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汽车构造上 陈家瑞 第3版 复习资料1、 对于往复活塞式内燃机，曲轴每转两圈，活塞往复运动四次，完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的称为四冲程内燃机。如果曲轴每转一圈，活塞往复运动两次，完成一个工作循环的称为二冲程内燃机。2、气缸总容积（Va）等于气缸工作容积(Vh)与燃烧室容积之和(Vc)，即 Va = Vh + Vc 。压缩比（）等于气缸总容积和燃烧室容积之比，= Va/ Vc=( Vh + Vc)/ Vc=1+ Vh/ Vc3、 示功图：气缸内气体压力随曲轴转角或气缸容积变化的曲线图。（可用示功器在试验中直接测得的）示功图的作用：由示功图可以得到许多重要数据，如气缸内气体的瞬时压力和温度，最高爆发压力，着火时刻，燃烧终点，燃烧规律等，它们是分析内燃机工作过程好坏的原始数据。4、内燃机的总体构造，主要由以下几部分组成：机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系、点火系、润滑系、冷却系、起动装置。5、发动机主要性能指标：动力性能指标、经济性能指标、运行性能指标。6、柴油机调速特性：在调速器起作用时，柴油机的性能指标随转速或负荷变化的关系。有两级式调速器和全程式调速器两种。一般汽车上用二级式。工程机械、矿山机械等用柴油机一般装用全程式。 （1）两级式调速器的调速特性：由于调速器的作用，使速度特性的两端得到调整。转速变化时，扭矩曲线急剧变化。中间部分按速度特性变化。 （2）全程式调速器：由于调速器的作用，柴油机的转矩和燃油消耗率曲线得到了改造，它不仅能限制超速和保持怠速稳定，而且能自动保持在选定的任何速度下稳定工作。7、曲柄连杆机构受的力：主要有气压力P，往复惯性力Pj，旋转离心力Pc和摩擦力F。如图1。注：只有在需要画分力时才需参照图2、图3、图4。（1）气体压力P在每个工作循环的四个行程中始终存在。但进气行程和排气行程中气体压力较作功和压缩行程中的气体压力要小得多,对部件影响不大,故我们只讨论作功和压缩行程中的气体压力。 气压力P的集中力PP分解为侧压力NP和SP， SP分解为RP和TP，RP使曲轴主轴颈处受压，TP为周向产生转矩的力。作功行程：侧压力NP向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重。如图2压缩行程：侧压力NP向右，活塞的右侧面压向气缸壁，右侧磨损严重。TP对曲轴造成一个旋转阻力矩,企图阻止曲轴旋转。在压缩行程中,气体压力阻碍活塞向上运动。如图3（2）往复惯性力Pj ：往复运动的物体,当运动速度变化时,产生往复惯性力。质量越大，转速越高，Pj越大当活塞从上止点向下止点运动时，其速度变化规律是：从零开始，逐渐增大，临近中间达到最大值，然后又逐渐减小至零。因为当活塞向下运动时，前半行程是加速运动。惯性力向上,后半行程是减速运动,惯性力向下。相反，当活塞向上运动时，前半行程是加速运动。惯性力向下,后平行程是减速运动,惯性力向上。（3）离心惯性力PC：方向总是背离曲轴中心向外。 离心力在垂直方问的分力PCy与往复惯性力PJ方向总是一致的,加剧了发动机的上、下振动，水平方向的分力使发动机产生水平方向的振动。如图4（4）摩擦力F：总与运动方向相反。它是造成配合表面磨损的根源。 图1 图2 图3 图48、活塞连杆组 的组成 ，如右图。 9、活塞的变形原因：（1）燃烧气体压力：活塞工作时，燃烧气体压力p均匀作用在活塞顶上,活塞销给的支反力作用在活塞裙部的销座处，由此产生的变形是裙部直径沿活塞销座轴线方向增大。（2）侧压力：使圆的裙部压扁的趋势,同时迫使活塞裙部直径沿活塞销座轴同一方向增大。（3）热膨胀：活塞销座附近的金属堆积,受热后膨涨量大,致使裙部在受热变形时，在沿活塞销座轴线方向的直径增量大于其它方向。活塞变形规律：（1）活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配合间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；（2）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；（3）裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用的结果。 