最新汽车发动机构造与维修教案Word文档下载推荐.docx
《最新汽车发动机构造与维修教案Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新汽车发动机构造与维修教案Word文档下载推荐.docx（50页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
40、实验十一、润滑系的拆装（２课时）
课题
总论
教学目的
1、了解汽车与国民经济的关系
2、初步掌握汽车总体构造
3、了解汽车的发展简史
4、基本掌握汽车的分类和汽车的主要参数
教学安排
总论
一、汽车与国民经济的关系
1、汽车是重要的运输工具
2、汽车是科学技术发展水平的标志
3、汽车是社会物质生活发展水平的标志
二、汽车总体构造
汽车由下面几大部分组成：
1、发动机（两大机构、五大系统）
2、底盘（传动系、行驶系、转向系、制动系）
3、车身（轿车：
三厢式或两厢式；
货车：
驾驶室和货箱）
4、电器设备（电源组、照明、信号等）
三、汽车的发展简史
1、蒸汽机时代
1769年，法国陆军工程师、炮兵大尉尼古拉斯·
古诺成功地制造出了世界上第
一辆完全依靠自身动力行驶的蒸汽机汽车。
2、内燃机时代
内燃机是在使用蒸汽机的基础上发明出来的。
首先发明煤气机，随后改进为汽
油机，后来又创造出柴油机。
从热能转换为机械能的发展序列为：
真空机→爆发机→压缩机及点燃机→压燃
机
1886年1月29日，本茨向德国帝国专利局申请他发明汽车的专利获批准，这一
天成为汽车的诞生日。
四、汽车的分类
1、按汽车的用途
⑴载货汽车⑵越野汽车⑶自卸汽车⑷牵引汽车与挂车
⑸专用汽车⑹客车⑺轿车
2、按汽车燃料的不同可分为汽油车、柴油车、液化气汽车等。
3、按驱动形式的不同可分为单轴驱动、两轴驱动和多轴驱动汽车等。
五、汽车的主要参数
1、汽车的最高车速:
汽车在平坦公路上行驶时能达到的最高速度。
2、汽车的加速时间:
汽车由某一速度加速到另一特定车速所需要的时间。
3、汽车的燃料消耗量
4、汽车的最小转弯半径:
转向盘转至极限位置时转向中心至外转向轮接地中心
的距离。
5、汽车的制动距离
6、汽车的最小离地间隙:
汽车满载时，车辆支承平面与车辆最低点之间的距离。
7、汽车的轴距
8、汽车的轮距
9、汽车的整备质量
10、汽车的总质量
11、汽车的最大装载质量
12、汽车的接近角和离去角
作业
1、载货汽车是如何分类的？
2、轿车是如何分类的？
发动机工作原理和总体构造
（一）
掌握发动机的分类及基本构造
组织教学
复习旧课
1、汽车的分类
2、汽车的主要参数
讲述新课
第一章发动机工作原理和总体构造
发动机——将某一种形式的能量转变为机械能的机器。
将热能转变为机械能的发动机，称为热力发动机（热机）。
燃料和空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能的，称为内燃
机。
内燃机与外燃机相比，具有热效率高、体积小、便于移动和起动性能好等优点。
内燃机又分活塞式内燃机和燃气轮机两大类。
车用发动机主要采用活塞式内燃机。
§
1.1发动机的分类与基本构造
一、分类
1、按活塞运动方式分
往复活塞式内燃机和旋转活塞式内燃机两种。
前者在汽车上获得了广泛应用。
2、按所用的燃料分
汽油机、柴油机和气体燃料发动机。
3、按完成一个工作循环所需的行程数分
有二冲程发动机和四冲程发动机之分。
汽车上广泛采用四冲程发动机。
4、按冷却方式分
可分为水冷式发动机和风冷式发动机。
汽车上广泛采用水冷式发动机。
5、按气缸数目分
可分为单缸发动机和多缸发动机。
汽车几乎都是采用多缸发动机。
6、按气缸的排列方式分
可分为单列式发动机和双列式发动机。
7、按进气系统是否增压分
自然吸气（非增压）式发动机和强制进气（增压）式发动机。
二、基本构造
1、曲柄连杆机构2、配气机构
3、燃料供给系统4、进排气系统
5、润滑系统6、冷却系统
7、点火系统8、起动系统
1、何谓发动机？
汽油机与柴油机各有什么特点？
2、发动机是由哪些机构和系统组成的？
发动机工作原理和总体构造
（二）
1、掌握发动机的基本术语
2、掌握四冲程汽油机的工作原理
3、掌握发动机的主要性能指标
1、发动机的分类
2、发动机的基本组成
