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活塞顶部离曲轴中心最近处。
活塞行程（S）：
上、下止点间的距离S称为行程。
曲柄半径（R）
气缸工作容积（Vh）：
活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积。
发动机排量（VL）：
多缸发动机各气缸工作容积的总和称为发动机排量。
燃烧室容积（Vc）：
活塞在上止点时，活塞顶部以上的容积。
气缸总容积（Va）：
活塞在下止点时，活塞顶部以上的容积。
压缩比（ε）：
气缸总容积（Va）与燃烧室容积（Vc）之比。
ε=Va/Vc
名称
成因
现象
后果
爆燃
由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。
火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。
当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。
还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。
严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。
表面点火
由于燃烧室内炽热表面与炽热处（如排气门头，火花塞电极，积炭处）点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。
伴有强烈的较沉闷敲击声。
产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。
两大机构
曲柄连杆机构
配气机构
五大系统
供给系
点火系
冷却系
润滑系
起动系
示功图：
表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况
1）进气行程
2）压缩行程
3）作功行程
4）排气行程
四、发动机主要运转性能指标与特性
动力性指标：
有效转矩、有效功率、转速
经济性指标：
燃油消耗率
运转性指标：
排气品质、噪声和起动性能
五、本厂产品主要技术参数
发动机型号
B11D
B12D
缸体排列方式
直列
缸数
4
气门数
DOHC4V
排量cc
1149
1206
缸孔间隔mm
75.5
缸径mm
69.7
冲程mm
67.5
78
压缩比
10~10.5
Deckheightmm
236
Con-rodlength
127
121
定时驱动
链
气门传动
DIRECTMLA
最大扭矩Nm/rpm
103/4000
110/4000
最大功率Km/rpm
57.5/6500
62.5/6400
升功率
50
51.8
缸体材料
铸铁
二、曲柄连杆机构
一、功用及组成
将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
1、组成：
1）机体组
2）活塞连杆组
3）曲轴飞轮组
工作条件：
高温、高压、高速和化学腐蚀
2、承受机械载荷：
1）气体压力、往复惯性力、离心力、摩擦力
2）汽车行驶中产生的冲击力。
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。
气缸体的工作特点：
高温高压、高速运动摩擦
气缸体的结构特点：
足够的强度和刚度，高精度内表面
1、干缸套和湿缸套
特点
示意图
干缸套
外壁不直接与冷却水接触。
壁厚1~3mm。
强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。
湿缸套
外壁直接与冷却水接触。
壁厚5~9mm。
散热良好、冷却均匀、加工容易。
强度和刚度不如干缸套，易漏水。
2、气缸盖
功用：
密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。
材料：
灰铸铁或合金铸铁，铝合金。
由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。
采用铝合金的作用：
导热性好、利于提高压缩比，适用与高速高强化汽油机
3、气缸垫
1）功用：
安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。
2）材料：
有弹性、耐热性、耐压性
3）安装时注意方向
三、活塞连杆组
1、活塞
承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。
2）工作环境：
高温、散热条件差；
顶部工作温度高达600~700K，且分布不均匀；
