奇瑞汽车发动机构造培训教材

1、奇瑞汽车发动机构造培训教材第1页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二第2页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二发动机的分类发动机的构造发动机的工作原理发动机的进气系统发动机的排气系统发动机的供油系统发动机的冷却系统名词解释问题章节第3页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二按照所用燃料分类 内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机(图1)。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性

2、能都比汽油机好。 发动机分类第4页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二按照行程分类 发动机每一次将热能转化为机械能都必须经过进气、压缩、作功和排气这样一系列连续过程，成为一个工作循环。按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。 发动机分类第5页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二按照冷却方式分类 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)。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水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。 发动机分类第6页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二按照气缸数目分类 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4)。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。 发动机分类第7页，共

4、50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二按照气缸排列分类 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角180(一般为90)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180称为对置式发动机。 发动机分类第8页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二按照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(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机(图6)。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采

5、用增压式的。 发动机分类第9页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 发动机是七种由许多机构和系统组成的复杂机器 汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。 发动机构造第10页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 发动机是七种由许多机构和系统组成的复杂机器 （1) 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞

6、连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动 发动机构造第11页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 发动机是七种由许多机构和系统组成的复杂机器 （2） 配气机构配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。主要是要求其结

7、构有利于减小进气和排气的阻力，而且进、排气门的开启时刻和持续开启时间比较适当，使吸气和排气都尽可能充分。 发动机构造第12页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 发动机是七种由许多机构和系统组成的复杂机器 （3） 燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用是根据发动机各种工况的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出 发动机构造第13页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 发动机是七种由许多机构和系统组成的复杂机器 （

8、4） 润滑系统 润滑系的功用是在发动机工作时连续不断地把数量足够的洁净润滑油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器、油底壳、集滤器和一些润滑油压力表、温度表和阀门等组成。 发动机构造第14页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 发动机是七种由许多机构和系统组成的复杂机器 （5） 冷却系统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度状态下工作。发动机的冷却系有风冷和水冷之分，汽车发动机，尤其是轿车发动机大都采用水冷系

9、，只有少数汽车发动机采用风冷系。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 发动机构造第15页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 发动机是七种由许多机构和系统组成的复杂机器 （6） 点火系统 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。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，为了适应发动机的工作，要求点火系能在规定的时刻，按发动机的点火次序供给火花塞以足够能量的高压电，使其两电极间产生电火花，点燃混合气，使发动机作功。点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组

10、成。 发动机构造第16页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 发动机是七种由许多机构和系统组成的复杂机器 （7） 起动系统发动机构造第17页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二 汽车的动力源是发动机，发动机是将某一种形式的能量转化为机械能的机器。它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动而输出动力。 发动机工作过程和原理第18页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二四冲程汽油发动机的工作原理

11、 由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.0750.09MPa，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到370400K。实际汽油发动机的进气门是在活塞到达上止点之前打开

12、，并且延迟到下止点之后关闭，以便吸入更多的可燃混合气。四冲程汽油发动机的运转是按进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程的顺序不断循环反复的 （1) 进气行程 发动机工作过程和原理第19页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二四冲程汽油发动机的工作原理 曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。此时气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.61.2MPa，温度可达600700K。 压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发

13、动机功率也越大。但压缩比太高，容易引起爆燃。所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲缸声。会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及机件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的，汽油发动机的压缩比一般为610。（2) 压缩行程 发动机工作过程和原理第20页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二四冲程汽油发动机的工作原理作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃

14、混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达35MPa，最高温度可达22002800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.30.5MPa，气体温度降低到13001600K。 （3) 作功行程 发动机工作过程和原理第21页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二四冲程汽油发动机的工作原理 可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个

15、进气行程。当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。实际汽油发动机的排气行程也是排气门提前打开，延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.1050.115MPa，温度约为9001200K。 曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。可见四冲程汽油发动机经过进气、压缩、作功、排气四个冲程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四

16、个冲程，相应地曲轴旋转了两圈。(4) 排气行程 发动机工作过程和原理第22页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统 进气系统包含了空气滤清器、进气歧管、进气门机构。空气经空气滤清器过滤掉杂质后，流过空气流量计，经由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合后形成适当比例的油气，由进气门送入气缸内点火燃烧，产生动力 发动机进气系统第23页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统发动机进气系统第24页，共50页，2022年，5月20日，23点49

