先拧紧到规定的力矩，再旋转一定的角度。,第四节曲柄连杆机构,（七）曲轴曲轴是发动机中最重要的零件之一，它的作用主要是将活塞和连杆传来的气体力转变为转矩输出，以驱动与发动机相连的动力装置，此外，曲轴还要驱动发动机本身的配气机构、润滑系统、冷却系统和各种附件。曲轴工作时受到各种力及由此产生的转矩和弯矩的作用，受力情况十分复杂；同时，各运动副之间以很高的相对速度运动，如果润滑不良的话会产生严重的磨损。因此我们要求曲轴有足够的,第四节曲柄连杆机构,强度和刚度，重量轻，动不平衡量小，耐磨性好，运动副之间有可靠的润滑。L4发动机曲轴K24A4和K20A7发动机曲轴为全支承式，共有4个曲柄销和5个主轴颈，曲柄销与连杆大头相连，工作时承受连杆传来的力，主轴颈安装在缸体主轴承座上，对曲轴起定位和支承的作用，这样的结构方式优点是强度和刚度大，工作可靠。,第四节曲柄连杆机构,曲轴材料牌号为S48C，属于中碳钢，毛坯锻造后正火，相关部位机加工后整个表面GSN处理，然后进行校正、动平衡测量和修正，最后抛光主轴颈和曲柄销并进行磁力探伤。为使各配合表面有可靠的润滑，在曲柄臂上钻出4条斜油道，油道通过曲柄销和主轴颈，但不钻透，然后用一个钢球堵住曲柄臂上的开口。另外，除第三主轴颈外，其它的主轴颈和曲柄销均钻有与曲轴轴线方向垂直的油道与斜油道相交，这样可保证主轴颈和曲柄销工作时得到充分的润滑。,第四节曲柄连杆机构,曲轴安装时要求有合适的轴向间隙，间隙过大或过小都会对发动机工作产生不良影响，雅阁系列发动机采用在适当的主轴承座上安装两片合适厚度的止推片的方法来保证曲轴准确的轴向间隙。曲轴后端的法兰盘上有1个定位销孔和8个螺纹孔，分别用于对驱动盘进行定位和紧固；曲轴前端有键槽和螺纹孔，用于安装正时链轮和曲轴皮带轮，用以驱动配气机构和发动机附属机构，如水泵、助力转向泵、发电机、空调压缩机等。,第四节曲柄连杆机构,曲轴加工完毕后，要做动平衡检验，对动不平衡量超出规定的曲轴进行配重调节，具体方法为在平衡重相应位置上钻大小合适的孔，去除适量材料，使动不平衡量在规定范围内。V6发动机曲轴J30A4发动机曲轴为全支承式，与发动机V型6缸的结构相适应，J30A4发动机的曲轴有四个主轴颈和六个曲柄销，其余结构、功用、装配方面的内容与K24A4、K20A7曲轴大致相同。,第四节曲柄连杆机构,（八）主轴瓦ACCORD主轴瓦由钢背和减摩合金层组成，边缘加工有定位凸键，用于轴瓦安装时的定位，其主要作用是支承曲轴主轴颈，并在主轴承座和主轴颈表面之间形成可靠的承载油膜，减轻两个运动表面之间的磨损。主轴瓦分上瓦和下瓦，分别装在缸体主轴承座和下缸体主轴承盖上，上瓦加工有机油孔和油槽，机油可通过油孔和油槽从缸体进入主轴承座；下瓦没有油孔和油槽，以免破坏承载油膜的形成。,第四节曲柄连杆机构,为保证连杆大头和曲柄销之间有正确的配合间隙以形成可靠的承载油膜，ACCORD发动机的连杆轴瓦根据厚度以0.003mm为分组单位，分成六组，涂上不同的颜色（蓝、黑、棕、绿、黄、粉红），然后根据缸体主轴承座和曲轴主轴颈的直径分组尺寸记号，按照轴瓦配合表选择相应的颜色。,第四节曲柄连杆机构,（九）曲轴皮带轮曲轴皮带轮安装在曲轴前端，工作时通过平键由曲轴带动，通过驱动皮带再驱动水泵、助力转向泵，压缩机、交流发电机等辅助设备。曲轴由内外两个铸铁轮毂和夹在其中的橡胶减振块组成，这种结构可有效减轻发动机运转时对辅助设备产生的冲击，因此曲轴皮带轮又称为扭转减振器。,第四节曲柄连杆机构,第五节配气机构,概述配气机构轮廓如图5-1，其作用是按照发动机各缸工作循环和点火次序的要求，将曲轴的旋转传递给凸轮轴。