《汽车构造》三级项目报告

《汽车构造》三级项目报告题目：本田CBR600发动机与别克英朗2H0发动机对比班级：12级车辆工程一班姓名：郭圣川学号：120113030027指导教师：夏怀成提交时间：2014.12目录一、项目意义............................................................................3二、发动机介绍........................................................................31.本田CBR600发动机:..........................................................32.别克英朗发动机:..................................................................3三、结构及原理的对比.............................................................41.整机尺寸及结构对比........................................................42.缸体对比............................................................................53.缸盖对比............................................................................74.活塞对比............................................................................85.配气机构对比....................................................................96.曲轴对比..........................................................................107.润滑系统的对比..............................................................11(1)机油泵对比...............................................................11(2)机油喷嘴对比...........................................................14(3)油底壳对比...............................................................15四、冷却系统对比...................................................................16五、性能对比..........................................................................161.发动机参数对比.................................................................162.动力特性对比.....................................................................17六、总结..................................................................................18七、感悟..................................................................................19一、项目意义通过拆装两台发动机，比较CBR600发动机和英朗乘用车发动机的各机构和系统在结构、原理与性能方面的区别。二、发动机介绍1.本田CBR600发动机:本次拆解的CBR600发动机装备于HondaCBR600RR摩托车，CBR600作为动力性能比较强劲的超级摩托车装备了排量为599cc的高转速直列四缸式发动机。600cc的排量在超级摩托车中虽然不是最大排量，但是动力已经十分强劲。图CBR600发动机2.别克英朗发动机:经测量和计算排量为1.8L，根据排量、应用车型和生产年份查得发动机型号为通用旗下Ecoboost系列的2H0发动机，配备有DVVT技术。装备于通用旗下别克英朗，雪佛兰科鲁兹、景程等乘用车。图英朗2H0发动机三、结构及原理的对比1.整机尺寸及结构对比单位：mm做为四缸机并且变速箱和离合器在发动机内部，相比于民用车CBR600整体尺寸可谓十分紧凑。受制于摩托车横向尺寸的限制，其横向尺寸相比于英朗发动机小很多。其缸体大角度的倾斜和不规则的油底壳形发动机型号横向纵向长度CBR600550500600英朗2H0800900540状也使动力系统在有限的空间内得到最理想的布置。其动力系统质量高度集中也有利于减小整车的转动惯量提高摩托车的操控性能。整机结构十分复杂并且做工十分细致，虽然这样的加工成本很高将轻量化做到了极致，发动机干重仅55kg。英朗1.8L2H0发动机整体尺寸较大纵向尺寸较CBR600大很多主要是得益于英朗发动机在发动机舱中有宽大的布置空间、而且机油尺、机油加注口等多数零部件均安放在发动机上部或外部便于平时的保养和检修。图CBR600与英朗2H0发动机2.缸体对比通过对比我们可以发现：CBR600发动机缸体采用了密度小、强度高、导热性好的铝合金材质，并且在缸体上直接加工出缸套，缸套周围有大容积的水套以满足其作为大功率摩托车发动机的散热需求。