汽车基础知识-长安轿车技术入门级自学教材

长安轿车技术入门级自学教材

汽车基础知识

目录

第一章汽车概述................................................................................4

一、汽车的基本构造.........................................................................4

二、汽车分类...............................................................................5

三、SUVRVMPV介绍......................................................................6

第二章发动机基础..............................................................................8

一、内燃机的历史...........................................................................8

二、发动机基本术语介绍.....................................................................8

三、四行程汽油发动机的工作原理............................................................9

四、发动机分类............................................................................11

五、发动机的气缸编号和转动方向...........................................................12

第三章发动机构造.............................................................................13

一、概述..................................................................................13

二、曲柄连杆机构..........................................................................14

三、配气机构..............................................................................24

第四章发动机正时驱动系统....................................................................29

一、概述....................................................................................29

二、配气机构的驱动型式.....................................................................29

第五章进气和排气系统.........................................................................32

一、进气系统..............................................................................32

二、排气系统..............................................................................36

第六章燃油供给系统...........................................................................38

一、概述..................................................................................38

二、电子燃油喷射系统.....................................................................39

三、燃油输送系统..........................................................................42

四、汽油..................................................................................43

五、汽油发动机爆震.......................................................................44

第七章.发动机润滑系统........................................................................45

一、润滑系统概述..........................................................................45

二、机油更换..............................................................................48

三、润滑油的规格..........................................................................48

第八章发动机冷却系统.........................................................................50

一、概述....................................................................................50

二、散热器与散热器盖........................................................................50

三、水泵....................................................................................52

四、节温器..................................................................................53

五、防冻液..................................................................................54

第九章发动机电气系统.........................................................................56

一、点火系统................................................................................56

二、起动机系统..............................................................................58

三、充电系统................................................................................59

第十章柴油发动机............................................................................61

一、介绍....................................................................................61

二、四冲程柴油发动机的工作原理.............................................................61

三、柴油发动机与汽油发动机对照表...........................................................62

四、柴油发动机的总体构造...................................................................62

五、柴油机燃油供给系统.....................................................................63

六、柴油...................................................................................63

七、柴油发动机爆震..........................................................................64

八、柴油发动机爆震与汽油发动机爆震的比较...................................................64

第十一章汽车底盘与车身系统介绍..............................................................65

一、底盘的主要构成元件.....................................................................65

二、底盘技术参数............................................................................66

三、车身类型和结构..........................................................................68

第十二章传动系统............................................................................72

一、传动系简述..............................................................................72

二、离合器..................................................................................73

三、变速器（FR车型）/变速驱动桥（FF车型）................................................74

四、传动轴.................................................................................77

五、主减速器................................................................................78

第十三章悬架系统............................................................................80

一、车桥....................................................................................80

二、悬架....................................................................................81

第十四章转向系统............................................................................90

一、概述....................................................................................90

二、转向机..................................................................................90

三.动力转向器...............................................................................91

第十五章制动系统............................................................................93

一、概述..................................................................................93

二、制动类型及部件的功能..................................................................93

三、防抱死制动系统与新技术应用...........................................................97

四、车轮和轮胎............................................................................99

第十六章车身电气系统........................................................................101

—>汽车电路组成..........................................................................101

二、汽车线束..............................................................................102

三、开关和继电器..........................................................................104