高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。
活塞顶部承受最高可达3~5MPa（汽油机）的压力。
3）材料：
铝合金：
质量小导热性好；
灰铸铁
2、活塞环
是具有弹性的开口环，分为气环和油环。
高温、高压、高速、极难润滑。
平均寿命：
6万公里
活塞应具备的特点
A刚度和强度应足够大，传力可靠。
B导热性能好，耐高压、高温、磨损
C质量较小，尽可能减少往复惯性力
（1）气环
作用：
保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。
（2）气环的密封作用：
第一密封面：
活塞环直径大于气缸直径，装入后产生弹性贴紧在气缸壁上而形成；
加强密封：
窜入环槽的少量气体作用在环的背面（背隙处，加强了第一密封面作用；
第二密封面：
窜入环槽的少量气体作用在环槽底面，形成第二密封面；
气环的泵油作用
（3）油环
4、活塞销
连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。
构造：
活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。
5、连杆
连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动
四、曲轴飞轮组
1、曲轴
把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。
还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。
2）工作条件：
受气体压力、惯性力、惯性力矩。
承受交变载荷的冲击。
3）结构：
4）曲拐：
由主轴颈、连杆轴颈、曲柄组成
2、平衡重
平衡重的作用：
平衡离心惯性力和力矩，使发动机运转平稳，减小轴承载荷。
平衡重的位置：
曲柄的反方向上（或其背面）
平衡重的类型：
整体式、装配式
防止曲轴的轴向窜动，采用止推装置进行轴向定位。
类型：
翻边轴瓦：
轴瓦两侧各翻出一侧面立边，来挡住曲轴的轴向移动。
但工艺复杂，成本高，很少采用。
止推片：
半环状钢片，装在主轴承盖槽内。
止推钢环：
用于曲轴第一道主轴颈（自由端）
3、曲拐的布置
（1）一般规律
1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。
2）连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行。
3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。
4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。
（2）常见曲轴曲拐的布置
1）四冲程四缸发动机曲拐布置
2）四冲程四缸发动机点火顺序
点火顺序：
各缸完成同名行程的次序。
另一发火次序：
1-2-4-3
4、飞轮
在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。
三、配气机构
一、功用
1、按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。
2、充量系数
在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。
=M/M0
M——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；
Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。
充气效率越高越好，而其大小与配气机构结构有直接的关系。
配气机构的构造
二、气门的布置型式
1、气门顶置式
2、气门侧置式已很少使用。
曲轴与凸轮轴传动比为2:
1
凸轮轴的布置型式
三、凸轮轴的传动方式
传动方式
传动路线
应用
齿轮传动
曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）
工作可靠，啮合平稳、噪声小
凸轮轴下置、中置式配气机构
链条传动
曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮
可靠性、耐久性略差，噪声大，造价高
凸轮轴上置式配气机构
齿形带传动
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时齿轮
成本低，但工作性能好
四、每缸气门数及排列方式
1）一般发动机都是每缸两个气门
