大学课件-发动机设计

汽车构造2023/5/181发动机工作原理和总体构造根本概念发动机总体构造四冲程发动机工作原理和总体构造发动机的分类2023/5/182发动机概述发动机是汽车最主要的总成之一，动力的来源。被称为汽车的“心脏〞。外燃机如蒸汽机是将燃料在机器外部的锅炉里燃烧，将锅炉里的水加热产生的高温高压水蒸气输送到机器内部，使所含热能转化为机械能的一种热机。2023/5/183根本术语上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)压缩比〔ε〕工作循环VL=Vh×Iε=Va/

VcVh=πD2·S×10-6/4〔L〕D——气缸直径mmS——活塞行程mm2023/5/184压缩比定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用ε表示。ε=Va/Vc压缩比过大的不良后果现代化油器式发动机压缩比一般为6～9(轿车有的达9～11)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。2023/5/185压缩比过大的不良后果名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。返回2023/5/186发动机总体构造机体及曲柄连杆机构配气机构燃油供给系点火系〔汽油机〕冷却系润滑系起动系2023/5/187发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系点火系冷却系润滑系起动系2023/5/188四冲程发动机的简单工作原理§1.4.1四冲程汽油机的工作原理

1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程2023/5/189进气行程示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K，压力75~90kPa大气压力线PVra示功图上止点下止点p2023/5/1810压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/VcPVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa2023/5/1811作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800

K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700

K，压力300~500kPa

做功行程2023/5/1812排气行程进气门关闭排气门翻开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200

K压力105~125kPa剩余废气排气行程2023/5/1813四冲程发动机工作状态状态行程温度(K)压力进气行程370~44075~90kPa压缩行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程900~1200105~125kPa2023/5/1814§1.4.2四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进气门排气门纯空气温度300~370K压力800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa温度800~1000K压力105~400kPa终了：温800~1000K压力105~400kPa2023/5/1815柴油机工作时各行程状态参数状态行程温度(K)柴油机工作时各行程状态参数压力进气行程320~350800~900kPa压缩行程800~10003~5MPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)5~10MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程800~1000105~125kPa2023/5/1816二冲程发动机的工作原理二冲程发动机二冲程汽油发动机工作原理二冲程柴油发动机工作原理2023/5/1817二冲程汽油机工作原理压缩混合气进气点火燃烧排气扫气孔进气孔排气孔火花塞1、结构2023/5/1818二冲程柴油机工作原理换气燃烧排气压缩喷油器空气扫气泵废气排气门2023/5/18192023/5/18201.理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。2.由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。3.构造简单，质量较小。4.易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？2023/5/1821§1.4.3发动机的分类车用内燃机水冷发动机风冷发动机车用内燃机车用内燃机车用内燃机四冲程发动机二冲程发动机汽油发动机柴油发动机单缸发动机多缸发动机车用内燃机单列式发动机双列式发动机2023/5/1822连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮■配气机构■曲柄连杆机构2023/5/1823摇臂凸轮轴2023/5/1824桑塔纳发动机结构示意图2023/5/1825桑塔纳发动机冷却系示意图2023/5/1826桑塔纳发动机润滑系示意图2023/5/1827曲柄连杆机构2023/5/1828概述一、功用将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。2023/5/1829二、工作条件承受机械载荷：1、气体压力、往复惯性力、离心力、摩擦力2、汽车行驶中产生的冲击力。以上各种力，使曲柄连杆机构和机体的各零件承受了不同形式的载荷，为保证工作可靠，需要采取相应结构措施。三、组成1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组2023/5/1830§2.2机体组机体组组成：曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳2023/5/1831一、气缸体1、气缸体:水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体——曲轴箱。气缸体的工作特点：高温高压、高速运动摩擦气缸体的结构特点：足够的强度和刚度，高精度内外表一汽奥迪100汽车发动机气缸体气缸体曲轴箱2023/5/18322、分类〔1〕按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为名称性能应用一般式（平分式）机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。492Q汽油机，90系列柴油机。龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车隧道式结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。负荷较大的柴油机上。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。2023/5/1833〔2〕根据冷却方式不同散热片风冷气缸体和气缸盖1、水冷

