汽车发动机构造与维修中职PPT完整全套教学课件

总论汽车发动机构造与维修总论模块一汽车发动机概述模块二曲柄连杆机构模块三配气机构模块四汽油机供给系统模块五柴油机供给系统模块六冷却系统模块七润滑系统模块八汽油机点火系统模块九发动机新技术与新能源汽车全套可编辑PPT课件了解汽车的整车构造；了解汽车的类型；掌握汽车的识别代号；了解汽车的主要技术参数；理解汽车行驶的基本原理。汽车是由内燃机驱动，并具有四个或四个以上车轮，用以运输（载人、载物或牵引）的非轨道无架线公路车辆。学习目标一、汽车的整车构造汽车通常由发动机、底盘、车身及附属设备、电气设备四大部分组成，典型的汽车整车结构如图0-1所示。图0-1典型的汽车整车结构1—发动机；2—空调系统；3—制动主缸及真空助力器；4—后悬架；5—排气消声器；6—燃油泵；7—刮水器电动机；8—前轮制动器；9—前车轮；10—半轴；11—转向器；12—离合器汽车底盘主要用于接收和传递发动机输出的动力，使汽车产生运动和停止运动，并支承车辆，保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统组成。2.底盘发动机的主要作用是为整车的使用装置提供动力。发动机一般装在汽车的前部，也有些装在汽车的尾部。目前汽车发动机广泛采用的是往复活塞式内燃机，常见的有汽油机和柴油机，还有使用气体燃料发动机、醇类燃料发动机和多燃料发动机的情况。1.发动机一、汽车的整车构造汽车的电气设备主要是电源和用电设备，包括发电机、蓄电池、起动系统、点火系统、照明装置、信号装置、仪表、音响、刮水器等装置。现代汽车越来越多地装用各种电子设备，如车用微处理机及人工智能装置等，以显著提高汽车的性能。4.电气设备车身是用来为发动机提供安装空间，为驾驶员和乘客提供乘坐空间，为装载货物提供携带空间的结构。车身壳体一般是整体结构，轿车和客车的车身由车身壳体，内、外装饰和车身附件组成。车身壳体应保证乘员工作方便、乘坐舒适和安全。货车车身由驾驶室和货厢两部分组成，货厢结构要保障运输货物完好无损和装卸方便。车身合理的外部形状能减少行驶时的空气阻力。3.车身及附属设备一、汽车的整车构造1）汽油机汽车2）柴油机汽车3）环保型汽车采用汽油机作为动力设备，依靠汽油燃烧产生能量，点火方式采用点燃式，这种汽车称为汽油机汽车。采用柴油机作为动力设备，依靠柴油燃烧产生能量，点火方式采用压燃式，这种汽车称为柴油机汽车。采用天然气、乙醇、液化气、电力、太阳能作为发动机动力源或采用混合动力，以减少发动机的排放污染，这种汽车称为环保型汽车。二、汽车的类型汽车的类型繁多，分类方法也较多，可按其动力设备类型、发动机位置和驱动方式、用途、行驶道路条件、行驶机构的特征、乘客座位数及汽车总质量等进行分类。1.按动力设备类型进行分类1）前置发动机后轮驱动汽车后置发动机后轮驱动汽车的发动机安装在汽车的后部，通过底盘传动系统传递动力给后轮，由后轮驱动汽车前进。大型客车多使用后置发动机后轮驱动。2）前置发动机前轮驱动汽车前置发动机前轮驱动汽车的发动机安装在汽车的前部，通过底盘传动系统传递动力给前轮，由前轮驱动汽车前进。重心较低的轿车都采用前置发动机前轮驱动。二、汽车的类型2.按发动机位置和驱动方式进行分类3）后置发动机后轮驱动汽车后置发动机后轮驱动汽车的发动机安装在汽车的后部，通过底盘传动系统传递动力给后轮，由后轮驱动汽车前进。大型客车多使用后置发动机后轮驱动。4）全轮驱动汽车全轮驱动汽车的发动机安装在汽车的前部，通过底盘传动系统的分动器分配动力给前轮和后轮，由前轮和后轮共同驱动汽车前进。越野汽车都采用全轮驱动。二、汽车的类型2.按发动机位置和驱动方式进行分类1）乘用车乘用车是指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。乘用车细分为普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、仓背乘用车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车和专用乘用车等。2）商用车商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车。商用车分为客车、货车和半挂牵引车三类。（1）客车。客车是指用于载运乘客及其随身行李的商用车辆，包括驾驶员座位在内座位数超过9座。客车可细分为小型客车、城市客车、长途客车、旅游客车、铰接客车、无轨客车、越野客车和专用客车等。（2）货车。货车是指主要为载运货物而设计和装备的商用车辆，有的可以牵引一挂车。货车细分为普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专用作业车和专用货车。（3）半挂牵引车。半挂牵引车是指装备有特殊装置，用于牵引半挂车的商用车辆。二、汽车的类型3.按汽车的用途分类2001年颁布的GB/T3730.1—2001《汽车和挂车类型的术语和定义》将汽车分为乘用车和商用车两大类。三、汽车的代号图0-2汽车产品型号1.国产汽车的产品型号国产汽车型号应能表明其厂牌、类型和主要特征参数等。型号由拼音字母和阿拉伯数字组成，如图0-2所示。三、汽车的代号1.国产汽车的产品型号1）企业名称代号企业名称代号由两个或三个汉语拼音字母表示，如CA代表一汽，EQ代表二汽，SH代表上汽等。2）车辆类别代号车辆类别代号用一位阿拉伯数字表示，见表0-1。3）主参数代号主参数代号用两位阿拉伯数字表示。