第8-11章四大系统

第八章发动机冷却系

任务：使发动机在最适宜的温度范围内工作。温度过高、过低均会使动力性经济性下降。目前发动机上采用的水冷系均是强制循环式水冷系。即用水泵强迫水在冷却系中循环流动。一、功用：（冷却水温80—90ºC）风冷系：高温机件热量直接散入大气。

冷却系：水冷系：热量先传给冷却水，再散入大气。第一节功用及组成使发动机在最适宜的温度范围内工作。

水泵、散热器，进、出水管，分水管、水套、节温器、百叶窗、风扇、水温表、补偿水桶。暖风机（冬天用）补偿水桶二、组成：

70ºC80ºC，混合循环70ºC以下三、水路：

节温器水泵

水箱进水管水箱出水管散热器小循环

大循环，80ºC以上水套分水管上水箱皮带发电机曲轴风扇驱动方式

第二节冷却液

水（软水）防冻剂——乙二醇（含有防锈剂、泡沫抑制剂）。水与防冻剂的比例不同，其冰点也不同。

（定期更换）

一、冷却液：

第三节散热器

作用：使高温循环水温度降低。一、散热器组成：进、出水室、散热器芯。①扁管：散热面大、阻力小；②圆管：承压能力强。

管带式：制造简单、质量轻、成本低、散热好，但刚度较差。板式：散热好、制造简单。但焊缝多不紧固，易沉积水垢且不易维修。

散热器芯：管片式：材料：铝、黄铜。

散热器芯但刚度比圆管小。空气阀P<0.98开启；二、散热器盖的结构及工作原理：空气阀被吸开蒸汽阀被顶开蒸汽阀P>1.96开启。当冷却液受热膨胀，部分冷却液流入补偿水桶。当冷却液降温，部分冷却液被吸回散热器。保证冷却液不会溢失。其上有“低”、“高”线。桶内液面应位于两线间。高低补偿水桶三、补偿水桶：水温过低，百叶窗关闭，减少空气流入。水温升高，百叶窗开启，增加空气流入。

1、由司机控制2、自动控制

闭开进水管感温器空压机空气缸调整杆杠杆散热器百叶窗空气阀温度低，通大气。温度高，通压缩机。四、百叶窗：

第四节冷却风扇二、电动风扇：

一、功用：装在散热器后面，当风扇转动，吸入空气，空气流经散热器芯，

使高温水冷却。温控热敏电阻开关一档：t=92~97ºCn=2800r/min断电：t=84~91ºC

n=2300r/min二档：t=99~105ºCn=0电动风扇导风罩散热器出水口散热器出水口温控热敏电阻开关材料：薄钢板或铝合金。壳体（从动）空隙风扇A进油孔泄油孔双金属感温器阀片阀片传动销B回油孔三、硅油风扇离合器主动盘

第五节节温器一、功用：控制大小循环的阀门。二、结构及工作原理：节温器是冷却系中用来调节冷却温度的重要机件，它的工作是否正常，对发动机工作温度影响很大，间接地影响了发动机的动力性能和耗油量，因此，节温器不可随便拆除。

蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时阀门关闭了通往散热器的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回气缸体水套中，进行小循环。当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启，当发动机水温达到80℃以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器，而进行大循环。

至散热器小循环大循环流回水套至散热器流回水套蜡式节温器

冷却强度的调节

(1)改变通过散热器的空气流量

通常利用百叶窗和各种自动风扇离合器来实现改变通过散热器的空气流量。百叶窗是调节空气流量，多用人工调节，也有采用自动调节装置的。自动风扇离合器是根据发动机的温度自动控制风扇的转速，调节扇风量以达到改变通过散热器的空气流量，它不仅能减少发动机的功率损失，节省燃油，而且还能提高发动机的使用寿命，降低发动机的噪声。

(2)改变通过散热器的冷却水的流量

通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。冷却强度调节装置是根据发动机不同工况和不同使用条件，改变冷却系的散热能力，即改变冷却强度，从而保证发动机经常在最有利的温度状态下工作。改变冷却强度通常有两种调节方式：一种是改变通过散热器的空气流量；一种是改变冷却液的循环流量和循环范围。