凸轮轴上的凸轮适时地控制相应的气门打开或关闭以完成进气、密封与排气动作，使新鲜充量及时、充分地进入气缸，使燃烧后的废气及时、完全地排出气缸。,图5-1配气机构轮廓,第五节配气机构,配气机构的特性对发动机性能有着巨大的影响。设计良好的配气机构应能吸入足够多的新鲜充量，充气效率高，满足发动机动力性要求；还要有合理的气门开启、关闭时刻和气门升程，组织适当的缸内流动，以使燃烧充分、排放良好。同时，配气机构还应有较小的流动损失和机械损失，机构紧凑、简单、可靠，运行噪声低。本田03MACCORD发动机的配气机构通过精心设计并引入独创的i-VTEC机构，在动力性、经济性和排放方面都取得很好的效果。,第五节配气机构,(一)配气机构的形式ACCORDL4发动机的配气机构为顶置4气门、链驱动双顶置凸轮轴、摇臂驱动气门，同时具有电子控制可变配气相位及气门升程（i-VTEC）功能。V6发动机的配气机构为顶置4气门、带VTEC功能的皮带驱动单顶置凸轮轴、摇臂驱动气门的形式。如图5-2为ACCORD发动机的配气机构的形式。,第五节配气机构,ACCORD发动机配气形式特点1、顶置气门流动阻力小、气门升程大、结构紧凑，抗爆性能和高速性能良好。2、4气门形式，进、排气门的总流通面积大，发动机的充气系数高，发动机动力性、经济性及排放指标良好。同时，由于每个气门直径较两气门小，受热面积和所需最大升程也相应较小，其,图5-2配气机构形式,第五节配气机构,机械负荷及热负荷都相应减轻，工作更为可靠。配合VTEC机构，具有优异的进气效率和高速性能，同时在中低速状态下有出色的经济性能和排放性能。3、顶置凸轮轴缩短了凸轮轴与气门间的距离，省去了挺柱、推杆等运动件，使传动机构运动件数量减少、质量减轻、刚度增大，高速性能好。同时也使发动机结构更加紧凑。4、双凸轮轴，减轻了凸轮轴负荷，有利于摇臂的布置和高速时可靠性。,第五节配气机构,5、静音链传动精确、寿命长无须更换，采用静音技术后噪声可大大降低。6、同步齿形带内部含有抗拉伸纤维进行加强，齿面上覆有帆布层，具有良好的强度与耐磨性能。运转平稳、噪声小、减振性好、传动范围大、调整简单、无需润滑。,第五节配气机构,如图5-3所示ACCORD发动机的配气机构由气门、气门座、气门导管、气门弹簧、摇臂、凸轮轴、凸轮轴正时链轮（L4）/凸轮轴正时皮带轮(V6)、正时链（L4）/正时皮带（V6）等构成。,(二)ACCORD发动机配气机构构造,图5-3配气机构构造,第五节配气机构,1.气门气门是直接打开或关闭燃烧室的部件,如图5-4所示。分为吸入混合气的进气门和排出燃烧后废气的排气门。气门由凸轮轴上的凸轮控制开、闭。,图5-4气门,第五节配气机构,由于气门工作于气缸内恶劣的条件下，受高温、高压的作用以及反复的冷热、机械冲击，所以气门使用耐高温、耐磨的合金钢,并经碳氮共渗和高频淬火处理。为节约材料，排气门头部与气门杆用不同的材料制造，通过焊接结成一体。而进气门由于冷却较为充分且没有热气流直接冲击，所以采用一般耐热合金钢整体制造。气门通过45密封锥面与气门座配合实现密封。为防止润滑油自缸盖沿气门杆流入燃烧室，在气门导管的上端装有耐油、耐高温的气门导管密封件。,第五节配气机构,2.气门弹簧气门弹簧用来关闭被凸轮打开的气门，帮助气门建立初始密封，同时防止因发动机振动而导致密封被破坏。气门弹簧组由弹簧座圈、气门弹簧、弹簧座及锁块组成,如图5-5所示。为防止高速时的异常振动，本田ACCORDF23A3和F20B1发动机使用上疏下密的不等距弹簧。为减轻重量，减少机械损失，采用了单弹簧结构。