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1、汽车发动机构造与维修讲义 11 / 7任务一发动机的总体结构完成本学习任务后，你应当能 ：1.发动机的结构；2.发动机的工作原理；3.发动机的分类。学 习 任 务 汽车通常由发动机、底盘、车身和电气与电子设备四部分组成。发动机是汽车的心脏，为汽车提供动力，一般为汽油机或柴油机；底盘，包括传动系统、行驶系统制动系统、转向系统和安全系统等；车身，一般来说轿车和客车分别采用承载式车身和非承载式车身，载货汽车车身包括驾驶室和车箱；电气与电子设备，包括电源、照明与信号设备、仪表、电气与电子系统、取暖及通风和刮水器等。这4个部分相互关联，组成统一的整体。一、汽车身份证 VIN 码的含义 VIN 是英文Ve
2、hicle Identification Number（车辆识别码）的缩写。因为ASE 标准规定：VIN 码由17 位字符组成，所以俗称十七位码。它包含了车辆的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等信息。正确解读VIN 码，对于正确地识别车型，从而进行正确的诊断和维修是十分重要的。各字母数字的说明：1. 13 位(WMI)：制造厂、品牌和类型。第1 位：生产国家（地区）代码（表1-1）2. 第2 位：汽车制造商代码（表1-2）3.第3位：汽车类型代码。汽车发动机构造与维修讲义 12 / 7有些厂商可能使用前3位组合代码表示特定的品牌，例如TRU/WAU代表Audi，YV/
3、JM1代表Mazda等。4.48位(VDS)：车辆特征。轿车：种类、系列、车身类型、发动机类型及约束系统类型；MPV：种类、系列、车身类型、发动机类型及车辆额定总重；载货车：型号或种类、系列、底盘、驾驶室类型、发动机类型、制动系统及车辆额定总重；客车：型号或种类、系列、车身类型、发动机类型及制动系统。5.第9位：校验位。6.第10位：车型年款（一般标识为车辆的出厂年份，是识别车辆的重要标识）2001-2010年生产的车辆分别用1-0代表，2011以后生产的车辆则用英文字母代替，如2015年生产的车辆年款代号为E。7.第11位：装配厂。8.1217位：顺序号。举例：LSGTC52M08Y1002
4、11表示：LSG上海通用；TC车型；5三厢4门；2手动安全带带前气囊；M发动机类型；0工厂校检码；82008年；Y装配工厂；Y代表烟台；100211生产序号。二、发动机主要类型发动机的概念源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”，是一种能够把其他形式的能转化为机械能的机器。包括内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。汽车发动机是汽车的动力源，被喻为汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。将液体燃料或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，热能再转变为机械能，称为内燃机(图1-1)。图1-1 内燃发动机汽车发动机种类繁
5、多，可按照不同特征加以分类，常见的有以下八类。1.按活塞的运动方式区分根据发动机将热能转化为机械能的主要构件形式的不同，可分为往复活塞式(图1-2)和转子活塞式(图1-3)两种。前者活塞在气缸内作往复直线运动，后者活塞在气缸内作旋转运动。汽车发动机构造与维修讲义 13 / 7图1-2 往复活塞式发动机 图1-3 转子活塞式发动机2.按所用燃料分类根据所用燃料不同，常见发动机可分为汽油发动机(简称汽油机)和柴油发动机(简称柴油机)两种。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机（图1-5）；使用柴油为燃料的内燃机称为柴油机（图1-6）。汽油机与柴油机各有特点：汽油机转速高，质量小，噪音小，启动容易，制造成
6、本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。3.按点火方式分类根据点火方式不同，发动机分为点燃式和压燃式两种。点燃式发动机利用电火花使可燃混合气着火，如汽油机(图1-4)。压燃式发动机是通过喷油泵和喷油器将燃油直接喷入气缸，与气缸内经压缩升温后的空气混合，使之在高温下自燃，如柴油机(图1-6)。图1-4 柴油机4.按冲程数分类内燃机按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。把曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四个冲程，完成一个工作循环的内燃机称为四冲程内燃机；而把曲轴转一圈(360)，活塞在气缸内上下往复运动两个冲程，完成一个工作循环的内
7、燃机称为二冲程内燃机。汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。四冲程汽油机的工作过程：汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在被吸入气缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程内完成一个工作循环，如图1-5所示。汽车发动机构造与维修讲义 14 / 7图1-5 四冲程汽油机工作原理示意图（1）进气行程活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内气体压力逐渐降低，气缸内形成一定
