【正文】 保證長(zhǎng)時(shí)間 的 連續(xù)正常工作 [6]。 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成 發(fā)動(dòng)機(jī)是一 個(gè) 由 很多 機(jī)構(gòu) 以及 系統(tǒng) 相互配合 組成的復(fù) 雜機(jī)器 （如圖 ） 。隨著 近年來(lái) 經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)的發(fā)展 ，國(guó)外知名 制造商 開(kāi)始將一些最新的柴油機(jī) 制造 技術(shù)引入中國(guó)， 技術(shù)的提高， 大大改善了 國(guó)人 對(duì)柴油機(jī)的 傳統(tǒng)看法。 這些區(qū)別 體現(xiàn)在駕駛感受上 的話 ， 駕乘人員 會(huì)發(fā)現(xiàn) 使用柴油機(jī)的汽車(chē) 起步十分 的 迅速，在山路及坡道上 仍能保持良好的動(dòng)力輸出 ，然 而 在加速性以及最高車(chē)速方面 ， 又會(huì)遜于 相同 檔次的汽油機(jī)。 從性能 角度 上說(shuō)，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)處 在于，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于 最大功率 和 轉(zhuǎn)速高 時(shí) ， 發(fā)動(dòng)機(jī)能保持 運(yùn)轉(zhuǎn)安靜平順， 并且 排放低 。 這時(shí) ， 再?lài)娙氩裼?，使 柴油噴霧和空氣相互 混合 ， 同時(shí) 產(chǎn)生自燃 。 按所使用的燃料 來(lái)進(jìn)行劃分 ， 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī) 可分為汽油機(jī)和柴油機(jī) 兩大類(lèi) 。 此外，還有一種布局便是中置發(fā)動(dòng)機(jī)，即發(fā)動(dòng)機(jī) 位于 汽車(chē)的前后輪軸之間，一些極端追求性能的 汽車(chē)發(fā)燒友 而言，發(fā)動(dòng)機(jī)中置是一種最理想的 發(fā)動(dòng)機(jī)放置方式 ，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的正好位于 汽車(chē)的 重心附近， 這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的 重量 就不會(huì) 過(guò)于集中在車(chē)頭或車(chē)尾， 從而達(dá)到最佳的配重比，這將大大提高 汽車(chē) 的操控性 以及 行駛穩(wěn)定性。將發(fā)動(dòng)機(jī) 放置在汽車(chē)車(chē)身前部 ， 當(dāng)發(fā)生 正面撞擊 時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以 減少駕駛員受到的正面 沖擊，從而提高車(chē) 輛 的安全性 [4]。 目前在國(guó)內(nèi) 汽車(chē)市場(chǎng)上 所能看到的絕大部分 的 車(chē)型 ， 都是采用的前置發(fā)動(dòng)機(jī)，即發(fā)動(dòng)機(jī)位 于 車(chē)前輪軸 的 前 面 。但是由于轉(zhuǎn)子技術(shù) 較為 復(fù)雜， 導(dǎo)致 其制造成本極其 昂貴 ，耐用性也 遠(yuǎn) 低于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 (5)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī) :傳統(tǒng) 的汽車(chē) 發(fā)動(dòng)機(jī)都是通過(guò) 氣缸 內(nèi) 的 活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng) ，最 終 來(lái) 驅(qū)動(dòng)汽車(chē) 前進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)及 其 氣缸本身 相對(duì)來(lái)說(shuō) 都是不動(dòng)的，而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)則是一種三角活塞旋轉(zhuǎn)式 的 發(fā)動(dòng)機(jī)，它 利 用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 的原理 來(lái)控制壓縮和排放。這些因素都能 夠 增強(qiáng)汽車(chē)行駛 的 穩(wěn)定性。 水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的最大 的 優(yōu)點(diǎn) 就 是重心低。 面對(duì) 這一問(wèn)題，大眾在 W 型發(fā)動(dòng)機(jī)上 面 設(shè)計(jì)了兩個(gè)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡軸， 從而使 兩個(gè)部分的振動(dòng)在內(nèi)部 得以 相互抵消。 