《汽车构造(上)》PPT课件.ppt

2019/4/18,1,汽 车 构 造,2019/4/18,2,总论,现代汽车类型 汽车的总体构造 汽车的主要技术参数 汽车的行驶原理,2019/4/18,3,1 现代汽车类型,轿车 客车 货车 牵引车和汽车列车 特种车 工矿自卸车 农用汽车 越野汽车,2019/4/18,4,轿车的分类- 1、按排量分类,2019/4/18,5,轿车的分类-2.按发动机布置形式,2019/4/18,6,客车的分类-按长度分类,类型 车辆长度（m） 微型 3.5 轻型 3.57 中型 710 大型 1012 超大型 12（铰接式） 1012（双层）,2019/4/18,7,客车的分类-按车身型式分类,2019/4/18,8,货车的分类-按驾驶室总成结构型式分类,2019/4/18,9,货车的分类-按货箱型式分类,2019/4/18,10,货车的分类,3、按汽车质量分类： 类型 总质量（t） 微型 1.8 轻型 1.86 中型 1.6 2.5 重型 14,2019/4/18,11,2 汽车的总体构造,1）发动机 2）底盘 3）车身 4）电气设备,2019/4/18,12,3 汽车的主要技术参数,1.整车整备质量：汽车完全装备好的质量，完整的发动机、底盘、车身、全部电器设备和车辆正常行驶所需要地辅助设备质量。 2.最大总质量：汽车满载时的总质量。 3.最大装载质量：最大总质量和整车整备质量之差。 4.最大轴载质量：汽车单轴所承载的最大总质量。 5.车长：垂直与车辆纵向对称平面并分别抵靠在汽车前、后最外短突出部位的两垂面间的距离。 6.车宽：平行与车辆纵向对称平面并分别抵靠车辆两侧固定突出部位的两平面之间的距离。 7.车高：车辆支撑面与车辆最高突出部位抵靠的水平面之间的距离。,2019/4/18,13,汽车的主要技术参数,8.轴距：汽车直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点到车辆纵向对称平面的两条垂线间的距离。 9.轮距：在支撑面上，同轴左右车轮两轨迹中心间的距离。 10.前悬：在直线行驶时，汽车前端刚性固件的最前点到通过两前轮轴线的垂面间的距离。 11.后悬:汽车后段刚性固定件的最后点到通过最后车轮轴线的垂面件的距离。 12.最小离地间隙：满载时，车辆支承平面与车辆最低点之间的距离。 13.接近角:汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。 14.离去角：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。 15.转弯直径：外转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆直径。,2019/4/18,14,4 汽车的行驶原理,汽车行驶所受阻力 ： 滚动阻力Ff 空气阻力Fw 上坡阻力Fi 总阻力F= Ff +Fw+Fi,F0,Ft,V,Mt,F0= Mt/r,2019/4/18,15,行驶时总阻力与驱动力的关系：,驱动力与附着力 ： 附着力F F=G =附着系数,2019/4/18,16,2019/4/18,17,作业,说明汽车主要是由哪几部分组成，以及各部分的作用。,课后思考,2019/4/18,18,第一章 发动机工作原理和总体构造,基本概念 发动机总体构造 四冲程发动机工作原理和总体构造 发动机的分类,2019/4/18,19,发动机概述,发动机是汽车最主要的总成之一，动力的来源。被称为汽车的“心脏”。,2019/4/18,20,1.2 基本术语,上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 压缩比（） 工作循环,VL= V h I = Va / Vc,Vh= D2S 10-6/4 （L） D气缸直径mm S活塞行程mm,2019/4/18,21,压缩比,定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用表示。 = Va/Vc,压缩比过大的不良后果,现代化油器式发动机压缩比一般为69(轿车有的达911)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。,2019/4/18,22,压缩比过大的不良后果,返回,2019/4/18,23,1.3 发动机总体构造,机体及曲柄连杆机构 配气机构 燃油供给系 点火系（汽油机） 冷却系 润滑系 起动系,2019/4/18,24,发动机的总体构造,2019/4/18,25,1.4 四冲程发动机的简单工作原理,1.4.1 四冲程汽油机的工作原理 1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程,单缸四冲程汽油机的工作过程,2019/4/18,26,进气行程,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。,排气门关闭,进气门开启,活塞,温度370440 K， 压力7590 kPa,大气压力线,P,V,r,a,示功图,上止点,下止点,2019/4/18,27,压缩行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,压缩比： =Va/Vc,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,下止点,温度600800K， 压力6001500 kPa,2019/4/18,28,作功行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPa,作功终了：温度15001700 K， 压力300500 kPa,2019/4/18,29,排气行程,进气门关闭,排气门打开,活塞,P,V,r,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,温度9001200 K 压力105125 kPa,残余废气,2019/4/18,30,四冲程发动机工作状态,2019/4/18,31,1.4.2 四冲程柴油机的工作原理,喷油器,喷油泵,吸气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,进气门,排气门,纯空气,温度300370K压力800900 kPa,温度8001000K压力35 MPa,瞬时：温度18002200K压力510 MPa,温度8001000K压力105400 kPa,终了：温8001000K压力105400 kPa,2019/4/18,32,柴油机工作时各行程状态参数,2019/4/18,33,思考,四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么异同之处呢？