载货汽车、越野汽车、自卸汽车、牵引汽车、专用汽车与半挂车的主要参数代号为车辆的总质量（t），当牵引汽车的总质量大于100t时，允许用三位数字表示；客车及半挂客车的主要参数代号为车辆长度（m），当车辆长度小于10m时，应精确到小数点后一位，并以长度值（m）的十倍数值表示；轿车的主要参数代号为发动机排量（L），应精确到小数点后一位，并以其值的十倍数值表示。4）产品序号产品序号是表示一个企业的类别代号和主参数代号相同的车辆的投产顺序号，依次用阿拉伯数字0、1、2、3等表示。5）企业自定代号企业自定代号是企业按需要自行规定的补充代号。当同一种汽车结构略有变化而需要区别时，可用汉语拼音字母和阿拉伯数字表示，位数也由企业自定。例如，型号CA1092表示一汽生产的货车，总质量9t，末尾数字2表示在原车型CA1091的基础上进行了改进；型号CA7226L表示一汽生产的轿车，发动机工作容积2.2L，序号6表示安装5缸发动机的车型，尾部字母L表示加长型。三、汽车的代号1.国产汽车的产品型号车辆识别代号（VIN）是国家发展和改革委员会监督、管理的17位字码。车辆识别代号中包含着车辆生产厂家、生产日期以及技术参数等诸多相关车辆信息，具有唯一性、规律性和可检索性，相当于“汽车身份证”，用于新车入户、车辆年检、交通事故处理、维修与故障诊断、零配件供应、保险理赔、真伪鉴别等。VIN大多可以在仪表板左侧、挡风玻璃下面找到。图0-3所示为车辆识别代号组成。2.车辆识别代号三、汽车的代号（3）车辆指示部分VIS（8位字码）。其中，第一位字码为年份代码，第二位字码为装配厂代码，最后6位字码为生产顺序号代码。（1）世界制造厂识别代号WMI（3位字码）。其中，第一位字码为地理区域代码；第二位字码为生产国代码；第三位字码为汽车制造厂代码。2.车辆识别代号三、汽车的代号车辆识别代码VIN可分为三段。（2）车辆说明部分VDS（6位字码）。VDS用于表明车辆的类型、结构特征、装置特征、技术特性参数等。四、汽车的主要技术参数图0-4汽车的主要尺寸参数L—总长；B—总宽；H—总高；A1、A2—轮距；L1、L2—轴距；S1—前悬；S2—后悬；C—最小离地间隙；α1—接近角；α2—离去角1.汽车的主要尺寸参数汽车的主要尺寸参数包括总长、总宽、总高、轴距、轮距、前悬、后悬等，如图0-4所示。1）汽车的外廓尺寸汽车的外廓尺寸是指总长L、总宽B和总高H。我国对公路车辆的限制尺寸:总高不得大于4m；总宽（不包括后视镜）不大于2.5m，左、右后视镜等突出部分的侧向尺寸总共不大于250mm；载货汽车、越野汽车、大客车总长不大于12m。2）轴距汽车的轴距是指车轴之间的距离。双轴汽车的轴距就是前、后轴之间的距离，对于三轴汽车的轴距是指前轴和中轴之间的距离与前轴和后轴之间的距离的平均值。四、汽车的主要技术参数1.汽车的主要尺寸参数3）轮距汽车的轮距是指同一车辆左、右轮胎面中心线（沿地面）间的距离。双轮结构的轮距为双轮中心线间的距离。4）前悬汽车的前悬是指汽车最前端至前轴中心线的距离。5）后悬汽车的后悬是指汽车最后端至后轴中心线的距离。四、汽车的主要技术参数1.汽车的主要尺寸参数3）最大总质量最大总质量是指汽车满载时的总质量。最大总质量=整车装备质量+最大装载质量1）整车装备质量整车装备质量是指车辆装备齐全，加足燃料、润滑油、工作液及冷却液，并带齐随车工具、备胎及其他规定应带的备品，符合正常行驶要求时的质量。4）最大轴载质量最大轴载质量是指汽车满载时各轴所承载的质量。2）最大装载质量最大装载质量是指设计允许的最大装载质量，乘用车一般以座位计，客车以载客量计，载货汽车以其在良好的硬路面上行驶时所装载货物质量的最大限额（t）计。汽车的质量参数主要包括汽车的整车装备质量、最大装载质量、最大总质量、最大轴载质量等。四、汽车的主要技术参数2.汽车的质量参数1）最高车速2）最大爬坡度3）燃料消耗率4）制动距离最高车速是指在水平良好路面上和规定载重条件下汽车所能达到的最高车速（km/h）。最大爬坡度是指汽车满载时在良好路面等速行驶的最大爬坡能力。爬坡度用坡度起止点的高度差与其水平距离的比值百分数或坡度的角度值来表示，一般要求在30%（16.7°）左右。制动距离是指在良好的试验跑道上，汽车在规定的车速下紧急制动时，由踩制动踏板起到完全停车时的距离。例如，乘用车在50km/h车速下的最小制动距离应不大于19m。燃料消耗率是指汽车在良好的水平硬路面上以一定载荷（轿车半载、货车满载）及最高挡等速行驶时的百千米燃料消耗量，单位为L/100km。汽车性能参数较多，涉及汽车的动力性、经济性、制动性、通过性、操纵稳定性和有害物质排放等方面，具体表现为以下量值。四、汽车的主要技术参数3.汽车的性能参数5）最小转弯半径6）最小离地间隙7）接近角8）离去角最小转弯半径是指当方向盘转到极限位置，汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支撑平面上滚过的轨迹圆半径。最小离地间隙是指汽车满载、静止时，平直地面与汽车底盘下部最低点之间的距离。离去角是指汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引的切线与地面间的夹角。接近角是指汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引的切线与地面间的夹角。四、汽车的主要技术参数3.汽车的性能参数1.汽车行驶的驱动条件1）汽车的驱动力汽车发动机产生的转矩经传动系统传至驱动轮，驱动轮便产生一个作用于路面的圆周力Fo，路面则对驱动轮产生一个反作用力Ft，Ft与Fo大小相等，方向相反。Ft是驱动汽车的外力，称为汽车的驱动力，如图0-5所示。五、汽车行驶的基本原理汽车行驶必须具备驱动和附着两个基本行驶条件。图0-5汽车驱动原理示意图

