发动机结构培训课件

发动机学习课程USON上海代表处汽车要在道路上行驶必须先有动力，而动力的来源就是发动机。发动机性能的好坏是决定汽车行驶性能的最大因素。目前汽车使用的发动机均属于内燃机，发动机的功能就是将燃料的化学能转成热能再转成机械能，而机械能也就是一般所谓的动力。发动机在将燃料转成动力的过程中会经过一定的工作程序，而且此程序是周而复始连续不断的循环。常见的车用发动机依种类、大小及用途等等的不同而有许多的分类方式。一、依工作循环方式：

1、奥图循环(Ottocycle)：使用在汽油发动机。

2、狄塞尔循环(Dieselcycle)：使用在柴油发动机。二、依使用燃料的种类：

1、汽油发动机：主要使用在汽车、航空器。

2、柴油发动机：主要使用在汽车、船、发电机。

3、重油发动机：主要使用在船、发电机。

4、燃气发动机：主要使用在汽车。三、依冷却方式分：

1、气冷式发动机

2、水冷式发动机四、依工作循环冲程分：

1、二冲程发动机：二个冲程完成一个工作循环。

2、四冲程发动机：四个冲程完成一个工作循环。五、依活塞运动的不同分：

1、往复式活塞发动机(reciprocatingengine)

2、回转式活塞发动机(rotaryengine)六、依点火方式分：

1、压缩点火式发动机

2、火花塞点火式发动机七、依气缸数量分：

1、单气缸发动机

2、多气缸发动机八、依气缸排列方式分：

1、直列式发动机

2、V型发动机

3、W型发动机

4、水平对置发动机现行汽车产品上所使用的发动机，主要为采用奥图循环、以汽油为燃料的往复式活塞四冲程多气缸自然进气发动机，依不同的排气量与工程需求，有直列四缸、V型六气缸等形式。各种型式的发动机所采用的零件，以及在发动机外部的次系统零组件，都非常的相似。接下来我们将为大家一一的介绍发动机的各项零件和次系统的原理及功能。●发动机的基本构造——缸径、冲程、排气量与压缩比

发动机是由凸轮轴、气门、气缸盖、气缸体、活塞、活塞连杆、曲轴、飞轮、油底壳等主要组件，以及进气、排气、点火、润滑、冷却等系统所组合而成。以下将分别介绍常见的缸径、冲程、排气量、压缩比、SOHC、DOHC等名词。缸径：气缸体上用来让活塞做运动的圆筒空间的直径。

冲程：活塞在气缸体内运动时的起点与终点的距离。一般将活塞在最靠近气门时的位置定为起点，此点称为“上止点”；而将远离气门时的位置称为“下止点”。排气量：将气缸的面积乘以冲程，即可得到气缸排气量。将气缸排气量乘以气缸数量，即可得到发动机排气量。以丰田花冠1.8L车型的直列4气缸发动机为例：缸径：79.0mm，冲程：91.5mm，气缸排气量：448.5cc；发动机排气量＝气缸排气量×气缸数量＝448.5cc×4＝1794cc。压缩比：最大气缸容积与最小气缸容积的比率。最小气缸容积即活塞在上止点位置时的气缸容积，也称为燃烧室容积。最大气缸容积即燃烧室容积加上气缸排气量，也就是活塞位于下止点位置时的气缸容积。丰田花冠1.8L发动机的压缩比为10：1，其计算方式如下：气缸排气量：448.5cc，燃烧室容积：49.83cc；压缩比＝(49.84＋448.5)：49.84＝9.998：1≈10：1。

●发动机的基本构造——凸轮轴与气门

气门：控制空气进出气缸的阀门。让空气或混合气进入的称为“进气气门”。让燃烧后的废气排出的称为“排气气门”。是指发动机每个汽缸所拥有的气门数，有两气门，三气门，四气门和五气门几种。达到或超过六气门不仅使配气结构过于复杂，还会导致发动机寿命缩短，气门开启的空间帘区(气门的圆周和气门的升程)也较小，效率下降。因此，四气门技术目前使用最为普遍。

气门油封：

气门油封装在气门导管上端，防止缸盖上飞溅的机油由气门和导管的间隙进入气门头部形成燃烧积碳。凸轮轴：凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。其材质一般是特种铸铁，偶尔也有采用锻件的。凸轮轴的主体是一根与汽缸组长度相同的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮，用于驱动气门。凸轮轴的一端是轴承支撑点，另一端与驱动轮相连接。SOHC单凸轮轴发动机

发动机的凸轮轴装置在气缸盖顶部，而且只有一支凸轮轴，一般简称为OHC(顶置凸轮轴，OverHeadCamShaft)。凸轮轴透过摇臂驱动气门做开启和关闭的动作。DOHC双凸轮轴发动机

