汽车发动机附件简介

加油管
加油口
2.3.2 油箱总成 2.3.2.1 油箱 1、满足整车设计目标的油箱容量。 2、油箱的安装面应适应车体形面的贴合，有正确的定位。 3、车体与油箱接触的部位不允许有尖锐的突出物。 4、结合面应有防震垫。 5、良好、可靠的固定位置。 6、油箱有冲压成型的金属油箱和高分子材料吹塑成型油箱。
3.4.4 风扇双速热敏开关： 当冷却液的温度过高，如超过 95℃时电机自动转入高速，低于 95℃就在低速 运转
3.4.5 风扇护罩： 使风扇的风的流向引导到整个散热器面上，同时将风的流向集中，防止散射， 有利于对发动机外表的散热。
3.发动机冷却系统
3.1 冷却系统的分类
(1)风冷式 (2)水冷式
3.2 冷却系统的要求
（1）具有足够的冷却能力，保证在所有工况下发动机出水温度低于 所要求的许用值； （2）应考虑除气，并在规定时间内排除系统内的空气； （3）应考虑膨胀空间，其容积占系统容积的4%-6%； （4）具有较高的加水速率，其数值满足规定的要求； （5）在发动机高怠速运转、散热器或系统加水盖打开时，水泵进口 应为正压； （6）有一定的缺水工作能力，缺水量应满足规定的要求； （7）设置水温报警装置； （8）密封良好，不得漏气漏水；
碳罐
吸附管路
2.4 供油系统设计 2.4.1 供油系统主要部件的间隙控制
Baidu Nhomakorabea
序号 1
2 3 4 5
名称 油门踏板
油箱 油管 碳罐 燃油过滤器
内容
间隙值(mm)
与制动踏板和地板鼓包的
最小间隙
详见踏板总
与周围固定零部件的最小 成运动校核
间隙
标准
油箱隔热板与排气管的最
小间隙
≥60
与周围固定零部件的最小
间隙
≥10
（3-1）
式中： Q——额定功率时的燃油消耗量, L/h Ne——发动机的额定功率，kW ge——额定功率燃油消耗率，g/(kW·h) ——燃油的密度，g/L 考虑到实际使用工况的变化，发动机燃油消耗量要比发动机额定工况时燃油消耗量大25％～35 ％，则实际供油量为Q实=(1.25～1.35)×Q。 为了保证燃油系统的压力稳定和燃油充分冷却，需要有充分的回油流量Q回，这里取20％，即Q 回=0.2×Q实max。则燃油泵流量Qmax=Q实max＋Q回。
发动机附件（一）
汽车设计中主要涉及到的发动机附件系统:
1.发动机悬置系统 2.发动机供油系统 3.发动机冷却系统 4.发动机进气系统 5.发动机排气系统
1. 发动机悬置系统
1.1 悬置作用：发动机本身就是一个内在的激振源，同时又受到外部的各种振动
干扰，引起零部件的损坏和乘坐 的不舒适；悬置就是要把发动机传递到支撑系统 的振动减小到最小程度；
置，有良好的固定可靠性，尽可能设置在不易外面直接接触的位置，车体设计时应 有油
管布置的凹槽。
2、管路中设有燃油滤清器。
2.3.3.2 回油管 1、从发动机燃油分配管中回到油箱。 2、燃油箱油气排放管是将油气经燃油碳罐吸附的燃油，通过碳罐电磁阀控制，送到燃
油分配管。 3、油管布置要便于维修，检查燃油箱以及燃油管路所需要时间不应超过 7 分钟。 2.3.3.3 通气管： 快速排气管：从油箱到加油管，在加油时快速将油箱中气体排出。
（4）阻尼力较大的橡胶：IIR（丁基橡胶） （5）特别耐热的加硫橡胶：EPDM（乙丙烯橡胶）
1.5液压悬置 1. 液压悬置的构造
2. 液压悬置的工作原理 （1）发动机高频小幅振动，上腔内压没有上升，可得到较小的悬置刚 度以减小振动； （2）发动机低频大幅振动，上腔压力增加，液体通过阻尼孔流入下腔， 利用流体的流动阻力，产生很大的阻尼力，使振动得到很大的衰减
细通气管：从油箱到加油器，保持油箱内压力与气压平衡。 2.3.3.4 净化管：
汽油蒸发的吸附管路。 2.3.3.5 滤清器
在供油管路中串接入滤清器，对燃油进行精滤。更换燃油滤清器滤芯所需时间不应超 过 9 分钟。（释放燃油压力和将汽车举升到工作高度所需的预备时间除外）。
进油管
燃油滤清器
回油管
回气管
1.7 新动力的悬置系统设计
发动机附件（二）
2.发动机供油系统
2.1 供油系统的分类
