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1、机体组 一 结构形式与功用 定义 气缸体是气缸的壳体 曲轴箱是支乘曲轴旋转运动的壳体 一 气缸体与曲轴箱 组成 气缸体 曲轴箱 油底壳 气缸套和气缸盖和气缸垫 功用 作为发动机各个机构和系统的装配基体 由它来保持发动机各运动件相互之间的位置关系 二 工作条件与要求 四 气缸的排列形式 排列形式 直列排列 8缸 对置式 五 曲轴箱型式 型式 平分式 龙门式 隧道式 优缺点 为满足气缸工作条件 要求 可以从结构 加工精度 材料等方面采取措施 气缸套 一 气缸套形式与构造 缸套 1 干式缸套 2 湿式缸套 干式 不易漏水漏气 结构刚度大 质量轻 但冷却 散热差 形式 1 缸体上 直接加工缸筒 2 镶
2、嵌标准缸径的气缸套 二 缸套的定位 三 缸套的密封 一 气缸盖 分类 整体式 块状式 单体式 3 材料与气缸盖的紧固 注意 铝合金气缸盖必须在发动机冷状态下拧紧 因铝缸盖 钢螺栓 铸体气缸盖在发动机发热时最后拧紧 二 汽油机燃烧室 1 对燃烧室基本要求 1 面容比要小 2 结构紧凑 3 能产生一定的涡流运动 4 充气效率高 5 表面光滑 2 燃烧室类型 1 楔形 2 半球形 3 碗形 盆形 蓬形 三 气缸垫 注意 安装方向 1 气缸垫的卷边朝向易休整面和硬平面 功用 储存和冷却机油并封闭曲轴箱 活塞连杆组 活塞连杆组组成 一 活塞1 功用 活塞顶部与气缸盖 气缸壁共同组成燃烧室 承受气体压力
3、并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转 2 工作环境 高温 散热条件差 顶部工作温度高达600 700K 且分布不均匀 高速 线速度达到10m s 承受很大的惯性力 活塞顶部承受最高可达3 5MPa 汽油机 的压力 使之变形 破坏配合联结 3 材料 铝合金 质量小导热性好 灰铸铁 结构 1 活塞顶部功用 是燃烧室的组成部分 主要作用承受气体压力 结构简单 制造容易 受热面积小 应力分布较均匀 多用在汽油机上 凸起呈球状 顶部强度高 起导向作用 有利于改善换气过程 凹坑的形状 位置必须有利于可燃混合气的燃烧 提高压缩比 防止碰气门 2 活塞头部 位置 最下一道环槽与活塞顶部之间的部分 气环槽 油环槽 1
4、 安装活塞环 与活塞环一起密封气缸 2 防止可燃混合气漏到曲轴箱内 3 将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁 作用 活塞销孔 3 活塞裙部 位置 从油环槽下端面起至活塞最下端的部分 包括销座孔 作用 对活塞在气缸内的往复运动起导向作用 并承受侧压力 活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接 全浮式 安装 当发动机工作时 活塞销 连杆小头和活塞销座都有相对运动 这样 活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动 使磨损均匀 这种安装方式应用较广泛 半浮式 安装的特点是活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接 活塞销只能在两端销座内作自由摆动 而和连杆小头没有相对运动 活塞销不会作轴向窜动 不需要锁片 小轿车
5、上应用较多 全浮式 半浮式 活塞的变形特征及预防措施 1 整个活塞的热膨胀量大于汽缸的热膨胀量 使活塞与汽缸的配合间隙变小 2 活塞头部的热膨胀量大于裙部 沿活塞轴方向的膨胀量呈上大下小的趋势 3 活塞裙部沿圆周方向的变形量不均匀 变成近似椭圆形 长轴沿销座孔轴线方向 活塞在结构上采取了以下措施 1 活塞制成上小下大的锥形 使活塞在工作时 热态 接近为一个圆柱体 2 活塞裙部加工成椭圆形 其长轴垂直于活塞销座孔轴线方向 使活塞在工作时 热态 接近为一个圆柱形 3 将活塞销座孔外端面向内制成凹陷状 或采用拖板式活塞 使销座两端处有充分的膨胀余地 不会与汽缸壁接触 4 为限制活塞裙部的受热膨胀 有
