汽车原理及构造

1、汽车原理及构造汽车原理及构造(上册) 目 录 第 1章 汽车分类和型号编制规则 1.1 汽车分类 1.2 汽车型号编制规则 1.3 汽车总体构造 第 2章 汽车原理 2.1 汽车行驶基本原理 2.2 动力性指标和经济性指标 2.3 汽车的制动性和安全性 2.4 汽车的环境保护性 2.5 车用发动机的标定功率 第 3章 发动机总体构造及工作原理 3.1 发动机的分类 3.2 发动机的总体构造 3.3 四冲程发动机工作原理 3.4 二冲程发动机工作原理 3.5 发动机主要性能指标与特性 3.6 内燃机产品名称和型号编制规则 第 4章 曲柄连杆机构 4.1 概论 4.2 机体组 4.3 活塞连杆组

2、4.4 曲轴飞轮组 第 5章 配气机构 5.1 气门式配气机构的布置及传动 5.2 配气相位 5.3 配气机构的零件和组件 第 6章 内燃机供给系 6.1 内燃机燃料 6.2 内燃机供给系的组成 6.3 简单化油器与可燃混合气的形成 6.4 可燃混合气成分与汽油机性能的关系 6.5 化油器的各工作系统 6.6 化油器构造 6.7 汽油直接喷射 6.8 燃油供给装置 6.9 空气滤清器及进、排气装置 6.10 柴油机可燃混合气的形成与燃烧室 6.11 喷油器 6.12 喷油泵 6.13 转子分配式喷油泵 6.14 调速器 6.15 喷油提前角调节装置 6.16 PT燃油供给系统 6.17 废气涡

3、轮增压 第 7章 发动机点火系 7.1 蓄电池点火系的组成与工作原理 7.2 点火提前 7.3 点火系的主要零部件 7.4 半导体点火系 7.5 汽车电源 第 8章 发动机润滑系 8.1 发动机润滑系的组成和润滑剂选择 8.2 润滑系的油路 8.3 润滑系主要部件 8.4 曲轴箱通风 第 9章 发动机冷却系 9.1 水冷系 9.2 风冷系 第 10章 发动机起动系 10.1 发动机的起动 10.2 起动机 第 11章 新型车用发动机 11.1 三角活塞旋转式发动机 11.2 燃气涡轮发动机 11.3 斯特灵发动机 11.4 电动汽车 11.5 太阳能汽车第第1章章 汽车分类和型号编制规则汽车分

4、类和型号编制规则 1.1 汽车分类 对于运输汽车，根据用途可分为: 1)载客汽车 轿车 客车 旅游车 2)载货汽车 3)特种用途汽车 如按汽车动力装置形式分类，则可分为: 1)活塞式内燃机汽车 2)燃气轮机汽车 3)电动汽车 如按汽车的行驶机构分类，有: 1)轮式汽车 2)履带式汽车和半履带式汽车 3)雪撬式汽车 4)气垫式汽车 5)步行机构式汽车 6)水陆二用汽车 7)陆空二用汽车 1.2 汽车型号编制规则 1.3 汽车总体构造图1-1 典型货车的总体构造1发动机；2前轴；3前悬架；4转向车轮；5离合器；6变速器；7手制动器；8传动轴；9驱动桥；10后悬架；11驱动车轮；12车架；13车前钣

5、制件；14驾驶室；15转向盘；16车箱 (1)发动机 (2)底盘 传动系 行驶系 转向系 制动系 (3)车身 (4)电气设备第第2章章 汽车原理汽车原理 2.1 汽车行驶基本原理 2.2 动力性指标和经济性指标 2.2.1 动力性指标 1)最高车速 2)加速能力 3)最大爬坡能力 2.2.2 经济性指标 2.3 汽车的制动性和安全性 1)制动效能 2)制动时汽车的方向稳定性 3)制动效能的恒定性图2-1 驱动力产生的示意图 2.4 汽车的环境保护性 2.5 车用发动机的标定功率第第3章章 发动机总体构造及工作原理发动机总体构造及工作原理3.1 发动机的分类 (1)二冲程发动机和四冲程发动机 (