1.汽车行驶的驱动条件2）汽车的行驶阻力

五、汽车行驶的基本原理1.汽车行驶的驱动条件2）汽车的行驶阻力

五、汽车行驶的基本原理02

五、汽车行驶的基本原理汽车行驶的附着条件02

五、汽车行驶的基本原理汽车行驶的附着条件02

五、汽车行驶的基本原理汽车行驶的附着条件驱动轮的附着重力与汽车的总体布置、行驶状况及道路的坡度有关。对于两轮驱动的汽车，只有作用在驱动轮上的重力才能产生附着重力，而全轮驱动汽车的附着重力则为全车的重力，附着力最大。2）附着重力G附着系数主要取决于路面的种类和状况，还与轮胎结构、气压等使用条件有关。硬路面的附着系数较高。但是当路面有灰尘覆盖或潮湿后，附着系数显著下降。轮胎的结构及材料对附着系数的影响也很大，具有细而浅的花纹的轮胎在硬路面上有较大的附着系数，而在松软地面上花纹宽而深的轮胎则可获得较大的附着系数。低气压、宽断面的子午线轮胎与地面接触面积大，附着系数比一般轮胎高。1）附着系数φ

五、汽车行驶的基本原理02汽车行驶的附着条件小结汽车发动机构造与维修总论0102030405汽车分为乘用车和商用车两大类，乘用车是指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车。车辆识别代号（VIN）是国家发展和改革委员会监督、管理的17位字码，包含着车辆生产厂家、生产日期以及技术参数等诸多相关车辆信息。汽车必须有足够的驱动力以克服各种阻力，汽车的行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、上坡阻力和加速阻力，汽车行驶必须同时满足驱动条件和附着条件。汽车的主要尺寸参数包括总长、总宽、总高、轴距、轮距、前悬、后悬等，汽车的质量参数主要包括汽车的整车装备质量、最大装载质量、最大总质量、最大轴载质量等，汽车主要性能参数包括汽车的动力性、经济性、制动性、通过性、操纵稳定性和有害物质排放等方面。汽车通常由发动机、底盘、车身及附属设备、电气设备四大部分组成。思考与练习汽车发动机构造与维修总论汽车由哪几部分组成？简要说明各部分的功用。乘用车可细分为哪几种？国产汽车的产品型号包含哪些内容？说明汽车识别代码的构成及用途。简述汽车的主要技术参数。简述汽车行驶的驱动条件。汽车的行驶阻力有哪几种？简述汽车行驶的附着条件。影响汽车附着力的因素有哪些？感谢聆听汽车发动机构造与维修总论汽车发动机概述汽车发动机构造与维修模块一了解发动机总体结构，掌握发动机的基本术语；理解四冲程汽油机工作原理，掌握各个行程的工作特点；了解二冲程发动机工作原理；掌握发动机型号编制规则；了解发动机的性能指标；学会从车上拆卸发动机总成。发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。汽车发动机将燃料与空气进行混合在其机体内燃烧，将化学能转换为热能，再把热能通过膨胀转换为机械能，为汽车提供动力。发动机是汽车最主要的总成之一。学习目标一、发动机的总体构造现代发动机由许多机构和系统组成，其结构形式多种多样，但由于基本工作原理相同，其基本构造是相似的，通常由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统和起动系统组成。如果是汽油发动机，还应有点火系统。四冲程汽油发动机基本结构如图1-1所示。图1-1四冲程汽油发动机基本结构1—正时齿形带护罩；2—空调压缩机；3—空调压缩机带轮；4—多楔带；5—曲轴带轮；6—张紧轮；7—发电机带轮；8—导向轮；9—动力转向液压泵；10—动力转向液压泵带轮；11—发电机；12—进气歧管；13—油尺；14—燃油分配管；15—气缸盖罩；16—凸轮轴正时齿形带轮；17—正时齿形带；18—排气门；19—进气门；20—气缸体；21—凸轮轴；22—液压挺柱；23—气缸盖；24—喷油器；25—机油滤清器；26—限压阀；27—连杆；28—油底壳；29—活塞；30—曲轴；31—水泵；32—机油泵；33—机油泵链；34—水泵齿形带轮；35—曲轴正时齿形带轮知识拓展现代汽车发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。知识拓展气缸盖用来封闭气缸并构成燃烧室。气缸盖铸有水套、进水孔、出水孔、火花塞孔、螺栓孔、燃烧室等。知识拓展气缸体是发动机的主体，它将各个气缸和曲轴箱连成一体，是安装活塞、曲轴以及其他零件和附件的支承骨架。知识拓展气缸垫位于气缸盖与气缸体之间，其功用是填补气缸体和气缸盖之间的微观孔隙，保证结合面处有良好的密封性，进而保证燃烧室的密封，防止气缸漏气和水套漏水。知识拓展活塞连杆组是发动机的传动件，它把燃烧气体的压力传给曲轴，使曲轴旋转并输出动力。活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销及连杆等组成。知识拓展活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转，此外活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。活塞是发动机中工作条件最严酷的零件，作用在活塞上的有气体力和往复惯性力。知识拓展连杆组包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等零件。连杆组的功用是将活塞承受的力传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆小头与活塞销连接，同活塞一起做往复运动；连杆大头与曲柄销连接，同曲轴一起做旋转运动，因此在发动机工作时连杆在做复杂的平面运动。知识拓展曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴。曲轴飞轮组的作用是把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，为汽车的行驶和其他需要动力的机构输出扭矩；同时还储存能量，用以克服非做功行程的阻力，使发动机运转平稳。知识拓展曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。曲轴在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作，承受弯曲和扭转交变载荷。知识拓展曲轴知识拓展曲轴的安装位置知识拓展这个运动原理其实跟我们踩自行车非常相似，两个脚相当于相邻的两个活塞，脚踏板相当于连杆轴，而中间的大飞轮就是曲轴的主轴。左脚向下用力蹬时（活塞做功或吸气向下做运动），右脚会被提上来（另一活塞压缩或排气做向上运动）。这样周而复始，就有直线运动转化为旋转运动了。知识拓展配气机构主要包括正时齿轮系、凸轮轴、气门传动组件（气门、推杆、摇臂等），主要作用是根据发动机的工作情况，适时的开启和关闭各气缸的进、排气门，以使得新鲜混合气体及时充满气缸，废气得以及时排出气缸外。知识拓展配气机构组成知识拓展如果在顶部有两根凸轮轴分别负责进气门和排气门的开、关，则称为双顶置凸轮轴（Doubleoverheadcamshaft，DOHC）。在DOHC下，凸轮轴有两根，一根可以专门控制进气门，另一根则专门控制排气门，这样可以增大进气门面积，改善燃烧室形状，而且提高了气门运动速度，非常适合高速汽车使用。知识拓展OHV与SOHC知识拓展所谓气门正时，可以简单理解为气门开启和关闭的时刻。理论上在进气行程中，活塞由上止点移至下止点时，进气门打开、排气门关闭；在排气行程中，活塞由下止点移至上止点时，进气门关闭、排气门打开。知识拓展凸轮轴主要负责进、排气门的开启和关闭。凸轮轴在曲轴的带动下不断旋转，凸轮便不断地下压气门，从而实现控制进气门和排气门开启和关闭的功能。知识拓展凸轮轴构造知识拓展气门的作用是专门负责向发动机内输入燃料并排出废气。知识拓展气门术语知识拓展气门弹簧的作用是依靠其弹簧的张力使开启的气门迅速回到关闭的位置，并防止气门在发动机的运动过程中因惯性力量而产生间隙，确保气门在关闭状态时能紧密贴合，同时也防止气门在振动时因跳动而破坏密封性。知识拓展气门座圈是气门和气缸盖之间的接触面。气门和气门座圈用于燃烧室的密封，以调节进、排气。知识拓展发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙称为气门间隙。图（a）表示通过螺钉调整气门间隙，图（b）表示通过垫片调整气门间隙。知识拓展液压挺赶工作原理是，当凸轮在升程阶段，凸轮压缩柱塞，单向阀关闭，高压腔中的油液从挺杆体与柱塞按偶件配合的间隙中泄出少量，这时液压挺杆可近似被看作一个不被压缩的刚体，在“刚体”的支撑作用下，将进、排气门打开。在凸轮回程阶段，柱塞的受力被解除，在回位弹簧作用下柱塞恢复上升，气门在气门弹簧的作用下自动关闭，完成一个工作循环，达到自动调节气门间隙的目的。知识拓展摇臂是顶压气门的杠杆机构，用于驱动气门开启和关闭。知识拓展有些发动机利用摇臂轴支撑摇臂知识拓展利用液压控制凸轮轴正时齿轮内部内转子，可以实现一定范围内的角度提前或延迟。知识拓展可变气门升程系统主要通过切换凸轮轴上的低角度凸轮和高角度凸轮，来实现气门的可变升程。知识拓展丰田的可变气门正时系统已被广泛应用，主要的原理是在凸轮轴上加装一套液力机构，通过ECU的控制，在一定角度范围内对气门的开启、关闭时间进行调节，或提前或延迟或保持不变。知识拓展本田VTEC系统知识拓展奥迪气门升程系统知识拓展发动机处于高负荷时，电磁驱动器使凸轮轴向右移动，切换到高角度凸轮，从而增大气门的升程。知识拓展当发动机处于低负荷时，电磁驱动器使凸轮轴向左移动，切换到低角度凸轮，以减少气门的升程。010203042.配气机构配气机构由气门组和气门传动组两部分组成，其作用是根据发动机工作循环的要求，定时地将各缸进、排气门打开或关闭，以便发动机进行换气。4.冷却系统水冷式冷却系统由水泵、散热器、冷却风扇和膨胀水箱等组成，其作用是利用冷却水冷却高温零件，并通过散热器将热量散发到大气中去，从而保证发动机在正常温度状态下工作。3.燃料供给系统汽油机燃料供给系统由燃油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、喷油器等组成，其作用是根据发动机不同工况的要求配制一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸。柴油机燃料供给系统由燃油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵和喷油器等组成。其作用是向气缸内喷入定量柴油，以调节发动机输出功率和转速。1.曲柄连杆机构曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成，其作用是将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。机体组是发动机各个机构和系统的装配基体，其本身还是配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统的组成部分。一、发动机的总体构造汽油发动机点火系统由电源、点火线圈、分电器、点火控制器和火花塞等组成，其作用是按一定时刻向气缸内提供电火花，以点燃缸内可燃混合气。5.润滑系统6.起动系统7.点火系统一、发动机的总体构造润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油散热器和冷却器等组成，其作用是将润滑油分送至各个零件摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面，从而延长发动机使用寿命。起动系统由起动机和起动继电器等组成，其作用是带动飞轮旋转，使静止的发动机获得必要的动能和起动速度，并转入自行运转状态。二、发动机常用术语图1-2所示为发动机常用术语。图1-2发动机常用术语1.上止点上止点是活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，通常指活塞的最高位置。2.下止点下止点是活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，通常指活塞的最低位置。5.气缸工作容积气缸工作容积（Vh）是活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积。3.活塞行程活塞行程（S）是指上、下两止点之间的距离。活塞由一个止点移到另一个止点，运动一次，走过一个活塞行程。二、发动机常用术语4.曲柄半径曲柄半径（R）是指曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即S=2R。8.发动机排量