四、基本的汽车电器系统..................................................................105

五、其他汽车电器系统介绍.................................................................107

第一章汽车概述

一、汽车的基本构造

普通一辆车,最少有一万三千个不同的零件装配而成，而其中一千五百个零件是要同步运转的，并且许多

零件都在万分之五寸或更小的公差内运行。

车体：现在的轿车很少具有

转向：汽车以方向盘控制行驶方

底盘，而是在车体结构上安

电路：起动发动机的主要电源,向，行驶中用于使方向盘转动的

装整辆车的机件。车身锁金

由一个12伏特的电瓶供应。这力量大约需要五至十公斤，如果

的厚度在0.015至0.035英

个部分还包括启动马达、车灯、加有辅助机构，可减至一公斤以

寸之间，因此车身结构设计

雨刮系统、音响和其它装置等。下。

需有足够强度，能承受汽车

行进中产生的巨大应力。

发动机：是汽车的动

力来源，靠燃烧汽油

产生动力来推动车传动系统：介于发动悬挂系统：主要包括弹簧与车轮：轮胎与制动：所有汽车

轮。不过只有约四分机与车轮之间，包括减震器，行驶时，系统每分的重量、加速、刹车和转向力

都由车轮承受，因此其结构一

之一的热能转变为变速箱与传动轴等；钟会震动一千至一千二百次

动力，其余的热能都它将发动机的动力左右，有助于减低车行驶时定要坚固，而为了控制转向就

分散到排气系统和加以适当的调校后震动所造成的不适。要使用轻合金铸造车轮，可以

冷却系统传到车轮。提供所需的刚度；制动是利用

摩擦产生减低车速所需的阻

二、汽车分类

（-）按用途分类

汽车有运输汽车和特种用途汽车两大类：

1、运输汽车

（1）轿车：乘坐2〜9个乘员（包括驾驶员），主要供私人使用。轿车根据发动机排量分级为：

微型轿车——发动机工作容积1L以下。

普通级轿车——发动机工作容积为L0~l.6Lo

中级轿车——发动机工作容积L6〜2.5L。

上述三种级别的轿车的主要特点是尺寸较小，结构紧凑，前排座椅是较舒适的乘坐位置，而后排座椅通常

供辅助用。因此，这些轿车最宜作为车主自己驾驶的家庭用车。

中高级轿车——发动机工作容积为2.5〜4L,如德国奔驰300系列轿车。

高级轿车——发动机工作容积为4L以上，如美国通用汽车公司的卡迪拉克（CADILLAC）高级轿车，美国

福特汽车公司的林肯（LINCOLN）高级轿车，英国罗尔斯•罗依斯（ROLLSROYCE）高级轿车和德国奔驰500

系列、560系列高级轿车。

上述两种级别的轿车的主要特点是尺寸大、装备齐全考究、性能优良，较舒适的座位设置在后排。因此，

这些轿车适于聘任驾驶员的社会上层人士使用。

（2）客车：乘坐9个以上乘员，主要供公共服务用。按照服务方式不同，客车的构造亦不同，可分为城市公

共客车、长途客车、团体客车、游览客车等类型。

客车可按车辆长度分级：

微型客车——长度3.5m以下。

轻型客车——长度3.5〜7m。

中型客车——长度7〜10m。

大型客车----度10〜12m。

特大型客车——包括钱接式客车（车辆长度大于12m）和双层客车（长度10〜12m）两种。

（3）货车：用于运载各种货物，在其驾驶室内还可容纳2〜6个乘员。由于所运载的货物种类繁多，货车的

装载量及车箱的结构也各有不同，主要分为普通货车和专用货车两大类型。

货车可按其总质量分级：

微型货车——总质量小于1.8t。

轻型货车——总质量为L8〜6t。

中型货车---总质量为6〜14t。

重型货车——总质量大于14t。

（4）牵引汽车：专门或主要用于牵引挂车的汽车，通常分为半挂牵引汽车和全挂牵引汽车等类型。半挂牵引

汽车后部设有牵引座，用来牵引和支承半挂车前端。全挂牵引汽车本身带有车箱，其外形虽与货车相似，但

其车辆长度和轴距较短，而且尾部设有拖钩。牵引汽车都装设有一部分挂车制动装置及挂车电气接线板等。

2、特种用途汽车

（1）娱乐汽车：专供假日娱乐消遣的汽车，运输已不是此种汽车的主要任务。娱乐汽车的例子如旅游汽车、

尔夫球场专用汽车、海滩游玩汽车等。

