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1、倪晋尚倪晋尚常州工程职业技术学院常州工程职业技术学院机体组构造一一.曲柄连杆机构的工作条件和受力分析曲柄连杆机构的工作条件和受力分析工作条件：工作条件：高温、高压、高速、有化学腐蚀高温、高压、高速、有化学腐蚀受力分析受力分析：气体作用力、往复惯性力、离心力、摩擦力；气体作用力、往复惯性力、离心力、摩擦力；外界阻力外界阻力机体组（1）气体作用力）气体作用力作功行程气体压力作功行程气体压力压缩行程气体压力压缩行程气体压力（2）往复惯性力与离心力）往复惯性力与离心力（3）摩擦力）摩擦力任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之间必定存在摩擦力，物体所受摩擦力的大
2、小与正间必定存在摩擦力，物体所受摩擦力的大小与正压力和摩擦系数成正比，方向总是与物体运动的压力和摩擦系数成正比，方向总是与物体运动的方向相反。方向相反。（4）、汽车行驶中产生的冲击力）、汽车行驶中产生的冲击力二、机体组二、机体组机体组组成详细图解：机体组组成详细图解：曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳1、气缸体、气缸体气缸体的上半部有引导活塞气缸体的上半部有引导活塞作往复运动的圆筒，称为气作往复运动的圆筒，称为气缸（缸（注意：它指的是圆柱形注意：它指的是圆柱形空腔空腔）。下半部分有供安装）。下半部分有供安装曲轴用的上曲轴箱。曲轴用的上曲轴箱
3、。有承孔、油道、水道。有承孔、油道、水道。气缸体的上、下表面是气缸气缸体的上、下表面是气缸体维修的基准。体维修的基准。前后两个平面加工，安装正前后两个平面加工，安装正时齿轮盖和飞轮壳。时齿轮盖和飞轮壳。：水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气：水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体缸体曲轴箱。曲轴箱。气缸体的工作特点：高温高压、高速运动摩擦气缸体的工作特点：高温高压、高速运动摩擦气缸体的结构特点：足够的强度和刚度，高精度内表面气缸体的结构特点：足够的强度和刚度，高精度内表面把气缸体倒置，看到的是上半曲轴箱体把气缸体倒置，看到的是上半曲轴箱体气缸体分类气缸体分类（1）按气缸体
4、与油底壳）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为安装平面位置不同分为名称名称性能性能应用应用一般式一般式（平分式）（平分式）机体高度小、重量机体高度小、重量轻、结构紧凑，便轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度于加工拆卸。刚度和强度差。和强度差。492Q汽油汽油机，机，90系系列柴油机。列柴油机。龙门式龙门式强度和刚度较好。强度和刚度较好。工艺性差、结构笨工艺性差、结构笨重、加工困难。重、加工困难。捷达轿车、捷达轿车、富康轿车、富康轿车、桑塔纳轿桑塔纳轿车车隧道式隧道式结构紧凑、刚度和结构紧凑、刚度和强度好。难加工、强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆工艺性差、曲轴拆卸不方便。卸不方便。负荷较大负荷较大的
5、柴油机的柴油机上上。油底壳安装平油底壳安装平面和曲轴旋转面和曲轴旋转中心在同一高中心在同一高度。度。油底壳安装平油底壳安装平面低于曲轴的面低于曲轴的旋转中心。旋转中心。气缸体上曲轴气缸体上曲轴的主轴承孔为的主轴承孔为整体式。整体式。（2）根据冷却方式不同）根据冷却方式不同1、水冷、水冷2、风冷、风冷结构简单、加工结构简单、加工容易，但发动机容易，但发动机长度和高度较大。长度和高度较大。缩短了机体的长度和高度，缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状复杂，加机的重量；形状复杂，加工困难。六缸以上发动机工困难。六缸以上发动机使用使用（3）根据气缸的排列方式
