汽车发动机构造与维修课件

9.压缩比（ε）： 气缸总容积与燃烧室容积的比值，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。一般车用汽油机的压缩比为7~10，柴油机的压缩 比为15~22。
四冲程汽油机工作原理
1.进气行程
活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。进 气门打开，排气门关闭。活塞上
第二节
发动机的主要性能指标 及编号规则
一、主要性能指标
包括动力性指标(有效转矩、有效功率及升功率)和经济性指标(有效燃油 消耗率) 。 1.有效转矩 发动机曲轴对外输出的转矩称为有效转矩，用Me表示，单位为N· m。
2.有效功率 发动机曲轴对外输出的功率称为有效功率， 用Pe表示，单位为kW。
活塞顶部
是燃烧室的组成部分，用来 承受气体压力。 汽油机活塞的顶部形状有： （1）平顶：受热面积小，广 泛采用。 （2）凸顶：与半球形燃烧室 配用。 （3）凹顶：高压缩比发动机 为了防止碰撞气门，也可用凹坑 的深度来调整压缩比。 （4）组合顶。
活塞环槽部
环槽部部分切有若干道用
以安装活塞环的槽。
活塞裙部
发动机基本术语
1.上止点： 活塞离曲轴回转中心最远处，一般指活塞上 行到最高位臵，一般用英文缩写词TDC表示。 2.下止点 ：活塞离曲轴回转中心最近处，一般指活塞下 行到最低位臵，一般用英文缩写词BDC表示。
3.活塞行程（S）：
上、下止点间的距离。
4.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 ） 。 显然，S=2R。曲轴每转一周，活塞移动两个行程。
结构措施 （1）活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 （2）活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向， 即侧压力方向。 （3）销座处凹陷0.5～1.0 mm。 （4）裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或“∏”形槽），其中 横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。 （5）采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌入铸钢片， 以减少裙部的膨胀量。
3.升功率
在标定工况(标定功率、标定转速)下发动机每升气缸工作容积所 发出的有效功率称为升功率，用PL表示，单位是kW/L。
4.有效燃油消耗率
发动机在 l h 内持续发出 l kW有效功率所消耗的燃油量，称为有 效燃油消耗率，也称有效比油耗或有效耗油率，用 g e 表示，单 位是g／(kW· h)。
气体作用力、往复惯性力、离心力、
摩擦力、外界阻力
（1）气体作用力

作功行程气体压力
压缩行程气体压力
（2）往复惯性力与离心力
（3）摩擦力
任何一对互相压紧并作相对运动的零件表面之 间必定存在摩擦力。物体所受摩擦力的大小与正 压力和摩擦系数成正比，方向总是与物体运动的 方向相反。
二、机体组
气缸体与气缸套

水冷式发动机 风冷式发动机


直列式发动机
V形发动机和对臵式发动机 汽油机 柴油机

现代汽车采用：四冲程、多缸、水冷式
往复活塞式
转子式
四冲程发动机
二冲程发动机
直列式发动机
V形发动机
二、发动机工作原理
发动机的工作过程是周期性地将燃料燃烧的热能 转变为机械能的过程。 经过进气、压缩、作功、排气，每进行一次 称为一个工作循环。 曲轴旋转两周，活塞往复运动四次完成一个 工作循环，称为四冲程发动机。 曲轴旋转一周，活塞往复运动二次完成一个 工作循环，称为二冲程发动机。
第一节
曲柄连杆机构的构造和工作原理
一、概 述
1.曲柄连杆机构的组成 机体组 活塞连杆组
曲轴飞轮组
机体组

