汽车原理与结构讲义机体构造
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汽车原理与结构机 体构造
第四章 发动机主要部分结构
●发动机机体组件
●曲柄滑块机构
●配气系统
基本组成
●供油系统
●冷却、润滑系统
§4.1 发动机机体组构造
机体组是发动机的支架，是发动机其他各
系统（包括曲柄滑块、配气、点火、润滑、冷
却等部件）的主要零件装配的基体。
共24页 第2页
一、机体组的组成 机体组主要构件包括： ●机体 ●气缸盖 ●气缸盖罩 ●气缸衬垫 ●主轴承盖 ●油底壳
共24页 第17页
4、油底壳 油底壳用于存储机油、封闭机体或曲轴箱。 常用材料： ●薄钢板冲压成形 ●铝合金铸造成形 结构特点：
与机体间用 密封件、腔内设 有挡板（防止行 驶时荡油）壳底 局部较深、磁性 放油螺塞。
共24页 第18页
缸盖、缸垫、机体、油底壳
四缸直列—— 小型发动机常用结构
共24页 第19页
机构工作环境
由于发动机工作频率很高（输出转速一般在 4000～20000r/min），所以工作时该机构运
动 件平均速度一般达到12m/s，而加速度则高达 1.2×104m/s2。
为此相关构件要承受极高的机械负荷、热应 力（受热、冷却的不均匀）、摩擦力、装配应 力（装配预应力）等，受力形式包括拉、扭、 剪、弯。 机构组成： ●活塞组件 ●连杆组件 ●曲轴组件
曲轴中心线
分体制造
六缸对列式发动机机体
共24页 第9页
求并配
。作工
六 缸 直 列
记 号 配 对 加
艺 ， 因 此 机
发 动 机 机 体
式
工体零
发 动 机 机 体
垂直放置时纵向 尺寸小，重心高
和 装 配 ， 以 保 证 精 度 要
加 工 时 要 分 为 几 个 部 分
件 非 常 复 杂 ， 且 涉 及 装
●要实现多缸发动机的正 常工作，实际的机体结构 要比原理图复杂得多。 ●机体可看成气缸体。 ●机体与气缸盖构成燃烧 室的上部，并安装进排气、 点火系统。 ●机体与油底壳构成曲轴 箱，气缸衬垫为各零件中 间密封元件。
共24页 第5页
机体的功能
机体组形状、结构非常复杂，设计时应从功 能、结构、加工工艺三方面考虑，绝大部分机体 组都按上述规律来设计、制造。
机体组与其他机构密切相关。 中、大型发动机一般要进行气缸镶套，则又分 为干式气缸套和湿式气缸套两种。 机体组各零件与其他系统的零件配合，构成了 燃烧室、曲柄箱、冷却通道、润滑体系等。
共24页 第3页
机
气缸盖罩 气缸盖
体
缸套 机体
组
典
型
构
造
密封圈
油底壳
曲轴支承部件
共24页 第4页
六缸直列
机体的功能
§4.2 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机能量转换、运动和动力 传递的主要装置。 机构功能： ●燃气热能转换成机械能 ●往复运动转换成旋转运动 发动机实现机械运动、 动力输出的核心机构。
共24页 第20页
活塞销
活塞环 活塞 连杆
曲轴
曲柄
配重 齿轮兼飞轮
四缸发动机曲柄连杆典型结构轴测图
共24页 第21页
共24页 第15页
随材料技术的发展，无石棉（金属——复合材料 组件、全金属）气缸衬垫成为当前发展的方向。
共24页 第16页
气缸衬垫材料
因此，气缸衬垫应具有足够的强度和耐压、 耐热、耐腐蚀的特性。
常用组合型材料： ●金属——石棉组件 ●金属——复合材料 ●全金属
具有石棉夹层的衬垫成本低、耐用性强，但 在夹层间易产生气囊，有工业污染，多用于普通、 低档次发动机。
（先进的发动机气缸每缸还设有多个气门） 通常水冷式发动机采用整体式气缸盖；风冷式 发动机多采用分体式气缸盖。
共24页 第14页
3、气缸衬垫 气缸衬垫用于机体上部与气缸盖底部之间的
密封。其主要作用是保持燃烧室的密封（机体 与缸盖之间）不漏气；保持机体流向气缸盖的 冷却液、机油不泄漏。
工作荷载
●承受螺栓紧固机械力 ●承受高温燃气造成的高温和高压 ●承受机油、冷却液及其他附带液体的腐蚀