（2）竞赛汽车：是按照特定的竞赛规范而设计的汽车。著名的竞赛规范有一级方程式竞赛、拉力赛等。竞赛

汽车的结构和设计原理虽然与其他汽车大致相同，但其用途却很特殊。

（3）特种作业汽车：是指在汽车上安装各种特殊设备进行下列特种作业的车辆：如商业售货车、环卫环保作

业车、市政建设工程作业车，农牧副渔作业车、石油地质作业车、医疗救护车、公安消防车、机场作业车等

类型。

（二）按动力装置型式分类

1、活塞式内燃机汽车

根据其使用的燃料不同，通常分为汽油车和柴油车。汽油和柴油在近期内仍将是活塞式内燃机的主要燃料,

而各种代用燃料的研究工作也在大力开展，例如以丙烷和丁烷为主的液化石油气，还有甲醇和乙醇以及它们

的衍生产品等等。

活塞式内燃机还可按其活塞的运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式内燃机等类型。

2、电动汽车

其动力装置是直流电动机。电动汽车的优点是无废气排出、不产生污染、噪声小、能量转换效率高、易实

现操纵自动化。电动机的供能装置通常是化学蓄电池。传统式的铅蓄电池在重量、充电间隔时间、寿命、放

电能力等方面还不完全令人满意，从而限制了电动汽车的大量普及。此外，电动机的供能装置也可以是太阳

能电池，或者是其他形式的电源。

3、燃气轮机汽车

g活塞式内燃机相比，燃气轮机功率大、质量小，转矩特性好，所使用的燃油无严格限制，但其耗油量大、

噪声较大，制造成本也较高。

（三）按行驶道路条件分类

1、公路用车

、指主要行驶于公路和城市道路的汽车。公路用车的长度、宽度、高度、单轴负荷等均受交通法规的限制。

2、非公路用车

主要有两类：一类是本身的外廓尺寸、单轴负荷等参数超出了法规限制而不适于公路行驶，只能在矿山、

机场和工地内的无路地区或专用道路上.行驶的汽车，另一类是越野汽车。

越野汽车是一种能在复杂的无路地面上行驶的高通过性汽车。越野汽车可以是轿车、客车，也可以是货车

或其他用途的汽车。常见的轮式越野汽车都配备越野轮胎并采用全轮驱动的结构形式。

越野汽车可按总质量分级：

轻型越野汽车——总质量小于5t。

中型越野汽车——总质量5〜13t。

重型越野汽车—总质量大于13t。

三、SUVRVMPV介绍

在今天的汽车市场上，还经常可以看到SUV、RV和MPV等缩写名词，它们是指什么呢？

SUV的全称是SportUtilityVehicle,即“运动型多用途车”。SUV起源于美国，也是近年在美国市场最

畅销的车种。在美国，皮卡（Pickup）是很流行的车辆，受消费者的欢迎。在20世纪80年代，SUV是为迎合年

青白领阶层的爱好而在皮卡底盘上发展起来的一种厢体车。SUV4轮驱动，一般前悬挂是轿车型的独立悬架，

后悬挂是非独立悬架，离地间隙较大，在一定的程度上既有轿车的舒适性又有越野车的越野性能；带有MPV式

的座椅多组合功能，使车辆既可载人又可载货，行驶范围广。近几年，SUV向舒适化发展，•些车辆具有豪华

轿车的功能。

RV的全称是RecreationVehicle,中文意思是“休闲车”。既然有这样一个名称，其复盖范围就比较广，

没有严格的范畴。从广义上讲，除了轿车和跑车外的轻型乘用车，都可归属于RV,包括SUV也可属于RV。RV是

以家庭用车为前提的，它最重要的特点，在于外型上与传统的三厢式轿车不一样，看上去有些RV象两厢式轿

车，有些RV象越野车。有些RV采用轿车底盘，在城市及良好公路上行驶，着重于车厢座椅布置的多样化组合,

例如本田Stream；有些RV采用微型车底盘，体现了•种趣味、实用与经济性的结合，例如铃木Kei；有些RV则

是SUV一类，4轮驱动，可以傲游四方。

MPV的全称是Multi-PurposeVehicle,即多用途车。它集轿车、旅行车和厢式货车的功能于一身，车

内每个座椅都可调整，并有多种组合的方式，例如可将中排座椅靠背翻下即可变为桌台，前排座椅可作180度

旋转。这种车的邹型由雷诺在1984年推出，取名Espace,受到市场欢迎并被各大车厂仿效，成为在近十几年

来最流行的车型之一。近年MPV趋向于小型化，又称为S(Small)-MPV,车长一般在4.2米—4.3米之间，

车身紧凑但车厢空间并不狭窄，座位一般有5-7座。目前国产MPV有上海别克GL8,S-MPV有海南马自达

Premacy。