1.2发动机的基本工作原理
一、发动机基本术语
1、上止点2、下止点3、活塞行程4、曲柄半径5、气缸工作容积
6、燃烧室容积7、气缸总容积8、发动机排量9、压缩比10、工作循环
11、四冲程发动机12、二冲程发动机
二、发动机的工作原理
1、四行程汽油机的工作原理
汽油机是将汽油和空气混合成混合气，然后进入气缸用电火花点燃。
1）进气行程2）压缩行程3）作功行程4）排气行程
2、四行程柴油机的工作原理
四行程柴油机和四行程汽油机的工作过程相同，每一个工作循环同样包括进气、压
缩、作功和排气四个行程，但由于柴油机使用的燃料是柴油，柴油与汽油有较大的
差别，柴油粘度大，不易蒸发，自燃温度低，故可燃混合气的形成，着火方式，燃
烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同。
1.3发动机的主要性能指标
一、动力性能指标
1、有效转矩：
指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩。
2、有效功率：
指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率。
3、曲轴转速：
指发动机曲轴每分钟的转数，通常用n表示，单位为r/min。
二、经济性能指标通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。
三、环保性能
排放性能指标包括排放烟度、有害气体（CO，HC，NOx）排放量、噪声等。
四、发动机的特性
速度特性
发动机的速度特性指发动机的性能指标Ttq，Pe，be，随发动机转速n变化的规
律，用曲线表示，称为速度特性曲线。
节气门全开时的速度特性叫发动机的外特性；
节气门不全开的任意位置所得到的速
度特性都称为部分特性。
发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。
1、何谓发动机的工作循环？
2、发动机的主要性能指标有哪些？
曲柄连杆机构
（一）
1、掌握曲柄连杆机构的功用、工作条件及组成
2、掌握机体组各零件的功用和构造
1、发动机的工作原理
2、发动机的主要性能指标
第二章曲柄连杆机构
1、功用：
曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构，通过它把燃料燃烧
后发出的热能转变为机械能。
2、工作条件：
曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和
化学腐蚀作用。
3、组成
曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。
2.1机体组
一、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，也可称为气
缸体。
气缸体一般用灰铸铁和铝合金铸成。
气缸体应具有足够的强度和刚度。
㈠气缸体的结构形式
通常分为三种形式：
1、一般式气缸体2、龙门式气缸体3、隧道式气缸体
㈡气缸体的冷却形式一种是水冷，另一种是风冷。
㈢气缸的排列方式可以分成直列式，V型和对置式三种。
㈣气缸套气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。
二、曲轴箱
曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。
上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润
滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。
三、气缸盖
密封气缸并构成燃烧室。
很大的热负荷和机械负荷。
3、材料：
一般采用灰铸铁、合金铸铁或铝合金铸成。
4、构造：
气缸盖分单体气缸盖、块状气缸盖和整体式气缸盖。
四、气缸垫
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防
止漏气，漏水和漏油。
1、曲柄连杆机构有何功用？
其工作条件如何？
2、气缸体有哪几种结构形式？
各有什么特点?