17、分，星期二把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统a.除掉吸入空气中的灰尘，防止发动机磨损；b.起消声降噪作用；c.连同进气管路一起，利用谐振原理起到增压效果，以提高充气系数。1空气滤清器1）空气滤清器的作用有：发动机进气系统第25页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统空气滤清器是由空滤油滤芯和壳体等零件组成。滤芯一般采用可更换和可清理结构，从滤芯性质分类有干式和湿式两种。广泛使用的干式滤芯多用特种纸和无纺布做成，而无纺布又多用于安全滤芯。 1空气滤清器2）空气滤清器的结构和分类发动机进气系统第

18、26页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统 滤芯孔径及过滤面积取决于发动机排量、使用环境、更换周期及进气阻力等因素。空滤器的安装尺寸及壳体形状取决于整车布置要求，但也应注意降噪和谐振增压。空滤器壳体和连通管路的设计应尽量避免气流产生急转弯，并使气体通过滤芯全面积。设计时还应注意降噪和进气阻力与管路直径、长度的关系，在管路和滤清器上设置谐振器是降噪的有效方法。 1空气滤清器3）空气滤清器的设计要点发动机进气系统第27页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称

19、为发动机进气系统 提高发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率，即升功率，是提高发动机功率有效的方法。而要提高发动机的升功率，加大进气量是一种解决方案。有些发动机采用强制吸气法的方式，用增大气体密度来提高进气量，例如采用涡轮增压（Turbo）。但是，在日益严格的废气排放法例的管制及制造成本的限制下，多数汽车的发动机还是倾向采用自然吸气法方式。采用自然吸气法，又要提高进气量，设计者就把注意力放在了进气的速度方面，也就是千方百计提高气体的流动速度来提高单位时间内的进气量，在提高换气效率上做文章。换气是汽车发动机最基本的功能。通过换气，排出废旧气体，发动机工作循环回复到循环初始状态，吸纳新鲜气体来提供

20、燃料所需的氧气 2进气管良好的发动机进气通道设计是提高进气量的重要保证。通过采用了大通量的空气滤清器，大口径或多支进气管，就是改善气体的流速以提升发动机功率；打磨进气歧管内壁，使用不锈钢进气管等，就可以增高管壁的光滑程度来减少与气体之间的摩擦，进而提高气体的流动速度。 发动机进气系统第28页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把气缸内燃烧废气导出的零部件集合体称为发动机排气系统 汽车的排气系统是排放和降噪的重要总成，它主要由排气管、催化式净化器、消声器、尾管等组成。主要功能是把发动机在燃烧过程中产生的废气从多个气缸内收集、清洁(经三元催化器)、消声，然后引到车后排放 发动机

21、排气系统第29页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把气缸内燃烧废气导出的零部件集合体称为发动机排气系统 排气系统看似只是简单的管道，其实设计时不仅要考虑到特定的底盘布置，而且排气系统的长度、管径大小、消声器的大小都要考虑到排气气体的流动，防止相邻气缸排气时气流的互相干涉。在电喷发动机上，氧传感器就装在排气总管上，它感应排气中氧分子含量并反馈至电控单元（ECU），从而决定迸入发动机内的混合气比例。发动机的排气歧管可能是镀铝或镀锌钢材做成，也可能是用不锈钢材做成 1排气管 发动机排气系统第30页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把气缸内燃烧废气导出的零部

22、件集合体称为发动机排气系统 排气总管连接催化式排气净化器。催化式排气净化器的关键在于“催化”，也就是利用催化剂对汽车的废气进行净化，将废气中的有害物质转化为无害物质。 2催化式净化器 发动机排气系统第31页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把气缸内燃烧废气导出的零部件集合体称为发动机排气系统 从催化式排气净化器出来就连接到消声器了。消声器横截面是一个园形或者椭圆形的物体，多用薄钢板焊制，装在排气系统的中部或者后部位置上，它内部有一系列隔板、腔室、孔洞和管道，利用声波反射互相干扰抵消的现象，使声能逐渐消弱，用以隔离和衰减排气门每次打开时产生的脉动压力。目前，越来越多的消声器

23、采用镀铝不锈钢材料，降低重量并可延长寿命。 3消声器 发动机排气系统第32页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把气缸内燃烧废气导出的零部件集合体称为发动机排气系统 与消声器连接最后一节是尾管，它是排气系统最后一段管子，将废气引出车外。尾观管有单排气和双排气两种，一般V型发动机或大排量发动机采用双排气，小排量车采用单排气。 4尾管发动机排气系统第33页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二把气缸内燃烧废气导出的零部件集合体称为发动机排气系统 与消声器连接最后一节是尾管，它是排气系统最后一段管子，将废气引出车外。尾观管有单排气和双排气两种，一般V型发动机或大

