汽车发动机机体设计 开题报告

关于《SUES 480 汽油机机体设计》的开题报告

沈首辰 061106120

一、概述

汽车作为人们日常生活所不可缺少的交通工具，涉及到了许多产业和科学技术领域，影响着人们每天的生活。

从经济学角度出发，汽车工业作为支柱产业，自从1885年德国工程师卡尔.奔驰设计制造了第一辆单缸四冲程内燃机汽车以来，世界汽车工业从当初年产量不足千台到如今汽车工业已经年产量超过5000万辆的现代大工业。在各个汽车大国中，汽车产业在其国民经济中有着很快的生产发展；它带有很强的连锁效应，诱导了许多新产业的崛起；同时它对其所处地区的经济结构和发展变化有着深刻而广泛的影响。

从环境的角度讲，作为节能减排的主要手段之一，汽车的轻量化已成为各大汽车厂商所追求的目标。从发动机角度来讲机体是发动机中单件质量最大的零件，一般都超过发动机质量的1/4，甚至接近1/3。如此一来，世界范围内，针对汽车发动机直至发动机机体等的很多轻量化研究和技术正在不断地被研究和改进。

2009年，我国的汽车销量以1350万的成绩，超过美国、日本和欧洲大陆，名列榜首。但是这些销量中的绝大多数品牌为与我国企业合作的跨国公司。造成这一局面的主要原因是我国缺少对汽车核心技术的掌握。所以目前汽车的核心技术和自主研发是我国汽车业所要努力的方向，对我国汽车业有着至关重要的意义。

我国轿车用汽油发动机是伴随着轿车的引进而引进。目前我国轿车汽油发动机主要有三种生产方式：一种是整车生产企业自己生产发动机：如上海大众、东风本田上海通用；第二种是由专业汽油发动机厂生产供应汽车整车企业。如沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司生产4G63、4G64发动机供给中华2.0L、2.4L、东方之子等车。第三种是采用进口发动机，如奥迪A6、帕萨特和高尔夫等。??

1发动机，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器。作为车辆的心脏，发动机对一辆车有着至关重要的意义。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。主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。

机体必须要有足够的强度和刚度。同时由于机体中的有些部位工作环境较为恶劣，如气缸受到高温气体的影响，故还须兼具有防腐蚀散热快等特性。机体中还开有冷却液水道和油道故其结构复杂。

本次发动机机体的设计，是站在已有发动机的基础上的一次自主研发的尝试，通过运用先进的材料和合理的结构设计出一台自主开发的发动机机体，并使发动机得到优化，减轻发动机的质量，从机体这一方面使整车具有更好的动力性和经济性。同时，对我国汽车发动机自主研发，改变大量引进国外发动机缺少自主创新的局面有着重要的意义。

二、调研资料的汇总

1、发动机机体材料的发展趋势

减轻传统的灰铸铁机体质量有3条途径：一是改进结构；二是采用性能更佳的蠕墨铸铁；三是采用铝合金或者镁合金。如奥迪V6 3.0L TDI直喷式柴油机（其机体材料为蠕墨铸铁），大众的Lupo1.2 TDI涡轮增压直喷式全柴油机（其汽缸为铝合金制），戴姆勒-克莱斯勒的顶级车迈巴赫和S级轿车的12缸发动机采用了连同底板质量在内只有38kg的铝合金汽缸体。??

22、485Q发动机结构

485Q型汽油机是四冲程四缸小客车发动机， 其机体是整体铸造的，不单设汽缸套，为了增大刚性，机体采用龙门式的结构。汽缸的轴距是不等的，二、三缸之间的轴距较长，有利于加大中央主轴承的宽度，但会导致发动机机体体积的变大。??

33、多气门凸轮轴的普遍运用

近年来，多气门（每缸四气门：两个进气门和2个排气门；5气门：3个进气门和2个排气门）技术已获得了越来越多的采用。DOHC（双顶置凸轮轴）也获得广泛采用，采用DOHC，可省掉推杆、挺杆、摇臂等运动部件，凸轮轴通过液压挺住作用于气门上。

采用多气门和DOHC技术，可提高发动机充气效率、泵气损失少；火花塞中心布置，改善了燃烧，可采用较高压缩比、较小的气门直径、减轻配气机构惯性质量，因此可提高发动机功率和转速，所以高速、高性能发动机上广泛使用多气门、DOHC技术。??

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4、干式发动机机体孔和气缸套配合的分析

我国传统的干式发动机大多采用半成品气缸套，即内孔留有加工余量的薄壁气缸套，压入发动机机体底孔后，在机体内加工至成品尺寸。气缸套压入机体后还要对内孔部分进行加工，为防止加工中缸套和机体发生相对转动，两者采用过盈配合。但这样一方面使气缸套的内孔随着发动机底孔的椭圆方向而发展成椭圆，另一方面使压入发动机底孔的气缸套外壁给发动机底孔施加一个正压力。由于底孔的各处刚性不同，所以导致底孔发生椭圆形变，两种椭圆叠加影响发动机的工作性能。但若采用间隙配合会使气缸套的形状得不到限制，同时使配合部位留有空气出现气阻。

所以在设计干式发动机底孔与气缸套的配合间隙时，既要考虑发动机工作时两者的贴合情况又要考虑底孔的实际加工精度，一定要保证装配后的气缸孔圆柱度好。??

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三、市场调查情况分析

在市场调查过程中，主要的资料样本是通过相关杂志以及网上的资料来获取的。收集了一些近5年来130辆乘用车的发动机参数，及结构特点。