干式气缸套与湿式气缸套壁厚各为多
少？
曲柄连杆机构
（二）
1、掌握活塞连杆组的构成
2、掌握活塞的功用、工作条件及构造
3、掌握活塞环的功用及构造
1、曲柄连杆机构的功用及其工作条件；
2、气缸体的结构形式、特点，干式气缸套与湿式气缸套的壁厚。
2.2活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。
一、活塞
㈠功用：
承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧
室的组成部分。
㈡工作条件：
在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。
㈢对其要求：
（1）要有足够的刚度和强度；
（2）导热性能好，要耐高压、耐高温、耐
磨损；
（3）质量小，重量轻，尽可能地减小往复惯性力。
㈣材料：
广泛采用高强度铝合金。
㈤构造：
活塞可分为三部分，活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。
1、活塞顶部：
活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分。
2、活塞头部：
活塞环槽以上的部分。
活塞头部的主要作用有三：
①承受气体压力，并传给连杆；
②与活塞环一起实现气
缸的密封；
③将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上。
3、活塞裙部：
活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞底面的部分。
1）作用：
为活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧压力。
2）活塞在工作时的变形
3）活塞的预做形状：
①裙部横截面：
预先把活塞裙部做成椭圆形。
椭圆的长轴方
向垂直于销座轴线。
②活塞纵剖面：
上小下大的阶梯型、锥形。
二、活塞环
活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环两种。
①气环起密封和导热的作用；
②油环起布油和刮油的作用。
高温、高压、高速和润滑极其困难。
㈢材料：
目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁。
㈣构造：
①气环有切口，具有弹性，在自由状态下外径大于气缸直径，外表面紧贴在气缸
壁上，形成密封面。
在保证密封的前提下，应尽可能减少环数。
②油环油环有普通油环和组合油环两种。
1、活塞连杆组由哪些零件组成？
2、活塞是在什么样的条件下工作？
它可分为哪三部分？
它被预做成什么形状？
为
什么？
3、活塞环有哪几种？
各有什么功用?
活塞上安装的活塞环数目是不是越多越好？
曲柄连杆机构（三）
1、掌握活塞销的功用及构造
2、掌握连杆的功用、构造及连杆盖的定位结构
1、活塞连杆组的组成、活塞的工作条件、组成及预做形状。
3、活塞环的种类、功用及构造。
讲述新课
三、活塞销
连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传给连杆。
高温、很大的周期性冲击载荷、润滑条件较差。
具有足够的强度和刚度，表面韧性好，耐磨性好，重量轻。
采用低碳钢或低碳合金钢制成，外表面经渗碳淬火处理以提高硬度。
a、圆柱形；
b、两段截锥与一段圆柱组合；
c、两段截锥形。
㈥安装形式：
两种方式：
"
全浮式"
安装和"
半浮式"
安装。
四、连杆
连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使得活塞的往复
运动转变成曲轴的旋转运动。
承受压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。
强度高、刚度大、重量轻。
一般都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻，然后经机加工和热处理。
连杆分为三部分：
即连杆小头、连杆杆身和连杆大头（包括连杆盖）。
连杆小头对于活塞销采用"
安装方式的，工作时小头孔与活塞销之间有
相对运动，故在连杆小头孔中压入减摩的青铜衬套。
并在小头和衬套上铣有油槽或
钻有油孔以收集润滑油以保证润滑。
连杆杆身连杆杆身通常做成"
工"
字形断面，抗弯强度好，重量轻，大圆弧过渡，
且上小下大，采用压力润滑的，杆身中部加工有连通大、小头的油道。
连杆大头一般都采用分开式，分开式又分为平分和斜分两种。
平分——剖分面与连杆杆身轴线垂直，汽油机多采用这种连杆。
斜分——剖分面与连杆杆身轴线成30～60°
夹角。
柴油机多采用这种连杆。
连杆盖与连杆的定位：
平切口多采用连杆螺栓定位；
斜切口连杆常用的定位方法有
锯齿定位、圆销定位、套筒定位和止口定位。
连杆轴瓦：