8、的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。由于进气系统存在阻力，进气终点气缸内气体压力小于大气压力。进入气缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、气缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340400K。（2）压缩冲程压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力Pc可达8002000kPa，温度达600750K。（3）做功冲程当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使气缸内
9、气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力达30006000kPa，温度达22002800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，气缸容积增加，气体压力和温度逐渐下降，其压力降至300500kPa，温度降至12001500K。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180。（4）排气冲程排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在气缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用，排气终点的压力稍高于大气压力。排气终点温度Tr=9
10、001100K。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。5.按冷却方式分类根据冷却方式不同，可分为水冷式发动机(图1-6)和风冷式发动机(图1-7)。内燃水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却液套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。汽车发动机构造与维修讲义 15 / 76.按气缸数分类发动机只有一个气缸称为单缸发动机(图1-8)，有两个以及两个以上气缸的称为多缸发动机(图1-9)。多缸发动机还可以
11、根据气缸的具体数目及其排列形式进一步分类，汽车发动机一般为多缸发动机，如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸、十六缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用三缸、四缸、六缸、八缸发动机。图1-6 水冷发动机 图1-7 风冷发动机 图1-8 单缸发动机 图1-9 多缸发动机7.按气缸的排列形式分类发动机按气缸的排列形式可分为直列发动机(图1-10)、V形发动机(图1-11)、对置发动机(图1-12)和辐射发动机(图1-13)。通常排气量2.0L以下的一般采用直列发动机，排气量3.0L以上的一般采用V形发动机。图1-10 直列发动机 图1-11 V形发动机 图1-12 对置发动机 图1-13
12、辐射式发动机8.按进气系统是否采用增压方式分类内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气式(非增压式)发动机(图1-14)和强制进气式(增压式)发动机(图1-15)，汽油机常采用自然吸气式。图1-14 自然吸气式发动机 图1-15 强制进气式发动机汽车发动机构造与维修讲义 16 / 7三、发动机的型号发动机型号是发动机生产企业按照有关规定、企业或行业惯例以及发动机的属性，为某一批相同产品编制的识别代码，用以表示发动机的生产企业、规格、性能、特征、工艺、用途和产品批次等相关信息，如燃料类型、气缸数量、排量和静制动功率等。装在轿车或多用途载客车上的发动机，都按规定标明了发动机专业制造厂、型
13、号及生产编号，由四部分组成。首部：包括产品系列代号、换代符号和地方、企业代号，制造厂根据需要可以自选相应的字母表示，但须经行业标准标准化归口单位核准、备案。中部：由缸数符号、气缸布置形式符号、冲程符号和缸径符号组成。后部：由结构特征符号和用途特征符号组成。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选择适当的符号表示，后部与尾部可用“-”分隔。四、发动机维修中主要专业术语1.上止点：活塞顶离曲轴中心最大距离时的位置称为上止点(TDC)，如图1-16所示。2.下止点：活塞顶离曲轴中心最小距离时的位置称为下止点(BDC)，如图1-16所示。3.活塞行程：活塞运行在上下两个止点间的距
14、离称为活塞行程，一般用S表示。它等于曲轴连杆轴部分旋转直径长度。4.冲程：活塞完成一个行程的过程叫冲程。5.曲柄半径：曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示，如图1-16所示。6.燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶上方的空间，一般用Vc表示，如图1-16所示。7.工作容积：活塞从上止点运行到下止点所让出的容积，一般用VH表示，如图1-16所示。图1-16 发动机专业术语8.发动机排量：多气缸发动机，各气缸工作容积之和，叫发动机排量，一般用VL表示。VL=VHi式中：i气缸数目。汽车发动机构造与维修讲义 17 / 79.总容积：活塞位于下止点时，活塞顶上方的容积，一般用VA表示，VAVcVH。10.压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值。压缩比表示进入气缸内的气体被压缩的程度，它是发动机的一个重要参数。在一定范围内适当提高压缩比，可以改善发动机的经济性和动力性。汽油发动机的压缩比一般为610，柴油发动机的压缩比一般为1622。11.工作循环：汽车的每一个工作循环包括进气、压缩、做功和排气过程，即完成进气、压缩、做功和排气四个过程叫一个工作循环。