6.燃烧室容积

9.压缩比

7.气缸总容积

四、汽车的主要技术参数单缸四冲程汽油发动机工作循环示意图如图1-3所示。三、发动机基本工作原理发动机将热能转换为机械能的过程，经过进气、压缩、做功、排气四个连续过程实现，四个连续过程称为一个工作循环。按照一个工作循环活塞往复的次数，发动机可分为四冲程发动机和二冲程发动机。1.四冲程发动机的工作原理1）四冲程汽油发动机的工作原理图1-3单缸四冲程汽油发动机工作循环示意图1—排气门；2—火花塞；3—进气门；4—气缸；5—活塞；6—连杆；7—曲轴（1）进气行程。进气行程中，进气门开，排气门关，活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，气缸内容积逐渐增大，形成一定真空度，于是经过滤清器滤清后的空气进入进气道，与喷油器喷射在进气门附件的燃油混合形成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸。活塞到达下止点时，进气行程结束。由于进气系统有阻力，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，为0.075～0.090MPa，流进气缸内的可燃混合气与气缸壁、活塞顶等高温机件表面接触，并与前一循环留下的高温残余废气混合，温度可达到370～400K。（2）压缩行程。进气行程结束时，进气门、排气门均关闭，活塞由曲轴带动从下止点向上止点运动，气缸内容积逐渐减小，可燃混合气被压缩，温度和压力升高。活塞到达上止点时，压缩行程结束，混合气被压入活塞上方很小的燃烧室中，可燃混合气压力可达0.6～1.2MPa，温度可达600～800K。气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定。二、汽车的类型1.四冲程发动机的工作原理1）四冲程汽油发动机的工作原理（3）做功行程在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气并迅速5燃烧，使气体的温度压力迅速升高而膨胀。高温高压的混合气作用在活塞顶上，推动活塞下移，并通过连杆使曲轴旋转。活塞到达下止点时，做功行程结束。在做功行程中，压力可达3～5MPa，温度可达2200～2800K。做功行程结束，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度降低到1300～1600K。（4）排气行程。做功行程终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，废气因压力高于大气压而自行排出。活塞由曲轴带动从下止点向上止点运动，在活塞的推挤作用下，继续把废气强制排出气缸。活塞到达上止点时，排气行程结束。由于燃烧室容积的存在，气缸内还存有少量废气，并由于排气系统有阻力，排气终了时，气体压力仍高于大气压力，为0.105～0.115MPa，温度为900～1200K。三、发动机基本工作原理1.四冲程发动机的工作原理1）四冲程汽油发动机的工作原理单缸四冲程柴油发动机工作循环示意图如图1-4所示。三、发动机基本工作原理1.四冲程发动机的工作原理2）四冲程柴油发动机的工作原理图1-4单缸四冲程柴油发动机工作循环示意图1—进气管；2—进气门；3—气缸；4—活塞；5—连杆；6—曲轴；7—喷油器；8—排气门；9—排气管（1）进气行程。柴油机进气行程不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。由于进气阻力比汽油机小，前一循环留下的高温残余废气温度也比汽油机低，进气终了时，气缸内气体压力为0.075～0.095MPa，温度为320～350K。（2）压缩行程。柴油机压缩行程中压缩的是纯空气，压缩比大。压缩行程终了的气体压力和温度都比汽油机高，压力可达3～5MPa，温度可达800～1000K。三、发动机基本工作原理1.四冲程发动机的工作原理2）四冲程柴油发动机的工作原理（3）做功行程。在压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器以雾状喷入气缸内的高温高压空气中，柴油迅速气化并与空气形成混合气，由于此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约500K），柴油便立即自行着火燃烧，且此后一段时间内边喷油边燃烧，气体因温度、压力迅速升高而膨胀，推动活塞下行做功。在做功行程中，压力可达5～10MPa，温度可达1800～2200K。做功行程结束，气体压力降低到0.2～0.4MPa，气体温度降低到1200～1500K。（4）排气行程。排气行程与汽油机基本相同。排气行程终了，气缸内压力为0.105～0.125MPa，温度为800～1000K。

三、发动机基本工作原理1.四冲程发动机的工作原理2）四冲程柴油发动机的工作原理综上所述，四冲程汽油发动机和柴油发动机经过进气、压缩、做功、排气四个行程，完成一个工作循环。在此期间，活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，曲轴转动了720°，进、排气门各打开一次，发动机做功一次。四个行程中只有做功行程产生动力，其他三个行程是为做功行程做准备工作的辅助行程，都要消耗一部分能量。在发动机运转的第一个循环时，必须有外力使曲轴转动，以完成进气行程和压缩行程。当做功行程开始后，做功能量便通过曲轴储存在飞轮内，以维持以后的行程和循环过程。三、发动机基本工作原理四冲程汽油机和柴油机的不同之处如下：（1）汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成，并延续到进气和压缩行程终了，时间较长；柴油机的可燃混合气在气缸内部形成，从压缩行程接近终了时开始，并占小部分做功行程，时间较短。（2）汽油机可燃混合气用电火花点燃，柴油机则是在高温高压下自燃。图1-5所示为曲轴箱换气式二冲程汽油发动机的工作循环示意图。三、发动机基本工作原理1）二冲程汽油发动机的工作原理图1-5曲轴箱换气式二冲程汽油发动机的工作循环示意图1—进气孔；2—排气孔；3—换气孔2.二冲程发动机的工作原理二冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、做功和排气四个过程，但它在活塞往复两个行程内，即曲轴旋转一周的时间内完成。2.二冲程发动机的工作原理1）二冲程汽油发动机的工作原理（1）第一行程。活塞在曲轴带动下由下止点向上止点移动。当活塞还处于下止点时，进气孔被活塞关闭，换气孔和排气孔开启，曲轴箱内的可燃混合气经换气孔进入气缸，扫除其中的废气，随着活塞向上止点运动，活塞头部首先将换气孔关闭，扫气终止。但此时排气孔尚未关闭，仍有部分废气和可燃混合气经排气孔继续排出。当活塞上行至关闭排气孔时，已进入气缸的可燃混合气开始被压缩，如图1-5（a）所示，直至活塞达到上止点，压缩过程结束。在活塞到达上止点之前，随着活塞上移，曲轴箱的容积增大，曲轴箱内形成一定的真空度，当活塞将进气孔开启时，开始进气，如图1-5（b）所示，新鲜的可燃混合气被吸入曲轴箱。至此，第一行程结束。五、汽车行驶的基本原理2.二冲程发动机的工作原理1）二冲程汽油发动机的工作原理（2）第二行程。活塞由上止点向下止点移动。在压缩过程终了时，火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，燃烧形成的高温高压气体推动活塞下行做功，如图1-5（c）所示。此时排气孔和换气孔均处于关闭状态，进气孔仍然开启，新鲜的可燃混合气继续流入曲轴箱，直至活塞裙部将进气孔关闭为止。随着活塞继续向下运动，曲轴箱容积不断缩小，其中的可燃混合气被压缩。此后，活塞头部先将排气孔开启，膨胀后的燃烧废气经排气孔排出，至此做功过程结束，开始先期排气。随后活塞又开启换气孔，经过预压缩的可燃混合气进入气缸，排除其中的废气，开始换气过程，如图1-5（d）所示，这一过程一直持续到下一个行程中换气孔被活塞关闭时为止。至此，第二行程结束。五、汽车行驶的基本原理由上两个行程可见，第一行程时，活塞上方进行换气、压缩，活塞下方进行进气；第二行程时，活塞上方进行做功、换气，活塞下方预压混合气。换气过程跨两个行程。图1-6所示为带换气泵的气门-气孔直流换气式二冲程柴油发动机的工作循环示意图。三、发动机基本工作原理2）二冲程柴油发动机的工作原理图1-6带换气泵的气门-气孔直流换气式二冲程柴油发动机的工作循环示意图1—喷油器；2—排气门；3—进气门；4—连杆；5—换气泵2.二冲程发动机的工作原理三、发动机基本工作原理（1）第一行程。在活塞处于下止点时，进气孔和排气门处于开启状态，由换气泵增压后的纯净空气进入气缸，排除其中的废气，废气经气缸顶部的排气门排出，进行换气，如图1-6（a）所示。当活塞上行到将进气孔关闭时，排气门也关闭，进入气缸内的空气开始被压缩，如图1-6（b）所示。（2）第二行程。当活塞上行至接近上止点时，高压柴油经喷油器喷入气缸，并自行燃烧，如图1-6（c）所示。燃烧形成的高温高压气体推动活塞下行做功，当活塞下行至2/3行程时，排气门开启，膨胀后的燃烧废气经排气门排出气缸，如图1-6（d）所示。活塞继续下行，进气孔开启，由换气泵增压后的纯净空气进入气缸进行换气，换气过程将持续到下一个行程中活塞关闭进气孔为止。2.二冲程发动机的工作原理2）二冲程柴油发动机的工作原理（3）由于没有进、排气门，二冲程发动机结构大为简化。（1）二冲程发动机换气时间短，仅为四冲程发动机的1/3左右，进、排气过程几乎同时进行，利用新气排除废气，导致新气流失，废气难以排净，因此换气质量较差。（4）二冲程发动机热负荷比四冲程发动机的大。（2）二冲程发动机曲轴每转一周完成一个工作循环，做功一次，因此，曲轴旋转的角速度比较均匀。理论上，当发动机的转速、压缩比、工作容积相同时，二冲程发动机功率是四冲程发动机的两倍，但由于存在换气损失，实际是1.5～1.6倍。现代汽车主要使用四冲程发动机。二冲程汽油机由于混合气损失，经济性较差。四冲程柴油机由于没有混合气损失，经济性比二冲程汽油机好，被一些车辆采用。3.二冲程发动机与四冲程发动机的比较三、发动机基本工作原理四、发动机型号编制规则为了便于发动机的生产管理和使用，GB/T725—2008《内燃机产品名称和型号编制规则》中对内燃机的名称和型号做了统一规定。标准规定:发动机名称按所采用的主要燃料来命名，发动机型号由阿拉伯数字、汉语拼音字母或国际通用的英文缩略字母组成，其排列顺序和符号所代表的意义规定如图1-7所示。图1-7发动机型号编制规则3.燃气机型号举例12V190ZLD/M——12缸、V型、四冲程、缸径190mm、冷却液冷却、增压中冷、发电用、燃气为焦炉煤气。汽油机型号举例CA6102——一汽、六缸、四冲程、缸径102mm、冷却液冷却、通用型发动机。1E65F——单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型发动机。4100Q-4——四缸、四冲程、缸径100mm、冷却液冷却、汽车用、第四种变型产品。2.柴油机型号举例195——单缸、四冲程、缸径95mm、冷却液冷却、通用型发动机。12V135ZG——十二缸、四冲程、缸径135mm、V型、冷却液冷却、增压、工程机械用。四、发动机型号编制规则1.动力性能指标1）有效转矩