6、2)汽油发动机和柴油发动机 (3)水冷式发动机和风冷式发动机 (4)单缸发动机和多缸发动机 (5)增压发动机和非增压发动机 3.2 发动机的总体构造 1)机体组图3-1 东风EQ6100-1汽油机构造图1风扇；2水泵；3气缸盖；4小循环小管；5进、排气支管总成；6曲轴箱通风；7化油器；8气缸盖出水管；9摇臂机构；10空气压缩机皮带；11曲轴正时齿轮；12凸轮轴正时齿轮；13正时齿轮室盖及曲轴前油封；14风扇皮带；15发动机前悬置支架总成；16发动机前悬置软垫总成；17机油泵；18油底壳；19活塞、连杆总成；20机油泵、分电器总成；21主轴承盖；22曲轴；23曲轴止推片；24凸轮轴；25油底壳衬

7、垫；26曲轴箱通风管；27气缸体；28后挺杆室盖；29曲轴箱通风挡油板；30飞轮壳；31飞轮；32发动机后悬置螺栓、螺母；33发动机后悬置软垫；34限位板；35空气滤清器；36绝热垫及衬垫；37进气管；38曲轴箱通风单向阀；39阀体；40单向阀；41弹簧；42弯管接头；43排气管；44放水阀；45细滤器；46出水软管；47联轴套；48气缸套；49定位销；50挺杆室衬垫；51挺杆室盖；52分电器；53加机油管和盖；54汽油泵；55机油粗滤器(部分零件图中未显示) 2)曲柄连杆机构 3)配气机构 4)供给系图3-2 BJ492QA型汽油机 5)点火系 6)冷却系 7)润滑系 8)起动系图3-3 C

8、A6102型汽油机图3-4 上海桑塔纳轿车发动机构造图图3-5 一汽奥迪100型轿车发动机1曲轴；2曲轴轴承盖；3曲轴前端封油挡板；4曲轴正时齿轮；5压缩机皮带；6调整垫片；7正时齿轮拧紧螺栓；8压紧盖；9压缩机曲轴皮带轮；10水泵、电机曲轴皮带轮；11正时齿轮下罩盖；12压缩机支架；13中间轴正时齿轮；14中间轴；15正时皮带；16偏心轮张紧机构；17气缸体；18正时齿轮上罩盖；19凸轮轴正时齿轮；20凸轮轴前端油封；21凸轮轴罩盖；22机油加油口盖；23凸轮轴机油挡油板；24凸轮轴轴承盖；25排气门；26气门弹簧；27进气门；28液压挺杆总成；29凸轮轴；30气缸密封垫片；31气缸盖；32

9、火花塞；33活塞销；34曲轴后端封油挡板；35飞轮齿环；36油底壳；37活塞；38油标尺；39连杆总成；40机油集滤器；41中间轴轴瓦；42放油螺塞；43曲轴主轴瓦图3-7 6110Q型柴油机图3-8 依维柯轻型货车用柴油机a 纵剖面图；b 横剖面图图3-9 WD615系列之一柴油机图3-10 佩尔利尼T20汽车用柴油机 3.3.1 四冲程汽油机工作原理 (1)进气行程 (2)压缩行程 3.3 四冲程发动机工作原理 (3)作功行程 (4)排气行程图3-11 四冲程发动机示意图图3-13 四冲程汽油机的示功图a 进气行程；b 压缩行程；c 膨胀行程作功行程；d 排气行程图3-12 单缸四冲程汽油

10、机构造示意图 3.3.2 四冲程柴油机工作原理 3.4 二冲程发动机工作原理 3.4.1 二冲程汽油机工作原理 (1)第一行程 (2)第二行程图3-14 四冲程柴油机示意图1喷油泵；2喷油器图3-15 二冲程汽油机工作示意图a 压缩；b 进气(可燃混合气)；c 燃烧；d 排气1进气孔；2排气孔；3换气孔二冲程发动机与四冲程发动机比较，其主要优点如下: 1)曲轴每转一周就有一个作功行程，因此当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时，在理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。 2)由于发生作功过程的频率较大，故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。图3-16 二冲程发动机示功图 3)由于没有专