2、风冷2023/5/1834〔3〕根据气缸的排列方式结构简单、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，减轻了发动机的重量；形状复杂，加工困难。六缸以上发动机使用2023/5/1835高度小，总体布置方便。轿车中应用不多对置气缸式发动机2023/5/1836〔4〕整体式气缸体和镶嵌式气缸体a、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。b、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。类型构造性能及应用整体式气缸直接镗在气缸体上强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。镶嵌式用耐磨优质材料制成气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内。降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用寿命。2023/5/1837〔5〕干缸套和湿缸套名称特点示意图干缸套外壁不直接与冷却水接触。壁厚1~3mm。湿缸套外壁直接与冷却水接触。壁厚5~9mm。强度和刚度都较好，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。2023/5/1838二、曲轴箱1、概念：曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的局部。2、结构：上轴箱:与气缸体铸成一体下轴箱:贮存润滑油〔油底壳〕3、材料：薄钢板冲压〔下曲轴箱〕2023/5/1839三、气缸盖功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。上置式凸轮轴导热性好、利于提高压缩比，适用与高速高强化汽油机2023/5/1840气缸垫气缸盖气缸盖罩衬垫安装火花塞2023/5/1841四、燃烧室名称特点示意图应用半球形结构紧凑、火焰行程段、燃烧速率高、热损失小、热效率高桑塔纳夏利富康楔形结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长切诺基盆形工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃烧室捷达奥迪2023/5/1842五、气缸垫1、功用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。2、材料：有弹性、耐热性、耐压性3、安装时注意方向2023/5/1843§2.3活塞连杆组气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖2023/5/1844〔一〕活塞1、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。2、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600~700K，且分布不均匀；高速，线速度到达10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3~5MPa〔汽油机〕的压力。3、材料：铝合金：质量小导热性好；灰铸铁活塞应具备的特点A刚度和强度应足够大，传力可靠。B导热性能好，耐高压、高温、磨损C质量较小，尽可能减少往复惯性力2023/5/18453、结构〔1〕活塞顶部功用：是燃烧室的组成局部，主要作用承受气体压力。2023/5/1846活塞顶分类形状示意图平顶凸顶凹顶结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。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。2023/5/1847〔2〕活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的局部。气环槽油环槽工作条件最恶劣，应离顶部远些。 1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。作用：活塞销孔2023/5/1848〔3〕活塞裙部位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的局部，包括销座孔。作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。2023/5/1849裙部外表的保护1〕镀锡油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。2〕涂石墨(柴油机〕易脆断可加速磨合，自润滑。3〕外表粗糙化有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油润滑。2023/5/1850〔4〕活塞形状--工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。--上小下大的圆锥形形状。销座方向裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形工作时向里变形桶形不受压力的局部，去掉后可以减轻质量。2023/5/1851开槽活塞〔汽油机〕绝热槽膨胀槽圆槽2023/5/1852活塞裙部结构上小下大的圆锥形裙部椭圆形,长轴垂直与销座孔方向;桶形活塞开槽活塞2023/5/1853〔二〕活塞环是具有弹性的开口环，分为气环和油环。工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命：6万公里〔1〕气环作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大局部热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。切口气环2023/5/1854气环结构开口间隙：背隙：侧隙：气环的密封作用：第一密封面：活塞环直径大于气缸直径，装入后产生弹性贴紧在气缸壁上而形成；加强密封：窜入环槽的少量气体作用在环的反面〔背隙处〕，加强了第一密封面作用；第二密封面：窜入环槽的少量气体作用在环槽底面，形成第二密封面；2023/5/1855气环的泵油作用2023/5/1856气环断面形状：形状特点示意图矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应用面广；但有泵油作用扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲，减小泵油作用，减轻磨损锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封；可形成油膜改善润滑，但导热性差，不适用第一道环梯形环可将沉积在环中的结焦挤出，避免环折断，且密封性较好；但加工困难，精度要求高桶面环上下均可形成油膜，且对活塞的摆动适应性好，接触面小，利于密封，但外圆为凸圆弧形，加工困难2023/5/1857〔2〕油环种类普通油环组合式油环示意图特点结构简单，易加工，成本低与汽缸壁接触压力高，适应性好，刮油效果强，但成本高刮油片轴向衬环径向衬环刮油片回油孔2023/5/1858油环的刮油作用2023/5/1859〔三〕活塞销作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。构造：活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。2023/5/1860活塞销的连接方式连杆活塞销全浮式半浮式全浮连接的特点：活塞销能在连杆小头、销座孔中自由转动，三者间可相对运动，减少了磨损并使磨损均匀2023/5/1861活塞销的偏置使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气缸的一边过渡到另一边，减少敲缸的声音。2023/5/1862〔四〕连杆作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。连杆组件分解图2023/5/1863连杆的结构小头：内有青铜衬套杆身：一般为“工〞字形断面，抗弯强度好，重量轻大头：与曲轴相连，做成“分开式〞。平切口与杆身轴线垂直，斜切口与杆身轴线成30-60度夹角。切口的定位方式：平切口：螺栓定位斜切口：四种定位方式2023/5/1864V型发动机连杆的布置形式并列式主副式叉式2023/5/1865连杆轴瓦连杆螺栓定位凸键油槽润滑减磨合金层2023/5/1866§2.4曲轴飞轮组一、曲轴飞轮组的组成起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮扭转减振器飞轮飞轮螺栓曲轴2023/5/1867二、曲轴1、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。2、工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。2023/5/18683、结构：前端轴连杆轴颈曲轴轴颈后端轴平衡重曲拐曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。曲柄2023/5/1869曲轴的结构曲拐：由主轴颈、连杆轴颈、曲柄组成2023/5/1870曲轴的类型整体式：应用广泛组合式：一般用于隧道式气缸体，分段加工，整体加长。2023/5/1871平衡重平衡重的作用：平衡离心惯性力和力矩，使发动机运转平稳，减小轴承载荷。平衡重的位置：曲柄的反方向上〔或其反面〕平衡重的类型：整体式、装配式2023/5/1872曲轴的前端和后端曲轴前端：正时齿轮或正时齿形带轮、皮带轮、甩油盘曲轴后端：安装飞轮用凸缘、回油螺纹等2023/5/1873曲轴的轴向定位防止曲轴的轴向窜动，采用止推装置进行轴向定位。类型：翻边轴瓦：轴瓦两侧各翻出一侧面立边，来挡住曲轴的轴向移动。但工艺复杂，本钱高，很少采用。止推片：半环状钢片，装在主轴承盖槽内。止推钢环：用于曲轴第一道主轴颈〔自由端〕2023/5/1874桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组2023/5/1875四、曲轴扭转减振器〔一〕扭转振动自由扭转振动