五、发动机的性能指标发动机的主要性能指标有动力性能指标、经济性能指标和环保性能指标三类。动力性能指标是表征发动机做功能力大小的指标，主要有有效转矩、发动机转速和有效功率。

3）有效功率发动机转速是指发动机曲轴每分钟的转数，通常用n表示，单位为r/min。由于发动机转速的高低直接关系到单位时间内发动机的做功次数，直接影响到发动机对外输出的有效转矩和有效功率，因此在说明发动机的有效转矩和有效功率时，都必须同时指明其相应的转速。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定，汽车发动机应能在额定工况下连续运行300～1000h。2）发动机转速五、发动机的性能指标1.动力性能指标2.经济性能指标1）有效热效率

五、发动机的性能指标发动机的经济性能指标通常用有效热效率和有效燃油消耗率来表示。2.经济性能指标2）有效燃油消耗率

五、发动机的性能指标五、发动机的性能指标1）发动机有害排放物汽车排放物是指从汽车尾气中排出的CO（一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NOx（氮氧化物）、PM（微粒、碳烟）等有害气体。2）发动机的噪声汽车噪声是城市噪声污染主要来源，约占城市噪声的75%，因此，我国噪声标准中规定轿车的噪声应不大于82dB（A）。3.环保性能指标环保性能指标主要是指发动机排气品质和噪声水平。由于它关系到人类的健康及生存环境，因而各国政府都制定出相对严格的控制法规，以减少发动机排气和噪声对环境的污染。因此，发动机排放性和噪声水平已经成为发动机重要的性能指标。实训汽车发动机构造与维修汽车发动机概述一、实训内容（1）发动机总体构造识别。（2）发动机的拆卸。二、实训目的（1）熟悉发动机结构组成、各配件的连接关系。（2）学会使用发动机吊装工具从车上拆卸发动机（附离合器）总成。三、设备器材（1）被解剖汽油发动机一台。（2）被拆卸轿车一辆。（3）120件套筒组合工具一套、发动机吊装工具、专用工具。（4）棉纱、水盆。四、注意事项（1）正确使用工具，注意操作安全。（2）做好冷却液的收集。五、实训操作1.发动机总体构造识别（1）观察发动机各组成部分。（2）说出各构成、各配件的连接关系。（3）在图1-8中填写各部分名称。图1-8

AJR发动机横剖图五、实训操作2.发动机的拆卸过程发动机从车架上拆卸时，应在冷态下进行，先拆下发动机罩、翼板，其拆卸顺序如下。1）拆卸蓄电池在点火开关切断的情况下拆卸下蓄电池搭铁线，拆下蓄电池，注意先向外拉出后再取下。旋松蓄电池支架紧固螺栓，拆下支架。2）收集冷却液在发动机下放置一个收集盘，旋开冷却液储液罐盖，松开散热器下水管夹箍，拔下散热器的下水管，放出冷却液。3）拆卸冷却风扇和散热器（1）拔下冷却风扇的电线插头，拔下散热器左侧的热敏开关插头。（2）松开散热器的上水管的夹箍，拔下散热器的上水管。（3）旋松电动冷却风扇的四个紧固螺栓，拆下冷却风扇和散热器。五、实训操作2.发动机的拆卸过程4）拆卸空气管路（1）拔下空气流量计的电线插头。（2）拔下活性炭罐电磁阀的电线插头。（3）拆下空气滤清器至节气门控制器之间的空气管路，拆下空气滤清器罩壳。5）拆卸燃油管路拔下燃油分配管上的供油管和回油管。6）拆卸节气门拉索和真空管路（1）松开节气门拉索。（2）拔下通向活性炭罐电磁阀的真空管和通向制动系统真空助力器的真空管。7）拆卸暖风管路（1）拔下位于发动机底部通向暖风热交换器的冷却液管。（2）拔下气缸盖通向暖风热交换器的冷却液管。五、实训操作2.发动机的拆卸过程8）拆卸变速器上的插头和开关

拔下变速器上的车速传感器电线插头和倒车灯开关。9）拆卸空调压缩机（1）松开空调压缩机与支架的连接螺栓，取下多楔带。（2）移开空调压缩机并使用电线将其悬挂在副梁上。10）拆卸张紧轮使用专用工具拆卸张紧轮，并用销钉固定张紧轮，从发动机上取下V带。11）拆卸动力转向液压泵（1）松开动力转向液压泵带轮的螺栓，拆下动力转向液压泵带轮。（2）拆下动力转向液压泵，固定于发动机舱内的一侧。

