汽车构造与原理 (发动机)

1、1 书名：汽车构造与原理书名：汽车构造与原理 第第3 3版版 （上（上 册册 发动机）发动机） 作者：蔡兴旺作者：蔡兴旺 ISBNISBN：978-7-111-38836-4978-7-111-38836-4 出版社：机械工业出版社出版社：机械工业出版社 2 教学目标与要求教学目标与要求 l 掌握机体组件组成与结构特点掌握机体组件组成与结构特点 l 学会机体组件的拆装与主要检查学会机体组件的拆装与主要检查 l 掌握曲柄连杆机构的结构原理掌握曲柄连杆机构的结构原理 l 学会曲柄连杆机构的拆装与主要检查学会曲柄连杆机构的拆装与主要检查 l 学会多缸四冲程内燃机的工作过程分析学会多缸四冲程内燃机的工

2、作过程分析 l 理解发动机可变气缸控制技术理解发动机可变气缸控制技术 l 理解曲柄连杆机构的运动与受力理解曲柄连杆机构的运动与受力 3 l机体（气机体（气 缸体、曲缸体、曲 轴箱）轴箱） l气缸盖气缸盖 l气缸垫气缸垫 l油底壳油底壳 4 1.1.作用作用：整个发动机的：整个发动机的“骨骼骨骼”，支承所，支承所 有另部件。（内有油、水道）有另部件。（内有油、水道） 2.2.构造构造： 5 l气缸：燃烧作功的场所，活塞在其间高气缸：燃烧作功的场所，活塞在其间高 速往复运动。速往复运动。 l气缸套气缸套 ：节省贵金属材料，降低成本，节省贵金属材料，降低成本， 方便维修方便维修 。 l干式气缸套：外

3、壁不直接与冷却水接触。干式气缸套：外壁不直接与冷却水接触。 l湿式气缸套：外壁直接与冷却水接触。湿式气缸套：外壁直接与冷却水接触。 6 散热片 气缸 7 （1 1）一般式）一般式( (无裙式无裙式) )；（；（2 2）龙门式（拱桥式、）龙门式（拱桥式、 有裙式）；（有裙式）；（3 3）隧道式）隧道式 a)a)一般式一般式 b)b)龙门式龙门式 c)c)隧道式隧道式 1-1-气缸体气缸体 2- 2-水套水套 3- 3-气缸气缸 4- 4-湿式气缸套湿式气缸套 5- 5-凸轮轴座孔凸轮轴座孔 6- 6-加强筋加强筋 7-7-主轴承座主轴承座 8- 8-主轴承座孔主轴承座孔 9- 9-油底壳座面油底

4、壳座面 8 1 1作用作用：封闭气缸体的上端面，安装进排气门、：封闭气缸体的上端面，安装进排气门、 火花塞（喷油嘴）、燃烧室等构件。火花塞（喷油嘴）、燃烧室等构件。 9 2 2型式：型式：单体式；整体式；块状单体式；整体式；块状 。 3. 3. 构造：构造：复杂的铸件（孔道、燃烧室），一般复杂的铸件（孔道、燃烧室），一般 用铝合金或优质铸铁材料。安装时注意各螺钉用铝合金或优质铸铁材料。安装时注意各螺钉 由内及外、对称、多次、拧紧到转矩由内及外、对称、多次、拧紧到转矩 。 10 半球形燃烧室半球形燃烧室 楔形燃烧室楔形燃烧室 浴盆形燃烧室浴盆形燃烧室 11 多球形燃烧室 蓬形燃烧室 12 1 1

5、作用：防止漏气、漏油、漏水。作用：防止漏气、漏油、漏水。 2 2构造：铜皮构造：铜皮- -石棉结构；实心弹性金石棉结构；实心弹性金 属片。属片。 13 14 三点支承和四点支承 三点支承三点支承 四点支承四点支承 15 活塞环活塞环 活塞活塞 活塞销活塞销 连杆连杆 连杆轴承连杆轴承 曲轴曲轴 曲轴齿轮曲轴齿轮 曲轴带轮曲轴带轮 曲轴轴承曲轴轴承 飞轮飞轮 16 1 1活塞活塞 2 2活塞环活塞环 3 3活塞销活塞销 4 4连杆连杆 5 5连杆螺栓连杆螺栓 6 6连杆盖连杆盖 7 7连杆轴瓦连杆轴瓦 17 （1 1）作用：与）作用：与 气缸、缸盖组气缸、缸盖组 成燃烧室和工成燃烧室和工 作容积