第六节水泵

一、作用：对冷却水加压，迫使其在冷却系中循环。

向叶轮边甩出。

二、工作原理：离心式水泵，水被叶轮带动旋转，产生离心力，

第七节变速器机油冷却器自动变速器中的机油过热时，使其到机油冷却器中进行冷却。

作业：P2378—1、8—5通过本章的学习，您应该能够解答如下几个问题：1、发动机为什么要冷却？最佳水温范围一般是多少？2、水冷系中为什么要装节温器？什么叫大循环？什么叫小循环？3、水冷系中水温过高或过低有哪些原因？4、汽车上为什么要采用风扇离和器？试述硅油风扇离和器的工作原理。水温过高：1.水箱中的水蒸发，使水量减少。2.皮带松，致使皮带轮打滑，风扇转速低，水泵不能正常工作。3.水套管路堵塞，水无法循环。4.百叶窗开度过小。5.节温器损坏，导致冷却水只能进行小循环。水温过低：1.冬天百叶窗开度过大。2.漏装节温器，导致冷却水在低温时仍进行大循环。

第九章发动机润滑系

一、功用：

3、润滑脂润滑：定期向发动机内部各轴承加黄油。

1、压力润滑：用机油泵将油压提高，并通过油管送到摩擦面间隙中。

2、飞溅润滑：利用发动机工作时，其运动零件飞溅起来的油滴或油雾润滑摩擦表面。将机油不断供给各摩擦表面，减摩、冲洗、冷却、密封、防锈。第一节润滑系的功用及组成二、润滑方式：润滑部位与润滑油路

三、润滑系的组成：油低壳、机油泵、油管、油道、限压阀、放油螺塞主油道安全阀（限压阀）止回阀粗滤器旁通阀一般汽车每行驶30---50Km，全部机油即能通过细滤器一次。分电器集滤器细滤器油底壳集滤器机油泵细滤器正时齿轮粗滤器（旁通阀）（止回阀）分电器轴主油道曲轴轴颈连杆轴颈连杆小头凸轮轴轴颈摇臂机油压力表油路：滤清器（旁通阀、

止回阀）、机油散热器、检查装置（机油压力表、温度表）最低润滑油压力报警器，P<0.31个大气压报警。

第二节润滑剂润滑油是以从石油中提炼出来的润滑油为基础+添加剂

润滑油所处的工作条件①与高温金属及空气接触，易氧化变质。②受废气，金属屑，积炭的浸释、污染。③温度变化范围大。润滑、冷却、清洗、密封、防锈。一、润滑油的功用：润滑剂包括：润滑油、润滑脂。二、润滑油的性能：润滑油应具备如下性能：0.3—0.4μm。否则在轴承（曲轴、凸轮轴）处的润滑油会被挤出摩擦表面。添加极压添加剂。使之与金属表面起化学反应形成强韧的油膜。

1、适当的粘度：在较宽温度范围内有适当的粘度。加入增稠剂。

2、优异的氧化安定性：润滑油易与空气、废气接触发生氧化作用而变质。使其酸性↑，并产生胶状沉积物，粘度↑，腐蚀零件。添加氧化抑制剂。3、良好的防腐性：氧化生成的酸性物质对金属产生腐蚀。使金属表面出现斑点、麻坑、合金层剥落。添加防腐加剂。4、较低的起泡性：润滑油在油道中快速循环和飞溅，会产生过多的泡沫，泡沫过多造成阻力增大，使摩擦表面供油不足。添加泡沫抑制剂。

5、强烈的清净分散性：分散、疏松、移走零件表面的积炭、污垢。添加分散添加剂。6、高温的极压性：要求在高温、高压下的油膜厚度不可小于国际标准化组织（美国石油协会）

使用级别

粘度等级：①单一粘度等级②多粘度等级。

三、润滑油分类：

按强化系数选择使用等级。

按各地季节温度选择粘度等级。四、润滑油的选用：柴油机的强化程度用强化系数K表示，按下式计算:

K＝Pe×30×

τ2×cm

vs

×i×nPe－发动机的最大有效功率；τ

－冲程系数（四冲程τ＝0.5，二冲程τ＝1）cm－活塞平均速度；n—转速；i—气缸数;Vs—气缸工作容积

K50时，选用CC级润滑油；

K>50时，应选用CD级润滑油。汽油机的强化程度往往与生产年份有关。后生产的汽车比早年生产的汽车强化程度高，应选用使用级较高的润滑油

缺点：成本高。优点：①良好的粘度——温度特性,适用大温差要求。②良好的热氧化安定性,可长期使用,不需更换。有良好的高低温适应性。良好的抗水性和防锈性。良好的氧化安定性和润滑性。要求：五、合成润滑油：将稠化剂掺入液体润滑剂中制成的一种稳定的固体或半固体。在常温下可附着于垂直表面而不流淌。用于敞开或密封不良的摩擦部位。六、润滑脂：利用化学合成方法制成。