强迫扭转振动共振功率损失、曲轴扭转变形甚至扭断、正时齿轮产生冲击噪声、磨损严重等临界转速：发生共振时的转速2023/5/1876〔二〕扭转减振器皮带盘惯性盘橡胶垫减振器圆盘皮带轮毂曲轴前端功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。安装：扭转振动较大的曲轴自由端当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。橡胶摩擦式扭转减振器2023/5/1877四、飞轮〔一〕功用：将在作功行程中输入于曲轴的功能的一局部贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。2023/5/1878〔二〕构造飞轮边缘局部做的厚些，可以增大转动惯量；中间较薄，为减小质量齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。一缸上止点记号作用是：调整点火正时2023/5/1879第3章配气机构概述配气机构的构造气门间隙配气相位配气机构的组成和零件2023/5/1880§3.1 概述一、功用：

按照发动机每个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，废气得以及时从气缸排出。二、充气效率：

在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。ηv=M/M0

M——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。2023/5/1881三、气门式配气机构气门组传动组驱动组2023/5/1882§3.2 配气机构的构造一、气门的布置型式

1、气门顶置式

2、气门侧置式已很少使用。2023/5/18832023/5/18843、气门顶置式配气机构工作过程

A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。

B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。2023/5/1885二、凸轮轴的布置型式1、凸轮轴下置有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间的传动装置〔齿轮传动〕，有利于发动机的布置。

不利因素凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。2023/5/18862、凸轮轴中置式传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。

