第一章 概 述第二章汽车发动机讲义

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1、第一章 概 述,第一节 轿车的一般分类,轿车按其发动机功率的大小、外形总体尺寸以及设备和性能状态的分类,表1-1,第一章 概 述,第一节 轿车的一般分类,按发动机和各个总成相对位置、布置形成分为:,第一章 概 述,第二节 轿车的整体结构,汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成。典型轿车的整体结构如图1-2所示。,第一章 概 述,第三节 汽车的行驶原理,要使汽车行驶，必须具备两个基本行驶条件：驱动条件和附着条件。,1、驱动条件,汽车必须有足够的驱动力以克服各种行驶阻力。,2、附着条件,附着力与车轮承受垂直于地面的法向力G（称为附着重力）成正比：,由此可知，附着力是汽车所能发挥驱动力的

2、极限，其表达式为：,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,1、发动机整体结构,发动机是给汽车提供动力的部件，是汽车的核心总成，发动机外观与剖视图如图,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,1、发动机整体结构,发动机是给汽车提供动力的部件，是汽车的核心总成，发动机外观与剖视图如图,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,2、发动机分类,（1） 按照所用燃料分类（如图2-2）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,2、发动机分类,（2）按照行程分类（如图2-3）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,2、发动机

3、分类,（3）按照冷却方式分类（如图2-4）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,2、发动机分类,（4） 按照气缸数目分类（如图2-5）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,2、发动机分类,（5） 按照气缸排列方式分类（如图2-6）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,2、发动机分类,（6） 按照进气系统是否采用增压方式分类（如图2-7）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,3、发动机基本构造,（1）曲柄连杆机构（如图2-8）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,3、发动机基本构造,（2）配气机构

4、（如图2-9）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,3、发动机基本构造,（3） 燃料供给系统（如图2-10）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,3、发动机基本构造,（4） 润滑系统（如图2-11）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,3、发动机基本构造,（5） 冷却系统 （如图2-12）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,3、发动机基本构造,（6） 点火系统（如图2-13）,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,3、发动机基本构造,（7）起动系统（如图2-14）,第二章 汽 车 发 动 机,第

5、一节 发动机的结构与原理,3、发动机基本构造,曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系。,曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系。柴油机是压燃的，不需要点火系。,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,4、发动机常用术语（如图2-15）,排量：多缸发动机各缸工作容积的总和，称为发动机排量。,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,5、发动机工作原理,（1）四行程汽油机工作原理,汽油机的工作过程可分为：进气行程、压缩行程、作功行程、排气行程。,四行程汽油机工作原理: 如图2-16，是将空气与汽油经化油器以一定比例混合成

6、良好的混合气，在进气行程被吸入气缸，经压缩点火燃烧而变为热能，燃烧后的气体所产生的高温高压，作用于活塞顶部，推动活塞作直线运动，同时通过连杆、曲轴飞轮机构而变为旋转的机械能，对外输出功。,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理,5、发动机工作原理,（2）四行程柴油机工作原理,柴油机与汽油机不同点：燃料采用柴油，为压燃式结构，无化油器和火花塞；柴油机吸入气缸的为纯净空气，柴油由喷油泵和喷油器直接喷入气缸，与压缩后的高温空气混合并进行自燃。 喷油泵和喷油器是柴油机燃料供给系中最为重要的部件，单缸四行程柴油机示意图如图2-18。,第二章 汽 车 发 动 机,第一节 发动机的结构与原理

7、,5、发动机工作原理,（3）二行程汽油机的工作原理,二行程汽油机工作原理: 如图2-20，活塞向上运动，将三排孔都关闭，活塞上部开始压缩，当活塞继续上行时，活塞下方打开了进气孔，可燃混合气进入曲轴箱，活塞接近上止点时，火花塞点燃混合气，气体燃烧膨胀，推动活塞向下运动，进气孔关闭，曲轴箱内的混合气受到压缩，当活塞接近下止点时，排气孔打开，排出废气，活塞再向下运动，换气孔打开，受到压缩的混合气便从曲轴箱经进气孔流入气缸内，并扫除废气。,第二章 汽 车 发 动 机,第二节 机体组,发动机机体组包括气缸体、气缸套、气缸盖、气缸盖罩、油底壳等零件，如图2-22。,机体组的作用：发动机机体是发动机的装配基

8、体，它支承着发动机的运动件，安装着各种附件，承受着发动机工作时产生的内、外作用力。因而机体就有足够的强度，以承受在标定负荷甚至在一定超载负荷下的各种作用力；它有足够的刚度，使发动机在工作时各部分的变形小，且对于冷却液、润滑油和燃气体有良好的耐腐蚀性。,第二章 汽 车 发 动 机,第二节 机体组,1、汽缸体,气缸体是发动机的基础骨架，它不仅要承受着高温高压气体的作用力，而且发动机的几乎所有零件都安装在气缸体上，因此气缸体应具有足够的强度和刚度。,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下三种形式，如图2-24。,第二章 汽 车 发 动 机,第二节 机体组,2、汽缸套,气缸直接镗在