6、；传作容积；传 力；传热。力；传热。 （2 2）工作条件：）工作条件： 高温、高压、高温、高压、 高速、润滑不高速、润滑不 良、加速度、良、加速度、 惯性力、侧向惯性力、侧向 力。力。 （3 3）材料：铝）材料：铝 合金；铸铁。合金；铸铁。 18 19 平顶平顶 20 21 22 23 v从油环槽下从油环槽下 端 面 起 至 活端 面 起 至 活 塞 最 下 端 的塞 最 下 端 的 部 分部 分 。 用 于。 用 于 导 向 和 承 受导 向 和 承 受 侧压力。侧压力。 24 v活塞裙部制成椭圆（其长轴垂直于活塞活塞裙部制成椭圆（其长轴垂直于活塞 销座）销座） v活塞裙部直径较防漏部、顶部

7、都大，所活塞裙部直径较防漏部、顶部都大，所 以活塞作成锥形或阶梯形。以活塞作成锥形或阶梯形。 裙部椭圆裙部椭圆 锥形锥形 阶梯形阶梯形 桶形桶形 25 v裙部开切槽裙部开切槽 v拖鞋式活塞拖鞋式活塞 26 l裙部铸恒范钢裙部铸恒范钢 27 28 29 （5 5）活塞销孔偏置结构）活塞销孔偏置结构 30 （1）气环）气环 1 1）作用）作用 l密封密封 l传热。传热。 2 2）构造）构造 31 3 3）工作原理）工作原理 32 a) a) 矩形环矩形环 b)b)锥面环锥面环 c)c)、d) d) 上内切正扭曲环上内切正扭曲环 e)e)下外切下外切 正扭曲环正扭曲环 f)f)下内切反扭曲环下内切反

8、扭曲环 g)g)梯形环梯形环 h)h)楔形环楔形环 i)i)桶面桶面 环环 j)j)开槽环开槽环 k) l)k) l)顶岸环顶岸环 33 活塞下行活塞下行 活塞上行活塞上行 34 l锥面锥面(0.5(0.51.51.5) )，减小了环与气缸，减小了环与气缸 壁的接触面，提高了表面接触压力，有壁的接触面，提高了表面接触压力，有 利于磨合和密封。利于磨合和密封。 l活塞下行时，便于刮油；活塞上行时，活塞下行时，便于刮油；活塞上行时， 由于锥面的由于锥面的“油楔油楔”作用，能在油膜上作用，能在油膜上 “飘浮飘浮”过去，减小磨损。过去，减小磨损。 l安装时，不能装反，否则会引起机油上安装时，不能装反，

9、否则会引起机油上 窜。窜。 35 36 l内切环：在环的内圆部内切环：在环的内圆部 分切槽或倒角。分切槽或倒角。 l外切环：在环的外圆部外切环：在环的外圆部 分切槽或倒角。分切槽或倒角。 l作用原理：产生了扭曲作用原理：产生了扭曲 力矩力矩 ，使活塞环发生，使活塞环发生 扭曲变形。扭曲变形。 l安装注意：内切口朝上，安装注意：内切口朝上， 外切口朝下，不能装反外切口朝下，不能装反 37 l能自动清除环槽中的积炭：在压缩行程能自动清除环槽中的积炭：在压缩行程 和作功行程，随着活塞受侧压力的方向和作功行程，随着活塞受侧压力的方向 不同而不断地改变位置，把沉积在环槽不同而不断地改变位置，把沉积在环槽

10、 中的积炭挤出去，避免了环被粘在环槽中的积炭挤出去，避免了环被粘在环槽 中而折断。中而折断。 梯形环梯形环 机油 38 l外圆为凸圆弧形。外圆为凸圆弧形。 l桶面环上下运动时，均能与气缸壁桶面环上下运动时，均能与气缸壁 形成楔形空间，使机油容易进入摩形成楔形空间，使机油容易进入摩 擦面，减小磨损。擦面，减小磨损。 l由于它与气缸呈圆弧接触，故对气由于它与气缸呈圆弧接触，故对气 缸表面的适应性和对活塞偏摆的适缸表面的适应性和对活塞偏摆的适 应性均较好，有利于密封。应性均较好，有利于密封。 39 l在外圆面上加工出环形槽，在槽内填充在外圆面上加工出环形槽，在槽内填充 能吸附机油的多孔性氧化铁，有利