,图5-5气门弹簧,第五节配气机构,3.气门座气门座镶嵌入气缸盖上的气门座孔中，同样由耐热、耐磨合金钢制造。在压入后还需要进行精铰加工以确保气门座的密封锥面与气门锥面紧密接触，保证密封性。4.气门导管气门导管热压入缸盖上的气门导管孔内，起气门运动的定向作用。气门导管与气门座密封面的垂直度是保证气门与气门座贴合紧密的关键之一，在气门导管压入后，要对导管内壁进行精铰加工。,第五节配气机构,5.摇臂1)进气摇臂摇臂将来自凸轮的力改变方向及行程，传递给气门杆用来打开气门。ACCORD发动机进气摇臂每缸有2个，分别为主摇臂和辅助摇臂，如图5-6所示。主摇臂与辅助摇臂各有滚轮与凸轮接触，而摇臂在气门端镶有耐磨镶块，通过镶块与气门接触。,图5-6进气摇臂,第五节配气机构,2个进气摇臂中均钻有VTEC通道孔，内装有同步活塞A和止推活塞及回位弹簧等元件。另外，主摇臂上还钻有VTEC油孔，以便压力油能够进入摇臂内部，推动活塞组执行VTEC动作。2)排气摇臂本田ACCORDL4发动机每缸有1个排气门摇臂，同时驱动2个排气门。V6发动机每缸有2个排气门摇臂，分别驱动2个排气门，2个排气门摇臂形状对称，在同样的排气凸轮驱动下按同一规律运动。摇臂气门端同样装有气门间隙调节螺钉。,第五节配气机构,6.摇臂轴摇臂轴分为进气摇臂轴和排气摇臂轴。摇臂轴为空心轴结构，上面开有螺栓孔及摇臂润滑机油孔，在进气摇臂轴上还开有VTEC液压油孔。所有摇臂轴均经氮化处理以提高摇臂轴的耐磨性和韧性。,图5-7进气摇臂轴,第五节配气机构,7.凸轮轴本田ACCORD发动机凸轮轴由Ni、Cr、Mo合金铸铁铸造加工而成，为空心结构。凸轮表面采用高频淬火。L4发动机采用双凸轮轴，进、排气凸轮分别布置。V6发动机每个缸盖采用一根凸轮轴。L4发动机对应每一缸，凸轮轴上有3段凸轮参与工作。分别为排气凸轮、主进气凸轮和辅助进气凸轮。通过摇臂分别驱动排气门与进气门。2个进气凸轮的轮廓各不相同。其中，主进气凸轮有较大,第五节配气机构,的进气提前角、较大的开启持续角和较大的气门升程；辅助进气凸轮只有较小的进气提前角、较小的开启持续角和很小的气门升程；V6发动机对应每一缸凸轮轴上有4段凸轮参与工作。其中，2个排气凸轮轮廓完全一致，同步驱动两个排气门。2个进气凸轮特点与L4一致。,第五节配气机构,8.凸轮轴正时链轮及VTC执行器包括装在排气凸轮轴上的排气凸轮轴链轮和装在进气凸轮轴上的VTC执行器。其中排气凸轮轴链轮采用静音齿型，由正时链带动，把来自曲轴的转动传递到排气凸轮轴。,图5-8凸轮轴正时链轮及VTC执行器,第五节配气机构,VTC执行器除前述作用外，根据供给的油压VTC执行器还可以改变凸轮轴的相位，使进气门正时连续变化。9.正时链/正时皮带正时链（L4）：使用专利静音链型，传动精确、寿命长无须更换，采用静音技术噪声大大降低。正时皮带（V6）：同步齿形带，内部含有抗拉伸纤维进行加强，齿面上覆有帆布层，具有良好的强度与耐磨性能。运转平稳、噪声小、减振性好、传动范围大、调整简单、不需要润滑。,第五节配气机构,图5-9自动张紧器,图5-10凸轮轴脉冲板,10.导向张紧链板和自动张紧器如图5-9所示，导向张紧链板和自动张紧器的采用减少了链条晃动，在保证正时传递精度的同时降低了噪声，又无须调整，简化了安装及维护操作。11.凸轮轴脉冲板如图5-10所示，凸轮轴脉冲板由粉末冶金材料烧结而成，上有精确分布的凸块，配合凸轮轴位置传感器向ECU提供精确的凸轮轴位置信号。,第五节配气机构,(三)i-VTEC机构1.