發(fā)動機總體設計

1、發(fā)動機總體設計及活塞設計 （一）發(fā)動機總體設計 一、兩大機構： （1）曲柄連桿機構：曲軸飛輪組；機體組；活塞連桿組。 （2）配氣機構：凸輪軸的布置；氣門的布置。 二、四大系統(tǒng)（起動系除外）： （1）燃油供給系：燃油供給路線 （2）冷卻系：水冷（大小循環(huán)） （3）潤滑系：潤滑方式，潤滑油路 （4）燃燒系統(tǒng)：燃燒室形狀（W形）和進排氣道布置方 式 （二）活塞設計 o 頂部：燃燒室形狀（W形和球形）； o 頭部：活塞環(huán)槽設計； o 裙部：橢圓，上小下大； o 活塞環(huán)設計：氣環(huán)（矩形，錐面，扭曲，梯 形，桶面）和油環(huán)（普通，組合） o 活塞銷設計：內孔形狀設計（圓柱形，端部 錐形，中間封閉形，單側封閉

2、型） o 強度校核（計算） 一、曲軸飛輪組（曲拐及平衡重的布置 及發(fā)火順序） 四缸四行程發(fā)動機的曲拐布置四缸四行程發(fā)動機的曲拐布置 二、活塞連桿組（活塞與連桿裝配圖及連桿大二、活塞連桿組（活塞與連桿裝配圖及連桿大 頭的剖分方式和連接方式）頭的剖分方式和連接方式） 氣環(huán)氣環(huán) 連桿螺栓連桿螺栓 連桿軸瓦連桿軸瓦 油環(huán)油環(huán) 活塞銷活塞銷 活塞活塞 連桿連桿 連桿蓋連桿蓋 （四）連桿（四）連桿 作用：作用：連接連接活塞活塞與與曲軸曲軸，并把活塞承受的氣體壓力，并把活塞承受的氣體壓力 傳給曲軸，使活塞的傳給曲軸，使活塞的往復往復運動變成曲軸的運動變成曲軸的旋轉旋轉運運 動。動。 連連 桿桿 組組 件件

3、分分 解解 圖圖 連桿小頭連桿小頭 桿身桿身 連桿連桿 大頭大頭 連桿大頭的連接形式連桿大頭的連接形式 平切式平切式 斜切式（連桿斜切式（連桿 大頭與連桿桿大頭與連桿桿 身軸線成身軸線成 3060） 鋸齒定位鋸齒定位 圓銷定位圓銷定位 套筒定位套筒定位 止口定位止口定位 連桿蓋與連桿連桿蓋與連桿 的定位措施的定位措施 平切口平切口 精加工連桿螺栓和螺栓孔精加工連桿螺栓和螺栓孔 斜切口斜切口 油底殼油底殼 安裝平安裝平 面和曲面和曲 軸旋轉軸旋轉 中心在中心在 同一高同一高 度度 油底殼安裝平油底殼安裝平 面低于曲軸的面低于曲軸的 旋轉中心旋轉中心 氣缸體上曲氣缸體上曲 軸的主軸承軸的主軸承 孔

4、為整體式孔為整體式 按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為按氣缸體與油底殼安裝平面位置不同分為 三、機體組（機體組類型及氣缸套類型）三、機體組（機體組類型及氣缸套類型） 一般式 龍門式隧道式 干式氣缸套和濕式氣缸套干式氣缸套和濕式氣缸套 名稱名稱特特 點點示意圖示意圖 干缸套干缸套 外壁外壁不直接不直接與冷卻水接與冷卻水接 觸。壁厚觸。壁厚1 13mm3mm。 濕缸套濕缸套 外壁外壁直接直接與冷卻水接觸。與冷卻水接觸。 壁厚壁厚5 59mm9mm。 強度和剛強度和剛 度都較好，度都較好， 加工復雜，加工復雜， 拆裝不便，拆裝不便， 散熱不良散熱不良。 散熱良好、冷散熱良好、冷 卻均勻、加工卻均勻

5、、加工 容易。容易。 強度強度 和剛度不如干和剛度不如干 缸套，易漏水。缸套，易漏水。 氣缸氣缸 氣缸套氣缸套 氣缸氣缸 氣缸套氣缸套 凸輪軸下置凸輪軸下置 凸輪軸中置凸輪軸中置 凸輪軸上置凸輪軸上置 （1） 四、配氣機構 凸輪軸的傳動方式凸輪軸的傳動方式 傳動方式傳動方式圖圖 示示應應 用用 齒輪傳動齒輪傳動 凸輪軸下置、凸輪軸下置、 中置式中置式配氣機構配氣機構 鏈條傳動鏈條傳動 凸輪軸上置式凸輪軸上置式 配氣機構配氣機構 齒形帶傳動齒形帶傳動 凸輪軸上置式凸輪軸上置式 配氣機構配氣機構 一般要在中間加入一個 中間齒輪（惰輪） （2）四氣門的排列及驅動 每缸采用四個氣門時，其氣門排列的方案