第三节机油泵

一、机油泵的类型：有齿轮式（有外接齿轮、内接齿轮）、转子式.（图1）

外接齿轮：优点：效率高、功率损失小、工作可靠。缺点：需中心传动机构，制造成本相应较高。

内接齿轮：优点：由曲轴直接驱动，无中间传动机构，制造成本低。缺点：泵油效率较低。（内、外齿轮间有一处无用的空间。）出油腔进油腔壳体卸压槽无用的空间优点：结构紧凑、供油量大、供油均匀、噪声小、吸油真空度高。缺点：内、外转子齿合表面滑动阻力大，功率消耗大。转子式：泵壳外转子内转子机油出油腔进油腔

二、安全阀（或称限压阀）、止回阀：安全阀：安装在机油泵上，当压力达到规定值，安全阀开启,多余的润滑油经安全阀流回油底壳。第四节机油滤清器浮子罩集滤器止回阀：安装在机油滤清器上，当发动机停机后，止回阀关闭滤清器进油口，防止机油流回油底壳。各摩擦付

细滤器（分流式滤清器）

机油（油底壳）集滤器机油泵粗滤器（全流式滤清器）主油道粗滤器细滤器粗滤器细滤器机油冷却器的类型：风冷式、水冷式。

第五节机油冷却器安装：冷却液1、装在冷却水散热器前面。2、装在冷却水路中。作业：P2509—1、9—4通过本章的学习，您应该能够解答如下几个问题：1、润滑系的功用是什么？由哪些机件组成？2、试述齿轮式机油泵的工作原理。3、发动机润滑系常用哪几种机油滤清器？它们应该串联？还是并联？为什么？4、润滑系油路中如果不装限压阀将引起什么后果？

第十章发动机点火系按照发动机的点火时刻及点火次序，按时在火花塞电极间跳过电火花。二、点火系类型及特点：一、功用：

第一节概述分类点火电源升压装置点火装置点火时间控制性能特点应用蓄电池点火系电子点火系微机控制点火系磁电机点火系高速点火能量小。点火时间控制精度差，触点易烧蚀。点火能量大，点火时间控制精度高。点火能量大，点火时间控制准确，能根据转速、负荷、水温等综合控制。电压随发动机转速改变，低速电压过低。蓄电池发电机蓄电池发电机蓄电池发电机磁电机火花塞火花塞火花塞火花塞点火线圈、机械断电器点火线圈、电子控制器点火线圈、微机控制电磁线圈断电器（机械式）晶体管（电子）微机断电触点（机械式）货车部分轿车现代汽车摩托车赛车三、点火系统的基本要求：1、能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压击穿电压的大小要求与下列因素有关：火花塞间隙气缸内的压力和温度电极的温度发动机的转速、负荷、压缩比、点火提前角、混合气浓度2、电火花应具有足够的点火能量一般情况应保证有50~80MJ的点火能量；起动时应能产生大于100MJ的点火能量。3、点火时刻应与发动机的工作状况相适应点火提前角应与发动机工况相适应。

第二节蓄电池点火系的组成及原理

一、电路特点：电路为单线制。即用一根导线使负载和电源

无论汽车的点火系采用正极搭铁还是负极搭铁，均应保证点火瞬间火花塞中心电极为负（电子由中心电极向侧电极发射），即火花电流从火花塞的侧电极流向中心电极。

连接，而用机体的金属部分来代替另一根导线。（新车用）（旧车）

负极搭铁金属体正极搭铁金属体蓄电池

二、蓄电池点火系的基本组成：一次绕组（初级线圈）二次绕组（次级线圈）

１、蓄电池和发电机：是点火系的电源，供给点火装置电能。电压为６V、12V、24V。

2、点火线圈：将低压电变为高压电的主要元件。

断电器：用来接通或截断点火线圈中初级线圈的电流，使次级线圈产生高压。控制点火时刻。触点间隙为0.35—0.45mm。

配电器：将点火线圈产生的高压电按发火次序分送给各缸。

3、分电器：

4、电容器：保护断电器，提高次级电压。与断电器触点并联。

5、热敏电阻：保持初级电流的基本稳定。

6、火花塞：将高压电引进汽油机燃烧室，在火花塞电极间产生电火花。以点燃混合气。

离心提前点火调节装置：

真空提前点火调节装置：

调节点火提前角。7、

点火提前自动调节装置：蓄电池点火系的基本组成：三、基本组成示意图：

第二节点火系的工作过程

1、断电器触点间并联电容：

①当断电器触点分开时，充入自感电流，保护断电器不被燃坏。

②加速初级电流和磁通的衰减，提高次级电压。

作用：线圈四周产生磁场低压电高压电楞次定律：感生电流方向总是要使自己的磁场（或电流）阻碍原来磁场（或电流）的变化。电磁感应现象：在闭合电路中穿过的磁通量发生变化时，电路中就有感生电流和感生电动势。磁通量变化越大，产生的感生电压越大。