11、于润能吸附机油的多孔性氧化铁，有利于润 滑、磨合和密封。滑、磨合和密封。 40 41 1 1）作用：刮油，布油，传热。）作用：刮油，布油，传热。 2 2）类型：）类型：槽孔式、槽孔撑簧式、钢带组槽孔式、槽孔撑簧式、钢带组 合式合式 42 43 44 45 l活塞环开口应错开，活塞环开口应错开， 开口不宜对活塞销开口不宜对活塞销 及活塞销垂直位置及活塞销垂直位置 和涡流穴方向。和涡流穴方向。 l第一道气环有的镀第一道气环有的镀 了铬，不能错装。了铬，不能错装。 l注意锥形环、扭曲注意锥形环、扭曲 环的方向。环的方向。 l边间隙和开口间隙边间隙和开口间隙 适当。适当。 46 (1) (1)作用：连

12、接活作用：连接活 塞与连杆、传递动塞与连杆、传递动 力。力。 (2)(2)构造：空心，构造：空心， 二边卡环定位。二边卡环定位。 (3)(3)连接方式连接方式 l全浮式全浮式 l半浮式半浮式 (4)(4)安装安装 47 48 (1)(1)作用：连接活塞与作用：连接活塞与 曲轴，并传递动力。曲轴，并传递动力。 (2)(2)材料材料 (3)(3)构造：构造： 1 1）连杆小头（衬套）连杆小头（衬套 ） 2 2）连杆杆身（）连杆杆身（“工工” 字形断面字形断面 ） 1-1-连杆衬套连杆衬套 2- 2-连杆小头连杆小头 3- 3-连杆杆身连杆杆身 4- 4-连杆螺钉连杆螺钉 5- 5-连连 杆大头杆大

13、头 6- 6-连杆轴瓦连杆轴瓦 7- 7-连杆盖连杆盖 8- 8-连杆轴瓦凸键连杆轴瓦凸键 9- 9-凹槽凹槽 49 3 3）连杆大头（分整体式和分开式两）连杆大头（分整体式和分开式两 种；分开式又有平分和斜分两种）种；分开式又有平分和斜分两种） 50 连杆大端定位连杆大端定位 锯齿定位锯齿定位 圆销定位圆销定位 套筒定位套筒定位 止口定位止口定位 51 l连杆螺栓：连杆螺栓： 采用优质合金钢并经精加工和热处理特采用优质合金钢并经精加工和热处理特 制而成，损坏后绝不能用其它螺栓来代替。制而成，损坏后绝不能用其它螺栓来代替。 52 1 1）连杆与连杆盖配对好，不得更换或调头）连杆与连杆盖配对好，

14、不得更换或调头 （在杆身侧面打有记号）。（在杆身侧面打有记号）。 2 2）各缸连杆不得互换（根据平衡要求，同一）各缸连杆不得互换（根据平衡要求，同一 发动机连杆重量差不得超过允许范围）。发动机连杆重量差不得超过允许范围）。 3 3）安装连杆盖拧紧连杆螺栓螺母时，要用扭）安装连杆盖拧紧连杆螺栓螺母时，要用扭 力板手分力板手分2 23 3次交替均匀地拧紧到规定的次交替均匀地拧紧到规定的 扭矩，拧紧后还应可靠的锁紧。扭矩，拧紧后还应可靠的锁紧。 4 4）斜剖连杆应注意安装方向。）斜剖连杆应注意安装方向。 53 （1 1）作用：减磨。）作用：减磨。 （2 2）材料：薄壁钢背，在内表面浇铸有耐）材料：薄