概述使用一般的汽油发动机来追求高转速、高输出功率，常会导致常用转速区域的性能下降。另一方面，普通发动机因其重视常用转速区域的输出功率特性，所以，其高转速、高输出功率的能力是有限的。因此，最理想的发动机是能够兼顾高转速区和常用转速区功率、油耗和排放性能的发动机。通过应用电子控制可变配气相位及气门升程技术，通常称为i-VTEC，本田ACCORD发动机有效地将动力性与经济性和排放结合起来，完美地解决了,第五节配气机构,低转速扭矩、排放，高转速动力和全范围的燃油经济性的平衡问题，如表5-1所示。i-VTEC由VTEC（可变气门升程）+VTC（可变气门正时）构成,如图5-11所示。,图5-11i-VTEC示意图,第五节配气机构,表5-1发动机性能对比表,第五节配气机构,2.VTEC的工作原理：为实现电子控制可变配气相位及气门升程，该发动机把进气凸轮设计为具有低转速使用和高转速使用的两种凸轮。在常用转速区使用低速凸轮，在高转速区使用高速凸轮。采用受ECU控制的液压控制阀来切换高、低速工作模式，改变进气门的开、关时间及升程量使发动机始终工作在最佳状态。,第五节配气机构,在中低转速区，只有主进气门以通常的升程量开启。辅助进气门仅开启很小升程，以防止进气口处剩余燃料积聚。从主进气门进入的混合气在燃烧室内形成进气涡流效应，如图5-12所示。从而提高燃烧效率、改善燃烧稳定性以及EGR比率，大幅度降低冷起动状况下的HC排放，使发动机更“清洁”。,图5-12中低转速气门升程示意图,第五节配气机构,在发动机高速运转时，ECU根据发动机转速、负荷、车速、水温等传感信号，在适当的时刻控制VTEC机构切换到高速状态。此时，两个进气门按主进气门的开启持续时间和升程工作，如图5-13所示，以获得最大的进气量和最佳的高转速功率输出。,图5-13高速运转时气门升程示意图,第五节配气机构,3.VTEC机构的结构及工作过程本田ACCORD发动机共有二个进气摇臂，分别为主摇臂和辅助摇臂。主摇臂的空腔内装有起摇臂连接作用的同步活塞A，辅助摇臂的空腔内装有起分离作用的止推活塞和回位弹簧。相应的，凸轮轴上有,图5-14VTEC机构,第五节配气机构,二种不同的进气凸轮分别为高、低转速用主、辅助凸轮，如图5-15所示。该系统由电磁阀控制的液压驱动。1)在低速运行时,如图5-16所示，主摇臂和辅助摇臂分别单独运动。两个凸轮轮廓P、S分别用于各自的气门正时和升程。此时，辅助摇臂的升程很小，几乎不参与进气过程基本相当于两气门发动机。,图5-15进气主辅凸轮,第五节配气机构,由于进气流动方向不通过气缸中心，故能产生较强的进气涡流，将会提高混合气均匀度、增大燃烧速率、减少壁面激冷效应和余隙的影响，使燃烧更加充分，从而提高了经济性，大幅降低了HC、CO的排放。,图5-16低速时VTEC工作示意图,第五节配气机构,2)在高速运行时如图5-17所示,由ECU传来的信号打开VTEC控制阀,压力油通过摇臂轴上VTEC油孔进入正时活塞后的进油孔中,迫使同步活塞A向左移动，使主摇臂和辅助摇臂连成一体。用主摇臂来带动辅助摇臂一齐运动。,图5-17高速时VTEC工作示意图,第五节配气机构,两个进气门都按照主凸轮的轮廓同步运行。相对于低速运行时则大大增加了进气流通面积和开启持续时间，从而显著提高了高速时的动力性。5.VTC的工作原理在发动机的整个工作范围内，对应于不同的运转状况，存在一个最佳配气相位，此时发动机的动力性、经济性和排放的综合性能最高。VTC机构既是根据运转状况由ECU通过VTC油压控制电磁阀(如图5-18所示)控制VTC执行器提前或推迟进气相位，如图5-19所示，以获得该工况下最佳的配气相位。