措施：（1） 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 因为温度上高下低，壁厚上厚下薄；活塞自上而下膨胀量由大而小。（2）活塞裙部制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。因销座处金属量多而受热膨胀量大，以及侧压力作用的结果,裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。（3）裙部开隔热膨胀槽，其中横槽叫隔热槽，竖槽叫膨胀槽。(柴油机一般不开)。为了减小活塞裙部的受热量，通常在裙部开横向的隔热槽。为了补偿裙部受热后的变形量，裙部开有纵向的膨胀槽。10、偏置销座：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面偏移1mm2mm。作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。 11、曲拐的布置原则：（1)使各缸作功间隔角尽量相等。对直列多缸四冲程发动机，作功间隔角为7200/缸数n。（2)连续作功的两缸相隔尽量远，减少主轴承连续载荷和避免相邻两缸进气门同时开启的抢气现象。（3)V型发动机左右两气缸尽量交替作功。12、化油器式发动机燃油供给系统组成：燃油供给装置、空气供给装置、可燃混合气形成装置、可燃混合气供给和废气排出装置。（1）汽油供给装置包括：油箱12、汽油泵6、油管9、汽油滤清器7。（2）空气供给装置包括：空气滤清器1、进气消声器（3）可燃混合气形成装置：化油器2（4）可燃混合气供给和废气排出装置：进气管3、排气管4、排气消声器10。13、凸轮轴的布置形式可以分为下置、中置和上置三种。三者都可以用于气门顶置式配气机构。(1) 凸轮轴下置：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。缺点是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。 （2）凸轮轴中置式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。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。（3）凸轮轴上置式：凸轮轴直接通过摆臂或直接驱动气门。应用于高速发动机14、凸轮轴的传动方式：（1）齿轮传动：凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形定时齿轮传动。工作可靠，啮合平稳、噪声小。（2）链条传动：链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构。可靠性、耐久性略差，噪声大，造价高。（3）齿形带传动：适用于高速发动机的凸轮轴上置式配气机构。成本低，但工作性能好。15、配气相位(或称配气正时)：以活塞在上、下止点为基准计算的进、排气门开闭时间，用曲轴转角表示。内燃机的进气提前角、进气滞后角、进气持续角(180+)、排气提前角、排气滞后角、排气持续角(180+)和进排气门重叠角(+)等。 16、化油器的五大工作系统：主供油系统、怠速系统、加浓系统、加速系统、起动系统，作用于五种工况。主供油系统除怠速与极小负荷工况，均起作用；怠速系统保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。a为0.60.8。加浓系统在大负荷和全负荷时额外供油，保证在全负荷时混合气浓度达到a为0.80.9，当发动机在冷态起动工况时，在化油器内形成极浓的混合气a为0.20.6。17、怠速系统：保证在怠速和很小负荷时供给很浓的混合气。 a为0.60.8。 右图。1）结构：油道7，空气量孔6，过渡喷孔5，调整螺钉4、怠速喷口3、开度调节螺钉2，怠速量孔8。2）工作原理：发动机怠速时,怠速喷口处真空度为pxp0- px ,在px的作用下，浮子室中的汽油经主量孔和怠速量孔，流入怠速油道，与从怠速空气量孔进入的空气混合成泡沫状的油液自怠速喷口喷出。