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 W 型 和 V型發(fā)動(dòng)機(jī)相比 ， W型 可將發(fā)動(dòng)機(jī)做得更短一些，曲軸也 相對(duì)來(lái)說(shuō) 短 一 些，這樣就能節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī) 在汽車(chē)中 所占的空間，同時(shí)重量也 會(huì)降低 ，但它的寬度 會(huì)變得 更大，使得發(fā)動(dòng)機(jī)室更滿?；蛘?可以 說(shuō) W型發(fā)動(dòng)機(jī)的 氣缸 排列形式 ， 是由兩個(gè)小 V形組成一個(gè)大 V 形。另外其寬度加大后 導(dǎo)致 發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)空間 變 小， 對(duì) 安排其它裝置 造成一定的影響 。此外， V 型發(fā)動(dòng)機(jī) 氣缸是 對(duì)向布置，這樣 可抵消一部分振動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 得更加 平順。另外，如果將發(fā) 動(dòng)機(jī) 的 長(zhǎng)度縮短，也就 能留出更大的 駕乘 空間。 V 型發(fā)動(dòng)機(jī)的高度 以及 長(zhǎng)度 的 尺寸 都較 小，在汽車(chē) 生產(chǎn)中，組裝 布置起來(lái)較為方便。 直列發(fā)動(dòng)機(jī)在國(guó)產(chǎn) 汽車(chē)中 應(yīng)用 非常 廣泛，幾乎所有中檔以下 的 國(guó)產(chǎn) 汽車(chē)以 及采用四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)型 ,都是 采用 直列發(fā)動(dòng)機(jī) [3]。 (1)直列發(fā)動(dòng)機(jī) ： 它的所有 氣 缸 都按照 同一角度肩并肩排成一個(gè)平面，它的優(yōu)點(diǎn)是缸體和曲軸 的組成 結(jié)構(gòu)十分 的 簡(jiǎn)單，而且 只需要 使用 一 個(gè) 氣 缸蓋， 不僅 制造成本較低， 而且 尺寸緊湊。 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 一臺(tái)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī) 一般都會(huì) 具有 3個(gè)以上的 氣 缸，對(duì)于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)主要的分類(lèi) 方式 ，我們一般 是根據(jù) 氣缸 的布局及 其 排列方式來(lái)劃分 的 。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)大多 數(shù)都 是熱能動(dòng)力 相互轉(zhuǎn)化 裝置， 可以 簡(jiǎn)稱(chēng) 衛(wèi) 熱力機(jī)。而發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展也經(jīng)歷了無(wú)數(shù)代人的努力，融合了無(wú)數(shù)人的智慧與汗水。 這是一個(gè)富于創(chuàng)造的 年代 ， 眾多 發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 工程師們 ，不斷地將最新科技 運(yùn)用到 發(fā)動(dòng)機(jī) 的生產(chǎn)制造上 ，把發(fā)動(dòng)機(jī)變成了 一個(gè)復(fù)雜的 、 機(jī)電一體化 的高端技術(shù) 產(chǎn)品，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能 不斷突破與提高 ，世界 各 著名汽車(chē) 生產(chǎn) 廠商也將發(fā)動(dòng)機(jī)的性能作為 相互 競(jìng)爭(zhēng) 的 亮點(diǎn) 。簡(jiǎn)單 的 來(lái)說(shuō) 發(fā)動(dòng)機(jī)就是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換 器 ， 也就是 將汽油 (柴油 )燃燒從而產(chǎn)生 熱能，在密封 氣缸 內(nèi)燃燒 ，這樣氣缸內(nèi)的 氣體 會(huì)發(fā)生 膨脹， 從而 推動(dòng) 活塞做功 ， 將熱能 轉(zhuǎn) 化 為機(jī)械能，這是發(fā)動(dòng)機(jī) 工作的 基本原理 [2]。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步?jīng)Q定了汽車(chē)行業(yè)的進(jìn)步。目前，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體采用壓鑄鋁生產(chǎn)工藝制造，對(duì)于壓鑄過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷采用在線正壓氣密檢測(cè)工藝，可以避免后續(xù)不必要的加工造成的浪費(fèi)。 