汽油机系统设计

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1、汽油机系统设计一、汽油机总体构造简介发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；二、汽油机曲柄连杆机构设计1、构成及作用曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成

2、曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。2、具体设计曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。　　（1）机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱及油底壳、曲轴箱、汽缸套　　（2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆（3）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴（1）机体组设计机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。气缸体设计　　气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发

3、动机中最重要的一个部件。气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体。　　水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。气缸体上部拍了出所有气缸，气缸周围的空腔相互连通构成水套。下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。　　气缸体有直列、V形和水平对置三种形式，在汽车上常用直列和V形两种。气缸体下部的结构有一般式、龙门式、和隧道式三种形式风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构，气缸体和曲轴箱分开铸造，然后再装配到一起。气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热，缸体的材料一般用灰铸铁，为提高气缸的耐磨性，有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钼、铬、磷等。但是，实际上除了与活塞配合的气缸壁表面外，其他部分

4、对耐磨性要求并不高。为了材料上的经济性，广泛采用缸体内镶入气缸套来形成气缸工作表面。这样，缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，以延长气缸使用寿命，而缸体可用价格较低的普通铸铁或铝合金材料制造。气缸套有干式和湿式两种。　　干式气缸套外表面不直接与冷水接触，其壁厚一般为1～3mm。缸套外表面与其装配的气缸体内表面采用过盈配合。　　湿式缸套外表面直接与冷却水接触，冷却效果好。其壁厚比干式缸套厚，一般为5～9mm。气缸盖设计气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室。一般水冷式发动机气缸盖内铸有冷却水套，缸盖下端面与缸体上端面向所对应的水套是相通的，利

5、用水的循环来冷却燃烧室壁等高温部分；风冷式发动机气缸盖上铸有许多散热片，靠增大散热面积来降低燃烧室的温度。发动机的气缸盖上应有进排气门座导管孔和进排气通道等。汽油机气缸盖还应有火花塞孔，而柴油机则设有安装喷油器的做孔。气缸垫设计气缸盖与气缸体之间装有气缸衬垫，其作用是保证气缸盖与气缸体间的密封，防止燃烧室漏气、水套漏水。油底壳设计油底壳的主要作用是储存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成。（2）活塞连杆组设计　　活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。活塞设计活塞的作用是与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室，并承受气缸中气体压力，通过活塞销

6、将作用力传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞可分为头部、环槽部和裙部三部分。活塞头部设计活塞是燃烧室的组成部分，其形状取决于燃烧室的形式。常见的活塞头部形状有平顶式、凹顶式和凸顶式。活塞环槽设计活塞环安装在活塞环槽内。汽油机一般由2～3道环槽,上面1～2道用来安装气环,实现气缸的密封;最下面的一道用来安装油环.在油环槽底面上钻有许多径向回油孔,当活塞向下运动时,油环把气缸壁上多余的机油刮下来经回油孔流回油底壳。若温度过高，第一道环容易产生积碳，出现过热卡死现象。活塞裙部设计活塞裙部起导向作用。活塞环设计　　活塞环安装在活塞环槽内，用来密封活塞与气缸壁之间的间隙，防止窜气，同时使

7、活塞往复运动便顺捷。活塞环分为气环和油环两种。活塞销设计　　活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，并将活塞所受的气体作用力传给连杆。　　活塞销通常为空心圆柱体，有时也按等强度要求做成截面管状体结构。　　活塞销一般采用低碳钢或低碳合金制造。　　活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的连接采用全浮式和半浮式连接。采用全浮式连接，活塞销可以在孔内自由转动；采用半浮式连接，销与连杆小头之间为过盈配合，工作中不发生相对转动；销与活塞销座孔之间为间隙配合。（3）连杆设计　　连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动