摘要 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。机体有汽缸体和汽缸盖组成。 气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。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，利用水的循环来冷却燃烧室壁等高温部分；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。 关键词：机体，气缸体，气缸盖，燃烧室， Abstract The body is composed of the e
ngi
ne is i
nstalled base skeleto
n, each mecha
nism of each system a
nd the e
ngi
ne, the e
ngi
ne, i
nstalled i
n all the mai
n parts a
nd accessories, loads. Therefore, the body must have sufficie
nt stre
ngth a
nd rigidity. The cyli
nder body a
nd the cyli
nder cover. The cyli
nder block is the e
ngi
ne assembly matrix orga
nizatio
ns a
nd systems, is a most importa
nt part i
n e
ngi
ne. The cyli
nder block a
nd cra
nkcase is cast i
n o
ne piece. The upper cyli
nder body took out all the cyli
nder, the cavity surrou
ndi
ng the cyli
nder water jacket are commu
nicated with each other. The lower half part is used for supporti
ng a cra
nkshaft cra
nkcase. The cyli
nder body is straight, V shaped a
nd horizo
ntally opposed three forms, commo
nly used i
n the car o
n the straight a
nd V - two. The lower part of the structure of cyli
nder body ge
neral type, Lo
ngme
n type, a
nd the tu
n
nel type three ki
nd of forms of air-cooled type cyli
nder block a
nd cra
nkcase with a split type structure, the cyli
nder block a
nd cra
nkcase cast separately, a
nd the
n assembled together. The cyli
nder body a
nd the cyli
nder cover the outer surface of cast ma
ny radiati
ng fi
ns to e
nsure the full heat, cyli
nder material is usually made of grey cast iro
n, i
n order to improve the wear resista
nce of the cyli
nder, sometimes addi
ng a small amou
nt of alloy eleme
nts such as
nickel, chromium, molybde
num, phosphorus i
n cast iro
n. But i
n fact, i
n additio
n to the cyli
nder wall a
nd pisto
n surface matched with the outer, other part of the wear resista
nce is
not high. Thus, the cyli
nder ca
n be used better wear resista
nce alloy cast iro
n or alloy steel, to prolo
ng the service life of the cyli
nder, the cyli
nder ca
n be used to lower prices of ordi
nary cast iro
n or alumi
num alloy material. The mai
n fu
nctio
n of the cyli
nder cover is closed the upper part of the cyli
nder, a
nd the pisto
n a
nd cyli
nder wall together co
nstitute the combustio
n chamber. Ge
neral water-cooled e
ngi
ne cyli
nder head casti
ng with cooli
ng water jacket, cyli
nder head a
nd cyli
nder e
nd face to the water jacket of the correspo
ndi
ng are i
nterli
nked, usi
ng water cycle cooli
ng of high temperature combustio
n chamber wall a
nd other parts; cyli
nder head of e
ngi
ne exhaust valve seat should be i
n the guide hole a
nd the exhaust passage. Gasoli
ne e
ngi
ne cyli
nder cover should be the spark plug hole, while the diesel e
ngi
ne is provided with mou
nti
ng holes i
njector to do. Keywords: body, cyli
nder block, cyli
nder head, a combustio
n chamber, 目录 1前言.............................................................................................................................1 2汽油机结构形式的设计.............................................................................................2 2.1汽缸数和气缸布置的选择..................................................................................2 2.2冷却方式..............................................................................................................4 2.3发动机主要结构参数..........................................................................................4 3热力学计算.................................................................................................................5 