一、蓄电池点火系的工作原理：

2、在初级电路中串联附加电阻（热敏电阻）：

作用：保持初级电流基本稳定。I=VR

一般按发动机高速运转设计点火线圈的直径及数量。

起动时将附加电阻短路（1）、发动机转速低时，断电器触点闭合时间长，Ip大，次级电压高；转速高时，断电器触点闭合时间短，Ip小，次级电压低。（2）如果按高转速的需要来设计，则转速低时，Ip过大，引起初级绕组过热；如果按转速低时初级绕组不至于过热来设计，则高速时Ip过小，次级电压过低，不能可靠点火，故要装附加电阻。（3）转速低时，初级电流大，附加电阻阻值因温度升高而变大，因而使初级电流减小，初级绕组不至于过热；转速高时，初级电流小，附加电阻阻值因温度降低而变小，使初级电流下降较小，这样，就使初级电流在高速、低速时都能基本保持稳定。NS正常工作起动起动机热敏电阻

第三节点火时刻

二、最佳点火提前角ßo可获得功率↑，油耗↓。

ßo=>no（或某一节气门开度，即某一负荷）如果：节气门开度一定：→ßon↑=>ßo↑n↓=>ßo↓转速一定：→ßo节气门开度↑=>ßo↓节气门开度↓=>ßo↑对应某一辛烷值=>ßo（人工调节）当辛烷值高（↑），ßo↑；辛烷值↓，ßo↓。∴更换汽油牌号时，点火提前角须做适当调整。

当当

一、点火时刻对发动机示功图的影响

第四节传统点火系主要元件的结构（蓄电池点火系）

一、点火线圈：将低压电转为高压电的基本元件。

初级线圈（一次绕组）：d=0.5—1mm,240—370匝

次级线圈（二次绕组）：d=0.06—0.1mm,11000—23000匝

铁心

开磁路点火线圈：结构简单，但铁心上、下部的磁力线从空气中穿过（阻力大），磁路损失大，磁通量泄漏多，转换效率低。

闭磁路火线圈：磁力线在铁心内形成闭合磁路，泄漏的磁通量少，磁路损失大大减少，转换效率高。1、组成：

2、类型：闭磁路火线圈开磁路点火线圈二、分电器：

1、断电器：用来接通或截断点火线圈中初级线圈的电流，

点火困难。

2、配电器：将点火线圈（次级线圈）产生的（图1）

（图2）

组成：分火头、侧电极（与缸数相等）。

3、电容器：保护断电器，提高次级电压。

组成：纸带、金属箔、软导线。（图3）

组成：一对钨质的断电器触点凸轮。凸轮凸数与缸数相等。触点间隙为：0.35—0.45mm间隙过小：易跳过火花，使断电不良，触点烧蚀。间隙过大：闭合时间短，初级电流小,使感生电压↓,高压电按发火次序分送各缸侧电极。

使次级线圈产生高压电，控制点火时刻。配电器（图2）触点间隙调节螺钉（图1）（图3）软导线箔带

四、点火提前调节装置：

1.离心式点火提前调节装置：离心式点火提前调节装置F离F离点火提前角为0点火提前角增大方式1方式2点火提前角减小根据发动机转速变化自动调整凸轮与轴的相位。

四、点火提前调节装置：

2.真空式点火提前调节装置：根据发动机负荷的变化自动调整触点与凸轮的相位。真空度大真空度小单膜片式负荷小，真空度大，点火提前角增大。负荷大，真空度小，点火提前角减小。主膜片室付膜片室双膜片式真空式点火提前调节装置

单膜片式：在怠速工况时几乎不起作用。怠速运行：付膜片室起作用。正常运行：主、付膜片室共同起作用。双膜片式：在所有工况下均起作用。双真空室单膜片式：怠速运行：拉杆左移，点火延迟。正常运行：拉杆右移，点火提前。3.辛烷值校正器：逆时针转动分电器外壳，点火提前角增大；反之，则点火提前角减小。每转动一个刻度相当于曲轴转角2º。顺时针转逆时针转标准位置