,2019/4/18,34,二冲程发动机的工作原理,二冲程发动机 二冲程汽油发动机工作原理 二冲程柴油发动机工作原理,2019/4/18,35,二冲程汽油机工作原理,压缩混合气,进气,点火燃烧,排气,扫气孔,进气孔,排气孔,火花塞,1、结构,2019/4/18,36,二冲程柴油机工作原理,换气,燃烧,排气,压缩,喷油器,空气,扫气泵,废气,排气门,2019/4/18,37,2019/4/18,38,思考,1.理论上它的功率应等于四 冲程发动机的二倍。 2.由于作功频率较大，二冲 程发动机的运转比较均匀 平稳。 3.构造简单，质量较小。 4.易受磨损和经常需要修理 的运动部件数量较少。,二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？,2019/4/18,39,1.4.3 发动机的分类,车用内燃机,水冷发动机,风冷发动机,车用内燃机,车用内燃机,车用内燃机,四冲程发动机,二冲程发动机,汽油发动机,柴油发动机,单缸发动机,多缸发动机,化油器式发动机,直接喷射式发动机发动机,车用内燃机,单列式发动机,双列式发动机,2019/4/18,40,连杆,飞轮,曲轴,活塞,进气门,排气门,推杆,挺柱,正时齿轮, 配气机构 曲柄连杆机构,2019/4/18,41,摇臂,凸轮轴,2019/4/18,42,桑塔纳发动机结构示意图,2019/4/18,43,桑塔纳发动机冷却系示意图,2019/4/18,44,桑塔纳发动机润滑系示意图,2019/4/18,45,第二章 曲柄连杆机构,机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组,2019/4/18,46,2.1 概述,一、功用 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。 二、组成 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组,2019/4/18,47,三、工作条件,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。,以上各种力，使曲柄连杆机构和机体的各零件承受了不同形式的载荷，为保证工作可靠，需要采取相应结构措施。,2019/4/18,48,2.2 机体组,机体组组成：,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,2019/4/18,49,一、气缸体,1、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,一汽奥迪100汽车发动机气缸体,气缸体,曲轴箱,2019/4/18,50,2、分类,（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为,油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。,油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。,气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。,2019/4/18,51,（2）根据冷却方式不同,散热片,风冷气缸体和气缸盖,1、水冷 2、风冷,2019/4/18,52,（3）根据气缸的排列方式,结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。,缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状复杂，加工困难。六缸以上发动机使用,2019/4/18,53,高度小，总体布置方便。轿车中应用不多,对置气缸式发动机,2019/4/18,54,（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体,a、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 b、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。,2019/4/18,55,（5）干缸套和湿缸套,强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。,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。,性能如何？,2019/4/18,56,二、曲轴箱,1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构： 上轴箱 与气缸体铸成一体 下轴箱 贮存润滑油（油底壳） 3、材料： 薄钢板冲压（下曲轴箱）,2019/4/18,57,三、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。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。,上置式凸轮轴,铝合金与铸铁相比有何优越性？