,第五节配气机构,VTC油压控制电磁阀,图5-18VTC油压控制电磁阀,第五节配气机构,图5-19VTC相位调节图,第五节配气机构,6.VTC机构的结构及工作过程VTC系统主要包括安装在缸盖上的VTC控制电磁阀和与进气凸轮轴相连接的VTC动作执行器,如图5-20所示。VTC执行器由与进气凸轮轴相连的叶轮和与正时链啮合的正时链轮构成。,图5-20VTC系统结构,第五节配气机构,VTC控制电磁阀接收来自ECU控制单元的电信号后通过改变滑柱的位置而切换不同控制油路；在油压的作用下，压力油推动与进气凸轮轴相连接的叶轮转动，从而改变进气凸轮轴相对于正时链轮的位置，以达到调整发动机的配气相位的目的,如图5-21所示。发动机停止时通过锁销固定在点火延迟角（最迟）位置以备下次起动，冷机及怠速时也固定在点火延迟角（最迟）位置以保证运转性能。此外，VTEC发生异常时也会停止VTC控制并固定在点火延迟角（最迟）位置。,第五节配气机构,第五节配气机构,图5-21VTC对配气相位的调整,第五节配气机构,第六节润滑系统,一.润滑系统作用与构成发动机运行时，大量的运动副之间必然产生摩擦。若摩擦表面无润滑油存在，则会使摩擦表面迅速磨损，而且摩擦产生的大量热量可能导致摩擦表面熔化、粘着而无法使用。发动机润滑系统的作用就是连续不断的将一定压力的机油送到相对运动的各摩擦表面，防止金属表面直接接触，减少零件间的摩擦和磨损，并起到冷却和清除磨粒的作用。在气缸壁上的油膜可以保护摩擦表面，减少腐蚀性磨损，还能增加活塞与活塞环,第六节润滑系统,间的密封性。润滑系统在减少机械损失、提高机械效率、延长发动机寿命方面起着重要作用。另外在本田ACCORDK24A4,K20A7和J30A4发动机中，润滑系统还有为VTEC机构(图6-1)和VTC结构提供液压驱动的作用。,图6-1VTEC机构,第六节润滑系统,润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油油道、机油压力开关及油底壳等组成，如图6-2。,图6-2润滑系统组件,第六节润滑系统,机油的流程如图6-3所示，油底壳内的机油经机油集滤器除掉机油中大的杂质后，由机油泵进行输送。机油泵内的调压阀将油压调整到规定值内。油压规格为：发动机怠速运转时，油压为70Kpa以上；发动机,图6-3机油流程图,二.机油循环流程,第六节润滑系统,转速为3000r/min时，油压在340kPa以上。机油通过缸体主油道进入机油滤清器，过滤后分为两路。一路进入缸体和主轴承盖连接桥的油道，通过主轴承盖上油孔对曲轴主轴颈进行润滑，并通过钻在曲轴主轴颈与连杆轴颈间的斜油道把机油引到连杆轴颈进行润滑。另一路机油上行经中间缸盖螺栓孔进入缸盖油道，对配气机构进行强制润滑，并用于驱动VTEC和VTC机构。最后通过泄油孔流回油底壳。,第六节润滑系统,气缸壁、活塞销及摇臂与凸轮间的润滑是靠飞溅的油雾进行的。机油油道上装有机油压力开关，检测机油滤清器后面的机油压力是否达到规定值，并通过仪表盘上警告灯向驾驶员报警。,第六节润滑系统,(一).机油泵和机油集滤器机油泵见图6-4。机油泵的作用是从油底壳中吸出机油，并加压输送到发动机各个部位。UA的机油泵和机油集滤器在一起，机油泵结构见图6-5。,图6-4机油泵,三.主要组成部件,第六节润滑系统,本田03MUA的机油泵与两根平衡轴，机油集滤器合为一体，安装在缸体的下部的油底壳中。曲轴通过链条驱动后平衡轴，后平衡轴通过螺旋齿轮对前平衡轴进行反向驱动，再由前平衡轴驱动机油泵的转子。,图6-5机油泵结构图,第