五、火花塞：2、结构：将高压电引入燃烧室，并在其两个电极间产生电火花，以点燃混合气。

3、火花塞自净温度为500—600ºC

（在该温度下落在裙部的油粒能立即被烧掉）。高于自净温度（800—900ºC）易引起表面点火。低于自净温度：造成积炭，不能点火。1、作用：接线螺母陶瓷绝缘体接线螺杆垫圈金属壳体（密封燃烧室）中心电极侧电极密封垫圈绝缘体裙部4、常用火花塞电极结构：标准型突出型细电极型多极型e)沿面跳火型标准型：绝缘体裙部缩入壳体端面，侧电极全遮盖中心电极，广泛使用。沿面跳火型：侧电极为环形，中心电极位于侧电极中心，在有污染积炭的情况下也能正常点火。但必须与点火能量大的电子点火系统配合使用，由于点火能量大，中心电极容易烧蚀。多极型：有两个以上得侧电极，增加了电极间的相对面积，可减少电极烧蚀，点火可靠，间隙不需经常调整。但结构相对复杂。细电极型：电极很细，其特点是火花强烈、点火性能好，在严冬季节能保证发动机迅速可靠地起动。突出型：绝缘体裙部较长，突出壳体端面之外，具有吸收热量大，不易引起炽热点的优点。适应于压缩比较大的轿车发动机上。5、火花塞的形式：按裙部长度h分：

冷型：h=8mm，适用于高压比发动机ε=10—11。

中型（普通型）：h=11—14mm，适用于中压比ε=8—9。

热型：h=16—20mm，适用于低压比发动机

ε=6—7。

冷型中型热型hhh冷型火花塞所能承受的热力负荷大；热型火花塞所能承受的热力负荷小，易引起炽热点火。裙部长度与热值3876549裙部长度mm热值热特性15.59.57.55.53.513.511.5热冷6、火花塞间隙：Δ=0.6—0.8mm。

间隙过小：火花微弱；易积炭漏电，不能点火。

间隙过大：击穿电压要求很高，不易起动。7、点火开关：点火开关又称钥匙式开关，它控制着全车电路工作。国产汽车使用较多的是三接线柱式点火开关。作业：P30210—110—210—3通过本章的学习，您应该能够解答如下几个问题：1、发动机工作时，点火系的电路中形成几条支路？具体路径是什么？2、试述蓄电池点火系的组成和工作原理。3、为什么点火系必须设置离心式点火提前装置和真空式点火提前装置？说明其调节原理。

第一节发动机的起动

一、起动：曲轴在外力作用下从开始转动到发动机开始自动地怠速运转的

具备一定的起动力矩：以克服机件中的各种阻力。

达到一定的起动速度：汽油机50—70r/min

柴油机150—300r/min。

转速过低，压缩行程的热量损失大，且进气流速低，汽油雾化不良，不易着火。

手摇起动：用于小功率发动机（汽油机）。

电机起动：几乎所有的汽车发动机。

辅助汽油机起动：特大功率的柴油机。

第十一章发动机起动系

全过程称起动。

三、起动方式：

二、起动的条件：柴油机难以达到自燃温度。（在0～20℃时）

四、起动预热（便于柴油机冬季起动所采取的措施）

1、电热塞（装在涡流室或预燃室中）

开式：电阻丝裸露于外。

密封式：电阻丝装在发热体钢套内。

起动辅助装置2、进气预热器：（中、小功率柴油机）冷起动时，在进气道喷入燃烧的火焰，使进入的空气得到预热，温度升高，有利于发动机起动。2、起动预热锅炉1－燃油粗滤器2－至旋塞开关的油管3－旋塞开关至喷油泵油管4－冷却水套5－旋塞开关6－左列气缸体进水管7－加水管8－发动机油底壳9－放水开关10－机油预热管12－排气管13－放水管14－喷油泵至电磁阀油管15－喷油泵16－电动机17－燃烧器进气管18－鼓风机19－水泵20－电磁阀21－电磁阀至喷油器的油管23－预热器锅炉进水管24－喷油器26－燃烧器4、起动液喷射装置：

起动前在进气管中喷入易燃燃料，

（乙醚、丙酮等）起导燃作用。

5、起动减压装置：

起动前将进气门略微打开，以减少起动阻力，提高转速，便于起动。起动辅助装置

第二节起动机的组成

起动机

一、组成：直流电动机传动机构控制机构控制