15、壁钢背，在内表面浇铸有耐 磨合金层（巴氏、铜基合金和铝基合金磨合金层（巴氏、铜基合金和铝基合金 ） （3 3）结构）结构 1-1-钢背钢背 2- 2-油槽油槽 3- 3-定位凸键定位凸键 4- 4-减磨合金层减磨合金层 54 并列式并列式 主副式主副式 叉式叉式 55 l主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。 1-曲轴皮带轮曲轴皮带轮 2-曲轴正时齿轮皮带轮曲轴正时齿轮皮带轮 3-曲轴链轮曲轴链轮 4-曲轴前端曲轴前端 5-曲轴主轴颈曲轴主轴颈 6-曲柄臂曲柄臂 7-曲柄销（连杆轴颈）曲柄销（连杆轴颈） 8-平衡重块平衡重块 9-转速传感器脉冲轮转速传感器脉冲轮 10

16、-飞轮飞轮 11-主轴瓦主轴瓦 12-主轴承盖主轴承盖 13-螺母螺母 14-止推垫片止推垫片 15-主轴瓦主轴瓦 16-止推垫片止推垫片 56 （1 1）作用：传力。）作用：传力。 （2 2）材料与加工：）材料与加工： （3 3）结构形式）结构形式 l整体式整体式 l组合式组合式 57 l一般由主轴颈、主轴瓦、曲柄销（连杆一般由主轴颈、主轴瓦、曲柄销（连杆 轴颈）、曲柄臂、平衡重块等组成。轴颈）、曲柄臂、平衡重块等组成。 58 1）主轴颈）主轴颈 非全支承：非全支承： 全支承：全支承： 59 l直列发动机的连杆轴颈数目和气缸数相直列发动机的连杆轴颈数目和气缸数相 等。等。V V型发动机的连杆

17、轴颈数等于气缸数型发动机的连杆轴颈数等于气缸数 的一半。的一半。 60 l连接主轴颈和连杆轴颈。铸有连接主轴颈和连杆轴颈。铸有(或紧固有或紧固有) 平衡重块。平衡重块。 61 62 l4 4缸发动机受力与平衡缸发动机受力与平衡 受力受力 平衡平衡 63 1 1、2-2-滑动推滑动推 力轴承力轴承 3-3-止推片止推片 4-4-定时齿轮定时齿轮 5-5-甩油盘甩油盘 6-6-油封油封 7-7-带轮带轮 8-8-起动爪起动爪 64 65 l安装飞轮。在后轴颈与飞轮凸缘之间制成安装飞轮。在后轴颈与飞轮凸缘之间制成 档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 有的

18、电喷发电机还安装有转速传感器脉冲轮。有的电喷发电机还安装有转速传感器脉冲轮。 66 67 l在轴颈上钻有油孔，并有斜油道相通，在轴颈上钻有油孔，并有斜油道相通， 再与机体的主油道联通。再与机体的主油道联通。 68 1 1）4 4缸机缸机 l4 4个曲柄布置在同一平面内个曲柄布置在同一平面内 。 l两种发火顺序：两种发火顺序：1-2-4-31-2-4-3；1-3-4-21-3-4-2 69 曲柄转曲柄转 角角/ /（0 0） 第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸 0 0180180作功作功排气排气压缩压缩进气进气 180180 360360 排气排气进气进气作功作功压缩压缩 3603

19、60 540540 进气进气压缩压缩排气排气作功作功 540540 720720 压缩压缩作功作功进气进气排气排气 70 曲柄转曲柄转 角角/ /（0 0） 第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸 0 0180180作功作功压缩压缩排气排气进气进气 180180 360360 排气排气作功作功进气进气压缩压缩 360360 540540 进气进气排气排气压缩压缩作功作功 540540 720720 压缩压缩进气进气作功作功排气排气 71 l6 6个曲柄布置在个曲柄布置在3 3个平面内个平面内 。 l两种发火顺序：两种发火顺序：1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4 1-4-2-

20、6-3-5 1-4-2-6-3-5 72 曲柄转角曲柄转角/ /（0 0）第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸第五缸第五缸第六缸第六缸 0 0180180 6060 作功作功 排气排气 进气进气作功作功 压缩压缩 进气进气 120120 压缩压缩 排气排气 180180 进气进气 作功作功 180180 360360 240240 排气排气 压缩压缩 300300 作功作功 进气进气 360360 压缩压缩 排气排气 360360 540540 420420 进气进气作功作功480480 排气排气压缩压缩540540 作功作功进气进气 540540 720720 600600 压缩