4动力学计算.................................................................................................................6 5运动学计算................................................................................................................9 6机体的设计...............................................................................................................10 6.1机体主要尺寸设计.............................................................................................10 6.1.1机体长度的确定........................................................................................10 6.1.2汽缸体尺寸的确定...................................................................................11 6.1.3气缸盖尺寸的确定....................................................................................11 6.2机体强度的计算................................................................................................11 6.2.1汽缸体强度的计算...................................................................................11 6.2.2汽缸盖的强度计算....................................................................................14 7活塞设计....................................................................................................................15 8活塞销的设计............................................................................................................19 9活塞环设计................................................................................................................21 10工作循环参数..........................................................................................................24 11小结..........................................................................................................................27 12参考文献..................................................................................................................28 13附表..........................................................................................................................46 1前言 随着现代科技的发展，进行新型发动机的设计己不可避免，目前发动机的种类很多，而发动机设计的好坏主要是靠发动机实验台来检验。然而制造厂家都希望在尽可能短的时间内将产品投放市场，尤其是在其它竞争者之前能够开发市场，获得良好的投资效益。另外，随着计算机技术的发展，CAE在发动机设计和试验中的应用使一部分设计工作正逐步脱离经验设计阶段，并提供了一个快速而准确的设计手段。 随着社会与技术的日益进步，发动机设计必须日臻完善以满足许多严格的要求，诸如废气排放、噪音、燃油经济性、可靠性、耐久性和制造的廉价性.既不搞保险(过安全)设计，也不能搞欠安全设计，必须是高度精炼而又准确的设计，这只有利用计算机模型和计算机分析、设计技术才可能达到。利用计算机通讯技术，设计者可在不同的地方使用不同的软件进行并行设计，从而缩短设计周期。利用快速原型技术，可非常迅速地制造出零件原型，以减少整个研制开发时间。例如，采用快速原型可在几天内制造出一个复杂零件，而凭借传统的方法和设备常需要几个月的时间。 目前发动机工作过程模拟在发达国家已经普遍用于发动机的设计和开发，并产生了可观的效益。例如，国外从开始设计到售出第一台发动机所需的时间，己由原来的8年减少到4年。道依茨公司的BFM1015系列只用了42个月，美国西南研究院从接受任务到设计定型只用了18个月。我国开展发动机工作过程模拟研究的时间并不晚，而且也取得了一些有特色的研究成果，但这些研究工作仅局限于高等院校内，还不能很好地服务于发动机的设计和开发领域。为了满足国内市场对柴油机的更高要求，特别是为了适应国际市场的竞争，柴油机制造企业迫切需要改进现有产品和发展新产品。因此，建立计算速度快、预测精度能满足要求而且尽可能廉价的柴油机工作过程模型是十分必要的。 自1965年提出虚拟现实的概念以来，动态仿真分析技术始终是与CAD. 3D图形和虚拟现实技术同步发展的。并且，随着大型的仿真计算软件的日渐成熟和计算结果的可视化程度越来越高，使得一些以往无法想象的设计任务以一种面向图形的虚拟方式在计算机中进行成为可能。动态仿真分析技术(又称虚拟样机技术)，是20世纪80年代随着CAD/CAE技术的发展而迅速发展起来的一项新技术，其核心是系统运动学和动力学仿真技术，同时还包括三维CAD建模技术、有限元分析技术、机电液控制技术、最优化技术等相关技术。运用动态仿真分析技术，可以大大简化机械产品的设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期，大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品质量，提高产品的系统级性能，获得最优化和创新的设计产品。 本课题对实际的发动机机体进行设计，来加深学生对专业知识的理解程度，研究意义如下: (1 )意义：通过1.6升汽油机机机体设计明白汽油机发动机的结构组成以及工作原理 (2 )掌握查阅收集资料，了解有关于EMD技术的工作原理 (3 )了解并运用CAD UG等三位制图软件的初步应用 (4 )将所学理论知识与工程实际密切地结合起来，提高理论实践水平。 发动机是汽车的心脏，汽车的行使速度、加速性、爬坡度、牵引力决定于发动机；汽车常见故障大部分来源于发动机；汽车的然有经济性和经常费用也主要决定于发动机。为了实现汽车的设计目标，根据发动机的重要性，汽车方案设计对发动机的型式和主要参数、指标是作了规定的。所以发动机设计是一个重要的阶段，其中包括结构空间、总质量、功率、环境保护、生产成本、使用成本等指标。通过这次我们亲身的设计实践，让我们对这些专业课的基础知识和基本理论能有进一步的理解和掌握，使我们在分析、计算、设计、