燃
汽油机供
料
油系统
供
给
系
统
柴油机供 油系统
喷射式
进气管 喷射
缸内直 接喷射
化油器式（基本已 淘汰）
单点喷 射
多点喷 射
机械式 喷射
电控式
电喷汽油发动机供给系统主要由燃油箱、电子燃油泵、燃油滤清器、 进油管、燃油轨、喷油器、燃油压力调节器、碳罐以及油门操纵机构等 构成。当电子燃油泵通电，燃油经电子燃油泵上的粗滤网过滤后，进入 燃油滤清器内，经过燃油滤清器过滤后，清洁的燃油进入燃油轨，喷油 器定时通电，燃油喷入气缸
油位指针从满刻度至空刻度之间的移动呈线性。 指正到 1/2 时，油箱应剩余 50% ±10% 的可用燃料。 2.3.2.3 油泵 1、燃油泵应达到应有压力要求。 2、安装部位应能便于维修。 2.3.2.4 档板：油管在接近热源如排气管、太阳辐射区等，应设有金属防热护板。
2.3.3 管路 2.3.3.1 供油管路 1、采用帮迪管，具有耐压、容易弯曲成型，不允许弯曲时压扁，以最短路径为原 则布
3.3 冷却系统的原理
3.4 冷却系统的组成 冷却系
散热器
管路
水泵
冷却液膨胀箱
散热器 电动风扇 风扇双速热敏开关 散热器支架 风扇护罩
节温器 冷却液下橡胶软管 冷却液上橡胶软管 节气门热水管 膨胀箱水管 散热器排气管 冷车暖风机水管
水泵 带轮 齿形带
膨胀箱体 加水口盖 水温传感器
某车型冷却系统
3.4.1. 散热器
散热器的散热性能主要与以下有关：
3.4.1.1 散热器使用的材料与厚度
有铜质和铝质，管壁厚度在 0.1 ~ 0.3mm，散热片厚度在 0.06 ~ 0.10mm。 3.4.1.2 冷却管道内冷却液流速，一般要求在 0.2m/s 至 0.8m/s。
3.4.1.3 结构和制造质量 装配式 —— 工艺简单，但片与管的接触面有气隙，影响热传导。 扦焊式 —— 工艺复杂，散热效果高于装配式。
a) 金属油箱焊接后应作压力测试，表面应作防锈漆涂层； b) 高分子油箱采用尼龙增加的工程塑料吹塑成型，油箱应经镀氟处理，需经满载跌
落试验和水平碰撞试验合格。 7、油箱的存量应保证油位指针到 0 位时，车辆还可以继续行驶 60Km 左右。
塑料油箱 燃油泵
金属油箱
2.3.2.2 油箱传感器： 能精确的将油面高度通过电量信号传到仪表上。
（4）零件周边空间的校核及装配工艺性校核
因在实际用车过程中，发动机在各方向有位移及旋转量，所以应给动力总成及悬置留 有足够的运动空间；装配工艺性应考虑流水线生产所使用的套筒及气动工具的操作空 间，以及发动机装配顺序所带来的操作空间；
（5）CAE分析（模态、强度、刚度分析） 除了校核悬置本身的模态、强度、刚度外，还应考虑悬置在车身安装点的强 度问题； （6）NVH实车测试和验证
某车型悬置系统，四点悬置
某车型悬置系统，三点悬置
前悬置 左悬置
后悬置 右悬置
1.2 作用于发动机悬置系统的激振源
（1）发动机启动及熄火停转时的摇动 （2）怠速运转时的抖动 （3）发动机高速运转时的振动 （4）路面冲击所引起的车体振动 （5）大转矩时的摇动 （6）汽车起步或变速时的转矩变化的所引起的冲击 （7）过大错位所引起的干涉和破损
2. 悬置软垫的限位 （1）增加位移较大方向的悬置刚度 （2）采用非线性、变刚度的结构，以同时减小小激振力所引起的振 动和限制大激振力引起的振动位移
3. 悬置软垫的橡胶材料 （1）一般的加硫橡胶：NR（天然橡胶）、SBR （丁苯橡胶）、BR（丁二烯橡胶）、IR（异戊橡 胶））等
（2）特殊的耐油加硫橡胶：NBR（丁腈橡胶） （3）特殊耐候（轻度耐油）橡胶：CR（氯丁二烯 橡胶）
内振源：主要是由于燃烧脉动、活塞和连杆的运动产生的不平衡力 和力矩； 外振源：主要来源于不平的道路或传动系； 两种振源同时作用，使发动机处于极其复杂的振动状态
（1）燃烧激振频率： （2）惯性力激振频率：
1.3 悬置的布置
1. 悬置系统一般有3、4、5点布置布置形式；悬置点过多，车架变形，会导致 悬置点发生变形，最终使车架或悬置支架受力过大而损坏； 2. 三点悬置的特点：与车架的顺从性最好，三点决定一个平面，不受车架变形 影响，固有频率低，抗扭转振动的效果比较好； 3. 四点式悬置的特点：稳定性好，能克服较大的转矩反作用力；不过扭转刚度 较大，不利于隔离低频振动；
