项目二 课题一 机体组件（课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（武汉大学出版社）

《汽车发动机构造与维修》 项目二 曲柄连杆机构 1 项目描述 曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转变为机械能的主要机构，功用是把燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。在发动机做功时，汽缸内最高温度可达2 500K以上，最高压力可达5～9MPa ，现代汽车发动机最高转速可达3 000～6 000r／min，则活塞每秒钟要行经约 100～200个行程，可见其线速度是很大的。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的机件还将受到化学腐蚀。因此，曲柄连杆机构工作条件的特点是高温、高压、高速和化学腐蚀。同时，曲柄连杆机构在工作时作变速运动，受力情况相当复杂，气体作用力、往复惯性力、旋转运动的离心力和相对运动件接触表面的摩擦力等都作用在曲柄连杆机构上，使其工作条件十分恶劣。 2 项目描述 3 课题一 机体组件 课题二 活塞连杆组 课题三 曲轴飞轮组 目录 CONTENTS 4 机体是发动机的外壳和骨架，许多零部件和辅助系统元件都安装在机体上。机体是发动机的固定件，也是发动机形状和尺寸的主要决定因素。机体组件主要包括汽缸体、油底壳（也称下曲轴箱）、汽缸盖、汽缸盖罩和汽缸垫等不动件。 一、汽缸体与曲轴箱 汽缸体是汽缸的壳体，是发动机各机构和系统的装配基体，并由它来保证发动机各运动件相互之间的准确位置关系。在工作中，汽缸体承受较大的机械负荷和热负荷，所以要求它要有足够的强度、刚度和良好的耐热性、耐腐蚀性。汽缸体一般都采用灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁制造，但最近铝合金使用越来越普遍，因为铝合金缸体重量轻、导热性良好，冷却液容量可以减少。启动后，缸体可较快达到工作温度，并且和铝活塞膨胀系数完全一致，受热后间隙变化小，可减少冲击噪声和机油消耗，且和铝缸盖膨胀系数相同，工作时可减少冷热冲击所产生的热应力。 曲轴箱是支承曲轴作旋转运动的壳体，汽缸体与曲轴箱二者组成了发动机的机体。水冷式发动机的汽缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为汽缸体－曲轴箱，也可简称为汽缸体，如图2-2所示。汽缸体上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔，称为汽缸。下半部为支撑曲轴的上曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在上曲轴箱上制有主轴承座。为了这些轴承的润滑，在侧壁上钻有主油道，前后壁和中间隔板上钻有分油道。 5 6 下曲轴箱也称油底壳，如图2-3所示。油底壳主要用于储存机油并密封曲轴箱，同时也可起到机油散热作用。油底壳一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机总体结构和机油容量。为保证发动机纵向倾斜时机油泵仍能吸到机油，油底壳中部做得较深，并在最深处装有放油螺塞，有的放油螺塞是磁性的，能吸附机油中的金属屑，以减少发动机运动件的磨损。油底壳内还设有挡油板，防止汽车振动时油面波动过大。为防止漏油，一般都有密封垫，也有的采用密封胶密封。 7 1．汽缸与汽缸套 汽缸体内引导活塞作往复运动的圆筒就是汽缸。汽缸工作表面承受燃气的高温、高压作用，且活塞在其中作高速运动，因此要求其耐高温、耐高压、耐磨损和耐腐蚀。为了保证汽缸表面能在高温下正常工作，必须随时加以冷却，冷却方式有两种：一种是水冷，另一种是风冷。 汽车发动机上常采用水冷却。发动机用水冷却时，汽缸周围和汽缸盖中均有用以充水的空腔，称为水套。轿车上常用敞开式水套和封闭式水套两种。敞开式的水套在汽缸体平面敞开，缸体重量轻，结构紧凑，冷却较好，变形小，寿命长。 为了提高汽缸的耐磨性，有时在铸铁中加入了一些合金元素，如镍、钼、铬、磷等，但制造成本太高，所以现代汽车发动机广泛采用在汽缸体内镶入汽缸套，形成汽缸工作表面的方法。这样，汽缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，而汽缸体则用价格较低的普通铸铁或铝合金等材料制造。 8 汽缸套有两种结构，即干式和湿式。 干式汽缸套是被压入汽缸体孔中的，它不直接与冷却水接触。由于汽缸套自上而下都支撑在汽缸体上，所以可以加工得很薄，壁厚一般为1～3mm。 湿式汽缸套也是被压入汽缸体中的，但它与冷却水直接接触。冷却水接触到汽缸套的中部，由于它只在上部和下部有支撑，所以必须比干式汽缸套厚一点，一般壁厚为5～9mm。为了保证径向定位，汽缸套外表面有两个凸出的圆环带，即上支撑定位带和下支撑密封带，轴向定位利用上端凸缘实现。湿式汽缸套的顶部和底部必须采用密封件，以防止水从冷却系统中渗出。湿式汽缸套铸造方便，容易拆卸更换，冷却效果好，但汽缸体刚度差，易出现漏气漏水。 9 2．汽缸体的结构型式 汽缸体常有3种型式。 （1）一般式（平分式）。是指发动机汽缸体下平面通过曲轴中心线，如图2-5（a）所示。这种汽缸体的刚度虽不如其他两种，但缸体高度低，重量轻，容易加工。多用于中小型发动机，气油机由于负荷率低，也常采用这种结构型式。 （2）龙门式。是指汽缸体下平面低于曲轴中心线，如图2-5（b）所示。这