应用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。凸轮轴挺柱活塞摇臂调整螺钉2023/5/18873、凸轮轴上置式应用：高速发动机如：桑塔纳轿车发动机凸轮轴凸轮轴活塞特点：凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运动的惯量减少。双凸轮轴上置式发动机2023/5/1888

按凸轮轴数目的多少，可分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)两种，由于中高档轿车发动机一般是多气门及V型气缸排列，需采用双凸轮轴分别控制进排气门，因此双顶置凸轮轴被不少名牌发动机所采用。2023/5/1889三、凸轮轴的传动方式传动方式传动路线特点应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）工作可靠，啮合平稳、噪声小凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮可靠性、耐久性略差，噪声大，造价高凸轮轴上置式配气机构齿形带传动曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时齿轮成本低，但工作性能好凸轮轴上置式配气机构2023/5/1890传动方式图例2023/5/1891齿带传动图例一汽audi轿车的齿形带传动装置凸轮轴曲轴2023/5/1892四、各缸气门数及其排列方式每缸气门数每缸2气门每缸4气门每缸5气门结构特点一进一排，进气门直径大于排气门两进两排，排气门直径可减小一般为3进2排排列方式所有气门排成一列，进、排气门交替布置同名气门排成2列，同名气门排成1列同名气门排成一列驱动方式一根凸轮轴驱动前者：1根凸轮轴和T型杆驱动；后者：两根凸轮轴分别用2根凸轮轴驱动同名气门优缺点气道结构简单，利于缸盖冷却充气效率高，有利于改善排放充气效率更高，排放性能好，降低油耗代表车型货车发动机多数新款轿车宝来1.8T2023/5/1893相邻气门共用一个气道进排气门交替排列2023/5/1894每缸4气门排列方式每缸4气门驱动方式2023/5/1895常用气门顶置配气机构的类型气门顶置，下置凸轮轴〔OHV〕气门顶置，上置凸轮轴〔OHC〕气门顶置，双摇臂，上置凸轮轴〔OHV/OHC〕气门顶置，上置双凸轮轴〔OHV/DOHC〕2023/5/1896五、配气相位1、用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间，称为配气相位。10°~30°40°~80°40°~80°10°~30°上止点下止点2023/5/18972、配气相位演示2023/5/18983、气门叠开气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。气门叠开角：气门同时开启的角度〔+〕。排气过程进气过程2023/5/1899六、气门间隙1、概念：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。气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.25~0.30mm排气门0.30~0.35mm2023/5/18100气门间隙气门间隙气门间隙2023/5/18101七、配气机构的零件和组件1、气门组气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片等零件组成。要求：保证气缸的密封。2023/5/18102气门组实物图2023/5/181031〕气门功用：燃烧室的组成局部，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。工作条件：A、进气门600K~700K，排气门800K~1100K。B、头部承受气体压力、气门弹簧力、传动惯性力等，C、冷却和润滑条件差，D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨进气门570K~670K〔铬钢或铬镍钢〕排气门1050K~1200K〔硅铬钢〕头部杆部2023/5/18104气门头部的结构形式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。凸顶式（球面顶）适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受热面积大，质量和惯性力大，加工较复杂。凹顶式（喇叭顶）凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。2023/5/18105气门与气门座实物图进气门排气门2023/5/18106气门锥角气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。锥角作用：A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。B、气门落座时有较好的对中、定位作用。C、防止气流拐弯过大而降低流速。装配前应将密封锥面研磨。边缘应保持一定的厚度，1~3mm。2023/5/18107气门锥角的大小进气门：一般为30°，原因是在相同气门升程情况下，锥角小时进气阻力小；但由于头部边缘较薄，刚度差，密封性及导热性均差。排气门：一般为45°。因其热负荷较大2023/5/18108气门杆圆柱形，不断做往复运动。较高的加工精度，外表经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度和耐磨性气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式凹槽易断裂处2023/5/18109气门杆弹簧座的固定形式凹槽〔环槽〕：安装两半锥形锁片。锁销孔：用锁销固定。2023/5/18110充钠气门由于发动机工作时,排气门经常处于高温条件下工作,钠约在970℃时为液态,具有良好的热传导能力。通过液态纳的来回运动,热量能很快从气门头部传到根部.可降低温度约l00℃。这样有利于降低混合气自燃的危险,从而握高了气门的使用寿命。