12）拆卸起动机旋下排气歧管和排气管的连接螺栓，拔下起动机导线，并从变速器壳体上拆下起动机。五、实训操作2.发动机的拆卸过程13）拆卸连接螺栓（1）松开车身搭铁线。（2）旋下所有发动机与车身的连接螺栓。14）托举变速器使用变速器托架托住变速器的底部，或将专用支承固定在车身两侧，使用变速器吊装工具吊住变速器。15）吊离发动机（1）旋下发动机与变速器的紧固螺栓，留下一个螺栓定位。（2）使用小吊车吊住发动机的吊耳，松开最后一个紧固螺栓，小心地将发动机吊离发动机舱，放置于发动机拆装工作台上。小结汽车发动机构造与维修汽车发动机概述01020304四冲程发动机每个工作循环包括进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程四个行程。二冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、做功和排气四个过程，但它在活塞往复两个行程内完成。发动机的主要性能指标有动力性能指标、经济性能指标和环保性能指标三类。汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成，柴油机的可燃混合气在气缸内部形成。汽油机可燃混合气用电火花点燃，柴油机则是在高温高压下自燃。汽油发动机是由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、起动系统、点火系统这两个机构、五个系统组成的。柴油发动机没有点火系统，由两个机构、四个系统组成。感谢聆听汽车发动机构造与维修汽车发动机概述曲柄连杆机构汽车发动机构造与维修模块二了解曲柄连杆机构功用与组成；分析曲柄连杆机构受力情况；掌握机体组的结构特点；掌握活塞连杆组结构特点；掌握曲轴结构特点；了解多缸发动机连杆轴颈布置形式；了解曲轴扭转减震器、飞轮的工作原理及结构；掌握曲柄连杆机构总成的拆装及检测方法。学习目标曲柄连杆机构是发动机实现能量转换的主要机构。它的功能是把燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。在做功冲程，曲柄连杆机构将燃料燃烧产生的热能转换为活塞往复运动的机械能，再转换为曲轴的旋转运动而对外输出动力；在其他冲程，它将曲轴的旋转运动变为活塞的往复运动，为做功冲程做准备。发动机产生的动力大部分经曲轴后端的飞轮传给传动系统中的离合器，还有一部分经曲轴前端的齿轮和带轮驱动其他机械。1.四冲程发动机的工作原理一、曲柄连杆机构概述曲柄连杆机构主要由以下三部分组成。（1）机体组。机体组主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫和油底壳等不动件。（2）活塞连杆组。活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动机件。（3）曲轴飞轮组。曲轴飞轮组主要包括曲轴、曲轴扭转减震器和飞轮等机件。1.四冲程发动机的工作原理一、曲柄连杆机构概述2.曲柄连杆机构的工作条件与受力分析发动机做功时，气缸内温度可达2500K以上，压力可达5～9MPa，现代汽车发动机转速可达3000～6000r/min，活塞每秒要行经100～200个行程，其线速度很大。此外，与可燃混合气和燃烧废气接触的气缸套、气缸盖、活塞等还将受到化学腐蚀。因此，曲柄连杆机构是在高温、高压、高速和有化学腐蚀的条件下工作的。曲柄连杆机构在高压下做变速运动，因此它在工作中的受力情况非常复杂。其所受的力主要有气体作用力、往复运动件的质量惯性力、旋转运动件的旋转惯性力以及相对运动件接触表面的摩擦力。上述各种力作用在曲柄连杆机构的各有关零件上，使它们受到压缩、拉伸、弯曲和扭转等不同形式的载荷。为了保证曲柄连杆机构工作可靠、减少摩擦、减轻振动，在结构上必须采用相应的措施，如为了增强连杆抵抗变形的能力，将连杆杆身断面制成“工”形；为了降低活塞的质量惯性力的影响，活塞采用密度小的铝合金；为了降低曲轴的旋转惯性力的影响，在曲轴上增设平衡块；为了减少机件的磨损，提高加工和装配精度及材料的硬度，加强润滑；等等。一、曲柄连杆机构概述二、机体组机体组的结构如图2-1所示。图2-1机体组的结构1—气缸盖罩；2—气缸盖；3—气缸盖衬垫；4—气缸；5—油道和水道；6—气缸体；7—曲轴箱；8—油底壳水冷式发动机的气缸体和曲轴箱常铸成一体，称为气缸体-曲轴箱，简称气缸体。气缸体上部的若干圆柱形空腔称为气缸，活塞在其中运动导向。下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内部为曲轴运动的空间。气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。气缸体的上、下两个平面用于安装气缸盖和油底壳。气缸体承受较大的机械负荷和热负荷，因此其应具有足够的刚度和强度，良好的耐热性和耐腐蚀性。气缸体一般采用优质灰铸铁铸造，有些发动机为了减轻质量、加强散热而采用铝合金铸造。为保证发动机能在高温下正常工作，必须对气缸体和气缸盖进行冷却，其冷却方式有水冷和风冷两种，汽车发动机多采用水冷的方式。1）气缸体的基本结构二、机体组1.气缸体二、机体组气缸体的具体结构形式可分为三种，如图2-2所示。发动机的曲轴轴线与气缸体下表面在同一平面的为一般式气缸体，如图2-2（a）所示。其特点是机体高度低、质量轻、结构紧凑、便于加工和曲轴拆装方便，但刚度和强度较差，多用于中、小型发动机。发动机的曲轴轴线高于曲轴箱分开面的为龙门式气缸体，如图2-2（b）所示。其特点是强度和刚度较好，能承受较大的机械负荷，但工艺性较差，多用于大、中型发动机。隧道式气缸体如图2-2（c）所示，主轴承座孔不分开，主轴承采用滚动轴承，其结构紧凑、结构刚度比龙门式的更高，但加工精度要求高、工艺性较差、曲轴拆装不方便，多用于负荷较大的柴油机。1.气缸体1）气缸体的基本结构图2-2气缸体的具体结构形式1—气缸体；2—水套；3—凸轮轴座孔；4—加强筋；5—主轴承座；6—安装主轴承盖的加工面；7—安装油底壳的加工面；8—主轴承座孔；9—湿式气缸套二、机体组汽车用多缸发动机的气缸排列形式基本上有直列式、V型和对置式三种，如图2-3所示。直列式发动机如图2-3（a）所示，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，有的也把气缸布置成倾斜甚至水平的。这种排列形式的气缸体结构简单、加工方便，但长度和高度较大。六缸以下发动机多采用直列式。1.气缸体2）气缸的排列形式图2-3气缸的排列形式V型发动机如图2-3（b）所示，将气缸排成两列，其气缸中心线的夹角γ<180°。这种排列形式的特点是缩短了发动机的长度，降低了发动机的高度，增加了气缸体的刚度；但是形状复杂，加工困难。八缸以上发动机多采用V型布置。对置式发动机如图2-3（c）所示，这种排列形式的特点是降低了整车的重心，增加了行驶的稳定性，运行时功率损耗小；但其结构复杂，润滑困难，制造及养护成本高，因而已逐渐被大多数汽车企业淘汰。干式气缸套如图2-4（a）所示，装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触，而与气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为1～3mm。