此种发动机在气缸盖顶部装置二支凸轮轴，由凸轮轴直接驱动气门做开启和关闭的动作。仅有少数发动机是设计成透过摇臂去驱动气门做开闭的动作。有VVL装置的发动机则会透过一组摇臂机构去驱动气门做开闭的动作。

DOHC较SOHC的设计来得优秀的主要原因有二：一是凸轮轴驱动气门的直接性，使气门有较佳的开闭过程，而提升气缸在进气和排气时的效率；另一则是火花塞可以装置在气缸盖中间的区域，使混合气在气缸内部可以获得更好、更平均的燃烧。缸体：发动机缸体是汽车上最重要、最复杂地铸件,发动机缸体壁厚最薄处不到3mm,缸体上需要加工很多孔,缸体内部支配有主油道、水道,结构复杂.缸体毛坯一般通过铸造得到,对铸造地技术要求较高.由于铸造特性,缸体毛坯在铸造时容易出现气孔、缩松和缩孔、裂纹等缺陷,缸体内部地油道、水道容易因此发生泄漏,气密性达不到要求.缸体地油道壁薄,油道内机油压力大,与缸体水道相比,在铸造缸体毛坯时缸体地油道更容易发生泄漏,缸体对油道地气密性要求也远远高于缸体对水道地气密性要求,因此缸体地油道防漏尤为重要；传统缸体结构地缸体毛坯在加工时会在缸体油道上加工一些用于清砂等用途地开口,在装配时需要用钢球和堵塞把这些油道开口堵住，所以在加工完成后对油道堵盖的密封也是有很高要求的。通常发动机装配好后缸体主油道通过机油泵和油底壳相连在一起，所以装配完成的发动机油腔体积就比缸体主油道大了很多。缸盖：气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。

缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。

发动机长缸体总成结构：1、气缸垫2、气缸盖3、衬垫4、压条5、气缸盖罩6、气缸体7、机油盘衬垫8、机油盘(油底壳）润滑系统：1、空气滤清器2、进排气歧管3、排气管4、前消声器5、中间消声器6、主消声器7、进气预热罩出口8、进气预热罩9、垫片10、排气歧管11、进气歧管12、进气电预热器冷却系统：1、护罩2、电动风扇3、V带4、散热器5、从动风扇6、水泵带轮7、水泵组件8、气缸体水道9、气缸盖水道10、热敏开关11、进气歧管出水管12、膨胀箱管13.冷却液膨胀箱14、排气管15、冷却液下橡胶软管16、冷却液上橡胶软管17、电动风扇双速热敏开关18、膨胀箱盖前后油封部位：前油封位置后油封位置通常涉及到得泄露检测部位：水路循环腔泄露检测机油道泄漏检测水油互漏检测曲轴后油封泄漏检测曲轴前油封泄漏检测发动机总成试漏的重点是冷却系统和润滑系统：一、水冷系的组成及水路循环1、冷却水循环方式：强制循环式水冷系，用水泵将冷却水提高压力，使其在发动机冷却系中循环流动2、流通部位：缸体、缸盖中铸有互通水套，冷却水流经水套时，带走缸盖和缸体的热量，降低其温度3、冷却强度调节装置：节温器、风扇离合器及百叶窗等，用来调节冷却强度二、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。有些柴油机装配线还有高、低压油道的试漏要求，这里主要指燃油供给系统，燃油箱到油泵之间叫做低压油道，燃油泵到喷射器之间的油路叫做高压油路。通常发动机泄露问题统称为三漏：漏水、漏油、漏气，其中漏水有向外漏水，向内漏水和油水混合。内漏和油水混合是最严重的泄露问题，如果不及时发现，在发动机运转过程中严重的问题。本例以通用五菱青岛发动机装配线总成试漏为例介绍试漏方案,该生产线2种型号发动机B12和C14，所以采用2工位配置，1工位检测B12型发动机总成且分前后驱两种，2工位检测C14发动机总成且分前后驱两种。要求每种发动机独享测试程序以方便质量数据统计：汽油发动机总成试漏的配置要求：水套（B12和C14）：40sccm@1.0bar、润滑油腔（B12和C14)：50sccm@0.2bar水油道互漏（待讨论）节拍要求24秒，所以采用Vector双通道直压试漏仪检测，第一通道测试水道；第二通道测试油道。第一通道配置：2bar调压阀、15psi量程直压传感器，B12水道充气口一个、C14水道充气口一个；第二通道配置：1bar调压阀、5psi量程直压传感器，B12油道充气口一个、C14油道充气口一个。调压阀、电磁阀第一通道15psi传感器B12水套充气阀C14水套充气阀1bar充气压力1bar充气压力Vector试漏仪5-6bar气源220VAC第二通道调压阀、电磁阀5psi传感器B12油道充气阀C14油道充气阀0.6bar充气压力0.6bar