在维修发动时,进、排气门不能修整,只允许研磨。捷达l.6L发动机排气门内部注有钠。充钠2023/5/181112〕气门座气门座：气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。作用：靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。

气门座合金铸铁、奥氏体钢2023/5/18112气门座圈： 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。镶嵌式气门座特点： 优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。 缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。

汽油机：排气门采用镶嵌式气门座，进气门直接在缸盖镗 柴油机：进排气门均采用镶嵌式气门座2023/5/181133〕气门导管作用：为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。工作条件：工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。材料：用含石墨较多的合金铸铁或粉末冶金材料，能提高自润滑作用。加工方法：外外表加工精度较高，内外表精绞装配：气门杆与气门导管间隙0.05～0.12mm。气门导管气缸盖过盈配合卡环：防止气门导管在使用中脱落。倒角伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。2023/5/181144〕气门弹簧功用：保证气门的回位，使气门与气门座紧密贴合。材料：高锰碳钢、铬钒钢气门弹簧的装配气门弹簧气门弹簧座锁片气门关闭保证气门及时关闭、密封气门开启保证气门不脱离凸轮2023/5/18115气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧随着有效圈数的减少，自然频率提高。气门弹簧要防止发生共振〔当工作频率和自身频率相等或成某一倍数时〕，主要措施有：不等距弹簧、双弹簧提高弹簧自身刚度，改变其自振频率2023/5/18116双弹簧布置旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧，一根折断后另一根可继续工作应用车型：奥迪100，捷达，桑塔纳,广州标致5052023/5/181175〕气门旋转机构通过发动机运转振动力作用，使气门在气门座上自由的做不规那么的旋转的装置，其作用是：减小气门头部受热变形，防止沉积物形成。锥形套筒锁片锁片强制旋转机构弹簧座气门弹簧支承板碟形弹簧壳体2023/5/181182、气门驱动组1、组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。凸轮挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴2023/5/181191〕凸轮轴作用：

驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。工作条件：

承受气门间歇性开启的冲击载荷。耐磨，抗冲击韧性，刚度。材料：

优质钢、合金铸铁、球墨铸铁结构：凸轮、轴颈、偏心轮、螺旋齿轮；每2气缸一个轴颈；轴颈直径前后依次减小；另有空心凸轮轴，如捷达EA113凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮2023/5/18120凸轮工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。凸轮性能：外表有良好的耐磨性，足够的刚度、韧性。凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。2023/5/18121凸轮的轮廓凸轮轮廓应保证气门的运动规律符合配气相位的要求气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点2023/5/18122凸轮轴的驱动A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。2023/5/18123B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮2023/5/181242〕挺柱〔1〕作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。〔2〕挺柱的分类：菌式气门侧置式筒式气门顶置式，减轻质量滚轮式减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。2023/5/18125液力挺柱挺柱体柱塞球形支座卡环柱塞弹簧单向阀单向阀架柱塞腔A挺柱体腔B进油口进油通道结构：性能：消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。2023/5/18126液力挺柱机油经2、3、4、7进入低压油腔〔柱塞11上方〕，并经5进入高压油腔。凸轮作用，挺柱9及柱塞下移，高压油腔油压升高，使5压紧在柱塞座上，两油腔完全别离；由于液体的不可压缩，挺柱与油缸成为一个刚体，气门被翻开。气门关闭后，在弹簧力作用下，挺柱上移，高压腔压力下降，凸轮与挺柱之间始终无间隙。在气门受热时，可通过减少补油量或泄露来自动改变挺柱的高度。因此，无需气门间隙存在。2023/5/18127桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门翻开时单向阀弹簧被压缩2023/5/181283〕气门推杆作用：

将挺柱传来的推力传给摇臂。工作情况：

是气门机构中最容易弯曲的零件。强度要求高，尽量短。材料：

硬铝或钢空心推杆实心推杆硬铝推杆钢支承2023/5/181294〕摇臂摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套易磨损部位堆焊耐磨合金功用：将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。2023/5/18130摇臂结构示意图润滑油道油槽润滑油道装调整螺钉和紧固螺母处2023/5/18131摇臂组示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺钉摇臂定位弹簧2023/5/18132桑塔纳发动机的配气机构2023/5/18133实物图测量气门间隙拧松紧定螺母，调正调节螺钉2023/5/18134VVT-i技术“VariableValveTimingintake〞，“智能可变