为进一步改善气缸的换气，在可能的情况下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。
由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不超过气缸直径的一半。
因此很多新型汽车发动机上多采用每缸4气门，甚至5气门的结构，2~3个进气门，2个排气门。
2）四气门时，气门排列方案有两种
B同名气门排成一列
A同名气门排成两列
五、气门间隙
发动机工作时，气门将因温度的升高而膨胀。
如果气门及其传动件之间在冷却时无间隙或间隙过小，则在热态下，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中的漏气，从而使功率下降，严重时甚至不易起动。
为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中留有一定的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。
这一间隙称为气门间隙。
气门间隙的大小一般由发动机制造厂根据试验确定。
一般在冷态时，进气门的间隙0.25~0.3mm,排气门的间隙为0.3~0.35mm。
如果间隙过小，发动机在热态下可能发生漏气，导致功率下降甚至气门烧坏。
如果气门间隙过小，则使传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击响声，而且加速磨损，同时也会使得气门开启的持续时间减少，气缸的充气及排气情况变坏。
B11，B12进气门的间隙0.08~0.12mm,排气门的间隙为0.25~0.29mm
六、配气相位
配气相位就是进、排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环行图来表示。
这种图形称为配气相位图。
在排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，即曲轴转到离曲拐的上止点位置还差一个角度α时，进气门便开始开启，直到活塞过了下止点重又上行，即曲轴转到曲拐下止点位置以后一个角度β时，进气门才关闭。
这样，整个进气行程持续时间相当于曲轴转角1800+α+β。
Α角一般为100~300，β角一般为400~800。
进气提前开启的目的，是为了保证进气行程开始时，进气门已开大，新鲜气体能顺利地充入气缸，当活塞到达下止点时，气缸内压力仍低于大气压力，在压缩行程开始阶段，活塞上移速度较慢的情况下，仍可以利用气流惯性和压力差继续进气，因此进气门晚关一点是有利于充气的。
同样，作功行程接近终了，活塞到达下止点前，排气门变开始开启，提前开启角度γ一般为400~800。
经过整个排气行程，在活塞越过上止点后，排气门才关闭，排气门关闭的延迟角δ一般约为100~300。
整个排气过程的持续时间相当于曲轴转角1800+γ+δ。
排气门提前开启的原因：
当作功行程的活塞接近下止点时，气缸内的气体虽有0.3~0.4MPa的压力，但就活塞而言，作用不大，这时若稍开排气门，大部分废气在此压力作用下可迅速自缸内排出；
当活塞到下止点时，气缸内压力已大大下降，这时排气门的开度进一步增加，从而减少了活塞上行时的排气阻力，高温废气迅速排出，还可防止发动机过热。
当活塞到达下止点时，燃烧室内的废气压力仍高于大气压力，，加之排气时气流有一定的惯性，所以排气门迟一点关，可以使废气排放得较干净。
四缸机，每完成一个工作循环，曲轴转两周凸轮轴只转一周，在这一期间，每个气缸都要进行一次进气（排气），各缸进气（排气）时间间隔相等，即各缸进气（排气）凸轮彼此间夹角均为900。
六缸机600
定时齿轮
小齿轮大齿轮的传动比为2：
在装配曲轴和凸轮轴的时候，必须将定时齿轮记号对准，以保证正确的配气相位和发火时刻。
四、供给系
一、汽油机供给系的功用和组成
1、功用：
储存、输送、清洁燃料，根据发动机工况，供给汽缸一定浓度的可燃混合气，并将燃烧后的废气排入大气。
组成：
•汽油供给装置
•空气供给装置
•混合气形成装置
•废气排出装置
2、汽油的抗爆性：
在燃烧中，避免产生爆燃的能力。
（辛烷值越高，抗爆性越强）
二、混合气浓度的表示方法
过量空气系数α
—我国使用
空燃比—国外常用
1、爆燃：
终了混合气的快速自燃。
终了混合气内部最适宜着火部位已出现了一个或数个火焰中心，并从这些中心以很高的速率（或伴随着冲击波）传播火焰，迅速将终燃混合气燃烧完毕。
汽油机爆燃时，一般发出金属振音（敲缸）
轻微爆燃时，发动机功率略有增加。
强烈爆燃时，发动机功率下降，工作不稳定。
转速下降，发动机有较大振动。
（冷却系统过热，气缸体和气缸盖温度上升）
汽油辛烷值越高，抗爆性越好。
2、汽油直接喷射
优点：