为了获得与气缸体间足够的实际接触面积，保证气缸套的散热和定位，气缸套的外表面和与其配套的气缸体承孔的内表面都有一定的加工精度，两者一般采用过盈配合。干式气缸套具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热较差。二、机体组气缸套有干式和湿式两种，如图2-4所示，均采用耐磨合金铸铁制造，内表面还可进行表面淬火、镀铬等处理，进一步提高耐磨性。对于铝合金气缸体而言，因其耐磨性差，必须在气缸体内镶入气缸套。2.气缸套1）干式气缸套图2-4发动机气缸套及其组件1—气缸套；2—冷却水套；3—气缸体；4—橡胶密封圈A—下支承定位带；B—上支承密封带；C—凸缘湿式气缸套如图2-4（b）所示，装入气缸体后，其外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一凸出圆环带和气缸体接触，壁厚一般为5～9mm。湿式气缸套的上支承定位带直径略大，与气缸套座孔配合较紧密。下支承密封带与气缸套座孔配合较松，通常装有1～3道橡胶密封圈。气缸套装入座孔后，通常气缸套顶面略高出气缸体上平面0.05～0.15mm。这样，当紧固气缸盖螺栓时，可将气缸衬垫压得更紧，以保证气缸的密封性，防止冷却水和气缸内的高压气体窜漏。湿式气缸套具有散热良好、冷却均匀、加工容易、拆装方便的优点，但其强度、刚度都不如干式气缸套好，且容易产生漏水现象，主要用于高负荷的柴油机和铝合金缸体发动机。二、机体组2.气缸套2）湿式气缸套图2-4发动机气缸套及其组件1—气缸套；2—冷却水套；3—气缸体；4—橡胶密封圈A—下支承定位带；B—上支承密封带；C—凸缘气缸盖的结构复杂，除燃烧室外还设置有冷却循环水水套、润滑油油路、火花塞座孔（汽油机）或喷油器座孔（柴油机）、进气道和排气道。上置凸轮轴式发动机的气缸盖上还有用以安装凸轮轴的轴承座。图2-5所示为上海桑塔纳轿车发动机的气缸盖及其零件分解。二、机体组气缸盖的主要功能是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室。3.气缸盖1）气缸盖基本结构图2-5上海桑塔纳轿车发动机的气缸盖及其零件分解1—气缸盖；2—气缸盖衬垫；3—机油反射罩；4—气缸盖罩；5—压条；6—加油盖；7—气门罩垫在多缸发动机中，只覆盖一个气缸的气缸盖，称为单体气缸盖；能覆盖部分气缸（两个以上）的气缸盖称为块状气缸盖；能覆盖全部气缸的气缸盖称为整体气缸盖。采用整体气缸盖可以缩短气缸中心距和发动机的总长，但其刚性较差，在受热和受力后容易变形而影响密封，损坏时，必须整个更换。整体气缸盖多用于缸径小于105mm的汽油机。气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸造，轿车用汽油机多采用铝合金气缸盖。气缸盖用螺栓紧固在气缸体上。拧紧螺栓时，必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分几次进行，最后一次用扭力扳手按规定的拧紧力矩拧紧，以免损坏气缸盖衬垫，避免发生漏水、漏气现象。二、机体组3.气缸盖1）气缸盖基本结构汽油机的燃烧室由活塞顶部及气缸盖上相应的凹部空间组成。燃烧室应保证充气效率高、结构紧凑、冷却面积小、有良好的进气及挤气涡流、表面光滑、不易积炭。汽油机常见的燃烧室形状有楔形、盆形和半球形，如图2-6所示。二、机体组3.气缸盖2）燃烧室图2-6汽油机常见的燃烧室形状（3）半球形燃烧室。半球形燃烧室结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，燃烧室表面积与其容积之比（面容比）最小。进、排气门呈两列倾斜布置，气门直径较大，气道较平直，火焰传播距离较短，不能产生挤气涡流。半球形燃烧室多用于高速发动机。（1）楔形燃烧室。楔形燃烧室结构简单、紧凑，气门相对气缸轴线倾斜，进气道比较平直，进气阻力小，压缩终了时能形成挤气涡流，故而燃烧速度较快，经济性和动力性较好。楔形燃烧室多用于每缸两气门的发动机。（2）盆形燃烧室。盆形燃烧室结构简单、较紧凑，气门与气缸轴线平行，进气道弯度较大，进气阻力较大，压缩终了时能形成挤气涡流。盆形燃烧室一般用于每缸两气门的发动机。3.气缸盖2）燃烧室二、机体组气缸盖衬垫（简称气缸垫）安装于气缸盖和气缸体工作平面间，又称气缸床，如图2-7所示，其作用是保证气缸体与气缸盖间的密封，防止发生漏水、漏气、漏油。根据所用材料，气缸垫可分为以下三种类型。3.气缸盖3）气缸垫二、机体组（1）金属-石棉气缸垫。金属-石棉气缸垫外面包有铜皮或钢皮，在缸口、水口、油孔周围卷边加强，内填石棉；或以编织的钢丝网或有孔钢板为骨架，外覆石棉及黏结剂压制而成，只在缸口、水口、油孔处用金属片包边。该类型的气缸垫具有良好的弹性和耐热性，能重复使用。（2）金属-复合材料气缸垫。金属-复合材料气缸垫以编织的钢丝、钢片或冲孔钢片为骨架，在钢板的两面粘覆耐热、耐压和耐腐蚀的新型复合材料，表面涂以石墨粉等润滑剂，只在缸口、水口、油孔处用金属片包边。（3）全金属气缸垫。全金属气缸垫由单层或多层金属片（铜、铝或低碳钢）制成，其强度高，抗腐蚀能力强。金属-复合材料气缸垫和全金属气缸垫均属无石棉气缸垫，因没有石棉夹层，消除了气缸垫中的气囊及石棉污染，是新型气缸垫的发展方向。气缸垫安装时应注意安装方向，一般是将卷边朝向易修整的接触面或硬平面。例如，当气缸盖和气缸体同为铸铁时，卷边朝向易修整的气缸盖；当气缸盖为铝合金、气缸体为铸铁时，卷边朝向较硬的气缸体。气缸垫也可根据标记或文字要求安装。二、机体组3.气缸盖3）气缸垫在气缸盖上部有一个能起到密封作用的气缸盖罩，如图2-5中的零件4，有的也称气门室罩。气缸盖罩一般用薄钢板冲压而成，上设有加注机油用的注油孔。气缸盖罩与气缸盖之间设有密封垫。二、机体组3.气缸盖4）气缸盖罩图2-5上海桑塔纳轿车发动机的气缸盖及其零件分解1—气缸盖；2—气缸盖衬垫；3—机油反射罩；4—气缸盖罩；5—压条；6—加油盖；7—气门罩垫油底壳用于封闭下曲轴箱并储存机油。油底壳由于一般不受力，常用薄钢板冲压制成，如图2-8所示。二、机体组4.油底壳图2-8油底壳及其附件1—密封垫；2—油底壳；3—密封圈；4—磁性放油塞油底壳的形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。有些发动机为了加强油底壳内机油的散热，采用铝合金铸造的油底壳，在壳的底部还铸有相应的散热筋片。为了保证发动机纵向倾斜时机油泵仍能吸到机油，油底壳中部做得较深，并在最深处装有放油塞。有的放油塞是有磁性的，能吸集机油中的金属屑，以减少发动机运动部件的磨损。油底壳内还设有挡油板，防止汽车振动时油面波动过大。为了防止漏油，曲轴箱与油底壳之间装有密封垫，也有涂密封胶的。二、机体组4.油底壳发动机一般通过气缸体和飞轮壳（或变速器）支承在车架上，发动机的支承方法一般有三点支承和四点支承两种，如图2-9所示。有些发动机还采用了相当于液压减震器的液压式弹性支承。二、机体组5.