发动机第二章

发动机第二章第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、概

述发动机支撑“骨架”传递动力完成能量转换（化学能－机械能）改变运动方式（往复—旋转）1.功用2.组成机体组活塞连杆组曲轴飞轮组第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五一、概

述3.工作条件4.受力分析高温（Tmax2800K)高压（Pmax9MPa）高速（nmax6000rpm）化学腐蚀，润滑不良气体作用力惯性力和离心力摩擦力第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五二、机体组1.功用（1）发动机的骨架（2）两大机构和发动机各系统的装配基体（3）形成燃烧室（4）冷却系统和润滑系统的组成部分（1）气缸体（2）气缸和气缸套（3）气缸盖（4）油底壳（5）气缸垫2.组成第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期五1、气缸体（1）结构特点

水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体；风冷发动机气缸体与曲轴箱分别铸造，且气缸体为单体。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。（2）材料

一般用高强度灰铸铁或铝合金铸成。（3）要求

足够的强度和刚度；耐磨损和耐腐蚀；结构紧凑、质量轻；必须冷却。第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期五(4)气缸体型式一般式气缸体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，重量轻，结构紧凑，便于加工，曲轴拆装方便；缺点:刚度和强度较差。龙门式气缸体油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。优点: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。隧道式气缸体这种形式的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，曲轴从气缸体后部装入。优点: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。第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期五2、气缸和气缸套（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（2）工作条件：高温、高压、高速、润滑不良（3）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（4）材料：一般采用优质合金铸铁铸造，铸造后，对内表面进行热处理，最后精加工而成。（5）气缸排列型式：直列

V型对置式星型（6）型式：整体式气缸套式干式湿式第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期五3、气缸盖功用：封闭气缸，组成燃烧室工作条件：高温、高压材料：一般采用灰铸铁、合金铸铁、铝合金型式：整体式分块状单体式(5)汽油机燃烧室：楔形燃烧室盆形燃烧室半球形燃烧室多球形燃烧室篷形燃烧室第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期五4、油底壳

气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体；下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期五5、气缸垫(1)功用：密封气缸，防止漏气、漏水和漏油(2)要求：a.在高温、高压、水和油的作用下，不烧损、不变形

b.要有一定的弹性，保证密封

c.拆装方便，能重复使用，寿命长(3)材料：金属－石棉；金属－复合材料；全金属铜皮石棉结构，由于铜皮石棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。(4)安装原则：(5)缸盖螺栓第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期五三、曲柄连杆机构1.活塞2.活塞环3.活塞销4.连杆5.连杆轴瓦６.曲轴７.飞轮８.曲轴扭转减振器9.主轴瓦第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五1.活塞功用：a.顶部组成燃烧室

b.承受气体压力，实现对外作功

c.封闭气缸

d.承受气体压力(2)工作条件：高温、高压、高速、润滑不良(3)要求：a.传力可靠(强度和刚度要好)b.耐高温、耐高压、耐磨

c.质量小、重量轻

d.导热性能好(4)材料：高强度铝合金(5)结构：顶部(平顶、凹顶、凸顶)

头部：安装活塞环，密封、传热、刮油裙部：导向、承受侧压力、安装活塞第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五1.活塞（6）结构特点：

a.活塞头部厚，裙部薄;b.预先做成椭圆形(短轴沿销座方向,长轴垂直销座方向)c.预先做成锥形、阶梯形，顶部直径小，从小到大过渡。

d.预先做成销座凹陷形（浅坑0.5-1mm)e.裙部开槽—

隔热槽，|热膨胀补偿槽

f.裙部开孔,减少重量（10%-20%），减少膨胀

g.“恒范钢片”双金属片

h.活塞销相对活塞中心偏心1-2mm，减小“拍击”

j.油冷活塞

k.短活塞第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五2.活塞环（1）功用：气环密封传热油环刮油布油（2）工作条件：高温、高压、高速（3）要求：耐磨、弹性好、刚度好（4）材料：合金铸铁，第一道环镀铬，其它环镀锡或磷化（5）构造气环矩形环（平环）扭曲环锥面环（梯形环）桶面环油环普通油环（整体环）组合油环第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期五2.活塞环（1）直开口工艺性好，但密封性差。（2）阶梯开口密封性好，但工艺差。（3）斜开口密封性和工艺性介于直开口和阶梯开口之间。斜角30或45。第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期五3.活塞销(1)功用：连接活塞和连杆小头把活塞承受的气体压力传给连杆。(2)工作条件：高温下周期地承受很大的冲击载荷，润滑条件差。(3)要求：足够的强度和刚度，表面韧性好，耐磨性好，重量轻。(4)材料：低碳钢和低碳合金钢

(5)构造圆柱形两段截锥与一段圆柱组合两段截锥形。(6)安装全浮式安装半浮式安装第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期五4.连杆1)功用：连接活塞与曲轴，传递动力改变运动方式往复—

旋转(2)构造小头杆身大端平分切割斜分断裂

(3)大端定位平切口斜切口止口定位套筒定位定位销定位锯齿定位第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期五5.连杆轴瓦

为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。轴瓦分上、下两个半片，目前多采用薄壁钢背轴瓦，在其内表面浇铸有耐磨合金层。耐磨合金层具有质软，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨损等特点。耐磨合金常采用的有巴氏合金，铜铝合金，高锡铝合金。连杆轴瓦的背面有很高的光洁度。半个轴瓦在自由状态下不是半圆形，当它们装入连杆大头孔内时，又有过盈，故能均匀地紧贴在大头孔壁上，具有很好的承受载荷和导热的能力，并可以提高工作可靠性和延长使用寿命。第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期五6.曲轴(1)功用：a.将连杆传来的力转变成扭矩，并传给传动系，对外输出。

b.驱动配气机构

c.驱动其它辅助装置(2)工作条件：受力大且受力复杂(3)材料：中碳钢或中碳合金钢(4)结构：前端若干曲拐(主轴颈、连杆轴颈、曲柄）后端(5)分类：曲柺连接方式：整体式与组合式曲轴主轴颈数：全支承与非全支承全支承曲轴：曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个，即每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈。非全支承曲轴：曲轴的主轴颈数比气缸数目少或与气缸数目相等。第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期五6.曲轴(6)曲拐布置与发火顺序作功间隔角=7200/ii为气缸数

单缸7200

功间隔角双缸3600

四缸1800

六缸1200

八缸900

四缸1-3-4-2

发火顺序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第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期五6.曲轴（工作顺序为1—3—4—2）一缸二缸三缸四缸0-1800功1800--36003600--54005400--7200第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期五6.曲轴（工作顺序为1—2—4—3）一缸二缸三缸四缸0-1800功1800--36003600--54005400--7200第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期五7.飞轮(1)功用：a.储存能量，帮助曲柄连杆机构越过止点，完成辅助行程。

b.克服暂时超负荷,使曲轴旋转均匀

c.其它用途（组成离合器，起动）(2)工作条件：高速旋转(3)要求：平衡性能好，达到动平衡和静平衡(4)材料：灰铸铁(5)结构：飞轮是一个很重的铸铁圆盘，用螺栓固定在曲轴后端的接盘上，具有很大的转动惯量。飞轮轮缘上镶有齿圈，齿圈与飞轮紧配合，有一定的过盈量。在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)供找压缩上止点用，当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩上止点。第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期五8.曲轴扭转减振器

曲轴是一种扭转弹性系统，其本身具有一定的自振频率。在发动机工作过程中，经连杆传给连杆轴颈的作用力的大小和方向都是周期性变