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1、第二章 机动车辆基本知识,第一节 发 动 机,汽车发动机的分类,内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型，下面让我们来看看内燃机是怎样分类的。,1、按照所用燃料分类： （如图3-1）内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。汽车的动力源泉就是发动机，而发动机的动力则来源于气缸内部。发动机气缸就是一个把燃料的内能转化为动能的场所，可以简单理解为，燃料在汽缸内燃烧，产生巨大压力推动活塞上下运动，通过连杆把力传给曲轴，最终转化为旋转运动，再通过变速器和传动轴，把动力传递到驱动车轮上，从而推动汽车前进。,图3-1 内燃机按使用燃料分类,2、按照行程分类：（如图3-2）
2、 内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。,图3-2 内燃机按行程分类,3、按照冷却方式分类：（如图3-3） 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。,图3-3 内燃机按冷却方式分类,4、按照气缸数目分类：（如图3-4） 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。,图3-4 内燃机按气缸数目分类,5、按照气缸排列方式分类：（如图3-5） 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。,图3-5 内燃机按气缸排列方式分类,6、按照进气系统是否采用增压方式分类：（如图3-6） 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（非增压）
3、式发动机和强制进气（增压式）发动机。,图3-6 内燃机按进气系统是否采用增压方式分类,汽油发动机结构与原理,一、发动机基本构造,1、曲柄连杆机构：（如图3-7）,图3-7 曲柄连杆机构,2、配气机构：（如图3-8）,图3-8 配气机构,3、燃料供给系统：（如图3-9） 汽油机燃料供给系是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。,图3-9 燃油供给系统,4、润滑系统：（如图3-10）,图3-10 润滑系统,图3-11 冷却系统,5、冷却系统：（如图3-11） 冷却系的功用：是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温
4、度状态下工作。,6、点火系统： （如图3-12） 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。,图3-12 点火系统,7、起动系统：（如图3-13） 曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。,图3-13 起动系统,发动机动力源于爆炸,发动机能产生动力其实是源于气缸内的“爆炸力”。在密封气缸燃烧室内，火花塞将一定比例汽油和空气的混合气体在合适的时刻里瞬间点燃，就会产生一个巨大的爆炸力，而燃烧室是顶部是固定的，巨大的压力迫使活塞向下运动，通过连杆推动曲轴，在
5、通过一系列机构把动力传到驱动轮上，最终推动汽车。,二、汽油机工作原理 1、四冲程汽油机工作原理：（如图3-14所示）,图3-14 四行程汽油机工作过程,柴油发动机结构与原理,柴油发动机与汽油发动机结构基本相同，不同点是柴油发动机是压燃式，不用点火系统，所以柴油发动机由两大机构（曲柄连杆机构、配气机构）、四大系统（燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系）组成。 四行程柴油机工作原理：每个工作循环都经历进气、压缩、作功、排气四个行程，如图3-16。,图3-16 四行程柴油发动机工作过程,2018年12月7日,2.1 机体组 2.2 活塞连杆组 2.3 曲轴飞轮组,本课件用于汽车专业教学,第二章 曲柄连
6、杆机构,2.1机体组,一、 构造 气缸体内引导活塞做往复运动的圆筒就是气缸，气缸外面制有水套以散热。曲轴箱上有主轴承座孔，还有主油道和分油道。,油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度,油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心,气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式,（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为,2、气缸体分类,一般式,龙门式,隧道式,性能与应用比较,气缸的排列形式,对置式,V形式,直列式,气缸的排列形式,结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。,缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机重量；形状复杂，加工困难。,高度小，总体布置方便。,（4）干式气缸套和湿式气缸套,强度和刚度都较好，
7、加工复杂，拆装不便，散热不良。,散热良好、冷却均匀、加工容易。 强度和刚度不如干缸套，易漏水。,干式及湿式气缸套,缸套,缸套,气缸体,冷却液,干式气缸套,湿式气缸套,气缸垫：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。,气缸盖,气缸盖罩,衬垫,安装火花塞,2、气缸盖罩和气缸垫,曲轴箱 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。其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。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屑，减少发动机的磨损。,曲 轴