,导热性好、利于提高压缩比，适用与高速高强化汽油机,2019/4/18,58,气缸垫,气缸盖,气缸盖罩,衬垫,安装火花塞,2019/4/18,59,四、燃烧室,燃烧室的要求？,2019/4/18,60,五、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,2019/4/18,61,2.3 活塞连杆组,气环,油环,活塞销,活塞,连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆盖,2019/4/18,62,（一）活塞,1、功用：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600700K，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,2019/4/18,63,3、结构,（1）活塞顶部 功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。,2019/4/18,64,活塞顶分类,结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。,凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。,凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。,2019/4/18,65,（2）活塞头部,位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。,气环槽,油环槽,工作条件最恶劣，应离顶部远些。,1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。,作用：,活塞销孔,2019/4/18,66,（3）活塞裙部,位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。,2019/4/18,67,裙部表面的保护,1）镀锡 油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。 2）涂石墨(柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 3）表面粗糙化 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油润滑。,2019/4/18,68,（4）活塞形状,-工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。 -上小下大的圆锥形形状。,销座方向,裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形,工作时向里变形,桶形,不受压力的部分，去掉后可以减轻质量。,2019/4/18,69,开槽活塞（汽油机）,绝热槽,膨胀槽,圆槽,2019/4/18,70,活塞裙部结构,上小下大的圆锥形 裙部椭圆形,长轴垂直与销座孔方向; 桶形活塞 开槽活塞,2019/4/18,71,（二）活塞环,是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件： 高温、高压、高速、极难润滑。 平均寿命：6万公里 （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。,切口,气环,2019/4/18,72,气环结构,开口间隙： 背隙： 侧隙：,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；,2019/4/18,73,气环的泵油作用,2019/4/18,74,气环的泵油作用演示,2019/4/18,75,气环断面形状：,2019/4/18,76,（2）油环,刮油片,轴向衬环,径向衬环,刮油片,回油孔,2019/4/18,77,油环的刮油作用,2019/4/18,78,（三）活塞销,作用：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。,2019/4/18,79,活塞销的连接方式,连杆,活塞销,全浮式,半浮式,全浮连接的特点：活塞销能在连杆小头、销座孔中自由转动，三者间可相对运动，减少了磨损并使磨损均匀,2019/4/18,80,活塞销的偏置,使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气缸的一边过渡到另一边，减少敲缸的声音。,2019/4/18,81,（四）连杆,作用：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。,连杆组件分解图,2019/4/18,82,连杆的结构,小头：内有青铜衬套 杆身：一般为“工”字形断面，抗弯强度好，重量轻 大头：与曲轴相连，做成“分开式”。平切口与杆身轴线垂直，斜切口与杆身轴线成30-60度夹角。,切口的定位方式： 平切口：螺栓定位 斜切口：四种定位方式,2019/4/18,83,V型发动机连杆的布置形式,并列式,主副式,叉式,2019/4/18,84,连杆轴瓦 连杆螺栓,定位凸键,油槽润滑,减磨合金层,2019/4/18,85,2.4 曲轴飞轮组,一、曲轴飞轮组的组成,起动爪,正时齿轮,主轴瓦,皮带轮,扭转减振器,飞轮,飞轮螺栓,曲轴,2019/4/18,86,二、曲轴,1、功用：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。,2019/4/18,87,3、结构：,前端轴,连杆轴颈,曲轴轴颈,后端轴,平衡重,曲拐,曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。,曲柄,2019/4/18,88,曲轴的结构,曲拐：由主轴颈、连杆轴颈、曲柄组成,2019/4/18,89,曲轴的主轴颈,主轴颈：用于支撑曲轴的部位。 