(1)机体组发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成,如图2-4-2所示。 机体组是发动机的支架,是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。 缸盖用来封闭气缸顶部,并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。另外,气缸盖和机体内的水套与油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分。
①气缸体组件。气缸体如图2-4-3所示。
②气缸盖组件气缸盖如图2-4-4所示。
气缸盖一般都由优质灰铸铁或合金铸铁铸造,汽油机则多采用铝合金气缸盖。铝合金导热性好,有利于提高发动机的压缩比。目前汽车发动机普遍采用铝合金气缸盖。
缸盖是结构复杂的箱形零件。其上加工有进排气门座孔、气门导管孔、火花塞安装孔(汽油机)或喷油器安装孔(柴油机)。在气缸盖内还铸有水套、进排气道和燃烧室或燃烧室的一部分。若凸轮轴安装在气缸盖上,则气缸盖上还加工有凸轮轴承孔或凸轮轴承座及其润滑油道。
(2)曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构。其功能是将活塞的往返运动转变为曲轴的旋转运动,同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩,以驱动汽车车轮转动。曲柄连杆机构由活塞连杆组、曲轴飞轮组的零件组成。曲柄连杆机构总体构造如图2-4-5所示。
①活塞连杆组活塞的主要功用是承受燃烧气体压力,并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。此外活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。
连杄组包括连杄体、连杆盖、连杄螺栓和连杄轴承等零件。习惯上常常把连杄体、连杄盖和连杆螺栓合起来称作连杆,有时也称连杆体为连杆。
连杆组的功用是将活塞承受的力传给曲轴,并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。活塞连杆组的构造如图2-4-6所示。
活塞环分气环和油环两种。气环的主要功用是密封和传热。油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上多余的机油,并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。此外,气环和油环还分别起到刮油和密封的辅助作用。
②曲轴飞轮组曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩,用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。
曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。一个曲柄销,左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成个单元曲拐。单缸发动机的曲轴只有一个曲拐,多缸直列式发动机曲轴的曲拐数与气缸数相同,V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。将若干个单元曲拐按照一定的相位连接起来再加上曲轴前、后端便构成一根曲轴。曲轴飞轮组的结构如图2-4-7所示。
在发动机后端安装双质量飞轮,大大降低发动机与变速器振动系统的固有频率,使得其固有频率对应的转速为发动机怠速转速的1/3左右,从而降低振动的传递率。
双质量飞轮式扭转减振器与曲轴扭转减振器结构类似,主要零件也是由固定在曲轴上的主体部分(壳体)、惯性质量部分以及扭转弹性阻尼部分组成,只是在此处习惯称主体部分为第一质量,惯性质量部分称为第二质量。第一质量固定在曲轴后端,第二质量通过轴承安装在第一质量上,第二质量还负责将动力传递给传动系统,第一质量与第二质量之间通过扭转减振器传递转矩。
双质量飞轮的结构如图2-4-8所示。
双质量飞轮中的弹簧阻尼系统将第一质量与第二质量分开,这样发动机产生的扭力振动就不会传递到变速箱。
在自动变速箱匹配的W型发动机上,双质量飞轮被变矩器盘代替。
多缸发动机具有两个平衡轴用以补偿惯性力。这两个轴安装在曲轴箱中。上平衡轴由曲轴通过齿形带驱动。上平衡轴末端的一个齿轮驱动下平衡轴。平衡轴固定在曲轴箱离合器侧的两个定位孔中。平衡轴的结构如图2-4-9所示。
③发动机工作顺序与曲轴曲拐布置。四行程直列四缸发动机发火间隔角为720°/4=180°。四个曲拐在同一平面内。发动机工作顺序为1-3-4-2或1-2-4-3。其发动机工作顺序和曲轴曲拐布置如图2-4-10所示。
V型6缸发动机,面对发动机冷却风扇,右侧气缸用R表示,从前向后气缸号依次为R1、R2、R3;左侧气缸用L表示,从前向后气缸号依次为L1、L2、L3。V型6缸发动机的发火间隔角为120°。三个曲拐互成120°,工作顺序为R1-L3-R3-L2-R2-L1。其发动机工作顺序和曲轴曲拐布置如图2-4-11所示。
V型8缸发动机发火间隔角为720°/8=90°。4个曲拐互成90°。工作顺序为R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2或L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1。其发动机工作顺序和曲轴曲拐布置如图2-4-12所示。
W型发动机糅合了两个VR型气缸组,单个气缸内气缸之间的夹角为15°,两个VR型气缸之间的夹角为72°。奥迪W12发动机气缸布置如图2-4-13所示。每侧的一个连杆与另一侧位置对应的连杆安装于同一个曲轴轴颈上,其工作顺序为L1-R6-L5-R2-L3-R4-L6-R1-L2-R5-L4-R3。