美日欧三大车系特点介绍

国内进口轿车中以美日欧三大车系为主，尽管各国轿车向更安全、更环保、更经济的共同目标发展，但

由于各国的地理环境和民族文化背景的不同，三大车系也会存在着一定的差异，具有各自的特点。

美国国土辽阔且大多地势平坦，高速公路四通八达，路面条件好，人们长途驾车已是件很平常的事。因

此一般美国车马力大，加速性能较好，底盘高度适中，轮胎较宽，具有较好的稳定性和抓地力，适合平地驾

驶，尤其是宽敞的车厢是美国车的一大特色，车厢宽敞空间就大，座位就可以做得宽大一些，乘坐起来没有

压抑感且舒适感好。“人的生命价值至高无上”已经深深烙入汽车设计者的思想之中，加上美国法律面面俱

到，

略有差错就有可能吃官司，因此一些美国轿车的钢板比较厚实，质量重，车身造型刚劲，安全防御能力强。

车上的辅助设备简单实用，少见令人眼花潦乱的一排排控制开关。车内装饰有浓厚的欧洲风格，这与大多数

美国人是欧洲后裔有关，但做工一般没有欧洲车细腻。

欧洲车泛指德国、意大利、法国和瑞典等国家生产的轿车。由于阿尔卑斯山脉纵穿欧洲大陆，丘陵地带

多，平原少，城镇星罗棋布。因此欧洲轿车的底盘较高，悬挂系统较好，震感少，乘坐舒适。由于要适合丘

陵地带的需要，欧洲车操纵性能较好，扭力较大，爬坡快，加速度高，短距离超车得心应手。例如广州标致

505型轿车虽然耗油大，但它的悬挂系统比许多牌子的轿车都要好，跑起来较平稳，比较适应地处丘陵地带

的华南地区使用。欧洲轿车注重传统风格，车型设计富有艺术韵味，远远一看就知道它是属于哪家的产品了。

日本国土狭窄，人口密度大且集中于城市，人们善于精打细算讲究效率。日本轿车的特点是轻巧美观，

造型新颖，改型快适应面广。日本轿车钢板较薄自重较轻，底盘较低，车身容积较小，耗油低经济性好，使

用效率高。车厢内各种设备齐全，装饰做工细腻，操纵性及刹车性能优良，适合城乡行驶。

第二章发动机基础

一、内燃机的历史

1860

法国人Lenoir制造了第一台实用内燃机。该内燃机由煤气驱动，效率大约为3虬

1867

在巴黎世界博览会上，NicolausAugustOtto和EugenLangen展示了一台改进的内燃机，效率约为9%。

1878

NicolausAugustOtto制造出第一台根据压缩原理工作的气体燃料发动机。该发动机根据四行程工作原理工

作。效率增加到大约15%。

1883

GottliebDaimler和WilhelmMaybach研制出第一台带有热管点火的适于车用的高速四行程汽油发动机。

1887

RobertBosch研制出用于发动机的断电器点火。

1893

WilhelmMaybach发明喷射化油器。

1897

RudolfDiesel经过4年研发，将其发动机投入生产。这种以他的名字命名的发动机靠高压空气工作，借助

于压缩空气将轻粗柴油喷入发动机。

1897-现在

在这一阶段，发动机设计、材料和制造工艺得到不断改善，使得各汽车公司生产的汽车更为可靠，效率更高。

二、发动机基本术语介绍

上止点

活塞离曲轴回转中心最远处，通常指活塞上行到最高位置。

下止点

活塞离曲轴回转中心最近处，通常指活塞下行到最低位置。

活塞行程(S)

上、下两止点间的距离(mm)。

曲柄半径(R)

与连杆下端(即连杆大头)相连的曲柄销中心到曲轴回转中心的距离(mm)。曲轴每转一转，活塞移动两个行程。

气缸工作容积(Vh)

活塞从上止点到下止点所让出的空间容积(L)。

V=nD2/(4X106)S(L)

式中：D—气缸直径(mm)o

发动机排量(VL)

发动机所有气缸工作容积之和(L)。设发动机的气缸数为i,则V=Vi(L)i.h

燃烧室容积（VC）

活塞在上止点时，活塞上方的空间叫燃烧室，它的容积叫燃烧室容积（L）。

气缸总容积（Va）

活塞在下止点时，活塞上方的容积称为气缸总容积（L）。它等于气缸工作容积与燃烧室容积和，即Va=Vh+Vc

压缩比（e）

气缸总容积与燃烧室容积的比值，即e=Va/Vc=（Vh+Vc）/Vc=1+Vh/Vc

它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压

力和温度就越高。•般车用汽油机的压缩比为6〜10,柴油机的压缩比为15〜22。

b)c)d)

