1.3 机体组（课件）《汽车构造（第2版）》同步精品课堂（北理工版）

《汽车构造（第2版）》北理工版 1.3 机体组 教学目标 教学重难点 新知学习 课程总结 小试牛刀 知识引入 发动机机体组包括气缸体、气缸套、气缸盖、气缸盖罩和油底壳等零件，如图所示。 知识引入 机体组的作用： 发动机机体是发动机的装配基体，它支撑着发动机的运动件，其上安装有各 种附件，并承受着发动机工作时产生的内、外作用力。 因而机体必须有足够的强度，以承受在标 定负荷甚至在一定超载负荷下的各种作用力； 同时，它还要有足够的刚度，确保发动机在工作时 各部分的变形小，且对于冷却液、润滑油和燃料有良好的耐腐蚀性。 知识引入 发动机原理 课程目标 知识目标 掌握机体组的作用； 掌握气缸体的分类； 能力目标 掌握干式气缸套的特点和湿式气缸套的特点 教学重难点 机体组的作用 教学重点 01 干式气缸套的特点和湿式气缸套的特点 教学难点 02 Part1 气缸体 气缸体 气缸体(见图)是发动机的基础骨架，它不仅要承 受高温高压气体的作用力，而且要支撑安装在其上的发动机 几乎所有的零件，因此气缸体应具有足够的强度和刚度。 在正常使用情况下，气缸体一般不易损坏，但是也可能由于某 些异常工况(如发动机失油、失水导致温度过高)出现裂纹、 拱曲、击穿以及主轴承座孔变形等损坏。如果出现以上损坏 情况，一般应更换气缸体。 气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸 体一曲轴箱，也可简称为气缸体。 气缸体一般用灰铸铁铸成，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。 气缸体应具有足够的强度和刚度，根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体 分为一般式、龙门式和隧道式三种形式。 01 02 气缸体 一般式气缸体如图所示，其油底壳安装平面和曲轴旋转中 心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小，质量轻，结构紧凑， 便于加工，曲轴拆装方便；缺点是刚度和强度较差。 1. 一般式气缸体 气缸体 龙门式气缸体如图所示，其油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚 度好，能承受较大的机械负荷；缺点是工艺性较差，结构笨重，加工较困难。 2. 龙门式气缸体 气缸体 隧道式气缸体如图所示， 其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。这种气缸体的优 点是结构紧凑，刚度和强度好；缺 点是加工精度要求高，工艺性较差， 曲轴拆装不方便。 3. 隧道式气缸体 气缸体 为了确保气缸内表面在高温下能正常工作，必须对气缸和气缸盖进行适当的冷却。冷却方法 有两种，一种是水冷，另一种是风冷，如图所示。 3. 隧道式气缸体 (a) 水冷； (b) 风冷 气缸体 水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走部分热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。 3. 隧道式气缸体 (a) 水冷； (b) 风冷 Part2 气缸套 将气缸直接镗在气缸体上叫作整体式气缸，整体式气缸强度和刚度好、能承受较大的载荷. 这种气缸对材料要求高，成本高。 气缸套 如果将气缸制造成单独的圆筒形零件，则为气缸套，然后再将其装到气缸体内。 气缸套根据是否与冷却水接触分为干式和湿式两种。 目前，几乎所有的发动机都采用了镶入式气缸套，代替气缸体充当气缸的工作 表面，同时，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，还可大大延长气缸体的寿命。 03 气缸套采用耐磨的优质材料制成，则气缸体可用价格较低的一般材料制造，从 而降低制造成本。 02 01 04 干式气缸套如图所示。气缸套装入气缸体后，其外壁不直 接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接触；壁厚较薄， 一般为 1～3mm 。 它具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，但加 工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良。 气缸套 (1)干式气缸套的特点 湿式气缸套如图1-27所示。气缸套装入气缸体后，其外壁直接 与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触， 壁厚 一般为5～9mm 。 气缸套 (2)湿式气缸套的特点 它散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只 需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，拆装方便， 但强度、刚度都不如干式气缸套好，而且容易产生漏水现象，使用 时应该采取一些防漏措施。 Part3 气缸盖 气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合 金的导热性好，有利于提高压缩比。气缸盖结构如 图所示。 气缸盖 在正常情况下，气缸盖不属于易损件， 但是会因发动机使用异常导致失油、失水而引起高 温变形、产生裂纹等。气缸盖损坏时， 一般应更换 新的气缸盖。 气缸盖安装在气缸体的上面，与上部的气缸盖罩盖密封气缸并构成燃烧室。由于它经常与 高温高压燃气接触，所以承受很大的热负荷和机械负荷。气缸盖上还装有进、排气门座，气门 导管孔，用于安装进、排气门及进气通道和排气通道等。 气缸盖 (1)气缸盖的结构特点 顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装 凸轮轴。 汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸 盖上加工有安装喷油器的孔。 水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通，利 用循环水来冷却燃烧室等高温部分。 气缸盖是燃烧室的组成部分、燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机 的燃烧方式不同、所以其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。 汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑处。 气缸盖 (1)气缸盖的结构特点 1)半球形 半球形燃烧室如图所示，其结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，火焰行程短，故 燃烧速率高、散热少、热效率高。这种燃烧室在结构上允许气门双行排列，由于进气口直径较大， 所以充气效率较高，虽然使配气机构变得较复杂，但有利于排气净化，在轿车发动机上被广泛 采用。 气缸盖 (2)汽油机燃烧室常见的三种形式 2 ) 楔 形 楔形燃烧室如图所示，其结构简单、紧凑，散热面积小，热损失也小，能保证混合 气在压缩行程中形成良好的涡流运动，有利于提高混合气的混合质量，进气阻力小，充气效率高。 气门排成一列，配气机构简单，但火花塞置于楔形燃烧室高处，火焰传播距离长。切诺基轿车 发动机采用的就是这种形式的燃烧室。 气缸盖 (2)汽油机燃烧室常见的三种形式 3 ) 盆 形 盆形燃烧室如图所示，其气缸盖工艺性好，制造成本低，但因气门直径易受限制， 所以进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用了盆形燃烧室。 气缸盖 (2)汽油机燃烧室常见的三种形式 Part4 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， 下曲轴箱用来储存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为 油底壳，如图所示。 油底壳 油底壳的结构特点： 油底壳 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碎屑，减少发动机的磨损。 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。 在上、下曲轴箱接合面之间装有衬垫，以防止润滑油泄漏。 Part4 气缸垫 气缸垫 气缸垫(见图)装在气缸盖和气缸 体之间，其功用是：保证气缸盖与气缸体接 触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。 气缸垫 气缸垫的结构特点： 气缸垫材料要有一定的弹性，能补偿接合面的不平度，以确保密封，同时要有较好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。 01 目前应用较多的是铜皮一棉结构的气缸垫，由于铜皮一棉结构的气 缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。 02 有的发动机还采用以在石棉中心用编织的钢 丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶黏结剂压成的气缸垫。 03 气缸垫 安装气缸垫时，首先要检查气缸垫的质量和完好程度，气缸垫上的所有孔都要和气缸体上的 孔对齐；其次要严格按照说明书上的要求拧紧气缸盖螺栓。 拧紧气缸盖螺栓时，必须由中央对称 地向四周扩展的顺序分2～3次进行，最后一次拧紧到规定的力矩。 课堂小结 气缸体 气缸套 气缸盖 油底壳 气缸垫 气缸体是发动机的基础骨架，它不仅要承 受高温高压气体的作用力，而且要支撑安装在其上的发动机 几乎所有的零件，因此气缸体应具有足够的强度和刚度。 气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合 金的导热性好，有利于提高压缩比。 气缸垫装在气缸盖和气缸 体之间，其功用是：保证气缸盖与气缸体接 触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。 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。 将气缸直接镗在气缸体上叫作整体式气缸，整体式气缸强度和刚度好、能承受较大的载荷. 这种气缸对材料要求高，成本高。 小试牛刀 气缸体在发动机中主要承担什么作用？ A. 储存燃油 B. 冷却发动机 C. 作为发动机的基础骨架，承受高温高压并支撑零件 D. 控制进排气 答案：C 解析： 气缸体是发动机的基础结构，需承受高温高压气体的作用力，并支撑几乎所有发动机零件，因此必须具备足够的强度和刚度。 小试牛刀 气缸体在正常使用中一般不易损坏，但在以下哪种异常工况下可能出现裂纹或变形？ A. 正常更换机油 B. 发动机失水或失油导致温度过高 C. 正常启动发动机 D. 定期保养 答案：B 解析： 异常工况如发动机失油、失水会导致温度过高，从而引发气缸体裂纹、拱曲、击穿或主轴承座孔变形等严重问题。 小试牛刀 水冷发动机的气缸体常与哪个部件铸成一体？ A. 气缸盖 B. 进气歧管 C. 上曲轴箱 D. 排气歧管 答案：C 解析： 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱通常铸成一体，称为气缸体—曲轴箱，简称气缸体。 小试牛刀 气缸体一般采用什么材料制造？ A. 铝合金 B. 灰铸铁 C. 不锈钢 D. 铜合金 答案：B 解析： 气缸体通常用灰铸铁铸成，因其具有良好的铸造性能和耐磨性，适合承受高温高压环境。 小试牛刀 气缸体上部的圆柱形空腔称为什么？ A. 曲轴箱 B. 气缸 C. 油底壳 D. 冷却水道 答案：B 解析： 气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，是活塞上下运动的场所。 小试牛刀 一般式气缸体的优点不包括以下哪项？ A. 结构紧凑 B. 刚度和强度好 C. 机体高度小，质量轻 D. 曲轴拆装方便 答案：B 解析： 一般式气缸体的优点是结构紧凑、质量轻、加工方便、曲轴拆装方便，但其刚度和强度较差。 小试牛刀 龙门式气缸体的主要优点是什么？ A. 结构轻巧 B. 加工简单 C. 强度和刚度高，能承受较大机械负荷 D. 曲轴拆装方便 答案：C 解析： 龙门式气缸体的油底壳安装平面低于曲轴中心，结构更坚固，强度和刚度更高，适合承受较大的机械负荷。 小试牛刀 下列哪项不是气缸体内部常见的结构？ A. 加强筋 B. 冷却水套 C. 润滑油道 D. 喷油嘴 答案：D 解析： 气缸体内部通常铸有加强筋、冷却水套和润滑油道，而喷油嘴一般安装在气缸盖上，不属于气缸体内部结构。 作业布置 1.简述机体组的作用。 2.简述干式气缸套的特点。 3.简述湿式气缸套的特点。 感谢您的聆听 中职教育XX版 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $