汽车发动机基本知识.docx

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汽车发动机基本知识

汽车就是指由独立得动力装置驱动，有4个或4个以上得车轮，可以单独行驶并完成运载任务得非轨道无架线得车辆。

汽车得总体构造：

发动机、底盘、电气设备与车身等四个主要部分组

发动机工作原理与总体构造

发动机就是将热能转化为机械能得机器它利用燃料在气缸内燃烧所产生得热能使气体膨胀以推动曲柄连杆机构运动，并通过传动系驱动汽车行驶。

作用就是将化学能通过燃烧转化为热能，再通过受热气体膨胀将热能转化为机械能。

现代汽车一般采用往复活塞式内燃机，根拯其不同得工作特征与结构可分为：

点燃式与压燃式发动机，四（行）冲程与二（行）冲程发动机，汽油机、柴汕机与新型燃料发动机，化油器与喷射式发动机，单缸与多缸发动机，风冷与水冷发动机，增压式与非增压式发动机，气门顶置式与侧置式发动机。

（蓝色加粗为现代常用•）

发动机基本术语

上止点:

活塞顶部在气缸内得最高位置,即活塞距离曲轴回转中心最远处.下止点:

活塞顶部在气缸内得最低位置,即活塞距离曲轴回转中心最近处.

活塞行程S：

指气缸上、下止点间得距离。

活塞从一个止点运动到另一个止点间得距离称为一个活塞行程行程，单位为mm。

曲柄半径R：

曲轴连杆轴颈中心得距离。

活塞移动一个行程，曲轴转过半圈（180度），即S=2R。

气缸得工作容积：

指活塞从上止点到下止点让出空间所对得容积。

（即上下止点间得气缸容积）

发动机工作容积:

多缸发动机务缸得工作容积之与，也称发动机得排量。

燃烧室容积：

指活塞在上止点时，活塞顶部以上得空间.

气缸总容积:

指活塞在下止点时，活塞顶部以上得空间。

压缩比：

指气缸总容积与燃烧室容积得比值。

发动机的基本术语

活塞位于上止点活塞位于下止点

四行程汽油机工作原理：

四行程发动机曲轴转两圈，活塞在气缸内依次往复运动经历进气、压缩、作功与排气四个行程，完成一个工作循环。

进气行程:

曲轴带动活塞从上止点向下止点移动，进气门开启，排气门关闭聒塞顶部空间增大,气缸内压力降低到小于外界大气压•空气与汽汕经混合形成得可燃混合气通过进气管道、进气门被吸入气缸.

压缩行程：

进气结朿，进、排气门都关闭。

曲轴带动活塞由下止点向上止点运动，活塞顶部得可燃混合气被压缩。

作功行程：

当压缩行程接近上止点时，进、排气门都处于关闭状态，火花塞发出电火花点燃可燃混合气，混合气迅速燃烧使气体温度与压力急剧升髙，推动活塞下止点运动，经过连杆使曲轴旋转作功，并对外输出功.

排气行程：

曲轴带动活塞从下止点向上止点运动，排气门打开，进气门关闭•在活塞与废气自身得压力作用下，废气经排气门排出气缸，活塞到达上止点时排气结束。

隔2-2单缸四冲程汽油机工作质环示恳图

@）进气;b）压缩2）作功;d）播气

四行程柴油发动机工作原理：

进气行程:

汽油机在进气行程中吸入得就是可燃混合气，而柴油发动机吸入得就是纯空气压缩行程：

汽油机在压缩行程压缩得就是可燃混合气，柴油机压缩得就是空气。

柴油机靠压缩自燃，其压缩比远大于汽油机。

作功冲程:

压缩行程末,喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸髙温髙压得气体中，迅速形成混合气,而混合气在高温下自行着火燃烧，同时保持边喷射边燃烧,由燃饶产生得髙温高压得气体推动活塞下行作功.

排气行程：

与汽油机基本相同。

匹冲程柴油机的工作原理61

综合上述：

四行程发动机完成一个工作循环，经历进气、压缩、作功、排气四个行程，发动机得正常运转就就是工作循环连续不断交替。

曲轴每转两圈（720度）完成一个工作循环,一个行程对应曲轴转角为180度•作功与进气行程活塞就是从上止点向下止点运动;压缩与排气行程活塞就是从下止点向上上点运动。

四个行程中只有作功行程就是有效输出动力行程,其余三个就是辅助行程，靠飞轮惯性维持转动,因而飞轮转速就是不均匀得，必须具有足够得转动惯量才能保证发动机运转平稳。

现代汽车发动机采用多缸，按照一左得工作顺序保证发动机运转平稳•（四行程内燃机得工作顺序一般为1-3-4-2,六缸发动机大都采用1—5—3—6-2-4）

发动机得组成:

发动机由两大机构，五大系统组成，分别就是曲柄连杆机构.配气机构;燃料供给系.冷却系、润滑系、点火系、起动系。

机构或系统名称

主要部件

主要作用

曲柄连杆机构

机体组、活塞连杆组、曲轴飞

活塞得往复运动转变为曲轴

轮组

得旋转运动，把作用在活塞上得气体压力转变为曲轴输岀得功

配气机构

凸轮轴、气门及随动件、正时齿轮等

控制发动机进、排气门得开启与关闭

汽油机燃料供给系

化油器或喷油器、燃油箱、燃油泵、燃油滤淸器、燃油压力调节器等

向气缸提供浓度合适得混合气

柴油机燃料供给系

燃油箱、燃油滤清器、输油泵、

喷油泵、喷油器等

向柴油发动机气缸定时定量

提供雾化得柴油

点火系

电源、点火线圈、分电器、火花塞等

定时向气缸内得混合气提供电火花

润滑系

机油散热器、机油泵、机油滤

清器、油底壳等

对摩擦副进行润滑、冷却、淸洗与密封

冷却系

散热器、风扇、水泵与节温器等

对发动机髙温部件进行冷却，维持发动机正常温度，降低发动机得热负荷

起动系

起动机与起动继电器及附属

使发动机从静止状态转变为运动状态

曲柄连杆机构

1•机体组：

气缸体、曲轴箱、气缸盖.气缸套与气缸垫等不动件。

2.活塞连杆组:

活塞、活塞环、活塞销与连杆

3•曲轴飞轮组：

曲轴与飞轮等不动件。

酉己气机构

发动机配气机构可分为气门组与气门传动组两部分。

气门组由进排气门、气门导管、气门座、气门内外弹簧、气门弹簧座、气门弹簧锁片与气门油封等组成：

气门传动组由凸轮轴、液压挺柱、正时齿形带、正时齿轮及中间轴齿轮、张紧轮等.

配气机构得分类：

顶置式气门与侧宜式气门两类。

顶置式配气机构优点很多，如：

进气阻力少，燃烧室结构紧凑等，因此被广泛运用，而侧置式配气机构已被淘汰。

顶宜式配气机构按每缸气门得数量可分为双气门式与四气门式:

按凸轮轴得位置可分为凸轮轴下巻式、凸轮轴中置式与凸轮轴上（顶）置式；按曲轴与凸轮轴得传动方式可分为齿轮传动式、链条传动式与同步齿形带传动式等。

汽2曲亂

汽油滤淸器

燃油供给系汽油机燃油供给系得作用：

1.根据发动机各个工况得不同要求，准确配制合适得空气与燃油得混合比；

2.为汽车储存行驶一定里程得汽油：

3.将燃烧作功后得废气排岀。

汽油机燃料供给系两种基本形式：

化油器燃料供给系与汽油喷射式燃料供给系。

燃油供给装宜：

汽油箱、汽油滤涓器、汽油泵与油管等组成。

作用：

汽油储存、输送与清洁。

空气供给装置:

即空气滤淸器•作用：

空气得输送、淸洁与预热。

可燃混合气形成装置:

即化汕器•作用:

将燃料与空气混合成可燃混合气.

可燃混合气供给装置与废气排岀装置：

由进、排气管与排气消声器组成。

作用:

可燃混合气供给、排气消声与废气排出。

储油指示装置：

由燃油表、燃油表传感器组成。

作用:

显示储油状态.

可燃混合气:

按一沱比例混合得汽油与空气混合物称为可燃混合气。

这种可燃混合气中燃油含量得多少称为可燃混合气浓度•而可燃混合气浓度通常有两种方法表示，即空燃比（R）与过量空气系数（「）表示:

空燃比（R）=混合气空气质虽（kg）/混合气中燃料质量（kg）理论上讲Jkg汽油完全燃烧需要空气14、8kg。

所以空燃比R=14、8为理论混合气

R<14、8为浓混合气

R>14、8为稀混合气

过量空气系数（（】）==燃烧1kg燃料实际供给得空气质量/完全燃烧1kg燃料所需得理论空气质量，可见1、a=1为理论混合气：

理论上推算得完全燃烧得混合气浓度

2、a<1为浓混合气:

由于汽油分子较多，燃烧速度快、压力大、热损失小，发动机输出功率大，因此称其为功率混合气。

但浓混合气燃饶不完全，产生大量得一氧化碳.导致排气冒黑烟、放炮、燃烧室积碳、功率下降、耗油量显著增大，排放污染严重，经济性降低.