发动机基本术语示意图

发动机的工作循环

在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程（进气、压缩、作功和排气）

称发动机的工作循环。

二冲程发动机

活塞往复两个行程完成一个工作循环的称为二冲程发动机。

四冲程发动机

活塞往复四个行程完成一个工作循环的称为四冲程发动机。

三、四行程汽油发动机的工作原理

汽油发动机是一种内燃机。它将汽油含有的热能转换成推动汽车所需的机械能。

汽油发动机是一种往复活塞式发动机。通过气缸内活塞的往复运动，将空气燃料混合气吸入、压缩、燃

烧和排出。多数汽车的汽油发动机都是四行程发动机。就是说，需要活塞进行4个行程和曲轴转动两圈来完

成一个全工作循环。

工作循环的四个行程

第一行程：吸入新鲜的燃料和空气混合气

第二行程：压缩燃料和空气混合气

第三行程：做功行程（燃烧燃料和空气混合气）

第四行程：排出燃烧气体

活塞的往复运动，通过曲柄传动装置转变为旋转运动。曲柄传动装置由下列部件组成：活塞、连杆和曲

轴。活塞在气缸内的四个行程，只有一个（燃烧行程）产生动能。其他行程只是为气缸的下一个燃烧行程做

准备。这些行程有时被称为空行程。

曲轴的第一圈

1.进气行程：

活塞从其上止点（TDC）向下止点（BDC）运动。这会在气缸内产生一个真空，将可燃混合气通过打开的

进气门吸入气缸。

2.压缩行程：

活塞从下止点移向上止点。由于两个气门都关闭了，所以气缸内的燃料和空气混合气被压缩。

A发动机处于进气行程

B发动机处于压缩行程

1进气门

2排气门

3上止点（TDC）

4下止点（BDC）

曲轴的第二圈

3.做功行程：

两个气门关闭。压缩混合气被火花塞发出的点火火花点燃。燃烧产生的气体增加了压强，将活塞从上止

点推向下止点。

由于燃烧过程需要一定的时间，所以空气与燃料的混合汽是在活塞到达（压缩行程）上止点之前的0°

和40°之间开始被点火系统点燃。

4.排气行程：

活塞从下止点移向上止点。活塞将废气通过打开的排气门强行排出气缸。至此，整个四行程工作循环结

束。

A发动机处于做功行程

B发动机处于排气行程

1进气门

2排气门

3上止点（TDC）

4下止点（BDC）

四、发动机分类

内燃汽车发动机根据不同的标准分为不同的类别，常见的分类标准有:

气缸排列

点火型式

混合气构成

冷却方法

基本动作

配气机构型式

气缸充气方法

燃料类型

发动机根据气缸排列分类：

-1直列式发动机

-2V形发动机

-3卧式对置气缸发动机

发动机按点火型式分类

-火花塞点火的汽油发动机

-压燃的柴油发动机

发动机按混合气构成分类

-化油器式发动机

-燃油喷射式发动机

发动机按冷却方法分类

-水冷式发动机

-风冷式发动机

发动机按基本运动分类

-往复活塞式发动机

-转子式发动机

发动机根据配气机构型式分类

-顶置气门发动机

-顶置凸轮轴发动机

发动机按气缸充气方法分类

-自然吸气发动机

-增压式发动机

发动机按燃料类型分类

-汽油发动机

-柴油发动机

-燃气发动机

-多燃料发动机

五、发动机的气缸编号和转动方向

A直列式发动机

BV形发动机

C功率输出端

气缸编号

发动机的气缸是按标准系统依次编号。第一缸通常位于发动机的前端。然后气续编号至发动机后端（功

率输出端）。

对于双缸排发动机（V形发动机），连续编号从左侧缸排（从发动机前端看）的第一缸开始。但是也有

其他的公司采用顺时针编号，或者采用交错编号。

发动机的转动方向

转动方向对于功率输出端来说分为逆时针和顺时针（此处所示为顺时针）。多数发动机都顺时针转动。

第三章发动机构造

一、概述

汽油机通常由二大机构、五大系统组成；柴油机由二大机构、四大系统（较汽油机少点火系）组成。下面以汽

油发动机为例，介绍发动机的总体构造：

汽油发动机的两大机构是：

曲柄连杆机构

主要由缸盖、缸体、油底壳、活塞、连杆、曲轴及飞轮等组成。其作用是实现功能转换。

配气机构

主要由进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮等组成。其作用是适时开关进、

排气门，以便可燃混合气能及时进入气缸、废气能及时从缸内排出。

汽油发动机的五大系统是：

燃料供给系

主要由汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、喷油器、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等组成。其