11、门的配气机构，所以它的构造较简单，质量也比较小。的运转比较均匀 平稳。 4) 使用简便。因为附属机构少，因此易受磨 损 和 需 要 修 理 的 运 动 部 件 数 量 也 比 较少。 3.4.2 二冲程柴油机工作原理图3-17 二冲程柴油机工作示意图a 压缩；b 进气(可燃混合气)；c 燃烧；d 排气1进气孔；2排气孔；3扫气孔 3.5 发动机主要性能指标与特性 有效转矩 有效功率 燃油消耗率 燃油消耗率按下式计算: 图3-18 发动机外特性图3-19 发动机的负荷 3.6 内燃机产品名称和型号编制规则第第4章章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构 4.1 概 述图4-1 气体压力作用情况示意图a 作功

12、行程；b 压缩行程 气体作用力 往复惯性力与离心力图4-2 往复惯性力和离心力作用情况示意图a 活塞在上半行程时的惯性力；b 活塞在下半行程时的惯性力 4.2 机 体 组 4.2.1 气缸体图4-3 气缸体示意图a 一般式气缸体；b 龙门式气缸体；c 隧道式气缸体1气缸体；2水套；3凸轮轴孔座；4加强筋；5湿缸套；6主轴承座；7主轴承座孔；8安装油底壳的加工面；9安装主轴承盖的加工面 图4-4 气缸体和气缸盖 1气缸；2水套；3气缸盖； 4燃烧室；5气缸垫 图4-5 风冷发动机的气缸体和气缸盖1气缸体；2气缸盖；3散热片图4-6 多缸发动机气缸排列形式a 单列式(直列式)；b V形式；c 对置

13、式图4-7 气缸体a 一汽奥迪100型汽车发动机气缸体；b 北京BJ492QA型汽车发动机的气缸体图4-8 8V100型发动机构造图图4-9 对置气缸式风冷发动机图4-10 气缸套1气缸壁；2气缸冷却水套壁；3冷却水套；4上置半节缸套；5干式缸套；6可卸式干缸套；7可卸式湿缸套；8橡胶密封圈；9铜密封圈 4.2.2 气缸盖与气缸衬垫图4-11 CA6102型发动机气缸盖图4-12 BJ492QA发动机气缸盖1气缸盖；2气门导管；3螺塞；4火花塞孔；5进气门座；6排气门座 1)楔形燃烧室 2)盆形燃烧室 3)半球形燃烧室 气缸盖与气缸体之间置有气缸盖衬垫，以保证燃烧室的密封。气缸盖衬垫应满足如下

14、的主要要求:图4-13 汽油机燃烧室形状a 楔形燃烧室；b 盆形燃烧室；c 半球形燃烧室 1)在高温高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏； 2)耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气或有压力的机油和冷却水的作用下不烧损或变质； 3)具有一定弹性，能补偿接合面的不平度，以保证密封； 4)拆装方便，能重复使用，寿命长。图4-14 气缸盖衬垫的结构a、b、c、d 金属-石棉板；e 冲压钢板；f 无石棉气缸垫 4.2.3 油底壳 4.2.4 发动机的支撑图4-15 冲压制成的油底壳图4-16 发动机支承示意图a 三点支承；b 四点支承1前支承；2后支承；3橡胶垫圈；4拉杆图4-17 北京492Q型发动机的支

15、承图4-18 解放CA6102型汽车发动机的支承 4.3 活塞连杆组 4.3.1 活塞 活塞顶部 活塞头部图4-19 一汽奥迪100型轿车发动机活塞连杆组1第一道气环，2第二道气环；3组合油环；4活塞销；5活塞；6连杆；7连杆螺栓；8连杆轴瓦；9连杆盖图4-20 活塞结构剖示图a 全剖；b 部分剖1活塞顶；2活塞头；3活塞环；4活塞销座；5活塞销；6活塞销锁环；7活塞裙；8加强筋；9环槽图4-21 活塞顶部形状a 平顶；b 凹顶；c 凸顶；d,e,f 凹坑图4-22 活塞环槽护圈a 一道护圈；b 两道护圈图4-23 活塞裙部的椭圆变形a 由于P的变形；b 由于N的变形；c 加工形状图4-24