1.典型的三点悬置布置方式
2.典型的四点悬置布置方式
轿车的布置特点： 1. 轿车发动机（3.0L排量以上的有很多六缸的）一般采用四缸 四冲程 2. 前置、横置、前驱动，即：FF式布置 3. 为限制发动机及排气系统位移，悬置需要必要的强度； 4. 减小怠速及中高速区域的振动噪声，悬置需要较好的柔性， 良好的隔振性能；
结构上有管带式和管片式： 管带式 —— 管子轧成空心的带状，冷却液在扁孔中流动，管带之间有折叠的散热片焊
接。 管片式 —— 管子穿过片式散热片。
3.4.1.4 通过散热器芯部的空气流量或风速 通过芯部的风量起着决定性作用，风量大，散热快，反之，则散热慢。一般要求通过
的风速不小于 8 — 10m/s。
1.6基于现成动力总成的悬置系统设计 （1）根据动力总成型号查找车型；
目前的开发模式以整车厂提供自有的动力总成产品或整车厂指定动力总成的类型及排 量，由设计公司到市场上寻找匹配为主；
（2）根据参考车确定悬置布置形式和结构；
（3）根据布置位置设计悬置支架及连接机构； 设计中应确定各悬置的压缩量，零件应做成橡胶未压缩的自由状态，装配应 做成压缩后的实际装车状态；
某车型的燃油供给系统
2.2 供油系统工作原理
2.3 供油系统主要组件设计要点
2.3.1 加油装置 2.3.1.1 加油管
1、应满足是油箱安装位置到车身加油窗的位置尺寸。 2、油管与油箱和加油器的连接部件可靠，不能有渗漏。 3、选用材料应能耐汽油、不易老化材料，一般采用尼龙增强的工程塑料，要有良好的
冲击韧性。采用的橡胶管应是耐汽油的氯丁橡胶。
2.3.1.2 加油口
1、颈部周围与手接触的表面应无尖锐的边和突出物，在整个加油盖的周围至少有半径 25mm 以上的间隙，油箱盖的护耳（tab）的宽度至少 30mm，高度至少 15mm。
2、油箱盖所用的力：松开油箱盖所需的扭矩不应超过 2.2Nm。 3、油箱盖或油箱门应标识“必须使用无铅汽油，X#”等标识。 4、油箱盖的操作：顺时针方向旋紧、逆时针方向松开，应有锁錀匙或电子锁。 5、有固定的支架和支座，窗口与车身应有橡胶件密封垫。 6、油箱盖应有通气孔，满足最快的加油速度不得低于 36 公升/分钟，并无回溅。
和；
油泵的流量不能太大，以免有过多的回油；
油泵的流量不能过小，容易使燃油压力脉动增加。
在额定电压下，油泵的输油量为（60～200）L/s； 输油系统的压力为（300～400）kPa； 在电压为额定电压的50％～60％时，能保证燃油系统中有压力。 (2)油泵流量及油压: 根据发动机的额定功率和燃油消耗率，确定Q：
3.4.2 散热器支架： 使其能稳定可靠地将散热器及其附件安装在车架上，同时能满足相关附件如 空调冷凝器等的安装。
3.4.3 风扇： 分机械风扇和电子风扇
1）机械风扇：由发动机曲轴拖动，其风扇转速随发动机的转速变化而变化，现在在M1 乘用车上基本不用，在货车上尚有使用。
2）电子风扇：有可变速的电机拖动，其可根据风速的大小、水温的高低来改变转速， 使散热器的散热效率保持在良好的状态。 现在轿车、面包车等乘用车均采用电子风扇。
与排气管的最小间隙
≥200
与周围固定零部件的最小
间隙
≥5
与周围固定零部件的最小
间隙
≥10
与周围固定零部件的最小
间隙
≥10
备注
2.4.2油泵的设计计算
(1)油泵的设计要求： 油泵提供的最小流量，应等于发动机所需的最大喷油量及燃油压力调节器所需的最小回油量之
和；
油泵在最小流量时提供的最小压力，应等于此时压力调节器的最大压力与油道中的沿程损失之
轿车FF式布置示例
1.4 悬置软垫的设计
1. 软垫的结构形式：压缩式、剪切式和倾斜式
悬置形式
压缩式
剪切式
倾斜式
弹性特性
压缩刚度大、剪切 压缩、剪切特性均 压缩刚度小、剪切
刚度小
很好
刚度大
主要用途
用于振动输入小、 用于振动输入大、 用于振动输入大、 支撑质量大的场合 支撑质量大的场合 支撑质量小的场合