主轴颈数： 主轴颈数气缸数：全支承曲轴 主轴颈气缸数21：非全支承曲轴,2019/4/18,90,4、曲轴的支承方式,概念： 在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴，否则称为非全支承曲轴。,2019/4/18,91,5、曲轴的类型,整体式：应用广泛 组合式：一般用于隧道式气缸体，分段加工，整体加长。,2019/4/18,92,6、曲轴的润滑,润滑方式：压力润滑 相应结构：曲柄销和主轴颈的空心结构 主轴颈、曲柄销和轴瓦上的油道,2019/4/18,93,7、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,2019/4/18,94,8、曲轴的前端和后端,曲轴前端： 正时齿轮或正时齿形带轮、皮带轮、甩油盘 曲轴后端： 安装飞轮用凸缘、回油螺纹等,2019/4/18,95,9、曲轴的轴向定位,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）,2019/4/18,96,桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组,2019/4/18,97,三、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。,2019/4/18,98,（2）常见曲轴曲拐的布置,1）四冲程四缸发动机曲拐布置,四个曲拐在同一平面内，点火间隔：180,2019/4/18,99,2）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：1-2-4-3,2019/4/18,100,3）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置,2019/4/18,101,4）四冲程六缸发动机点火顺序,2019/4/18,102,四、曲轴扭转减振器,（一）扭转振动 自由扭转振动 强迫扭转振动,共振,功率损失、曲轴扭转变形甚至扭断、正时齿轮产生冲击噪声、磨损严重等,临界转速：发生共振时的转速,2019/4/18,103,（二）扭转减振器,皮带盘,惯性盘,橡胶垫,减振器圆盘,皮带轮毂,曲轴前端,功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。 安装：扭转振动较大的曲轴自由端,当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。,橡胶摩擦式扭转减振器,2019/4/18,104,四、飞轮,（一）功用： 将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。,2019/4/18,105,（二）构造,飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转动惯量；中间较薄，为减小质量,齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。,一缸上止点记号,作用是：调整点火正时,飞轮一般中间尺寸较薄，边缘较厚。为什么？,2019/4/18,106,第3章 配气机构,概述 配气机构的构造 气门间隙 配气相位 配气机构的组成和零件,2019/4/18,107,3.1 概述,一、功用： 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。 二、充气效率： 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。 v=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。,充气效率一般为何值?（取值范围）,2019/4/18,108,三、气门式配气机构,气门组 传动组 驱动组,2019/4/18,109,4.2 配气机构的构造,一、气门的布置型式 1、气门顶置式 组成：,2、气门侧置式已很少使用。,2019/4/18,110,2019/4/18,111,3、气门顶置式配气机构工作过程,A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。 B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。,2019/4/18,112,二、凸轮轴的布置型式,1、凸轮轴下置 有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间的传动装置（齿轮传动），有利于发动机的布置。,不利因素是什么？,凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。,2019/4/18,113,2、凸轮轴中置式,传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。 应 用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。,凸轮轴,挺柱,活塞,摇臂,调整螺钉,2019/4/18,114,3、凸轮轴上置式,应用：高速发动机 如：桑塔纳轿车发动机,凸轮轴,凸轮轴,活塞,特点： 凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运动的惯量减少。,双凸轮轴上置式发动机,2019/4/18,115,2019/4/18,116,三、凸轮轴的传动方式,2019/4/18,117,传动方式图例,2019/4/18,118,齿带传动图例,一汽audi轿车的齿形带传动装置,凸轮轴,曲轴,2019/4/18,119,四、各缸气门数及其排列方式,2019/4/18,120,相邻气门共用一个气道,进排气门交替排列,2019/4/18,121,每缸4气门排列方式,每缸4气门驱动方式,2019/4/18,122,常用气门顶置配气机构的类型,气门顶置，下置凸轮轴（OHV） 气门顶置，上置凸轮轴（OHC） 气门顶置，双摇臂，上置凸轮轴（OHV/OHC） 气门顶置，上置双凸轮轴（OHV/DOHC）,2019/4/18,123,五、配气相位,1、用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间 ，称为配气相位。,上止点,下止点,2019/4/18,124,2、配气相位演示,2019/4/18,125,3、气门叠开,气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角：气门同时开启的角度（+ ）。,排气过程,进气过程,气门叠开的后果？,2019/4/18,126,六、气门间隙,1、概念： 气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。,气门杆,摇臂,气门间隙,为何排气门间隙大于进气门间隙？,2019/4/18,127,气门间隙,气门间隙,气门间隙,2019/4/18,128,七、配气机构的零件和组件,1、气门组 气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片等零件组成。,要求： 保证气缸的密封。,2019/4/18,129,气门组实物图,2019/4/18,130,1）气门,功用： 燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。 工作条件： A、进气门600K700K，排气门800K1100K。 B、头部承受气体压力、气门弹簧力、传动惯性力等， C、冷却和润滑条件差， D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。 性能： 强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨,进气门570K670K（铬钢或铬镍钢） 排气门1050K1200K（硅铬钢）,头部,杆部,2019/4/18,131,气门头部的结构形式,2019/4/18,132,气门与气门座实物图,进气门,排气门,2019/4/18,133,气门锥角,气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。 锥角作用： A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。 B、气门落座时有较好的对中、定位作用。 C、避免气流拐弯过大而降低流速。,装配前应将密封锥面研磨。,边缘应保持一定的厚度，13mm。,2019/4/18,134,气门锥角的大小,进气门：一般为30，原因是在相同气门升程情况下，锥角小时进气阻力小；但由于头部边缘较薄，刚度差，密封性及导热性均差。 排气门：一般为45。因其热负荷较大,2019/4/18,135,气门杆,圆柱形，不断做往复运动。,较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度和耐磨性,气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式,凹槽,易断裂处,2019/4/18,136,气门杆弹簧座的固定形式,凹槽（环槽）：安装两半锥形锁片。 锁销孔：用锁销固定。,2019/4/18,137,充钠气门,由于发动机工作时,排气门经常处于高温条件下工作,钠约在970时为液态,具有良好的热传导能力。通过液态纳的来回运动,热量能很快从气门头部传到根部.可降低温度约l00。这样有利于降低混合气自燃的危险,从而握高了气门的使用寿命。 在维修发动时,进、排气门不能修整,只允许研磨。捷达l.6L发动机排气门内部注有钠。,充钠,2019/4/18,138,2）气门座,气门座： 气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。 作用： 靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。 接受气门传来的热量。,气门座,合金铸铁、奥氏体钢,2019/4/18,139,气门座圈： 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。 镶嵌式气门座特点： 优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。 缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。 汽油机：排气门采用镶嵌式气门座，进气门直接在缸盖镗 柴油机：进排气门均采用镶嵌式气门座,铝合金气缸盖为何气门座都要镶嵌气门座圈？,2019/4/18,140,3）气门导管,作用： 为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。 工作条件： 工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。 材料： 用含石墨较多的合金铸铁或粉末冶金材料，能提高自润滑作用。 加工方法： 外表面加工精度较高 ，内表面精绞 装配： 气门杆与气门导管间隙0.050.12mm。,气门导管,气缸盖,过盈配合,卡环：防止气门导管在使用中脱落。,倒角,伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。,2019/4/18,141,4）气门弹簧,功用：保证气门的回位，使气门与气门座紧密贴合。 材料：高锰碳钢、铬钒钢,气门弹簧的装配,气门弹簧,气门弹簧座,锁片,2019/4/18,142,气门弹簧,圆柱形螺旋弹簧,圆柱等螺距弹簧,不等距弹簧,随着有效圈数的减少，自然频率提高。