21、压缩 排气排气 660660 进气进气作功作功 720720排气排气压缩压缩 73 点火顺序为点火顺序为R1-L3-R3-L2-R2-L1 R1-L3-R3-L2-R2-L1 74 75 （1 1）作用：消减曲轴扭转振动）作用：消减曲轴扭转振动 。 （2 2）分类）分类 l橡胶扭转减振器橡胶扭转减振器 l硅油扭转减振器硅油扭转减振器 l硅油硅油- -橡胶扭转减振器橡胶扭转减振器 76 77 78 1 1作用：储存能量，使转速均匀，帮助克服作用：储存能量，使转速均匀，帮助克服 短时超负荷。短时超负荷。 2 2构造：构造： l园盘园盘 l齿圈齿圈 79 80 2.3.1 2.3.1 可变气缸控制的

22、意义可变气缸控制的意义 1.1.可变气缸控制技术可变气缸控制技术 l随汽车外界负荷变化，让部分气缸停止随汽车外界负荷变化，让部分气缸停止 工作的控制技术工作的控制技术 。如广州本田第八代雅。如广州本田第八代雅 阁阁3.5L3.5L发动机能根据需要，控制发动机发动机能根据需要，控制发动机 在在3 3、4 4、6 6缸三种模式工作缸三种模式工作 。 2.2.意义意义 l降低燃油消耗。降低燃油消耗。 81 1.1.基本结构（以广州本田第八代雅阁基本结构（以广州本田第八代雅阁VCMVCM发发 动机为例动机为例 ） 82 83 l全负荷工作模式：在发动机启动、加速或者低全负荷工作模式：在发动机启动、加速

23、或者低 挡位爬山时，发动机会启动所有的挡位爬山时，发动机会启动所有的6 6个汽缸工个汽缸工 作，以满足发动机对动力输出的需求。作，以满足发动机对动力输出的需求。 l怠速及低负荷工作模式：当发动机怠速或汽车怠速及低负荷工作模式：当发动机怠速或汽车 处于中低速运行时，关闭发动机一侧的三个汽处于中低速运行时，关闭发动机一侧的三个汽 缸的进、排气，并且切断供油，完成从缸的进、排气，并且切断供油，完成从V6V6发动发动 机到直列机到直列3 3缸发动机工作模式的切换。缸发动机工作模式的切换。 l中负荷工作模式：在中等速度、高速巡航和缓中负荷工作模式：在中等速度、高速巡航和缓 坡行驶时，发动机将会用坡行驶时

24、，发动机将会用4 4个气缸来运转。个气缸来运转。 84 2.4.1 2.4.1 日常使用维护日常使用维护 1.1.及时清除机体组件外表面油污；及时清除机体组件外表面油污； 2.2.注意检查发动机与汽车底盘的连接应可注意检查发动机与汽车底盘的连接应可 靠，工作时发动机应无过大振动；靠，工作时发动机应无过大振动； 85 3.3.发动机工作时，注意检查机体组件外表发动机工作时，注意检查机体组件外表 面应无漏油、漏水、漏气现象，如有应面应无漏油、漏水、漏气现象，如有应 及时排除；及时排除； 4.4.发动机工作时，注意倾听曲柄连杆机构发动机工作时，注意倾听曲柄连杆机构 应无异响，如有异响，应立即停机检查应无异响，如有异响，应立即停机检查 并排除；并排除； 5.5.根据汽车发动机使用说明书要求，定时根据汽车发动机使用说明书要求，定时 进行机体组件和曲柄连杆机构各系统和进行机体组件和曲柄连杆机构各系统和 零部件检查调整。零部件检查调整。 86 1. 1. 曲柄连杆机构包括机体组件、活塞连杆组件曲柄连杆机构包括机体组件、活塞连杆组件 及曲轴飞轮组件。及曲轴飞轮组件。 2. 2. 机体分平底式、龙门式、隧道式三种；气缸机体分平底式、龙门式、隧道式三种；气缸 套有干式、湿式两种；汽油机燃烧室常见有半套有干式、湿式两种；汽油机燃烧室常见有半 球形燃烧室、楔