6、有二種： 1).同名氣門排成兩列 如左圖所示，由一個凸輪 通過T形驅動桿同時驅動，并 且所有氣門都可以由一根凸 輪軸驅動。 2).同名氣門排成一列 如右圖所示，進排氣門分 別位于曲軸中心線的兩側， 分別采用兩凸輪軸驅動。 氣門頭部的結構形式氣門頭部的結構形式 平頂式平頂式 結構簡單，制造方便，吸熱面積小，質量也較小，進、結構簡單，制造方便，吸熱面積小，質量也較小，進、 排氣門都可采用。排氣門都可采用。 凸頂式凸頂式 （球面頂）（球面頂） 適用于排氣門，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣的清適用于排氣門，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣的清 除效果好，但球形的受熱面積大，質量和慣性力大加工除效果好，但

7、球形的受熱面積大，質量和慣性力大加工 較復雜。較復雜。 凹頂式凹頂式 （喇叭頂）（喇叭頂） 凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減 少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進氣門，少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進氣門， 而不宜用于排氣門。而不宜用于排氣門。 燃油濾清器燃油濾清器 低壓油管低壓油管 高壓油管高壓油管 噴油泵噴油泵 噴油器噴油器 回油管回油管 燃油箱燃油箱 輸油泵輸油泵 油水分離器油水分離器 調速器調速器 限壓閥限壓閥 噴油提前器噴油提前器 五、燃油供給系 冷卻水在冷卻系內的冷卻水在冷卻系內的循環(huán)流動路線循環(huán)流動路

8、線有兩條，一條為有兩條，一條為大大 循環(huán)循環(huán)，另一條為，另一條為小循環(huán)小循環(huán)。 所謂所謂大循環(huán)大循環(huán) 是水溫高時，水是水溫高時，水 經過散熱器而進經過散熱器而進 行的循環(huán)流動；行的循環(huán)流動； 而而小循環(huán)小循環(huán)就是水就是水 溫低時，水不經溫低時，水不經 過散熱器而進行過散熱器而進行 的循環(huán)流動。的循環(huán)流動。 小循環(huán)小循環(huán) 大循環(huán)大循環(huán) 節(jié)溫器節(jié)溫器 六、冷卻系 汽油發(fā)動機潤滑油路（復合式復合式 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)）：發(fā)動機工作時，機油 經集濾器機油泵機油濾清器 主油道主軸承斜油道連桿軸 承噴濺至活塞、活塞銷； 發(fā)動機前端第一條油道中間 軸； 主油道的垂直油道凸輪軸軸 徑氣缸蓋回油孔曲軸箱。 七、潤

9、滑系七、潤滑系 凸輪軸 中間軸（分電器和機油泵的 傳動軸） 集濾器 主油道 分油道 旁通閥 機油泵 放油塞 限壓閥 機油濾清器 溢流閥 當機油壓力超過0.6Mpa時，溢 流閥打開是一部分機油流回到機油 泵的進油口，在機油泵內進行小循 環(huán)。 當機油粗濾器進油和出油道中 的壓力差達到0.15-0.18Mpa時，旁 通閥被推開使機油支不經粗濾器而 直接流入主油道。 限壓閥：最低潤滑油壓力報警開關 八、燃燒系統(tǒng)（燃燒室形狀及進排氣管布置） 進排氣道布置（同側或異側）進排氣道布置（同側或異側） 出水口出水口 進水口進水口 進氣歧管進氣歧管 排氣歧管排氣歧管 進進 氣氣 排排 氣氣 o 主要參考資料主要參

10、考資料 o參考文獻： o1內燃機學 周龍保主編 機械工業(yè)出版社； o2汽車構造 陳家瑞主編 機械工業(yè)出版社； o3內燃機設計 楊連生主編 中國農業(yè)機械出版社； o4最新汽車設計實用手冊 林秉華主編 黑龍江人民出版社； o5參考圖：縱橫剖面圖、活塞零件圖、曲軸零件圖、連桿零件圖、 凸輪軸零件圖等。 o 畢業(yè)設計圖紙內容、張數及要求畢業(yè)設計圖紙內容、張數及要求 o繪制發(fā)動機總體方案設計圖（1張A0圖紙） o繪制典型零件（活塞）圖（ 1張A0圖紙） o繪制附屬零部件圖（2張A2） 畢業(yè)設計進度計劃畢業(yè)設計進度計劃 序號 各階段工作內容 起訖日期 備 注 1畢業(yè)實習，撰寫畢業(yè)實習報告2012年2月13日 2012年2月17日 1周 2查閱相關資料，翻譯1500漢字以 上外文資料 ，撰寫開題報告 2012年2月20日 2012年3月2日 2周 3發(fā)動機總體設計