24、排量发动机采用双排气，小排量车采用单排气。 4尾管发动机排气系统第34页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二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度状态下工作 发动机的冷却系有风冷和水冷之分以空气为冷却介质的冷却系成为风冷系以冷却液为冷却介质的称水冷系 发动机冷却系统第35页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二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度状态下工作 汽车发动机的冷却系为强制循环水冷系，即利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。冷却系主要由水泵、散热器、冷却

25、风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和气缸盖中的水套以及附属装置等组成。 在冷却系统中，其实有两个散热循环：一个是冷却发动机的主循环，另一个是车内取暖循环。这两个循环都以发动机为中心，使用是同一冷却液。发动机冷却系统第36页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二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度状态下工作 一、冷却发动机的主循环 主循环中包括了两种工作循环，即“冷车循环”和“正常循环”。冷车着车后，发动机在渐渐升温，冷却液的温度还无法打开系统中的节温器，此时的冷却液只是经过水泵在发动机内进行“冷车循环”，目的是使发动机尽快地达到正常工作

26、温度。随着发动机的温度，冷却液温度升到了节温器的开启温度(通常这温度在80摄氏度后)，冷却循环开始了“正常循环”。这时候的冷却液从发动机出来，经过车前端的散热器，散热后，再经水泵进入发动机。 发动机冷却系统第37页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二二、车内取暖的循环 这是一个取暖循环，但对于发动机来说，它同样是一个发动机的冷却循环。冷却液经过车内的采暖装置，将冷却液的热量送入车内，然后回到发动机。有一点不同的是：取暖循环不受节温器的控制，只要打开暖气，这循环就开始进行，不管冷却液是冷的、还是热的。 发动机冷却系统第38页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星

27、期二冷却系统部件分析 发动机冷却系统第39页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二1)冷却液： 冷却液又称防冻液，是由防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂和水组成的液体。它需要具有防冻性，防蚀性，热传导性和不变质的性能。现在经常使用乙二醇为主要成分，加有防腐蚀添加及水的防冻液。2)节温器： 从介绍冷却循环时，可以看出节温器是决定走“冷车循环”，还是“正常循环”的。节温器在80摄氏度后开启，95摄氏度时开度最大。节温器不能关闭，会使循环从开始就进入“正常循环”，这样就造成发动机不能尽快达到或无法达到正常温度。节温器不能开启或开启不灵活，会使冷却液无法经过散热器循环，造成温度过高

28、，或时高时正常。如果因节温器不能开启而引起过热时，散热器上下两水管的温度和压力会有所不同。 发动机冷却系统第40页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二3)水泵： 水泵的作用是对冷却液加压，保证其在冷却系中循环流动。水泵的故障通常为水封的损坏造成漏液，轴承毛病使转动不正常或出声。在出现发动机过热现象时，最先应该注意的是水泵皮带，检查皮带是否断裂或松动。4)散热器： 发动机工作时，冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过，热的冷却液由于向空气散热而变冷。散热器上还有一个重要的小零件，就是散热器盖，这小零件很容易被忽略。随着温度变化，冷却液会“热涨冷缩”，散热器器因冷却液的膨

29、胀而内压增大，内压到一定时，散热器盖开启，冷却液流到蓄液罐；当温度降低，冷却液回流入散热器。如果蓄液罐中的冷却液不见减少，散热器液面却有降低，那么，散热器盖就没有工作！发动机冷却系统第41页，共50页，2022年，5月20日，23点49分，星期二5)散热风扇： 正常行驶中，高速气流已足以散热，风扇一般不会在这时候工作；但在慢速和原地运行时，风扇就可能转动来助散热器散热。风扇的起动由水温感应器控制。6)水温感应器： 水温感应器其实是一个温度开关，当发动机进水温度超出90摄氏度以上，水温感应器将接通风扇电路。如果循环正常，而温度升高时，风扇不转，水温感应器和风扇本身就需要检查。7)蓄液罐： 蓄液罐的作用是补充冷却液和缓冲“热涨冷缩”的变化，所以不要加液过满。如果蓄液罐完全用空，就不能仅仅在罐中加液，需要开启散热器盖检查液面并添加冷