1）进气管道中没有狭窄的喉管，空气流动阻力小，冲气性能好，输出功率大。
2）混合气分配均匀性较好。
3）可随发动机使用工况及使用场合的变化配置一个最佳的混合气成分。
4）具有良好的加速等过渡性能。
3、喷射系统分类
（1）、按喷射系统执行机构分类
1）多点喷射
在每个气缸上都设置一个喷油器，直接将燃料喷入各个气缸气道的进气门前方
2）单点喷射
一个喷油器供给两个以上的气缸，喷油器安装在节气门前的区段中，燃料喷入后随空气流进入进气支管内。
（2）、按喷射控制装置的形式分类
1）间歇喷射或脉冲喷射式
每一缸的喷射都有一定的喷射持续期。
喷射是在进气过程中的一端时间进行的，喷射持续时间就是相应所控制的喷油量
3）连续喷射或稳定喷射
燃料喷射的时间占有全循环的时间
连续喷射都是喷射在进气道内，而且大部分的燃料都是进气门关闭后喷射的，因此燃料是在进气道内蒸发的。
4、电控汽油喷射系统
微机的主要功能是控制喷油器的喷油量。
吸入空气量是由节气门的开度确定的
特点：
1）采用空气流量传感器，以空气流量为控制的基础。
2）以空气流量与发动机转速作为控制基本喷油量的因素。
3）还接受节气门的位置，冷却水温，空气温度等传感器检测到的表征发动机运行工况的信号作为喷油量的校正，使发动机运转稳定。
5、电控喷射系统可分为：
燃油供给，空气供给与电路控制
（1）燃油供给
（2）空气供给
汽车行驶时，空气流量是由驾驶员通过加速踏板操纵节气门控制的
（3）电路控制
电控单元通过电路接收的输入信号有：
1）分电器点火线圈—发动机转速
2）空气流量传感器—吸入的空气流量
3）起动开关打开时—起动信号
4）节气门开关—节气门开度
5）冷却水温传感器—冷却水的温度
6）空气温度传感器—吸入空气的温度
7）爆震传感器—爆燃程度
8）油压传感器—油压开关
冷起动时发动机的温度很低，要求供给很浓的混合气，因此喷射系统将根据发动机的温度喷入一定量的附加燃料。
它可以由电控单元指令通过喷油器延长喷油持续时间来实现，也可以通过热控定时开关与冷起动阀来达到加浓的目的。
五、冷却系
冷却系的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。
冷却不足：
发动机过热，充气效率下降，早燃和爆燃倾向加大，发动机功率下降；
零件间间隙变小，导致不能正常运动，甚至卡死、损坏；
润滑油粘度减小，使零件磨损加剧。
冷却过度：
发动机过冷，进入气缸的混合气或空气温度低而点燃困难，造成发动机功率下降、油耗上升；
润滑油粘度增大，零件磨损加剧。
二、机的冷却系有风冷与水冷
强制循环水冷系由水冷系大都是由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。
水冷系的优点：
冷却效果好，布置紧凑，使用方便，噪声小。
1、强制循环水冷系：
目前的水冷系一般由水泵强制给水（或冷却液）在冷却系中进行循环流动
2、水冷系的工作过程：
水泵强制冷却水循环，冷却水在水套内吸收热量后，流经散热器，将热量散发到空气中，然后再流入水套。
如此循环，以保证发动机在最佳温度下工作。
根据发动机温度高低，水冷系有两种冷却循环路线，如上图所示。
大循环当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于85℃，冷却水应全部流经散热器，形成大循环。
此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭。
小循环当水温低时，水不经过散热器（只流经节温器侧阀门）而进行的循环流动。
3、水泵：
对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。
车用发动机多采用离心式水泵
4、散热器（水箱）
由上水室、散热器芯和下水室等组成。
其功用是增大散热面积，加速水的冷却。
管片式由冷却管和扁形散热片组成。
刚度和强度较大。
管带式由冷却管和折叠散热带组成，散热能力较强、制造工艺简单、质量小、成本低；
但刚度较小。
5、节温器
改变通过散热器的冷却水流量。
蜡式节温器：
蜡式节温器在橡胶管和感应体之间的空间里装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。
常温时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。
这时阀门关闭了通往散热器的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回气缸体水套中，进行小循环。
当发动机水温升高时（76°
以上），石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。