铝合金具有强度高、耐高温、散热好、重量轻、 热膨胀接近活塞材料、加工工艺性好、成本较高 等特点，得到广泛应用，是现代发动机机体制造 的首选材料。
机体的构造
应适合具体的发动机类型 ●缸数、排列形式不同，机体构造不同 ●发动机冷却、润滑方式不同，机体构造不同
共24页 第8页
结构特点： 整机扁平、
重心低
，
共24页 第10页
此轴承支承 部件可拆卸
八缸V列式发动机机体
共124页 第11页
2、气缸盖 气缸盖用于封闭机体上部，与活塞环顶部、气
缸侧壁（或气缸衬套）构成燃烧室。 ●承受螺栓紧固机械力 ●承受巨大的热负荷。（与高温燃气直接接触） 常用材料： ●高强度灰铸铁 ●合金铸铁等铸造 小型发动机（轿车、微型车等）也常用铝合金制 造。
共24页 第2页
发动机曲柄连杆机构三大组成示意
发动机曲柄连杆机构 原理示意图
共24页 第23页
●活塞组件 ●连杆组件 ●曲轴组件
THANK YOU
六缸直列机体零件
共24页 第6页
二、主要零件工作条件及结构 1、机体
机体是发动机中最大的零件（见图），也是 安装发动机大部分零件的基础骨架，工作时：
●承受拉、压、弯、扭等各类机械荷载 ●承受巨大的热负荷。
（与高温燃气直接接触） 常用材料： ●高强度灰铸铁 ●铝合金等铸造件。
共24页 第7页
机体铝合金材料
共24页 第12
整体式气缸盖
一字排列 六缸整体式
气缸盖
内部形腔将构 成燃烧室的上半 部，顶部要安装 进、排气门；火 花塞等零部件
密封垫
共24页 第1பைடு நூலகம்页
分体式气缸盖
分体式缸盖占用的空间较大， 不用于多缸发动机
气缸盖构造及内腔
气缸盖的构造涉及到燃烧室的形状、进排气门 孔、气门导管孔、汽油机的火花塞安装、柴油机 的喷油孔安装等问题，其结构也十分复杂。
汽车原理与结构机 体构造
第四章 发动机主要部分结构
●发动机机体组件
●曲柄滑块机构
●配气系统
基本组成
●供油系统
●冷却、润滑系统
§4.1 发动机机体组构造
机体组是发动机的支架，是发动机其他各
系统（包括曲柄滑块、配气、点火、润滑、冷
却等部件）的主要零件装配的基体。
共24页 第2页
一、机体组的组成 机体组主要构件包括： ●机体 ●气缸盖 ●气缸盖罩 ●气缸衬垫 ●主轴承盖 ●油底壳
共24页 第17页
4、油底壳 油底壳用于存储机油、封闭机体或曲轴箱。 常用材料： ●薄钢板冲压成形 ●铝合金铸造成形 结构特点：
与机体间用 密封件、腔内设 有挡板（防止行 驶时荡油）壳底 局部较深、磁性 放油螺塞。
共24页 第18页
缸盖、缸垫、机体、油底壳
四缸直列—— 小型发动机常用结构
共24页 第19页
机构工作环境
由于发动机工作频率很高（输出转速一般在 4000～20000r/min），所以工作时该机构运
动 件平均速度一般达到12m/s，而加速度则高达 1.2×104m/s2。
为此相关构件要承受极高的机械负荷、热应 力（受热、冷却的不均匀）、摩擦力、装配应 力（装配预应力）等，受力形式包括拉、扭、 剪、弯。 机构组成： ●活塞组件 ●连杆组件 ●曲轴组件
曲轴中心线
分体制造
六缸对列式发动机机体
共24页 第9页
求并配
。作工
六 缸 直 列
记 号 配 对 加
艺 ， 因 此 机
发 动 机 机 体
式
工体零
发 动 机 机 体
垂直放置时纵向 尺寸小，重心高
和 装 配 ， 以 保 证 精 度 要
加 工 时 要 分 为 几 个 部 分
件 非 常 复 杂 ， 且 涉 及 装
●要实现多缸发动机的正 常工作，实际的机体结构 要比原理图复杂得多。 ●机体可看成气缸体。 ●机体与气缸盖构成燃烧 室的上部，并安装进排气、 点火系统。 ●机体与油底壳构成曲轴 箱，气缸衬垫为各零件中 间密封元件。
共24页 第5页
机体的功能
机体组形状、结构非常复杂，设计时应从功 能、结构、加工工艺三方面考虑，绝大部分机体 组都按上述规律来设计、制造。