发动机的支承图2-9发动机的支承方式1、2、3、4—支承；5—发动机；6—离合器；7—变速器三点支承可布置成前二后一，前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后端一点通过变速器壳支承在车架上。四点支承的前、后各两个支承点，前端两点通过曲轴箱支承在车架上，后端两点通过飞轮壳支承在车架上。发动机在车架上采用弹性支承是为了消除汽车行驶中车架的扭转变形对发动机的影响，减小传给底盘和乘员的振动与噪声。为了防止汽车制动或加速时由于弹性元件的变形产生的发动机纵向位移，发动机设有纵拉杆，通过橡胶垫块使发动机与车架纵梁相连。另外，考虑到发动机的振动或摆动，所有与发动机相连的各种水管、油管、接线及杆件都应采用柔性连接。二、机体组5.发动机的支承三、活塞连杆组活塞连杆组的结构如图2-10所示。图2-10活塞连杆组的结构1、2—活塞环；3—油环刮片；4—油环衬簧；5—活塞；6—活塞销；7—活塞销卡环；8—连杆组；9—连杆衬套；10—连杆；11—连杆螺栓；12—连杆盖；13—连杆螺母；14—连杆轴瓦1.活塞1）活塞的功用活塞的功用是与气缸盖共同构成燃烧室，承受气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞是在高温、高压、高速、润滑不良和散热困难的条件下工作的。由于活塞顶部直接与高温燃气接触，燃气的温度可达2700K以上，因此活塞顶部的温度可达600～700K。高温一方面使材料的强度和硬度显著降低，另一方面，会使活塞的热膨胀量增大，容易破坏活塞与其相关零件的配合。活塞在做功冲程中，受到高压燃气的冲击作用（柴油机瞬时压力为6～9MPa，汽油机瞬时压力为3～5MPa），这会导致活塞侧压力增大，加速活塞表面磨损，引起活塞变形。由于发动机转速很高，活塞的往复运动的平均线速度可达8～12m/s，活塞还承受本身所产生的极大的往复惯性力。三、活塞连杆组2）活塞的工作条件1.活塞活塞由于受到上述周期性变化的燃气压力和惯性力的作用，各个部分产生交变的拉伸、压缩和弯曲应力，从而引起活塞的变形、磨损等各种损坏。活塞的工作条件要求活塞具有足够的强度和刚度；质量要小，以保持较小的惯性力；具有良好的导热性和较小的热膨胀性；活塞与气缸壁间的摩擦系数较小；等等。汽车发动机广泛采用的活塞材料是铝合金，有的柴油机上也采用合金铸铁或耐热钢制造活塞。铝合金活塞具有质量小、导热性好的优点；其缺点是热膨胀系数较大、在高温时，强度和刚度下降较大，一般要在结构设计、机械加工或热处理上采取措施加以弥补。三、活塞连杆组2）活塞的工作条件1.活塞活塞主要由活塞顶部、活塞头部和活塞裙部三部分组成，如图2-11所示。三、活塞连杆组3）活塞的结构图2-11活塞的结构1—活塞顶部；2—活塞头部；3—活塞环；4—活塞销座；5—活塞销；6—活塞销锁环；7—活塞裙部；8—加强筋；9—活塞环槽1.活塞（1）活塞顶部。活塞顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力，其常见形状如图2-12所示。为了提高刚度和强度，并加强散热能力，其背面多有加强筋。汽油机活塞顶部形状与燃烧室形状和压缩比大小有关。三、活塞连杆组3）活塞的结构平顶活塞结构简单，且受热面积小、温度低，加工方便，在汽油机上广泛采用；凹顶活塞可以用来调节发动机的压缩比，且可以改善燃烧室形状，但顶部受热量大，易形成积炭，加工较难；凸顶活塞顶部刚度较大，制造时可减薄顶部的厚度来减轻质量，但顶部温度较高，主要适用于二冲程发动机。1.活塞（2）活塞头部。活塞头部是活塞最下一道环槽以上的部分。其作用是承受气体压力并传给连杆，与活塞环一起实现气缸的密封，将热量通过活塞环传给气缸壁。活塞头部有若干道用于安装活塞环的环槽，上面2～3道环槽用于安装气环，下面1～2道环槽用于安装油环。在油环槽底面上钻有若干小孔或切有横向槽，油环从气缸壁上刮下来的多余机油经此流回油底壳。汽车用汽油机活塞大都采用两道气环和一道油环的结构。活塞头部一般做得较厚，以便于热量从活塞顶部经活塞环传到气缸的冷却壁面上，从而防止活塞顶部的温度过高。三、活塞连杆组3）活塞的结构1.活塞（3）活塞裙部。活塞裙部是指油环槽下端以下部分，其作用是为活塞在气缸内做往复运动导向和承受侧压力。活塞裙部的基本形状为一薄壁圆筒，圆筒完整的称为全裙式。现代汽车发动机为了减小活塞质量，广泛采用半拖鞋式活塞裙部，其结构是把活塞裙部负荷能力不大的部分切去，形成半拖鞋式裙部，如图2-13所示。这种结构的活塞裙部弹性较好，可以减小活塞与气缸的装配间隙。三、活塞连杆组3）活塞的结构1.活塞三、活塞连杆组3）活塞的结构活塞在工作时会产生机械变形和热变形。机械变形是由于活塞在气体压力和侧压力的作用下，其裙部直径在活塞销轴线方向上增大；热变形是由于活塞销座附近的金属量大，受热后膨胀量也大。这些变形使活塞裙部断面变成长轴在活塞销轴线方向上的椭圆，如图2-14所示。1.活塞三、活塞连杆组3）活塞的结构为了保证活塞的正常工作，活塞各部与气缸壁之间必须保持一定的间隙，预先将活塞加工成裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆。由于活塞沿轴线方向温度和质量分布都不均匀，因此热膨胀量是上大下小，铝合金活塞的这种差异尤其明显。为了使活塞在工作状态（热态）下接近一个圆柱形，有的活塞制成上小下大的锥形或桶形，如图2-15所示。1.活塞三、活塞连杆组3）活塞的结构为了减少铝合金活塞裙部的热膨胀量，有的汽油机活塞在裙部受侧压力小的一面开有T形槽，如图2-16所示。其中，横槽为绝热槽，它开在最下面一道油环槽中或裙部上边沿，其作用是减少头部热量向裙部的传导，还可兼做油孔。竖槽为膨胀槽，其作用是使裙部具有一定的弹性和在热态时起补偿作用，使活塞在装配间隙较小的情况下不致卡缸。为了限制活塞裙部的膨胀量，汽油机活塞通常在活塞销座内镶铸有低膨胀的含镍恒范钢片或筒形恒范钢片，从而与铝合金形成双金属壁层。1.活塞（4）活塞销座。活塞销座用于安装活塞销，位于活塞裙部的上部，为厚壁圆筒结构，其作用是将活塞顶部气体作用力经活塞销传给连杆。销座孔内接近外表面处的环槽用于安装弹性锁环，防止活塞销发生轴向窜动。活塞销座孔一般都垂直正交于活塞轴线，但也有些高速汽油机特意将活塞销座孔偏向于活塞做功行程的受力侧1～2mm，以便使活塞在越过上止点时能平顺地从缸壁的一侧过渡到另一侧，从而减轻活塞在换向时对气缸壁的拍击。通常活塞的顶部有安装方向标记，安装时，应使标记方向朝向发动机前方。一台发动机一组活塞的尺寸和质量偏差都用分组选配的方法控制在一定范围内。三、活塞连杆组3）活塞的结构1.活塞活塞环是具有弹性的开口环，按其功用可分为气环和油环两类，如图2-17所示。三、活塞连杆组2.活塞环1）活塞环的功用气环又称压缩环，其作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止高温、高压的燃气窜入曲轴箱，污染机油；同时，其可将活塞顶所吸收的大部分热量传给气缸壁，避免活塞过热；另外，其还起刮油、布油的辅助作用。一般发动机上每个活塞装有2～3道气环。油环用来刮除缸壁上多余的燃油，形成均匀的油膜，既可以防止机油窜入气缸燃烧，又可减小活塞、活塞环与气缸的摩擦力