由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启，当发动机水温达到80℃以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器，而进行大循环。
乙醚折叠式节温器：
膨胀筒式节温器是由具有弹性的、折叠式的密闭圆筒（用黄铜制成），内装有易于挥发的乙醚。
主阀门和侧阀门随膨胀筒上端一起上下移动。
膨胀筒内液体的蒸气压力随着周围温度的变化而变化，故圆筒高度也随温度而变化。
水温高于80°
时，主阀门完全开启，侧阀门关闭，大循环。
水温低于70°
时，侧阀门完全开启，主阀门关闭，小循环。
水温70～80°
时，两阀门均部分开启。
六、润滑系
一、润滑系的功用
润滑、清洁、冷却、防锈、密封（针对气缸）、缓冲降噪
1、润滑方式：
1）压力润滑：
一定压力的机油形成油膜来润滑的方式。
适用部位：
负荷较大、相对运动速度较高的摩擦面。
如曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承等（均为滑动轴承）
2）飞溅润滑
利用零件运动时溅起的油滴或油雾来润滑的方式。
外露、负荷较小的摩擦表面。
如：
气缸壁、配气凸轮表面、活塞销等
3）润滑脂俗称“黄油”。
适用于发动机各辅助装置的轴承的润滑（一般是球轴承、滚子轴承、滚珠轴承等）
2、润滑系的组成
1）发动机润滑系的组成：
机油泵、机油滤清器、集滤器、油底壳、机油冷却器、机油压力表
2）润滑系油路
3）机油泵
提高机油压力，保证机油在润滑系系统内不断循环。
分类：
A、齿轮式机油泵B、转子式机油泵
4）机油滤清器
使循环流动的机油在送往运动零件表面之前，滤去机油中的金属屑和大气中的尘埃及燃料燃烧不完全所产生的炭粒。
集滤器、粗滤器、细滤器、复合式滤清器
连接方式：
串联——一般为粗滤器
并联——一般为细滤器
5）集滤器
防止较大的机械杂质进入机油泵
浮式集滤器
浮于机油表面，能吸入油面上较为清洁的机油，但当油面上的泡沫被吸入时，油道中机油压力降低，润滑欠可靠。
固定式集滤器
集滤器淹没于机油下面，吸入的机油清洁度较差，但可防止泡沫吸入，润滑可靠，结构简单。
二、曲轴箱通风
原因：
汽油蒸汽冷凝稀释机油
废气中二氧化硫遇水亚硫酸遇氧硫酸
废气进入曲轴箱压力增大机油泄露
通风方式
1）自然通风：
从曲轴箱内抽出的气体直接导入大气中去。
2）强制通风：
将曲轴箱内抽出的气体导入发动机进气管道中。
七、点火系
一、点火系的组成与功用
1、能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系。
分类与组成 电源 产生高压的方法
蓄电池点火系 蓄电池或发电机 点火线圈和断电器 半导体点火系 蓄电池或发电机 点火线圈和半导体元件 磁电机点火系 无
二、点火系工作原理
1、点火系工作原理
触点闭合时，初级电路通电，电流从蓄电池的正极经点火开关，点火线圈的初级绕组，断电
器触点，接地流回蓄电池的负极，为低压电路。
触点断开时，在初级绕组通电时，其周围产生磁场，并由于铁芯的作用而加强。
当断电器凸轮顶开触点时，初级电路被切断，初级电路迅速下降到零，铁芯中的磁通随之迅速衰减以至消失，因而在匝数多，导线细的次极绕组中感应出很高的电压，使火花塞两极之间的间隙被击穿，产生火花。
2、分电器
（1）断电器
（2）配电器
（3）电容器
（4）各种点火提前调节装置
三、点火提前
1、点火提前
点火时刻对发动机性能影响很大，从火花塞点火到气缸内大部分混合气燃烧，并产生很高的爆发力需要一定的时间，虽然这段时间很短，但由于曲轴转速很高，在这段时间内，曲轴转过的角度还是很大的。
若在压缩上止点点火，则混合气一面燃烧，活塞一面下移而使气缸容积增大，这将导致燃烧压力低，发动机功率也随之减小。
因此要在压缩接近上止点点火，即点火提前。
把火花塞点火时，曲轴曲拐位置与活塞位于压缩上止点时曲轴曲拐位置之间的夹角称为点火提前角。
2、点火提前角的变化
当发动机转速一定时，随着负荷的加大，节气门开大，进入气缸的可燃混合气量增多，压缩终了时的压力和温度增高，同时，残余废气在气缸内所占的比例减小，混合气燃烧速度加快，这时，点火提前角应适当减小。
反之，发动机负荷减小时，点火提前角则应适当增大。
当发动机节气门开度一定时，随着转速增高，燃烧过程所占曲轴转角增大，这时，应适当加大点火提前角。
点火提前角应随转速增高适当加大。
另外，点火提前角还和汽油的抗暴性能有关，使用辛烷值高，抗暴性能好的汽油，点火提前角应较大。
3、点火提前调节方法
（1）点火提前调节装置
调节方法：
触点不动使
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