16、开槽活塞a,b T形槽；c 形槽图4-25 8V100型发动机裙部铸有恒范钢片的活塞图4-26 镶筒形钢片的活塞a 活塞裙部镶筒形钢片；b 筒形钢片形状图4-27 镶复式钢片的活塞(缸径110 mm的车用柴油机用)1弓形钢片(2个)；2筒形钢片(2个)图4-28 油冷活塞a 振荡冷却；b 喷油冷却图4-29 活塞销偏置时的工作情况a 活塞销对中布置；b 活塞销偏移布置 4.3.2 活塞环图4-30 拖板式活塞裙部图4-31 各环间隙处的气体压力递减图 图4-32 气环的切口形状 a 直角口；b 阶梯形；c 斜口； d 带防转销钉槽 图4-33 气环的断面形状a 矩形环；b 锥面环；c 正扭曲内

17、切环；d 反扭曲锥面环；e 梯形环;f 桶面环图4-34 矩形断面环的泵油作用a 活塞下行；b 活塞上行图4-35 扭曲环作用原理 a 矩形断面环；b 扭曲环图4-36 梯形环工作示意图a 间隙变化；b 受力情况图4-37 油环a 普通环；b 组合环1刮油片；2轴向衬环；3径向衬环图4-38 油环的刮油作用a 活塞下行；b 活塞上行图4-39 油环的断面形状a 异向外倒角油环;b 同向外倒角油环；c 同向内倒角油环；d 鼻式油环；e 双鼻式油环 4.3.3 活塞销图4-40 活塞销的内孔形状 a 圆柱形；b 组合形；c两段截锥形 图4-41 活塞销连接方式1、3卡环；2活塞销 4.3.4 连杆

18、图4-42 连杆组件分解图1连杆衬套；2连杆小头；3连杆杆身；4连杆螺栓；5连杆大头；6连杆轴瓦；7连杆盖；8轴瓦上的凸键；9凹槽图4-43 连杆构造图1连杆小头；2连杆杆身；3连杆大头；4连杆螺栓；5连杆盖；6铁丝；7锯齿；8定位销；9连杆下轴瓦；10连杆上轴瓦；11连杆衬套；12集油孔；13集油槽；14自锁螺母；15轴瓦定位槽 1)止口定位 2)套筒定位 3)锯齿定位图4-44 斜切口连杆大头的定位方式a 止口定位；b 套筒定位；c 锯齿定位 V型发动机左右两侧对应两气缸的连杆是同支于一个曲轴曲柄销上的，有三种布置形式: 1)并列连杆式 2)主副连杆式(图4-46a) 3)叉形连杆式(图4

19、-46b)图4-45 连杆轴瓦1钢背；2油槽；3定位凸键；4减磨合金层 4.4 曲轴飞轮组 4.4.1 曲轴图4-46 主副连杆与叉形连杆a 主副连杆；b 叉形连杆1叉形大头连杆；2片形大头连杆；3销钉；4叉形连杆大头与连杆盖的紧固镙钉；5片式大头轴瓦；6、7叉形大头轴瓦；8片形大头连杆盖；9叉形大头连杆盖图4-47 东风6100Q-1发动机曲轴飞轮组分解图1起动爪；2起动爪锁紧垫圈；3扭转减振器；4皮带轮；5挡油片；6正时齿轮；7半圆键；8曲轴；9主轴承上、下轴瓦；10中间主轴承上、下轴瓦；11止推片；12螺柱；13直通滑脂嘴；14螺母；15齿环；16圆柱销；17第一、六缸活塞压缩上止点记号

20、用钢球图4-48 曲轴a 解放CA6102型发动机曲轴；b 北京BJ492型发动机曲轴1前端轴；2主轴颈；3连杆轴颈(曲柄)；4曲柄；5平衡重；6后端凸缘图4-49 组合式曲轴1起动爪；2皮带盘；3前端轴；4滚动轴承；5连接螺杆；6曲柄；7飞轮齿圈；8飞轮；9后端凸缘；10挡油圈；11定位螺钉；12油管；13锁片图4-50 空心曲柄销中吸油管示意图1曲柄销；2吸油管图4-51 曲轴平衡重作用示意图a 受力平衡；b 设置平衡量图4-52 菲亚特C40N型汽车发动机曲轴1曲柄；2平衡重紧固螺钉；3平衡重；4紧固螺钉焊缝图4-53 曲轴前端的结构1、2滑动推力轴承；3止推片；4正时齿轮；5甩油盘；6