8、 箱,气缸盖 气缸盖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。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。,气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大
9、。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。,活 塞 顶 形 状,说出下列燃烧室形状:,活塞连杆组组成,气环,油环,活塞销,活塞,连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆盖,2.2 活塞连杆组,气环槽,油环槽,活塞销孔,一、构造：顶部、头部、裙部三部分。,（1）活塞顶部,结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油上。,凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。,凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。,二、 活 塞 环,活塞环分为气环和油环，气环起密封和导热作用；油环起刮油和密封作用,连杆,活塞销,全浮式：活塞销能在连杆
10、衬套和活塞销座中自由摆动，使磨损均匀。,半浮式：活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接，活塞销只能在两端销座内作自由摆动。多用于小轿车,形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。,平切口及斜切口连杆,4、曲轴飞轮组 曲轴飞轮组件主要由曲轴、飞轮及其他一些附件组成。,曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。,曲轴：,曲轴支承方式：全支承、非全支承,在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴，否则称为非全支承曲轴。,飞轮边缘部分做得厚些，可以增大转动惯量,齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转,一缸上止点记号,飞
11、轮作用：储备作功行程的能量，为非作 提供动力；克服发动机的短期超载，将发动机的动力传给离合器,第二节 配气机构,配气相位,概述,配气机构的主要零部件,2.1 概 述,按照发动机每个气缸内所进行的工作行程的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，且及时的将废气得以从气缸排除干净。,一、配气机构的功用,配气传动方式： （1）齿轮传动：为了使齿轮啮合平顺，减小噪声和磨损，配对正时齿轮多用斜齿并用不同材料制成。为了保证配气正时，齿轮上都有正时记号，装配时必须使记号对齐。 （2）链条传动：正时齿轮通过链条驱动凸轮轴，在链条侧面有张紧机构和链条导板
12、，利用张紧机构可以调整链条的张力。 （3）正时皮带传动：是用氯丁橡胶齿形皮带代替链条传动，它的优点是噪声更小、质量更轻、包角更大、啮合量更大、工作更可靠、且不需要润滑、松紧度更便于调整。,组成：,气门组 气门传动组,配气机构,气门组实物图,锁片,弹簧座,气门,油封,气门弹簧,双气门：单进单排,四气门：双进双排,三气门：双进单排,五气门：三进双排,气门间隙,气门间隙：为保证气门关闭严密；通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙，用来保证在热车时各相关零部件受热膨胀时存在一定的热膨胀预留空间；,1、作用及位置：,锁紧螺母,调整螺钉,摇臂式气门间隙,摇
13、臂,挺柱式气门间隙,垫片,挺柱,2、气门间隙过大和过小的危害,过小：如果气门间隙过小，发动机在热态下可能因气门关闭不严而发生漏气，导致功率下降。 过大：如果气门间隙过大，则使传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击响声-气门响，并加速气门尾端和驱动装置的磨损。同时，也会使气门开启的持续时间减少，气门升程不够，使气缸内的进气以及排气情况变差。,第二节配 气 相 位,定义：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位,一、概念,理论上的配气相位分析 理论上讲进气、压缩、作功、排气各占180的曲轴转角，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180。但实际表明，
14、理论配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。,原因：实际发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短，当转速为5600r/min时一个行程只有60/5600/2=0.0054s，就是转速为1500r/min，一个行程也只有0.02s，这样短的进气或排气过程，会使发动机进气不足，排气不净。可见，理论上的配气相位不能满足发动机进饱排净的要求，那么，实际的配气相位又是怎样满足这个要求的呢？下面我们就进行分析。 为了改善换气过程，提高发动机性能，实际发动机的气门开启和关闭并不恰好在活塞的上下止点，而是适当的提前和迟后，以延长进排气时间。也就是说，气门开启过程中曲轴转角基本上都大于180。,上止点,下止点,那么气门早开晚关对发动机实际工作又有什么好处呢？ 进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。 进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。 排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。 排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力以及进气作用下，使排气干净。,配 气 相 位,