其整体结构十分紧凑，其他零部件的安装位置错综复杂并且集中，在量产车中将轻量化做到了极致。图CBR600缸体英朗2H0发动机缸体采用了密度较大、强度很高、导热性相对较差但很便宜的铸铁材质，并且镶嵌缸套，这显然是出于成本的考虑。而且考虑到其装备在舒适型轿车上其整机性能并不需要太强，其散热量相对较小，综合性能、耐久性、发动机安装位置、平时检修保养的操作难易性、成本、车型价格等因素其采用铸铁缸体也是理想的选择。图2H0的缸体3.缸盖对比两台发动机缸盖均为铝合金材质均是为散热和发动机整体耐用性做出了综合的考量，但是CBR600发动机在细节之处仍强于2H0也可以看出其轻量化的诉求。左图2H0发动机缸盖、右图CBR600缸盖4.活塞对比图片中左侧为CBR600发动机活塞连杆组，右侧为英朗2H0发动机活塞连杆组。由对比我们可以发现两种发动机均采用了自然吸气式汽油机应用最多的平顶式活塞，图片中左侧为CBR600发动机活塞上气门对应位置顶部凹坑很深，一是因为此发动机压缩比较大，并且发动机设计转速较高，气门行程较长。而英朗发动机的顶部同样有此设计但是其压缩比较小，工作转速相对较低，气门行程短凹坑浅。这样的设计是考虑到气门工作极限位置为了避免活塞顶到气门。CBR600的连杆比也较2H0发动机的连杆比小，这也是短行程高转速发动机的通用设计准则。5.配气机构对比上图中为CBR600发动机的凸轮轴正时链轮。下图中为英朗发动机的凸轮轴的正时链轮。通过对比我们可以发现CBR600作为高性能发动机并且考虑到它的转速区间和实际的使用情况其进排气机构均针对高转速设计，采用了承载能力更强、更为可靠的链传动并且没有可变正时配气机构。而下图中英朗配气机构采用了成本较低却易于维护正时皮带轮传动。并且带有液压的可变配气定时机构，显然是出于燃油经济性和成本的设计。6.曲轴对比上图为CBR600发动机曲轴、下图为英朗发动机曲轴通过对比我们可以发现CBR600的曲轴其中一个曲拐被设计成齿轮，曲轴一端被设计成了发电机的转子,并且也没有安装飞轮的法兰盘。而英朗的采用了传统汽油机曲轴的结构形式。CBR600发动机曲轴的特殊设计最大的原因是因为离合器和变速箱都集成在了发动机内，图中红圈内的齿轮与曲轴上齿轮相啮合（啮合图如红圈中所示）。原理：这个齿轮与惯性较大的离合器总成直接相连，离合器总成间接的充当了飞轮这样设计的好处就是最大程度的减少了发动机的横向尺寸以满足摩托车整体的设计要求。7.润滑系统的对比(1)机油泵对比CBR600机油泵上面三个图中可以看出CBR600发动机和变速箱集成在一起，而且共用一个机油泵，并且机油同时要对变速箱润滑，机体上的润滑油道错综复杂。右图中为英朗发动机的机油泵安装位置，二种发动机均采用了齿轮泵式机油泵。原理是通过齿轮泵内齿轮的旋转产生泵油作用。图CBR600润滑系工作原理两种发动润滑系统最大的差别在于CBR600有机油散热器，以保证大功率、高转速的摩托车发动机的机油的正常工作温度。原理：通过机油泵将油底壳中的机油吸取后再泵到机油滤清器经过滤清器后进入内置多个散热片的机油散热器，机油冷却后再进入主油道，而机油散热器的外壳与冷却系统相连以冷却机油。(2)机油喷嘴对比图CBR600机油喷嘴图2H0机油喷嘴英朗发动机和CBR600都有针对活塞散热和润滑的机油喷嘴（上图）来提供机油为活塞冷却和润滑，英朗为各缸独立的喷嘴而CBR600是一根油管上开孔来喷射。另外由于CBR600转速较高并且变速箱集成在发动机中，可以靠飞溅润滑来满足润滑要求。(3)油底壳对比上图中为CBR600不规则形状的铝制油底壳，下图为油底壳的布置位置。通过观察我们可以发现CBR600发动机油底壳上开有很多散热肋片和加强筋，通过研究我们发现这样的设计是由于CBR600的发动机功率较大，并且油底壳布置位置在排气管附近（红圈所示），为了避免排气管对机油的二次加热必须增加油底壳的散热片，而多个肋板设计也是充分考虑到了摩托车没有民用车的发动机下护板，以免侧摔、托底或者飞溅的石子对油底壳造成损坏。非常深的油底壳凹槽也是由于摩托车侧倾角度很大必须保证发动机在任何时刻都有机油供应，完全是为了高性能的设计。左图中为英朗发动机油底壳，下图为集滤器的滤网由对比我们可以发现英朗发动机的油底壳集成了滤网、机油集滤器和背压阀的安装座，其一体化的设计也与符合当今乘用车发动机油底壳的设计潮流。油底壳相对规整下凹程度较小，从中我们可以看到设计初衷仅为满足民用车发动机的润滑需求。四、冷却系统对比两种发动冷却系统相同均采用水冷形式，但是CBR600管多了机油散热器的支路。五、性能对比1.发动机参数对比发动机型号CBR600英朗2H0排量599cc1796cc干重55Kg118Kg缸径X行程67mmx42.5mm80mmx96mm压缩比12.2:110.5:1冷却方式水冷水冷最大功率75KW/12700rpm105KW/6300rpm最大扭矩59.7N.m/11300rpm177N.m/3800rpm最高转速15000rpm6800rpmCBR600的压缩比达到了12.2:1，这样的设计完全在有限的发动机排量内追求更高的发动机效率，其最大功率为75KW，最大扭矩59.7N.m。其升功率达到了167.75hp/L（125Kw/L）但是其排量却仅有599CC。2H0的压缩比为10.5:1，90#汽油以上就可满足标准，其最大功率为105KW，最大扭矩177N.m，升功率为58.46KW/L。虽然其最大功率和最大扭矩都比CBR600大，但是比较两者的升功率可知CBR600的125Kw/L要远远高于2H0的58.46KW/L。2.动力特性对比CBR600外特性曲线2H0发动机外特性曲线由图中看出两台发动机的外特性曲线有很大的差异，CBR600发动机转速非常宽泛从1000~15000rpm，而英朗2H0发动机转速为750~6800rpm，发动机动力特性有很大的不同。CBR600发动