喷出的泡沫状的汽油受到高速流过节气门边缘的空气的冲击,再次雾化。因为有极少量空气从怠速空气量孔渗入，所以怠速油道中的真空度pxxp0- pxx ，小于节气门后面的真空度px。 决定通过怠速量孔的汽油流量的是怠速通道真空度pxx 。引入极少量的空气是必要的，因为节气门后面的真空度太大，而怠速时所需油量却很少。在怠速喷口的上方不远处还设置一个怠速过渡孔、使发动机能够由怠速工况圆滑地转入小负荷工况而不致发生混合气突然过稀，甚至供油中断以致发动机熄火。18、汽油喷射系统按汽油喷射方式分为连续喷射系统和间歇喷射系统。间歇喷射系统按照喷油时序的不同又可分为顺序喷射、分组喷射和同时喷射。（1）同时喷射：将各气缸的喷油器并联，所有喷油器有电脑的同一个指令控制，同时喷油，同时断油。不考虑发动机的工作顺序，发动机曲轴转两周（即每缸完成一个工作循环），每缸的喷油器喷两次油。(2)分组喷射：将各气缸的喷油器分成几组，同一组喷油器同时喷油或断油。不考虑发动机的工作顺序，在发动机的一个工作循环中，每一组喷油器喷一次油。（3）顺序喷射：喷油器由电脑分别控制，按发动机各气缸的工作顺序喷油。按发动机的工作顺序喷油，发动机曲轴转动两周，每缸喷油器各喷一次油。 19、M3.8.2型电控顺序多点汽油喷射系统：电子控制多点燃油顺序喷射系统，闭环控制，其突出特点是喷油量及点火时刻综合控制。（1）结构组成：由电子控制单元（ECU）、传感器、执行器等组成，传感器为燃油喷射系统和点火系统所共用。 其中，传感器：发动机转速传感器、空气流量传感器、相位传感器、进气温度传感器、爆震传感器等。 执行器：电动汽油泵、喷油器、点火线圈与点火控制器、油压调节器、活性碳罐电磁阀等（2）工作过程：系统中的节气门控制装置由怠速开关、怠速节气门电位计、节气门电位计及怠速电机等组成。节气门电位计直接与节气门轴连接,向电控单元提供节气门位置信号。怠速节气门电位计向电控单元提供怠速时的节气门位置。怠速开关在整个怠速期间处于闭合状态，电控单元根据此信号识别出怠速工况。如果此信号中断，电控单元将根据节气门电位计及怠速节气门电位计所提供的信号来判定发动机是否处于怠速状态。怠速电机受控于电控单元，按照电控单元的指令，在怠速调节范围内通过齿轮传动来调节节气门的开度。M3.8.2电控系统同时控制汽油喷射及点火定时，以实现两者的最佳配合。（3）可实现的控制：点火定时的控制爆燃控制喷油量控制汽油蒸发的控制电动汽油泵的控制。20、A型喷油泵 (1)组成：泵油机构、供油量调节机构、驱动机构、喷油泵体（2）柱塞偶件上有直槽、45斜槽（两槽相通） （3）泵油过程：分三个阶段进油过程、供油过程、回油过程进油过程：柱塞下行，当柱塞把柱塞套上的进油孔打开后，柴油从喷油泵的低压油腔经油孔进入泵油室。供油过程：柱塞上行关闭进油孔后，泵油室内的油压迅速升高，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管。 回油过程：柱塞继续上行，当柱塞上的斜槽与回油孔相通时，高压油经回油孔流回低压油腔，出油阀关闭，供油结束。（4）柱塞行程：柱塞由其下止点移动到上止点所经过的距离称作柱塞行程，也就是喷油泵凸轮的最大升程。注：喷油泵并不是在整个柱塞行程内部供油。喷油泵供油一直供油的是柱塞有效行程。柱塞有效行程：柱塞顶面封闭柱塞套油孔到柱塞螺旋槽打开柱塞套油孔这段柱塞行程。 （5）调节供油量方法：转动柱塞可改变有效供油行程hg，从而改变循环供油量g。 21、VE型分配泵（1）结构：由驱动机构、二级滑片式输油泵、高压分配泵头和电磁式断油阀等部分组成。（2）工作原理：供油过程：当平面凸轮盘的凹下部分转至与滚轮接触时，柱塞弹簧将分配柱塞向左推移，柱塞腔容积增大。进油槽与柱塞套上的进油孔相通，柴油经油道流入柱塞右端腔室和中心油道内。泵油过程：平面凸轮盘凸起部分与滚轮接触时，分配柱塞边转边右移。进油孔关闭，柱塞腔内燃油压力升高，柱塞上分配孔与柱塞套上的出油孔之一相通，高压柴油即经中心油道、分配孔、出油阀流向喷油器，喷入燃烧室。 停油过程 ：柱塞在平面凸轮的推动下继续右移，左端的泄油孔移出油量调节套筒与分配泵内腔相通时，柱塞腔内的高压油立即经泄油孔流入泵体内腔中，柴油压力立即下降，供油停止。（3）柱塞有效供油行程：从柱塞上的燃油分配孔与柱塞套上的出油孔相通的时刻起,至泄油孔移出油量调节套筒的时刻止,这期间分配柱塞所移动的距离（4）调节供油量：有效供油行程越大，供油量越多。