作用是将汽油和空气混合成一定数量和一定浓度的混合气供入气缸，并将着火燃烧后的废气排出发动机。

点火系

主要由蓄电池、点火线圈、火花塞、传感器等组成。其作用是使火花塞适时产生电火花，点燃缸内的可

燃混合气。

冷却系

城要由水泵、散热器、水套、风扇、节温器等组成。其作用是把受热机件感受的多余热量散发到大气中

去，以保证发动机在正常温度下工作。

润滑系

主要由机油泵、集滤器、润滑油道、机油粗滤器、机油细滤器等组成。其主要功用是将机油送到各摩擦

副间，以减少它们之间的摩擦与磨损。

起动系

主要由起动机等部件组成。其功用是起动发动机。

二、曲柄连杆机构

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,再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。

组成：

机体组

如图所示：由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、

气缸盖和气缸垫等部件组成。

活塞连杆组

如图所示：由活塞、活塞环、活塞销和连杆运动件组成。

曲轴飞轮组

如图所示：由曲轴、飞轮等组成。

气缸

气缸与缸盖一起构成燃烧室。气缸的作用是引导活塞和散发燃烧过程中产生的多余热量。

气缸体有多种型式。有单缸缸体和多缸缸体。另外，还分为风冷式和液冷式气缸。现代汽车发动机的气

缸体大部分都使用液冷式。

单缸（风冷式）

多缸气缸体（液冷式）

气缸体由灰铸铁或轻合金铸成。气缸体铸成后，使用精细的切削工具和拓磨机来加工缸孔表面。如果气

缸孔表面损坏，通常可以重新进行机加工。

有的气缸体中压入缸套作为气缸的内壁。轻合金气缸体通常加装缸套，因为轻合金不够坚硬，经不起活

塞上下运动产生的负荷。

气缸套

气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成,

这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。

气缸套型式（如图所示）

干式缸套

定义：外表面不直接与冷却水接触。

特点：

1）厚度较薄（lmm~3mni）；

2）与刚体孔过盈配合；

3）不易漏水漏气。

湿式缸套

定义：其外表面直接与冷却水接触。

特点：

1）壁厚较厚（5mm〜9mm）；

2）散热效果好：

3）易漏水漏气；1nxie；r水分；3ntie；4-修胶银封画

A卜一支承的封带；BI支承/封带；CAlfSd:缘平胤

曲轴箱的型式（如图所示）

平分式

定义：主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上。

特点：刚度小，前后端呈半圆形，与油底壳接合面的密封

较困难。

应用：中小型发动机。

龙门式

定义：主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面。

特点：刚度较大，油底壳前后端为一平面，密封简单可靠。

应用：大中型发动机。a）平分式b）龙门式c）隧道式

隧道式

定义：主轴承座孔不分开

特点：刚度最大，主轴承同轴度易保证，主轴承用滚动轴承。

应用：负荷较大的柴油机

油底壳

贮存和冷却机油并封闭曲轴箱

构造（如图所示）

（1）用薄钢板冲压而成。

（2）内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较

大的波动。

（3）最低处有放油塞。

（4）曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。

气缸盖

气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门岛、气门进排气门座、

火花塞孔（汽油机）火喷油器座孔。

燃烧室

叁形燃烧室：其特点为

1）气门平行于气缸轴线；

2）有挤气一冷机面，可形成挤气涡流；

盆的形状狭窄，气门尺寸受限，换气质量较差。燃烧速度较低，CO和HC排放较高而NO的排放较低。

楔形燃烧室：其特点为

1）气门斜置，气流导流较好，充气效率高；

2）有挤气一冷激面，可形成挤气涡流；

3）燃烧速度较快，CO和HC排放较低而NO的排放稍高。

半球形燃烧室：其特点为

1）气门成横向V形排列，因此气门头部直径可以做得较大，换气好；

2）火花塞位于燃烧室的中部火焰行程短，燃烧速度最高，动力性、经济性最好。是高速发动机常用的燃烧室;

3）CO和HC排放最少，而NO的排放较高。

a）楔型燃烧室b）盆型燃烧室c）半球型燃烧室

气缸垫

气缸垫在气缸盖和气缸体之间构成气密和水密接

合，并能够弥补接合面上任何微小的凹凸不平。因此,

气缸垫必须用具有一定柔性的材料制造。

构造（如图所示）

（1）金属一石棉垫：（见图a、b）外包铜皮和

钢片，且在缸口、水孔、油道口周围卷边加强，内填

石棉（常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热）。

（2）金属骨架一石棉垫：以编织的钢丝网（图c）

或有子L钢板（图e）为骨架，外覆石棉，只在缸口、

水子L、油道口处用金属片包边。

（3）纯金属垫：（见图e）由单层或多层金属片

（铜、铝或低碳钢）制成，用于某些强化发动机。

a>.b>.c).