配气正时〞。VVT-i是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置，它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，并能按照发动机的转速改变气门的开关时间，以配合不同的驾驶需要。比方在市区内开车时，VVT-i系统协助发动机提供充分的扭矩，令起跑力强劲；在干线、高速公路行走时，那么提供高功率输出。VVT-i发动机另一个作用就是降低尾气的排放。2023/5/18135第四章 汽油机燃料供给系2023/5/18136汽油机供给系的功用和组成功用：储存、输送、清洁燃料，根据发动机工况，供给汽缸一定浓度的可燃混合气，并将燃烧后的废气排入大气。组成：汽油供给装置空气供给装置混合气形成装置废气排出装置2023/5/18137汽油的性质物理特性：粘度小、流动性好、自润性差使用性能指标：蒸发性：能被蒸发的性能。热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。标号：标号越高，抗爆性越强。抗爆性：在燃烧中，防止产生爆燃的能力。〔辛烷值越高，抗爆性越强〕2023/5/18138供给路线图油箱汽油滤清器汽油泵混合空气滤清器排气管排气消声器在气缸内燃绕2023/5/18139空气滤清器作用：过滤空气中的尘土和沙粒，减少气缸内的零件磨损，延长发动机使用寿命。类型：纸质空气滤清器，广泛采用。2023/5/18140汽油供给装置—汽油箱油箱盖：空气—蒸汽阀的作用。保持油箱内压力正常稳定油箱内液面减低而产生真空时〔98kPa〕，空气阀起作用；外界温度高，油箱内由于汽油蒸汽而压力过大时〔120kPa〕，蒸汽阀起作用。汽车行驶时，油箱内油量减少，压力降低；温度升高时，汽油蒸发压力升高2023/5/18141油蒸汽挥发控制〔EVAP〕作用：防止燃油箱向大气排放燃油蒸气而污染环境由ECU控制的活性炭罐蒸发污染控制装置燃油受热或海拔高度增加，油箱中形成燃油蒸汽，经管道储存在活性炭罐中；ECU根据传感器信号控制电磁阀的开启，翻开时，空气从入口处被吸入炭罐，冲洗炭罐并与燃油混合送至发动机燃烧。2023/5/18142汽油供给装置—机械汽油泵结构：膜片、进出油阀、进出油口、摇臂、手摇臂、膜片弹簧作用原理：2023/5/18143汽油供给装置—电动汽油泵电动汽油泵的作用：将汽油从油箱中吸出，供给燃油系统足够的具有规定压力的汽油。安装位置：电动汽油泵的安装位置主要有两种，即安装在供油管路中和安装在汽油箱内。但后者应用非常广泛，电动汽油泵通常用固定在油箱上的油泵支架垂直地悬挂在油箱内。组成：主要是由泵体、永磁式直流电动机和壳体三局部组成。另外还装有平安阀和单向阀。2023/5/18144汽油供给装置—滚柱式电动汽油泵由壳体、圆柱形滚柱和转子等组成。五个滚柱在转子的槽内可径向滑动，转子与壳体存在一定的偏心转子在直流电动机的驱动下旋转，在离心力的作用下，滚柱紧压在泵体的内圆外表上，形成五个相对独立的密封腔。旋转时，每个密封腔的容积不断发生变化，在进油口时，容积增大，形成一定的真空，将经过过滤的汽油吸入泵内。在出油口处，容积变小，压力升高，汽油穿过直流电动机推开单向阀输出。安装在油箱外。2023/5/18145汽油供给装置—涡轮式电动汽油泵由涡轮、壳体和泵盖等组成。涡轮由电动机驱动，在离心力的作用下，涡轮紧贴壳体，将汽油经窄小缝隙由进油侧驱至出油侧从而加压，燃油通过电动机的内部起到冷却的作用电动机的作用。2023/5/18146汽