,气门弹簧要避免发生共振（当工作频率和自身频率相等或成某一倍数时），主要措施有：不等距弹簧、双弹簧,提高弹簧自身刚度，改变其自振频率,2019/4/18,143,双弹簧布置,旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧，一根折断后另一根可继续工作,应用车型： 奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505,2019/4/18,144,5）气门旋转机构,通过发动机运转振动力作用，使气门在气门座上自由的做不规则的旋转的装置，其作用是：减小气门头部受热变形，防止沉积物形成。,锥形套筒,锁片,锁 片,强制旋转机构,弹簧座,气门弹簧,支承板,碟形弹簧,壳体,2019/4/18,145,作业,1、气门弹簧起什么作用？为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？ 2、气门锥角有什么作用？,2019/4/18,146,2、气门驱动组,1、组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。 2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。,凸轮,挺柱,推杆,摇臂,凸轮轴正时齿轮,摇臂轴,2019/4/18,147,1）凸轮轴,作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件： 承受气门间歇性开启的冲击载荷。 耐磨，抗冲击韧性，刚度。 材料： 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：凸轮、轴颈、偏心轮、螺旋齿轮；每2气缸一个轴颈；轴颈直径前后依次减小；另有空心凸轮轴，如捷达EA113,凸轮,凸轮轴轴颈,驱动分电器的螺旋齿轮,2019/4/18,148,凸轮,工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。 凸轮性能：表面有良好的耐磨性，足够的刚度、韧性。,凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。,2019/4/18,149,同名凸轮的相对角位置,同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。,四缸发动机凸轮投影,点火顺序： 1243,2019/4/18,150,凸轮的轮廓,凸轮轮廓应保证气门的运动规律符合配气相位的要求,气门开启点,消除气门间隙阶段,气门升程最大时刻,气门关闭点,出现气门间隙阶段,缓冲结束点,2019/4/18,151,凸轮轴的轴向定位：,正时齿轮,止推板,隔圈（调节环）,凸轮轴颈,凸轮轴的轴向间隙,气缸体,利用调节环控制轴向窜动,窜动量,作用：为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。,2019/4/18,152,凸轮轴的轴向定位：,止推轴承：第一轴承 止推片：正时齿轮与第一轴颈之间 止推螺钉：正时齿轮盖上 以上各结构中均应留有一定间隙，并可调整。,止推片,2019/4/18,153,凸轮轴的驱动,A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。,2019/4/18,154,B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。,曲轴正时齿形带轮,中间轴齿形带轮,张紧轮,凸轮轴正时齿形带轮,2019/4/18,155,2）挺柱,（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。 （2）挺柱的分类：,2019/4/18,156,挺柱端面与凸轮的关系,锥形凸轮,挺住受凸轮侧向推力，产生一定倾斜，长期会造成挺柱与导管间的单面磨损及挺柱与凸轮间的不均匀磨损。因此将凸轮制成锥面，将挺柱底部制成球面，以使磨损均匀。,由于存在气门间隙，在高速运动时会产生较大的震动和噪声，不适宜要求行驶平稳和低噪声的发动机,凸轮为何要成锥形？,2019/4/18,157,液力挺柱,挺柱体,柱塞,球形支座,卡环,柱塞弹簧,单向阀,单向阀架,柱塞腔A,挺柱体腔B,进油口,进油通道,结构： 性能： 消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。,发动机工作时，机油沿主油道供到气门挺柱，并充满柱塞内腔及其下面的空腔。当气门关闭时，机油经挺柱体和柱塞上的油孔压进柱塞腔A内，并推开单向阀充人挺柱体腔B内。弹簧6使柱塞3连同压合在柱塞中的球座2紧靠着推杆，使配气机构的间隙消失。 当凸轮转到工作而使挺柱上推时推杆作用于支承座2和柱塞3上的反力力图使柱塞克服柱塞弹簧的力相对于挺柱体1向下移动，于是柱塞下部空腔内的油压迅速升高，使单向阀7关闭。由于液体的不可压缩性，整个挺柱便像一个刚体一样，按凸轮的运动规律，使气门开启、关闭。 当油压过高或者气门受热膨胀时，将有少许油液经柱塞与挺柱体的间隙处漏出去。 当气门开始关闭或冷却收缩时，柱塞所受压力减小，由于柱塞弹簧的作用，柱塞向上运动，始终保持与推杆的接触，同时柱塞下部空腔B产生真空度，于是，主油道的油压将再次推开单向阀，向挺柱体腔内充油而再度充满整个挺柱内腔。,2019/4/18,158,液力挺柱,机油经2、3、4、7进入低压油腔（柱塞11上方），并经5进入高压油腔。凸轮作用，挺柱9及柱塞下移，高压油腔油压升高，使5压紧在柱塞座上，两油腔完全分离；由于液体的不可压缩，挺柱与油缸成为一个刚体，气门被打开。气门关闭后，在弹簧力作用下，挺柱上移，高压腔压力下降，凸轮与挺柱之间始终无间隙。 在气门受热时，可通过减少补油量或泄露来自动改变挺柱的高度。因此，无需气门间隙存在。,2019/4/18,159,桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图,气门关闭时,气门打开时,单向阀,弹簧被压缩,2019/4/18,160,3）气门推杆,作用： 将挺柱传来的推力传给摇臂。 工作情况： 是气门机构中最容易弯曲的零件。强度要求高，尽量短。 