为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑
动轴承，简称连杆轴瓦。
V形发动机两侧对应气缸的连杆是装在曲轴同一连杆轴颈上，布置形式有三种：
①并列连杆式：
两侧气缸的连杆一前一后装在曲轴同一连杆轴颈上；
②主副连杆式③叉形连杆式
1、活塞销有何功用？
它与活塞之间采用什么方式连接？
2、连杆有何功用？
连杆盖与连杆之间采用了哪些定位方式？
曲柄连杆机构（四）
1、掌握曲轴飞轮组的组成
2、掌握曲轴的功用及构造
1、活塞销的功用、工作条件及与活塞之间采用的连接方式。
2、连杆的功用、工作条件、连杆盖与连杆之间采用的定位方式。
2.3曲轴飞轮组
曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。
一、曲轴
曲轴是发动机最重要的机件之一。
将连杆传来的力变为旋转的动力（扭矩），并向外输出。
承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以及由它们产生的
弯曲和扭转载荷的作用。
足够的刚度和强度，耐磨损且润滑良好，并有很好的平衡性能。
㈣材料及加工：
一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。
轴颈表面经高频淬火或氮
化处理，并经精磨加工。
由曲轴前端（自由端）、曲拐及曲轴后端（功率输出端）三部分组成。
曲拐：
由一个曲柄销（连杆轴颈）和它两端曲柄以及主轴颈构成。
直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数；
V型发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数
的一半。
主轴颈：
主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。
按主轴颈的数目，曲轴可分为全支承曲轴和非全支承曲轴。
全支承曲轴：
曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个。
非全支承曲轴：
曲轴的主轴颈数比气缸数目少或与气缸数目相等。
曲柄销（连杆轴颈）：
曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连。
直列发
动机的曲柄销数目和气缸数相等。
V型发动机的曲柄销数等于气缸数的一半。
曲柄：
主轴颈和连杆轴颈的连接部分。
为了平衡惯性力，有的曲柄处有平衡块。
主轴瓦：
为了减小摩擦阻力和曲轴主轴颈的磨损，主轴承座孔内装有瓦片式滑动轴
承，简称主轴瓦（大瓦）。
曲轴的润滑：
为了润滑主轴承和连杆轴承，曲轴上钻有连接主轴颈和连杆轴颈的油
道。
曲轴的轴向定位：
限制曲轴工作时前后窜动量，保证曲柄连杆机构的正确位置。
曲轴前端：
装有正时齿轮，驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。
曲轴后端：
用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以
阻止机油向后窜漏。
曲轴由哪几部分构成？
它有哪几种支承方式？
曲柄连杆机构（五）
1、掌握发动机曲拐的布置与发火顺序之间的关系
2、基本掌握飞轮及曲轴扭转减振器的构造和功用造
曲轴的构成及支承方式
㈥曲拐的布置：
取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。
安排多缸发动机的发火顺序应注意使连续作功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承的
载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象。
作功间隔应力求均匀。
各缸发火的间隔时间以曲轴转角表示，称为发火间隔角。
发火间隔角为720°
/i。
1、四缸四行程发动机的发火顺序和曲拐布置
四缸四行程发动机的发火间隔角为720°
/4＝180°
发火顺序的排列只有两种可能，即为1-3-4-2或为1-2-4-3。
2、四行程直列六缸发动机的发火顺序和曲拐布置
四行程直列六缸发动机发火间隔角为720°
/6=120°
一种发火顺序是1-5-3-6-2-4，另一种发火顺序是1-4-2-6-3-5
3、四行程V型八缸发动机的发火顺序
四行程V型八缸发动机的发火间隔角为720°
/8=90°
，V型发动机左右两列中对应的
一对连杆共用一个曲拐，所以V型八缸发动机只有四个曲拐。
二、飞轮
功用：
用来贮存作功行程的能量，用于克服进气、压缩和排气行程的阻力和其它阻力，
使曲轴能均匀地旋转；
作为传动系中摩擦离合器的驱动件。
为了在保证有足够的转动惯量的前提下，尽可能减小飞轮的质量，应使飞轮的大部分
质量都集中在轮缘上，因而轮缘通常做得宽而厚。
飞轮是高速旋转的零件，平衡性能要好，因此，飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平