移动油量调节套筒即可改变有效供油行程。22、柴油机电控技术的发展经历了三代：位置控制、时间控制、时间压力控制（压力控制）。23、水冷系统的组成：包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶以及其他附加装置等。24、冷却系的大小循环实质 ：通常利用节温器来控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中（一般装在气缸盖的出水口），根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线，以达到调节冷却系的冷却强度。（1）大循环：当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于80，节温器阀门打开了通往散热器的通道，同时关闭了通往水泵的旁通管，冷却水全部流经散热器，形成大循环。（2）当冷却水温低于70时，节温器阀门关闭了通往散热器的通道，同时打开了通往水泵的旁通管，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷。（3）综合循环：当发动机的冷却水温在7080范围内，通往散热器的通道和通往水泵的旁通管均处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。25、润滑系功用：润滑作用清洗作用冷却作用密封作用防锈蚀作用液压作用减震缓冲作用。26、润滑方式：压力润滑：适用于负荷大，相对运动速度高的工作表面。如曲轴主轴承、连杆轴承及凸 轮轴轴承、摇臂等。飞溅润滑：适用于外露、负荷小、相对运动速度小的工作表面。如相对滑动速度较小的活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等。润滑脂润滑（定期润滑）：适用于辅助机件，水泵及发电机轴承等。27、润滑系的组成：油底壳，机油泵，限压阀及旁通阀，机油滤清器，机油散热器，机油压力表、温度表等。28、正常工作时，不经过旁通阀和减压阀。按箭头方向润滑。滤清器被堵时润滑油不经过滤清器滤清，经旁通阀直接进入主油道。油压过高时，经减压阀返回机油泵入口。29、按照内燃机与电动机联接方式的不同，混合动力汽车分为串联型、并联型和串并联型三种。30、混合动力车的工作原理（串联型）：在车辆行驶之初，蓄电池处于电量饱满状态，其能量输出可以满足车辆要求，辅助动力系统不需要工作。电池电量低于60时，辅助动力系统起动,当车辆能量需求较大时，辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量；当车辆能量需求较小时，辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。由于蓄电池组的存在，使发动机工作在一个相对稳定的工况，使其排放得到改善。 31、销座偏置的工作原理：因销座偏置,在接近上止点时,作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边,使活塞倾斜,裙部下端提前换向。而活塞在越过上止点,侧压力反向时,活塞才以左下端接触处为支点,顶部向左转（不是平移）,完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。32、M3.8.2型电子控制系统的工作过程：（工作过程以此为准，可控制的类型参照第19条）电脑通过发动机转速信号识别起动工况，当发动机转速低于一定值时，则进入起动工况；当发动机转速高于一定值时，则退出起动工况。 通过怠速开关信号识别怠速工况，怠速开关闭合时，进入怠速工况；当节气门位置传感器信号介于最大和最小之间时，则进入部分负荷工况；当节气门位置传感器达到最大时，则进入全负荷工况。通过节气门位置传感器信号变化率的大小和正负识别加减速过渡工况，当节气门位置传感器信号变化率增大并超过一定值时，进入加速工况；当节气门位置传感器信号变化率减小并低于一定值时，进入减速工况。此外根据爆燃传感器提供的信息，电脑还可识别发动机是否发生爆燃。如果发生爆燃，电脑将推迟点火，以消除爆燃。爆燃消除后，点火提前角逐渐恢复到爆燃