材料： 硬铝或钢,实心推杆,硬铝推杆,钢支承,2019/4/18,161,4）摇臂,摇臂结构示意图,气门间隙调节螺钉,调节螺母,摇臂,摇臂轴套,易磨损部位 堆焊耐磨合金,功用：将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。,2019/4/18,162,摇臂结构示意图,摇臂比=1.2-1.8,润滑油道,油槽,润滑油道,装调整螺钉和紧固螺母处,2019/4/18,163,摇臂组示意图,摇臂轴,螺栓,摇臂轴支座,摇臂轴紧固螺钉,摇臂称套,调整螺钉,摇臂,定位弹簧,2019/4/18,164,桑塔纳发动机的配气机构,2019/4/18,165,气门间隙调整原则,调整原则： 1、不可调区域： 将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。 将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。 2、调气门间隙的步骤： 1）画出配气相位图 2）排出各缸的位置 3）当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。,2019/4/18,166,利用配气相位调节气门间隙,例：=8 =31 =28 =8 点火次序：153624 一缸在压缩上止点，问那些气门的间隙可调？,2019/4/18,167,1缸,5缸,3缸,6缸,2缸,4缸,2019/4/18,168,三、本田雅阁发动机气门间隙的调整,1只有当缸盖温度降到38度以下后，才能进行气门间隙调整。 (1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。 (2)设置1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮上的“UP”记号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口应与缸盖表面平齐。,2019/4/18,169,(3)调节1号气缸进、排气门的间隙 进气门：026mm 002mm； 排气门：030mm 002mm。 (4)松开锁止螺母， 转动调节螺钉，直到 厚薄规前后移动时感 觉到有一点拖滞为止。 (5)拧紧锁止螺母， 再检查气门间隙， 如有必要，重新进 行调整。,2019/4/18,170,实物图,测量气门间隙,拧松紧定螺母，调正调节螺钉,2019/4/18,171,(6)逆时针方向旋转曲轴180度(凸轮轴皮带轮转动90度)，“UP” 记号应在排气门侧。调节第3号气缸进、排气门的间隙。,2019/4/18,172,(7)继续逆时针方向转动曲轴180。使第4号气缸活塞处于压缩上死点位置。调节第4号气缸进、排气门的间隙。,2019/4/18,173,(8)再逆时针转动曲轴180。使第2号气缸活塞处于压缩上死点位置，“UP”记号应在进气门侧。调节第2号气缸进、排气门的间隙。,2019/4/18,174,第四章 汽油机燃料供给系,汽油机燃料供给系的组成 简单化油器及可燃混合气组成 可燃混合气成分与汽油机性能的关系 化油器各工作系统 化油器构造 汽油的供给装置,2019/4/18,175,汽油机供给系的功用和组成,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,2019/4/18,176,汽油的性质,物理特性： 粘度小、流动性好、自润性差 使用性能指标： 蒸发性：能被蒸发的性能。 热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。 标号：标号越高，抗爆性越强。 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）,2019/4/18,177,供给路线图,油箱,在 气缸内燃绕,2019/4/18,178,桑塔纳轿车汽油供给系示意图,油箱,油管,汽油泵,汽油滤清器,化油器,空气滤清器,2019/4/18,179,4.1 化油器式供给系简单化油器与可燃混合气的形成,简单化油器的结构: 浮子室、针阀、喉部、节气门（油门） 工作原理： 节气门开度影响喉部真空度，开度越大，真空度越大，喷油量越大；当节气门开度一定时，发动机转速越高，喉部真空度越大。,喉部（喉管）,浮子（室）,节气门,2019/4/18,180,混合气浓度的表示方法,过量空气系数 我国使用 空 燃 比国外常用,2019/4/18,181,简单化油器的特性曲线,特性曲线：随化油器喉部真空度（即节气门开度）变化而变化的趋势。 变化趋势：随着节气门开度加大，空气量和汽油量同时加大，但前者增加小于后者，混合气渐变浓；再继续开大节气门时，两者比率逐渐接近，混合气浓度趋于稳定。,2019/4/18,182,混合气成分对发动机性能的影响,功率最大功率混合气（浓）油耗最低经济混合气（稀）,2019/4/18,183,有利的化油器特性曲线,1相应最大功率的值，节气门开度越小，发出最大功率的越小； 2相应最小油耗的值，节气门开度越小，获得最小油耗的越小；即小负荷时，较浓混合气才能保证发动机工作最经济。 3理想化油器特性曲线，在两者之间。,2019/4/18,184,现代化油器实际工况对可燃混合气成分的要求,工况：发动机的转速和负荷。分为：怠速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷,2019/4/18,185,现代化油器发动机运转过程中的过渡工况,冷起动：发动机起动时，转速极低，空气流速极慢，气缸内温度低，汽油附着在进气管内壁上，为保证顺利起动，需供给极浓混合气。（=0.2-0.6） 暖机：起动后，发动机温度逐渐上升，直至发动机能进行稳定怠速运转为止。 随温度上升而逐渐增大。 加速：即节气门突然加大，负荷突然迅速增加的过程。节气门突然开大时，空气量增加大于汽油量增加，短时间内混合气变得很稀，需要额外添加供油量，以保证混合气足够浓。 此为理想化油器特性,2019/4/18,186,现代化油器化油器结构,五大系统,主供油系统,怠速系统,加浓系统,加速系统,起动系统,2019/4/18,187,现代化油器主供油系统,功用：保证正常工作时，混合气随节