缸盖螺栓

缸盖螺栓将缸盖紧紧固定在缸体匕有两种缸盖螺柱：普通螺栓和扭力屈服螺栓。

普通螺栓是用拉力扳手分步逐渐加大扭矩拧紧。

扭力屈服螺栓也是分步逐渐加大扭矩拧紧。然而，最后一步是要将螺栓拧至用量角器预定的,个角度。

此步骤使螺纹略微变形，形成更大的保持力。

由于缸盖螺栓的螺纹在紧固过程中产生变形，因此扭力屈服螺栓只有在维修资料规定可以重复使用时才

能重复使用。

用扭力屈服螺栓紧固的气缸盖

1扭力屈服螺栓

2气缸盖

3气缸体

4气缸垫

活塞连杆组

活塞连杆组由活塞、连杆、活塞环、活塞销和连杆等组成。

活塞

活塞与活塞环在燃烧室和曲轴箱之间构成一个动态密封。在做功行程中，活塞必须通过连杆将燃烧气体

的压力传给曲轴。它必须能够经受并排走燃烧产生的高温。热膨胀不能过大，否则会粘滞在缸孔里（活塞咬

死）。

活塞的构造

活塞的不同部位起的作用不同。这些部位包括：火力岸、活塞顶、活塞销孔、活塞裙部和活塞环区。

活塞的顶部称为活塞顶。活塞顶充当燃烧室的底部，承受很高的温度和压力。

在活塞环区，各种活塞环可以确保活塞和气缸壁之间有良好的密封。活塞环应能阻止燃烧气体进入曲轴

箱，同时阻止机油进入燃烧室。活塞环区上方的边缘可达到很高的温度，所以称为火力岸。活塞裙部在缸孔

中引导活塞。活塞销孔用于固定连接活塞与连杆的活塞销。活塞销由卡环固定在活塞内或通过冷缩安装法装

入连杆的小端孔中。

寒

特性

活的

火

力

1岸

活

2塞

顶

塞

活

3孔

销

称

4公

径

直

部

5裙

区

环

塞

6活

活塞的类型

汽油发动机的活塞通常由铝合金制成，可以采用铸造或冲压加工。

单一金属全裙式活塞

有些活塞通过嵌入钢带或支撑来控制热膨胀，有的通过活塞中预先设计的缝隙控制热膨胀的大小。在负

荷特别高的区域，还可以采用特殊铸铁制成的•体化部件进行加强。有的活塞还带有冷却油道，可以通过机

油喷嘴对活塞顶喷射机油进行冷却。

带有横向缝隙的抗热变形活塞

1整体铸造钢支撑

2横向缝隙

作用于活塞的力

汽油发动机在做功行程中，作用于活塞顶的燃烧压力可以高达60巴。在这么大的负荷下，活塞被压向与

曲树相对的气缸壁，这种情况会使活塞的单侧过度磨损。这意味着活塞在压缩行程中不仅仅要承受燃烧压力

产生的冲击，还要承受气缸的负载侧的压力。

为了抵消这种作用，将活塞销的轴线从活塞中心向处于大负载的一侧略微偏移（约活塞直径的1%-2%）,称

为活塞销偏置。

作用于带偏置活塞销活塞上的

1活塞销轴线

2活塞销偏置

3活塞轴线

4处于压缩负载下的活塞侧

活塞上的热负载

发动笳运转时，活塞裙部的温度可达到150C,活塞顶则高达350℃。这种不均匀的受热也会导致活塞热

膨胀的不均匀，如果不采取应对措施，将导致活塞在气缸中卡滞。

活塞是按正常工作温度下为圆柱形设计的。为了补偿活塞各点热膨胀的差异，常温下活塞的截面被设计

成椭圆形，与活塞销轴线垂直的直径较大。

另外，在常温下活塞由下向上略带锥度，以平衡活塞顶部位较大的热膨胀。

活塞冷态时的形状

1活塞顶直径

2活塞裙部下端直径

3活塞销方向直径

4垂直于活塞销的直径

活塞环