21、油封；7皮带轮；8起动爪图4-54 回油螺纹的封油原理图4-55 直列四缸发动机的曲拐布置图4-56 直列六缸发动机的曲拐布置 4.4.2 曲轴扭转减振器图4-57 8V100型发动机的曲拐布置图4-58 8V100型发动机橡胶摩擦式扭转减振器1曲轴前端；2皮带轮毂；3减振器圆盘；4橡胶垫；5惯性盘；6皮带盘图4-59 6G80型发动机干摩擦式扭转减振器1惯性盘；2弹簧；3摩擦片；4曲轴；5曲轴前端凸缘；6皮带轮图4-60 150系列车用柴油机粘液摩擦式减振器1密封外壳；2减振体；3衬套；4侧盖；5注油螺塞 4.4.3 飞轮图4-61 汽车发动机发火正时记号1离合器外壳的记号；2观察孔盖板；3

22、飞轮上的记号第第5章章 配气机构配气机构 5.1 气门式配气机构的布置及传动 5.1.1 气门的布置形式图5-1 气门顶置式配气机构1气缸盖；2气门导管；3气门；4气门主弹簧；5气门副弹簧；6气门弹簧座；7锁片；8 气门室罩；9摇臂轴；10摇臂；11锁紧螺母；12调整螺钉；13推杆；14挺柱；15凸轮轴图5-2 气门侧置式配气机构1气缸盖；2气缸垫；3气门；4气门导管；5气缸体；6气门弹簧；7气缸壁；8气门弹簧座；9锁销；10调整螺钉；11锁紧螺母；12挺柱；13挺柱导管；14凸轮轴图5-3 进气门顶置、排气门侧置的配气机构 5.1.2 凸轮轴的布置形式图5-4 采用凸轮轴中置式配气机构的发动

23、机 5.1.3 凸轮轴的传动方式 5.1.4 每缸气门数及其排列方式图5-5 680Q汽油机凸轮轴上置式配气机构图5-6 凸轮轴直接驱动气门的发动机 当每缸采用四个气门时，气门排列的方案有两种: 1)同名气门排成两列(图5-9a)，由一个凸轮通过T形驱动杆同时驱动，并且所有气门都可以由一根凸轮轴驱动。两同名气门在气道中的位置不同，可能会使二者的工作条件和工作效果不一致。 2)同名气门排在同一列(图5-9b)则没有上述缺点，但一般要用两根凸轮轴。图5-7 汽油机凸轮轴的链传动装置1凸轮轴链轮；2上链条张紧轮；3张紧轮导向套筒；4压紧弹簧；5锁紧螺母；6张紧力调整螺钉；7张紧轮导向销；8导向销锁紧

24、螺母；9上链条；10下链条；11下链条张紧轮；12曲轴链轮；13中间链轮；14导链板图5-8 一汽奥迪100轿车用齿形带传动1曲轴正时皮带轮；2中间轴正时皮带轮；3正时齿形皮带；4张紧轮；5凸轮轴正时皮带轮图5-9 每缸四气门的布置及其驱动a同名气门排成两列；b同名气门排成一列1T形杆；2气门尾端的从动盘 5.1.5 气门间隙 5.2 配 气 相 位 5.3 配气机构的零件和组件 5.3.1 气门组 气门组应保证气门能够实现气缸的密封，因此要求: 1)头部与气门座贴合严密；图5-10 配气相位图 2)导管与气门杆的上下运动有良好的导向； 3)气门弹簧的两端面与气门杆的中心线相垂直，以保证气门头在气门座上不偏斜； 4)气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的运动惯性力，使气门能迅速开闭，并保证气门紧压在气门座上。图5-11 气门组1气门；2气门弹簧；3气门弹簧座；4锁片；5气门导管图5-12 气