机体组与其他机构密切相关。 中、大型发动机一般要进行气缸镶套，则又分 为干式气缸套和湿式气缸套两种。 机体组各零件与其他系统的零件配合，构成了 燃烧室、曲柄箱、冷却通道、润滑体系等。
共24页 第3页
机
气缸盖罩 气缸盖
体
缸套 机体
组
典
型
构
造
密封圈
油底壳
曲轴支承部件
共24页 第4页
六缸直列
机体的功能
§4.2 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机能量转换、运动和动力 传递的主要装置。 机构功能： ●燃气热能转换成机械能 ●往复运动转换成旋转运动 发动机实现机械运动、 动力输出的核心机构。
共24页 第20页
活塞销
活塞环 活塞 连杆
曲轴
曲柄
配重 齿轮兼飞轮
四缸发动机曲柄连杆典型结构轴测图
共24页 第21页
共24页 第15页
随材料技术的发展，无石棉（金属——复合材料 组件、全金属）气缸衬垫成为当前发展的方向。
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气缸衬垫材料
因此，气缸衬垫应具有足够的强度和耐压、 耐热、耐腐蚀的特性。
常用组合型材料： ●金属——石棉组件 ●金属——复合材料 ●全金属
具有石棉夹层的衬垫成本低、耐用性强，但 在夹层间易产生气囊，有工业污染，多用于普通、 低档次发动机。
（先进的发动机气缸每缸还设有多个气门） 通常水冷式发动机采用整体式气缸盖；风冷式 发动机多采用分体式气缸盖。
共24页 第14页
3、气缸衬垫 气缸衬垫用于机体上部与气缸盖底部之间的
密封。其主要作用是保持燃烧室的密封（机体 与缸盖之间）不漏气；保持机体流向气缸盖的 冷却液、机油不泄漏。
工作荷载
●承受螺栓紧固机械力 ●承受高温燃气造成的高温和高压 ●承受机油、冷却液及其他附带液体的腐蚀
铝合金具有强度高、耐高温、散热好、重量轻、 热膨胀接近活塞材料、加工工艺性好、成本较高 等特点，得到广泛应用，是现代发动机机体制造 的首选材料。
机体的构造
应适合具体的发动机类型 ●缸数、排列形式不同，机体构造不同 ●发动机冷却、润滑方式不同，机体构造不同
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结构特点： 整机扁平、
重心低
，
共24页 第10页
此轴承支承 部件可拆卸
八缸V列式发动机机体
共124页 第11页
2、气缸盖 气缸盖用于封闭机体上部，与活塞环顶部、气
缸侧壁（或气缸衬套）构成燃烧室。 ●承受螺栓紧固机械力 ●承受巨大的热负荷。（与高温燃气直接接触） 常用材料： ●高强度灰铸铁 ●合金铸铁等铸造 小型发动机（轿车、微型车等）也常用铝合金制 造。
共24页 第2页
发动机曲柄连杆机构三大组成示意
发动机曲柄连杆机构 原理示意图
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●活塞组件 ●连杆组件 ●曲轴组件
THANK YOU
六缸直列机体零件
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二、主要零件工作条件及结构 1、机体
机体是发动机中最大的零件（见图），也是 安装发动机大部分零件的基础骨架，工作时：
●承受拉、压、弯、扭等各类机械荷载 ●承受巨大的热负荷。
（与高温燃气直接接触） 常用材料： ●高强度灰铸铁 ●铝合金等铸造件。
共24页 第7页
机体铝合金材料
共24页 第12
整体式气缸盖
一字排列 六缸整体式
气缸盖
内部形腔将构 成燃烧室的上半 部，顶部要安装 进、排气门；火 花塞等零部件
密封垫
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分体式气缸盖
分体式缸盖占用的空间较大， 不用于多缸发动机
气缸盖构造及内腔
气缸盖的构造涉及到燃烧室的形状、进排气门 孔、气门导管孔、汽油机的火花塞安装、柴油机 的喷油孔安装等问题，其结构也十分复杂。