气缸盖

气缸垫

气缸体

油底壳
活塞连杆组

活塞

活塞环

活塞销

连杆
曲轴飞轮组

曲轴

飞轮

扭转减振器
2.工作条件和受力分析
工作条件： 高温、高压、高速、有化学腐蚀
受力分析：
4.发动机着火的基本条件是 油：有油，混合气浓度合适。
电：能产生足够的火花,点燃可燃混合气。
气：气缸有足够压力。
点火正时：压缩冲程上止点前点火。
配气正时：定时将进、排气门开关
四冲程柴油机工作原理
四冲程柴油机工作原理
1.进气行程
曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，
排气门关闭，气缸内活塞上腔容积逐渐增大，形成真空
湿式缸套 定义：其外表面直接与冷却水接触。 特点：1)壁较厚（5～9mm）;2)散热效果好； 3)易漏水漏气;4)易穴蚀。 定位： 1)径向 靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带。 2)轴向 利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。 密封： 1)下部 靠1～3个耐热耐油的橡胶密封圈。 2)上部 缸套顶面高出缸体0.05～0.15mm，当气缸盖螺栓拧紧 后，缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处，承受较大的压 紧力，具有防止水套漏水、气缸漏气和保证缸套定位的作用。
出气缸，至活塞运动到上止点时，
排气门关闭，排气行程结束。
小
结
1.发动机自行运转之前需要外力完成进气和压缩两 个冲程，通常用人力、电动机等带动发动机曲轴 和运转。 2.在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转动， 其他三个冲程都是曲轴带动活塞运动 。 3.在整个循环过程中，进气门、排气门各开启一次。 一个工作循环曲轴旋转720°（2圈）；活塞上、 下运动四次（4个行程）。
油底壳
油底壳的主要作用 贮存机油并密封曲轴箱。 内有稳油挡板、放油螺塞，有的还有磁铁。
三、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
功用 与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室； 承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。 材料
汽车发动机活塞广泛采用铝合金。 质量小（为铸铁活塞的50%～70%）； 导热性好（约为铸铁的3倍）； 热膨胀系数大。 组成 可分为顶部、环槽部、裙部。
活塞环
（一）气环 作用： （1）密封：防止气缸内的 气体窜入油底壳； （2）传热：将活塞头部的 热量传给气缸壁； （3）辅助刮油、布油。
活塞环的间隙
（1） 端隙Δ1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口 处的间隙。一般为0.25～0.50mm。
（2） 侧隙Δ2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间 隙。第一道环因温度高，一般为0.04～0.10mm；其他气环一般 为0.03～0.07mm。油环一般侧隙较小，一般为0.025～0.07mm。 （3） 背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽 底部的间隙。一般为0.5～1mm。
3.作功行程
压缩行程末，火花塞产生电火花 , 点燃气缸 内的可燃混合气，并迅速着火燃 烧，气体产生高温、高压，推动
活塞由上止点向下止点运动，再
通过连杆驱动曲轴旋转向外输出
作功。
4.排气行程 在作功行程终了时，排气门被打开，活塞在 曲轴的带动下由下止点向上止点 运动。废气在自身的剩余压力和
活塞的驱赶作用下，自排气门排
(2) 柴油机
195：
165F： 6135Q：
表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型
表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型 表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用
X4105：
表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号
第三节
发动机的总体构造
曲柄连杆机构
配气机构 冷却系统 润滑系统 供油系统
起动系统
点火系统
第二章
曲柄连杆机构的构造与维修
学习目标
知识目标
1.能够正确描述曲柄连杆机构的组成、构造和装配关系；
2.能够正确叙述曲柄连杆机构主要机件的受力情况和工作 原理； 3.能够正确描述曲柄连杆机构的装配要求。 能力目标
1.会进行易损零件检测、修理或更换；
2.会进行曲柄连杆机构的装配与调整； 3.能对曲柄连杆机构常见故障进行分析、判断，并能排除故障。
二、国产内燃机型号编制规则
(1) 汽油机
1E65F： 表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型
4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号 CA488： 表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号
汽车发动机构造与维修
第一章
汽车发动机总论
学习目标
知识目标： 1.能正确描述发动机的基本结构、作用和发动机的常用术语定义； 2.能简单叙述发动机基本工作原理；
3.能够正确描述发动机的总体构造。
第一节
汽车发动机的类型及工作原理
一、汽车发动机类型
往复活塞式发动机 转子式发动机 二冲程发动机 四冲程发动机 单缸发动机 多缸发动机
腔容积增大，在真空吸力的作用 下，经过滤清的空气与汽油形成 混合气，经进气门被吸入气缸， 至活塞运动到下止点时，进气门 关闭，停止进气，进气行程结束。
2.压缩行程
活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运 动。进、排气门均关闭，活塞上腔容积不断减小， 混合气被压缩，至活塞到达上止
点时，压缩行程结束。气体压力 和温度同时升高，混合气进一步 混合，形成可燃混合气。此时， 气缸内压力为600~1500kPa,温度 600~800K ,远高于汽油的点燃温
活塞环的泵油作用及危害
原因： （1）存在侧隙和背隙； （2）环运动时在环槽中靠上靠下。 危害： （1）增加了润滑油的消耗； （2）火花塞沾油不跳火； （3）燃烧室积碳增多，燃烧性能变坏； （4）环槽内形成积碳，挤压活塞环而失去密封性； （5）加剧了气缸的磨损。 措施：