3、a〉1为稀混合气：

保证所有得汽车分子获得足够得空气实现完全燃烧,因而经济性好，故称经济混合气.若混合气过稀，因空气量过多，导致发动机过热、动力性与经济性变差，化油器发生回火等现象。

冷却系统

冷却系种类:

根据冷却方式不同，冷却系统分为风冷系统与水冷系统两大类。

1•风冷系统:

就是在发动机缸盖与缸体四周装上散热片，空气流导入散热片四周，将气缸内多余得热呈:

带出发动机外得冷却方式。

（该系统使用与维修方便，但冷却不可靠，冷却强度不容易调节与控制，噪声大等缺点，因此只在小型发动机上使用）

2.水冷系统:

就是以冷却液（水与各种添加剂）为冷却介质,将冷却液导入发动机缸体与缸盖得水套中，将混合气燃烧得多余热量带出气缸，散发到大气中。

（因为该冷却系统冷却强度大,冷却效果好，噪声小等优点，现代发动机广泛使用）

发动机点火系统得类型

发动机点火系统：

传统点火系统、电子点火系统。

点火系统得作用：

就是将汽车电源供给得低压电转变为高圧电，并按发动机得作功顺序与点火时间要求，配送至各缸得火花塞，在其间隙处产生火花，点燃可燃混合气。

线圈、点火开关、分电器、火花塞、点火器等部件组成）

电子控制点火系统得分类：

1•按有无分电器分

有分电器式电子点火系统：

主要由点火开关、点火线圈、分电器、高压线、火花塞、发动机转速/转角传感器、曲轴位宜传感器、爆震传感器、发动机电脑（ECU）与点火控制模块等组成。

无分电器式电子控制点火系统（又称直接点火系统）：

就是在有分电器式电子点火系统基础上取消了分电器，由发动机电脑（ECU）或点火控制模块直接控制点火线圈，实现火花塞点火得点火系统。

该系统又可分为二极管配电与点火线圈配电两种方式.

2.按控制方式分

1）闭环控制:

就是带有爆役传感器，能根据发动机就是否发生爆箴及时修正点火提前角得点火系统.

2）开环控制就是不带爆震传感器，仅由电控单元内设左得程序控制点火得点火系统。

传统点火系统:

由蓄电池、点火开关、发电机、分电器、火花塞、点火线圈等组成。

电源就是点火系统得能量来源。

发动机起动后，则由发电机向点火系统提供所需得能源。

点火开关负责接通或切断点火系统低电压得电源，控制发动机得起动与熄火。

起动时将附加电阻短接，可增大点火线圈得初级绕组,改善点火特性，同时也可提髙起动性能。

点火线圈得作用:

就是将蓄电池或发电机提供得低压电变为能击穿火花塞电极间隙得高压电。

分电器得结构与功能

传统点火系统组成

点火线圈就是将电源得低压电转变为高压电得基本元件。

常用得点火线圈分为开磁路点火线圈与闭磁路点火圈两种形式。

（1）开磁路点火线圈开磁路点火线圈就是利用电磁互感原理制成得•其结构主

要由硅钢片叠成得铁芯上得初级线圈与次级线圈、壳体及其外得附加电阻等组成。

开磁路点火线圈有两接线柱式与三接线柱式之分.

（2）闭磁路点火线圈闭磁路点火线圈,将初级绕阻与次级绕组都绕在口字形或日

字形得铁芯上。

初级绕组在铁芯中产生得磁通，通过铁芯构成闭合磁路。

造成点火线圈损坏得原因有：

（1）发动机不工作，而点火开关长时间未关断，由于电流得热效应破坏了点火线圈中得线圈绝缘。

（2）发动机过热，线圈绝缘漆胶被烤化而失效.（3）火花塞电极间隙过大，增加点火线圈得负荷，使高压线圈击穿，造成短路或断路。

（4）髙压线断路,

使产生得高压电无路可通，容易造成高压线圈被击穿。

这时发动机不易起动，应检査高压线路就是否断路。

互感效应就是指两个线圈绕在同一铁芯上，当其中一个线圈电流发生变化时,另一个线圈产生得感应电动势。

电子控制点火系统得优点

电子控制点火系统除了具备晶体管点火系统得优点以外，还具有以下优点

1）能在各种转速范用内提供所需得点火电压与点火持续时间。

2）能在不同得负荷与转速条件下提供最佳得点火提前角。

3）能把点火时间提前到汽油机刚好不发生爆震得范围。

4）提髙了发动机得动力性、经济性、净化性。

5）结构紧凑、可靠性高、成本低、耗电少、不需要冷却、响应性好等。

起动系

一般起动系统由点火开关、起动机、驱动齿轮、飞轮、蓄电池等组成。

汽车用起动机得分类：

1）传统型起动机：

驱动齿轮与电枢以相同转速旋转，无减速机构。

2）外啮合减速型起动机:

通过减速齿轮降低电枢转速，增加力矩。

3）行星型齿轮型起动机：

通过行星齿轮传动机构降低电枢转速，增大驱动力矩。

4）行星减速一整流导体（PS）型起动机：

该类型起动机使用永久磁铁产生磁场，并通过传动杆使驱动齿轮与飞轮齿圈啮合或脱开.

起动系统得功能

蓄电池向起动机提供电能，蓄电池容屋必须足够大,保证能向起动机提供足够大得起动电流。

（汽车起动时蓄电池为起动机提供电，也就就是说汽车起动时靠蓄电池供电）

起动系得作用就就是供给发动机曲轴足够得起动转矩，以便使发动机曲轴达到必需得起动转速，使发动机进行正常运转状态。

当发动机进入起动状态后，便结朿任务立即停止工作。