6、）根据气缸的排列方式高度小，总体布置方便。轿车中应用不多对置气缸式发动机对置气缸式发动机（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体）整体式气缸体和镶嵌式气缸体a、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。b、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。类型类型构造构造性能及应用性能及应用整体式整体式气缸直接镗在气缸体气缸直接镗在气缸体上上强度和刚度好，能承强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。受大负荷。成本高。镶嵌式镶嵌式用耐磨优质材料制成用耐磨优质材料制成气缸套，再装到一般气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内。材料制成的气缸体内。
7、降低了制造成本，便降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用延长了气缸体的使用寿命。寿命。气缸套的形式气缸套的形式干式缸套干式缸套定义：其外表面不直接与冷却定义：其外表面不直接与冷却水接触。水接触。 特点：特点： 1）壁较薄（）壁较薄（13mm）；）；2）与刚体承孔过盈配合；与刚体承孔过盈配合；3）不易漏水漏气。不易漏水漏气。4) 强度和刚度都较好，加工复强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。杂，拆装不便，散热不良。2、气缸套：、气缸套：气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质
8、量轻的铝合金制成，这样，套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料，解决成本与寿命之间的矛盾。既延长了使用寿命，又节省了好材料，解决成本与寿命之间的矛盾。 湿式缸套定义：定义：其外表面直接与冷却水接触。其外表面直接与冷却水接触。特点：特点：1）壁较厚（）壁较厚（59mm）；）；2）散热效果好；散热效果好；3）易漏水漏气；易漏水漏气；4）易穴蚀。易穴蚀。定位：定位：1）径向：靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带。）径向：靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带。2）轴向：利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。轴向：利用缸套上部凸缘与缸体相应
9、的台阶。密封：密封：1）下部：靠）下部：靠13个耐热耐油的橡胶密封圈。个耐热耐油的橡胶密封圈。2）上部：缸套顶面高出缸体上部：缸套顶面高出缸体0.050.15mm，当气缸盖螺栓拧，当气缸盖螺栓拧紧后，缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处，承受较大紧后，缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处，承受较大的压紧力，具有防止水套漏水、气缸漏气和保证缸套定位的作的压紧力，具有防止水套漏水、气缸漏气和保证缸套定位的作用。用。名称名称特点特点示意图示意图干缸套干缸套外壁不直接与冷却水接触。外壁不直接与冷却水接触。壁厚壁厚13mm。湿缸套湿缸套外壁直接与冷却水接触。外壁直接与冷却水接触。壁厚壁厚59mm。强
10、度和刚强度和刚度都较好，度都较好，加工复杂，加工复杂，拆装不便，拆装不便，散热不良。散热不良。散热良好、散热良好、冷却均匀、冷却均匀、加工容易。加工容易。强度和刚度强度和刚度不如干缸套，不如干缸套，易漏水易漏水。干缸套和湿缸套的比较干缸套和湿缸套的比较3、气缸盖、气缸盖1.结构：结构：气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞孔（汽油机）或喷油导管孔和进排气门座、火花塞孔（汽油机）或喷油器座孔。器座孔。 2、功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧、功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。室。3、材料：
11、灰铸铁或合金铸铁，铝合金。、材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。（导热性好、利（导热性好、利于提高压缩比，适用与高速高强化汽油机）于提高压缩比，适用与高速高强化汽油机）4、工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负、工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。荷很大。气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫安装火花塞安装火花塞整体式气缸盖：能覆盖全部气缸的气缸盖。块状气缸盖：能覆盖部分（两个以上）气缸的气缸盖，如图示。单体气缸盖：只覆盖一个气缸的气缸盖。采用整体气缸盖可以缩短气缸中心矩和发动机的总长度，其缺点是刚性较差，在受热和受力后容易变形而影响密封；损坏时也需要整个更