衡实验，在拆装时为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮与曲轴之间应有严格不变的
相对位置。
通常用定位销和不对称布置的螺栓来定位。
飞轮外缘压有的齿圈与起动电机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用。
飞轮轮缘上作有正时记号。
飞轮一般由灰铸铁、球墨铸铁或铸钢制造。
三、曲轴扭转减振器
吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动，避免发生强烈的共振及其引起的严
重恶果。
1、何谓发动机的发火间隔角？
四缸和六缸四行程发动机发火间隔角各为多少？
2、列出四缸四行程及直列六缸四行程发动机的发火顺序。
3、曲轴扭转减振器起什么作用？
配气机构
（一）
1、掌握配气机构的布置形式
2、掌握配气相位与气门间隙的知识
第三章配气机构
按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门，向气缸供
给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。
充气效率：
新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率表示。
3.1配气机构的布置形式
一、配气机构布置形式和工作情况
㈠布置形式
按气门的布置形式分：
顶置气门式和侧置气门式。
侧置气门式已趋于淘汰；
按凸轮轴安装位置分：
上置凸轮轴式、中置凸轮轴式和下置凸轮轴式；
按曲轴和凸轮轴的传动方式分：
齿轮传动式、链条传动式和齿形皮带传动式；
按每个气缸的气门数目分：
2气门式、3气门式、4气门式和5气门式。
㈡工作过程
运动传递路线：
曲轴→凸轮轴→挺柱→推杆→摇臂→气门
四冲程发动机曲轴与凸轮轴的传动比为2:
1。
二、凸轮轴布置型式及特点
3.2配气相位与气门间隙
一、配气相位
配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间。
通常用环形图表示——配气相位图。
气门重叠：
两个气门同时开启时间相当的曲轴转角叫作气门重叠角。
二、气门间隙
作用：
为气门热膨胀留有余地，以保证气门的密封。
间隙过大：
进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的
配气相位，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降，此外，还使配气机构零件
的撞击增加，磨损加快。
间隙过小：
发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下
降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。
采用液压挺柱的配气机构不需要留气门间隙。
1、配气机构有何功用？
凸轮轴的布置形式有哪几种？
各有什么特点？
2、什么是配气相位？
画出配气相位图，并注明气门重叠角。
3、气门为何要早开晚关？
配气机构
（二）
掌握配气机构主要零件的功用及构造
1、配气机构的功用、凸轮轴的布置形式及特点；
2、配气相位、画出配气相位图、气门重叠角。
3.3配气机构的主要零件与组件
一、气门组
包括：
气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座及锁片等。
1、气门
控制进、排气管的开闭
工作条件：
承受高温、高压、冲击、润滑困难。
要求：
足够的强度、刚度、耐磨、耐高温、耐腐蚀、耐冲击。
材料：
进气门用合金钢（铬钢或镍铬等），排气门用耐热合金钢（硅铬钢等）。
构造：
气门由头部和杆部组成。
气门密封锥面与气门座配对研磨。
杆身装在气门导管内起导向作用，杆身与头部采用圆滑过渡连接。
尾部制有凹槽（锥形槽或环形槽）用来安装锁紧件。
2、气门座气门座与气门头部密封锥面配合密封气缸，气门头部的热量亦经过气门
座外传。
气门座可以在缸盖或缸体上直接镗出，也可以采用镶嵌式结构。
3、气门导管功用：
起导向和导热作用。
气门导管常用灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金制造。
4、气门弹簧
二、气门传动组
定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度。
组成：
由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂等组成。
1、凸轮轴
驱动各缸气门开闭，使其符合发动机点火顺序、工作循环及配气相位等要求，
并保证气门有足够的开度。
2、挺柱
挺柱的功用是将凸轮的推力传给推杆（或气门杆），并承受凸轮轴旋转时所施加的
侧向力。
近年来，液压挺柱被广泛地采用。
3
升级会员 