9、气缸体上叫做整体式气缸，整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这气缸种气缸对材料要求高，成本高。如果将气缸制造成单独的圆筒形零件（即气缸套），然后再装到气缸体内。,水冷式发动机根据是否与冷却水接触，将其分为干式和湿式两种,第二章 汽 车 发 动 机,第二节 机体组,3、汽缸盖,气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳，如图2-30。,结构特点：安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。气缸盖上还装有进、排气门座，气门

10、导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。,第二章 汽 车 发 动 机,第二节 机体组,4、油底壳,气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，气缸盖结构如图2-28。,结构特点：受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属碎屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。,第二章 汽 车 发 动 机,第二节 机体组,5、气缸垫,气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，气缸垫实物如图2-

11、31。其功用是：保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。,结构特点：气缸垫材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，以确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。目前应用较多的是铜皮棉结构的气缸垫，由于铜皮棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的钢丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。,第二章 汽 车 发 动 机,第三节 曲柄连杆机构,曲柄连杆机构是发动机产生动力和输出动力的主要部件。它的功用：把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的扭矩，输出机械能。曲柄连杆机构由活塞连杆组和曲轴飞轮组二大部分组成

12、，曲柄连杆机构如图2-32。,第二章 汽 车 发 动 机,第三节 曲柄连杆机构,1、活塞连杆组,活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆和连杆轴等，如图2-33。其作用是：将燃烧过程中获得的动力传递给曲轴。,第二章 汽 车 发 动 机,第三节 曲柄连杆机构,2、曲轴飞轮组,曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮及装在曲轴上的各零件（曲轴正时齿轮、轴瓦、止推片、V形皮带轮）等，如图2-38,第二章 汽 车 发 动 机,第四节 配气机构,配气机构的作用是：按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火次序的要求，开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜混合气及时地进入气缸，废气得以及时地排出气缸外。,第二章 汽 车 发

13、 动 机,第四节 配气机构,1、气门组,2、气门传动组,气门组在配气机构中相当于一个阀门，它的主要作用是：准时接通和切断进排气系统与气缸之间的通道。 气门组一般由气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座及锁片等零件组成,气门传动组的作用：使进、排气门按规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。它主要包括凸轮轴、正时齿轮、挺柱、摇臂轴、摇臂以及推杆等零件。 凸轮轴的布置形式有顶置、中置和下置式三种，根据顶置式凸轮轴的数量，又可将其分为顶置双凸轮轴和顶置单凸轮轴。,第二章 汽 车 发 动 机,第五节 进排气系统,进、排气系统对发动机的工作相当重要，进气系统提供给气缸足够的洁净空气，而排气系统则以最低的排气阻

14、力和噪声将废气排到大气中。发动机进排气系统如图2-45。,第二章 汽 车 发 动 机,第五节 进排气系统,1、进气系统,进气系统的主要部件一般包括空气滤清器及其导管和进气歧管。空气滤清器的作用是：滤除空气中的杂质，使洁净的空气进入气缸。它一般由空气滤清器壳体、空气滤清器芯以及空气管等组成。,第二章 汽 车 发 动 机,第五节 进排气系统,1、排气系统,排气系统的零部件主要有：排气歧管、排气管及其密封件、催化转化器、消声器、排气尾管、隔热罩等。有些汽车在排气系统上装有涡轮增压器，用来提高发动机的功率。,第二章 汽 车 发 动 机,第六节 燃油供给系统,燃油供给系统的作用：将燃油（汽油或柴油）通过

15、一系列供油部件定时、定量地输送到气缸内进行燃烧，为发动机提供能源。汽油机供给系和柴油供给系的组成部件存在较大差异，但仍有相似之处。,第二章 汽 车 发 动 机,第六节 燃油供给系统,1、汽油机供给系,汽油机供油方式可分为化油器式和电子燃油喷射式（EFI）。由于化油器结构的局限性以及人类对环境保护的日益重视，化油器式的供油系统已逐渐淘汰。近年来，大多数轿车和货车的汽油发动机都采用电子燃油喷射系统。 电子燃油喷射式系统的部件主要有传感器、油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、燃油管、燃油分配管、喷油器、节气门体等。电喷发动机燃油供给系如图2-55。,第二章 汽 车 发 动 机,第六节 燃油供给

16、系统,1、汽油机供给系,第二章 汽 车 发 动 机,第六节 燃油供给系统,2、柴油机供给系,柴油机供油系的主要零部件有：油箱、滤清器、输油泵、喷油泵、喷油器等。目前柴油机应用较为普遍的是共轨电控技术，共轨电控柴油喷射系统如图2-61。 供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。,第二章 汽 车 发 动 机,第六节 燃油供给系统,2、柴油机供给系,第二章 汽 车 发 动 机,第七节 点火系统,点火系统的作用：按时在火花塞两电极之间产生电火花，点燃混合气，使发动机作功。 按照点火线圈的控制方法，可将其分为传统点火系（触点式点火系）和电子点火系。当前大多数轿车都采用电子点火系。 电子点火系又分为普通电子点火系（无触点式点火系）和微机控制的点火系。 微机控制的点火系按照有无分电器又分为有分电器的微机控制点火系和无分电器的微机控制点火系。,第二章 汽 车