6、些铝合金活塞在活塞销座孔处嵌入线膨胀系数仅为铝合金1 10的 恒范钢片 或 筒形钢片 以限制活塞的受热膨胀 活塞环 活塞环有气环和油环两种 1 活塞环的构造 气环为一带有切口的弹性片状圆环 在自由状态下 气环的外径略大于汽缸的直径 当环装入汽缸后 产生弹力使环压紧在汽缸壁上 其切口具有一定的间隙 如图2 24 a 所示 油环有两种结构形式 即整体式和组合式 图2 24活塞环的结构 2 活塞环的间隙端隙 1又称为开口间隙 是活塞环在冷态下装入汽缸后 该环在上止点时环的两端头的间隙 侧隙 2又称为边隙 是指活塞环装入活塞后 其侧面与活塞环槽之间的间隙 背隙 3是活塞及活塞环装入汽缸后 活塞环内圆柱
7、面与活塞环槽底部间的间隙 3 气环的密封原理 图2 26气环的密封原理 4 油环的刮油作用 图2 27油环的刮油作用 活塞销 活塞销的作用是连接活塞和连杆小头 将活塞承受的气体作用力传给连杆 1 活塞销的构造 活塞销一般做成空心圆柱以减轻质量 2 活塞销的连接方式 活塞销的连接方式有两种 即全浮式和半浮式 如图2 29所示 图2 29活塞销的连接方式 二 连杆 功用 将活塞的力传给曲轴 变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动 组成 连杆组由连杆体 连杆盖 连杆螺栓和连杆轴瓦等组成 构造 1 小头 用来安装活塞销 以连接活塞 2 杆身 常做成 工 字形断面 3 大头 与曲轴的连杆轴颈相连 大头一般做成
8、分开式 即连杆体大头和连杆盖 连杆小头 连杆衬套 连杆杆身 连杆大头 连杆轴瓦 连杆大头及连杆轴瓦 连杆大头的切口形式 平分式 斜分式 一 曲轴 曲轴的作用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩并对外输出 同时 还驱动发动机的配气机构和其他辅助装置 如发电机 水泵 转向油泵等 1 曲轴的构造 曲轴有整体式和组合式两种 图2 52所示为整体式曲轴的基本结构 包括前端轴 主轴颈 连杆轴颈 曲柄 平衡重 后端凸缘等 图2 52整体式曲轴的结构 1 前端轴 前端轴指曲轴第1道主轴颈之前的部分 2 主轴颈 主轴颈是曲轴的支撑部分 3 连杆轴颈 连杆轴颈也叫做曲柄销 是曲轴和连杆相连的部分 4 曲柄 曲柄
9、是连接曲轴主轴颈和连杆轴颈的部分 5 平衡重 平衡重用来平衡连杆大头 连杆轴颈 曲柄等产生的离心力及其力矩 6 后端凸缘 曲轴后端凸缘是最后一道主轴颈之后的部分 2 曲轴的轴向定位 曲轴的轴向窜动将破坏曲柄连杆机构各零件的正确相对位置 因此曲轴必须有轴向定位措施 而在曲轴受热膨胀时 又应允许它能自由伸长 故曲轴上只能有一处设置轴向定位装置 曲轴的轴向定位是通过止推装置实现的 3 曲拐布置与发动机工作顺序 一个连杆轴颈和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐 如图2 56所示 图2 56直列四缸发动机曲拐布置 1 直列四缸四冲程发动机曲拐布置和工作顺序 工作顺序有1 3 4 2和1 2 4 3
10、两种 2 直列六缸四冲程发动机曲拐布置和工作顺序 各发动机工作顺序为1 5 3 6 2 4和1 4 2 6 3 5 以第1种应用较为普遍 图2 57直列六缸发动机曲拐布置 曲轴主轴承 曲轴主轴承 俗称大瓦 装于主轴承座孔中 将曲轴支撑在发动机的机体上 主轴承的结构与连杆轴承相同 曲轴扭转减振器 常用的扭转减振器有橡胶式 摩擦式 粘液 硅油 式等 飞轮 飞轮的作用是通过储存和释放能量来提高发动机运转的均匀性 改善发动机克服短时的超载能力 同时又将发动机的动力传递给离合器 飞轮是一个用铸铁制成的圆盘 用螺栓固定于曲轴的后端凸缘上 飞轮外缘一边镶有起动齿圈 以便发动机起动时与起动机齿轮啮合 带动曲轴旋转 知识回顾KnowledgeReview