根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)公布， 2021 年中國(guó)本土累計(jì)生產(chǎn)汽車(chē) 萬(wàn)輛，再 次刷新了全球歷史記錄。主要用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體壓鑄過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行在線檢測(cè)。所以部分國(guó)內(nèi)廠家已經(jīng)開(kāi)始了相關(guān)設(shè)備的研制，并取得了一些成績(jī)，但由于技術(shù)力量不足，所開(kāi)發(fā)的設(shè)備生產(chǎn)精度低、自動(dòng)化程度較小，有些項(xiàng)目的測(cè)試只能用手動(dòng)操作，準(zhǔn)確率較低，而且檢測(cè)項(xiàng)目較少，與國(guó)外的產(chǎn)品相比缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，更無(wú)法替代進(jìn)口產(chǎn)品 [1]。天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)氣密性研究的背景 前言 我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在近幾年內(nèi)飛速發(fā)展， 2021 年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)雙雙突破 1900 萬(wàn)輛，再次突破記錄，增速超過(guò)了 4%，連續(xù)四年蟬聯(lián)世界第一。但是，目前我國(guó)的先進(jìn)汽車(chē)制造技術(shù)還處于起步階段，為了跟上產(chǎn)量和市場(chǎng)需求，國(guó)內(nèi)汽車(chē)生產(chǎn)商不得不大量采購(gòu)生產(chǎn)精度高，自動(dòng)化程度大的國(guó)外設(shè)備，然而這些設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用較高，而國(guó)內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)生的次品率又很高。 本課題研究的內(nèi)容是一臺(tái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體氣密檢測(cè)的自動(dòng)化設(shè)備。檢測(cè)手段采用正壓法檢漏，通過(guò)對(duì)被測(cè)工件充氣加壓以空氣作為介質(zhì) ,然后對(duì)其壓力 ,壓差或流量 (與比較容積間 )進(jìn)行抽樣分析 ,從而判斷工件是否泄漏 ,此方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)方便、快捷、清潔、準(zhǔn)確、成本低、自動(dòng)化程度高，深受人們關(guān)注。鑒于發(fā)動(dòng)機(jī)還得滿足維修市場(chǎng)的需要，那么中國(guó)去年發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)量接近 2021 萬(wàn)臺(tái)。 關(guān)于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的概述 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史 汽車(chē)中最重要的那就是發(fā)動(dòng)機(jī)了，可以說(shuō)如果沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)，那就不會(huì)有汽車(chē)。 汽車(chē)的心臟必然是發(fā)動(dòng)機(jī) ， 發(fā)動(dòng)機(jī) 為汽車(chē)的 行駛 提供 了 動(dòng)力 ，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能決定了汽車(chē)的動(dòng)力性 能 、經(jīng)濟(jì)性 能以及 環(huán)保性 能 。發(fā)動(dòng)機(jī) 的全部構(gòu)成 結(jié)構(gòu)都是為 進(jìn)行更好的 能量轉(zhuǎn)換 所 服務(wù)的，雖然發(fā)動(dòng)機(jī) 跟隨者 汽車(chē) 的發(fā)展，已天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 經(jīng)有 了 100 多年的歷史， 因此發(fā)動(dòng)機(jī) 無(wú)論是在設(shè)計(jì)、制造、工藝 、 性能 還是制造 控制上 ，都有 長(zhǎng)足的進(jìn)步與 提高， 但是 其基本原理仍然 保持不 變 。 所以可以說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史也就是是汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展史。 發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)的動(dòng)力源 泉 。 熱力機(jī) 是借助 在 工質(zhì)的狀態(tài)變化 下， 將燃料 進(jìn)行 燃燒 從而 產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能 的機(jī)器 。