活塞与气缸壁之间存在微小的间隙，以允许工作的热膨胀。由于这个间隙的存在，必须使用气环来防

止压缩的可燃混合气和/或高压燃烧废气从燃烧室泄漏到缸体的下部。油环用来控制气缸壁上的润滑油（油膜

厚度）。这些活塞环的另一个重要功能是通过把热量传导到气缸壁来起到冷却活塞的作用。因此，活塞环必

须与气缸壁紧密贴合，所以，活塞环设计成具有向外扩张的能力（张紧力）。

有两种类型的活塞环：靠近活塞顶部的两道活塞环称为压缩环或气环，它们的目的是为燃烧室提供最大

的气密密封。下部的活塞环为油环，油环的作用是阻止机油进入燃烧室。

压缩环有各种型式，其中包括矩形环（易于制造）及内倒角环和俳面环（由于二者与气缸壁的接触面积

小，磨得较快，所以可以缩短磨合期）。其他种类的压缩环还有梯形环（不卡在槽内）、『形环（接触压力

随燃烧压力增加而加大）和阶梯环（具有额外的刮油作用）。还有各种型式的油环，包括带槽油环（带通向

环槽的油道）和带有各种撑簧的油环。

活塞环由铸铁或高质合金钢制成。它们可通过镀硬铭来提高抗腐蚀能力和耐磨性。

各种活塞环

r

^

矩形环n内倒角环

©=□锥面环梯形环

®E\L形环阶梯环

带槽油环带撑黄的油环

带螺旋形撑簧的油环

ST/205/30

连杆

连杆连接活塞与曲轴，因此，它会受到极其剧烈的反复拉伸、压缩和变形载荷。连杆的双T字形截面使

其具有所需的刚性。

连杆通常采用钢材锻造并经热处理制成。小型发动机还可能使用高强度铝合金连杆。

连杆主要结构是一个抗弯的柄身，柄身的两端分别连接活塞销和曲轴，与活塞销连接的一端孔径较小，

称为连杆小端；另一端则称为大端，连杆大端装有可在曲轴轴颈上转动的轴瓦。

连杆和轴承

H目

小端孔活塞销衬套

网@

润滑油孔扭力屈服螺栓

目@

@连杆杆身w大1，4.而UJ

轴瓦轴承盖

曲轴

曲轴的主要作用是将连杆的直线作用力转换为驱动变速器的转动扭矩。

曲轴还可用来驱动油泵、燃料泵、发电机、配气机构和分电器及水泵和其他辅助设备。

曲轴装于气缸体的曲轴箱中。在很大程度上，发动机的型式和气缸数决定曲轴的形状和轴承数。曲轴轴

颈排在一条轴线上。它们用来支撑曲轴箱中的曲轴。

固定连杆的曲柄销（曲轴轴颈）位于曲轴的四周。根据气缸数和点火次序排列。

发动机润滑系统通过机油孔向连杆大端轴承提供机油。

曲轴分整体式和组合式。轿车用汽油发动机通常采用整体式曲轴。

曲轴会受到各种各样的力。活塞的力产生弯曲和扭转载荷。内燃机工作产生的力通过活塞不均匀地传给

曲轴。由此产生的扭转振动会影响发动机的平稳运行，极端情况下还会损坏曲轴。因此，曲轴必须经过精心

平衡。这可通过去掉配重上的一些材料（钻平衡孔）来达到平衡。

曲轴

0曲柄轴颈曲柄

i主轴颈配重

B平衡孔润滑油孔

发动机后部被螺栓固定在曲轴上的飞轮也有助于发动机平稳运转。扭转减振器也有助于减小前端的扭转

振动。制造曲轴的材料可以是球墨铸铁或辂帆铝合金钢，经铸造或锻造和热处理制成。锻造使曲轴材料中形

成完整的纤维形态。这可增加曲轴的强度。曲柄轴颈和主轴颈轴承的表面经过表面硬化和研磨。

曲第

曲轴由其轴承支撑和导向。曲轴的转动摩擦力必须应尽可能小。

曲轴轴承是带多镀层的分开式轴瓦。其中一个轴瓦还必须阻止曲轴轴向移动。该轴承称为止推轴承。轴

瓦与曲轴之间的间