12、换，它主要多用于发动机缸径小于105mm的汽油发动机上。缸径较大的发动机常采用单体气缸盖或块状气缸盖。燃烧室：燃烧室：由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组由活塞顶部及缸盖上相应的凹部空间组 成。成。 对燃烧室的要求：对燃烧室的要求：结构紧凑，面容比小，冲气效率高；结构紧凑，面容比小，冲气效率高；在压缩行程终了时，具有一定的涡流；在压缩行程终了时，具有一定的涡流；表面光滑，不易积碳，排气净化好。表面光滑，不易积碳，排气净化好。燃烧室及要求燃烧室及要求楔形燃烧室：1）气门斜置，气流导流较）气门斜置，气流导流较好，充气效率高；好，充气效率高；2）有挤气）有挤气- -冷激面，可形冷激面，可形成挤气涡流；
13、成挤气涡流；3）燃烧速度较快，）燃烧速度较快，CO和和HC排放较低而排放较低而NO的排放的排放稍高。稍高。盆形燃烧室：1 1）气门平行于气缸轴线；）气门平行于气缸轴线；2 2）有挤气）有挤气- -冷激面，可形冷激面，可形成挤气涡流；成挤气涡流；3 3）盆的形状狭窄，气门尺）盆的形状狭窄，气门尺寸受限，换气质量较差，寸受限，换气质量较差，燃烧速度较低，燃烧速度较低，COCO和和HCHC排排放较高而放较高而NONO的排放较低。的排放较低。半球形燃烧室：1）气门成横向）气门成横向V形排列，形排列，气门头部直径可以做得较气门头部直径可以做得较大，换气好；大，换气好； 2）火花塞位于燃烧室的中）火花塞位
14、于燃烧室的中部，火焰行程短，燃烧速部，火焰行程短，燃烧速度最高，动力性、经济性度最高，动力性、经济性最好。是高速发动机常用最好。是高速发动机常用的燃烧室；的燃烧室；3）CO和和HC排放最少，而排放最少，而NO的排放较高。的排放较高。 4、气缸垫、气缸垫作用：作用：保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏气。保证气缸体与气缸盖间的密封，防止漏水、漏气。要求：要求：足够的强度；足够的强度；耐热和耐腐蚀；耐热和耐腐蚀；一定的弹性；一定的弹性；拆装方便，寿命长。拆装方便，寿命长。类型：类型：金属金属-石棉气缸垫；石棉气缸垫；实心金属片气缸垫；实心金属片气缸垫；加加强型无石棉气缸垫。强型无石棉气缸垫。气
15、缸盖的拧紧：气缸盖的拧紧：拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序（如下图）分几次进行，最后一次要用扳手按工厂规定的拧紧序（如下图）分几次进行，最后一次要用扳手按工厂规定的拧紧力矩值拧紧。松螺栓的方向是由外而内。力矩值拧紧。松螺栓的方向是由外而内。铝合金气缸盖：铝合金气缸盖：最后必须在发动机冷态下拧紧，并且要分几次进行最后必须在发动机冷态下拧紧，并且要分几次进行拧紧拧紧铸铁气缸盖：铸铁气缸盖：最后必须在发动机热态下拧紧。最后必须在发动机热态下拧紧。5、油底壳、油底壳油底壳的主要作用：油底壳的主要作用：贮存机油并密封曲轴箱。贮存机油并密封曲轴箱。
16、油底壳的一些特点：油底壳的一些特点：1、用薄钢板冲压而成、用薄钢板冲压而成2、内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生、内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。较大的波动。3、油底壳的最底部设有放油塞。、油底壳的最底部设有放油塞。4、曲轴箱与油底壳之间设有密封衬垫。、曲轴箱与油底壳之间设有密封衬垫。5、油底壳一般有、油底壳一般有1-3块磁铁，用来吸极细的磨削物。块磁铁，用来吸极细的磨削物。6、发动机的支承、发动机的支承发动机的支承方式：机的支承方式： 三点支承：前端两点通前端两点通过曲曲轴箱支承在箱支承在车架上，架上，后端一点通后端一点通过变速器壳支承在速器壳支承在车架上。架上。（如下图（如下图所示）所示） 四点支承：前端两点通前端两点通过曲曲轴箱支承在箱支承在车架上，架上，后端二点通后端二点通过飞轮壳支承在壳支承在车架上。架上。（如下图（如下图b所所示）示）三点支承 四点支承