一般 的 有直列、 V型、 W 型以及水平對(duì)置等幾種 結(jié)構(gòu) 。直列發(fā)動(dòng)機(jī) 具有 穩(wěn)定性高 、 低速扭矩特性好并且燃料消耗少 等優(yōu)點(diǎn) ，但缺點(diǎn) 就 是功率較低，并且不 太 適合 被 6缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)采用 。 (2)V 型發(fā)動(dòng)機(jī) ： 將所有 氣缸 分成 了 兩組，把相鄰 氣缸 以一定 的 夾角 來(lái) 布置 在 一起，使兩組 氣缸 形成一個(gè)夾角的平面，從側(cè)面看 上去，氣缸 呈 V字形， 所以 稱(chēng) V 型發(fā)動(dòng)機(jī)。尤其是 韓國(guó)的 現(xiàn)代 汽車(chē) ，其 比較重視空氣動(dòng)力學(xué) 在汽車(chē)中的應(yīng)用 ， 所以 要求汽車(chē)迎風(fēng)面是 越小越好， 因此 也就要求發(fā)動(dòng)機(jī)蓋 需要 越低越好。由于 氣缸 之間 采用 相互錯(cuò)開(kāi)布置 的設(shè)計(jì) ，這 有利于 通過(guò)擴(kuò)大 氣缸 直徑來(lái)提高排量和功率 ， 適合于較高的 氣缸 數(shù)。 V 型發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)則是必須使用兩個(gè) 氣缸缸 蓋， 并且 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 且 成本較高。 (3)W 型發(fā)動(dòng)機(jī) ： 它 是 德國(guó)大眾 專(zhuān)屬 的 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù) ，其是 將 V型發(fā)動(dòng)機(jī)的每側(cè) 氣缸，在原來(lái)的基礎(chǔ)上面， 再進(jìn)行小角度的錯(cuò)開(kāi) (如帕薩特 W8的小角度為 15度 )， 造就了 W 型發(fā)動(dòng)機(jī)。嚴(yán)格 的來(lái)說(shuō) W 型發(fā)動(dòng)機(jī)還 應(yīng)該是 屬 于 V型發(fā)動(dòng)機(jī)的變種。 W 型發(fā)動(dòng)機(jī) 目前 最大的問(wèn)題是 ， 發(fā)動(dòng)機(jī) 被由 一個(gè)整體分割 成為了 兩個(gè)部分，運(yùn)作時(shí)必然會(huì) 產(chǎn)生 很大的振動(dòng)。 (4)水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī) :如果將直列發(fā)動(dòng)機(jī)看成 是 夾角為 0度的 V 型發(fā)動(dòng)機(jī)， 那么 當(dāng)兩排 氣缸 的夾角擴(kuò)大 到 180 度， 氣缸 水平對(duì)置排列， 這 就是水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)。由于它的 氣缸是 “ 平放 ” 的 ，因此降低了汽車(chē)的重心， 所以 能 將 車(chē)頭設(shè)計(jì)得又扁又低。此外，水平對(duì)置的汽缸布局是一種對(duì)稱(chēng)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn) 轉(zhuǎn)平順性比 V型發(fā)動(dòng)機(jī)更好，運(yùn)行時(shí)的功率損耗也是最小。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 也 十分 的 明顯，它 不僅 尺寸小，重量輕，功率大， 而且 振動(dòng)和噪聲 都 極低。 按照發(fā)動(dòng)機(jī)在 汽車(chē)車(chē)身 上 面 的布局，還可以 大致 分成 三種： 前 置發(fā)動(dòng)機(jī)、中置發(fā)動(dòng)機(jī)以及后置發(fā)動(dòng)機(jī)。前置發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 在于其 簡(jiǎn)化了 汽車(chē) 變速器 和 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)于目前 在市面上 占絕對(duì)主流 地位 的前輪驅(qū)動(dòng)車(chē)型 來(lái)說(shuō) ，發(fā)動(dòng)機(jī) 是 將動(dòng)力直接輸送到前輪上 面 ，省略了傳動(dòng)軸， 這樣的設(shè)計(jì) 不但減少功率傳遞 過(guò)程中的 損耗， 并且還 大大降低動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性 以及 故障率。 與前置發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì) 應(yīng)的 就 是后置發(fā)動(dòng)機(jī) 了 ，后置發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)一些后輪驅(qū)動(dòng)的大馬力車(chē)型，典