项目三 汽车发动机

项目三汽车发动机汽车发动机是为汽车提供动力的发动机，是汽车的心脏，影响汽车的动力性、经济性和环保性。它是由许多机构和系统组成的复杂机器，无论是何种发动机，要完成能量转化，实现工作循环，保证长时间工作，都必须具备一些机构和系统。本项目通过对汽油发动机的两大机构和四大系统的学习（起动系统将在项目四中介绍），认知发动机主要部件的作用、结构及工作原理。项目描述项目三汽车发动机学习目标

通过本次项目的学习，应能够：1. 描述发动机总成的功用及组成。2. 认知发动机各总成的结构组成。3. 描述发动机各总成的主要作用。

项目三汽车发动机项目内容知识点一：发动机总成认知知识点二：曲柄连杆机构认知知识点三：配气机构认知知识点四：冷却系统认知知识点五：润滑系统认知知识点六：汽油机燃料供给系统认知知识点七：点火系统认知项目三汽车发动机发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为另一种能的机器，通常是把化学能转化为机械能。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧，并将产生的热能转变为机械能，为汽车行驶及其他装置的工作提供动力。知识点一：发动机总成认知项目三汽车发动机1.按照动力来源将发动机按照动力来源分类，可以分为内燃机和外燃机等。其中现代汽车用发动机主要是内燃机，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机；外燃机的不同之处是燃料在机器外部燃烧，主要包括蒸汽机和斯特林发动机等。一．发动机的分类图3-1内燃机的工作过程图3-2蒸汽机和斯特林发动机项目三汽车发动机2.按照使用的燃料内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油为燃料的内燃机称为柴油机。一．发动机的分类项目三汽车发动机3.按燃油供应方式按燃油供应方式分类：化油器发动机和电喷发动机以及缸内直喷发动机。一．发动机的分类图3-5电喷发动机的组成项目三汽车发动机4.按进气系统的工作方式按进气系统的工作方式可分为自然吸气、涡轮增压、机械增压和双增压四个类型。一．发动机的分类项目三汽车发动机5.按活塞运动方式按活塞运动方式可分为往复活塞式内燃机和旋转活塞式发动机两种。一．发动机的分类项目三汽车发动机6.按气缸排列型式按气缸排列型式分直列发动机，V型发动机和水平对置发动机等。一．发动机的分类图3-10水平对置发动机，直列发动机和V型发动机项目三汽车发动机7.按气缸数目按气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。现代汽车多采用三缸，四缸、六缸、八缸发动机。一．发动机的分类图3-11单缸发动机和四缸发动机项目三汽车发动机8.按冷却方式按冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。一．发动机的分类图3-12水冷发动机和风冷发动机项目三汽车发动机9.按冲程数按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。一．发动机的分类项目三汽车发动机1.汽油发动机型号的含义汽油发动机型号的排列顺序及符号所代表的意义如图3-14所示。二．发动机的型号图3-14汽油发动机型号的排列顺序项目三汽车发动机2.汽油发动机型号举例1E65F：单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型。4100Q：四缸，四行程，缸径100ITlIn，水冷车用。4100Q-4：四缸，四行程，缸径100rnn2，水冷车用，第四种变型产品。CA6102：六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型。CA表示系列符号。8V100：八缸，四行程，缸径100mm，V型，水冷通用型。二．发动机的型号项目三汽车发动机3.柴油发动机型号的含义柴油发动机型号的排列顺序及符号所代表的意义如图3-15所示。（1）首部：包括产品系列代号、换代符号和地方、企业代号，有制造厂根据需要自选相应的字母表示，但须经行业标准标准化归口单位核准、备案。（2）中部：由缸数符号、气缸布置形式符号、冲程符号和缸径符号组成。（3）后部：由结构特征符号和用途特征符号组成。（4）尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选择适当的符号表示，后部与尾部可用“-”分隔二．发动机的型号项目三汽车发动机4.柴油发动机型号举例195：单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型。165F：单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型。495Q：四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用。X4105：四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型。X表示系列符号。二．发动机的型号项目三汽车发动机发动机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、起动系和点火系（柴油机无点火系）组成，如图3-16所示。三．发动机的结构曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成，它能够将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。知识点二：曲柄连杆机构认知项目三汽车发动机机体组由气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳等不动件组成，如图3-23所示。1.机体组项目三汽车发动机图3-23机体组（1）气缸体气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，是发动机中最重要的一个部件。气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体，如图3-24所示。1.机体组项目三汽车发动机图3-24风冷式气缸体和水冷式气缸体（2）气缸盖气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室，如图3-26所示。1.机体组项目三汽车发动机图3-23机体组（3）气缸垫气缸盖与气缸体之间装有气缸衬垫，其作用是保证气缸盖与气缸体间的密封，防止燃烧室漏气、水套漏水，如图3-27所示。1.机体组项目三汽车发动机图3-27气缸垫（4）油底壳油底壳是曲轴箱的下半部，又称为下曲轴箱。作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止杂质进入，并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润滑油，散去部分热量，防止润滑油氧化。油底壳多由薄钢板冲压而成。1.机体组项目三汽车发动机活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆运动件组成，如图3-29所示。2.活塞连杆组项目三汽车发动机图3-29活塞连杆组（1）活塞活塞的作用是与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室，并承受气缸中气体压力，通过活塞销将作用力传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞可分为头部、环槽部和裙部三部分，如图3-30所示。2.活塞连杆组项目三汽车发动机图3-30活塞的组成（2）活塞环活塞环安装在活塞环槽内，用来密封活塞与气缸壁之间的间隙，防止窜气，同时使活塞往复运动便顺捷。活塞环分为气环和油环两种，如图3-32所示。2.活塞连杆组项目三汽车发动机图3-32活塞环（3）活塞销活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，并将活塞所受的气体作用力传给连杆。在汽车发动机中连杆小头与活塞销的连接方式有两种，即全浮式和半浮式，如图3-33所示。2.活塞连杆组项目三汽车发动机（4）连杆连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴，并使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，连杆体与连杆盖分为连杆小头、杆身和连杆大头，如图3-34所示。2.活塞连杆组项目三汽车发动机曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、扭转减振器等组成，如图3-35所示。3.曲轴飞轮组项目三汽车发动机图3-35曲轴飞轮组（1）曲轴曲轴是发动机最重要的机件之一，如图3-36所示。其作用是将活塞连杆组传来的气体作用力转变成曲轴的旋转力矩对外输出，并驱动发动机的配气机构及其他辅助装置工作。3.曲轴飞轮组项目三汽车发动机图3-36曲轴（2）飞轮飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，外缘上压有一个齿圈，与起动机的驱动齿轮啮合，供起动机发动机时使用，如图3-37所示。3.曲轴飞轮组项目三汽车发动机图3-37飞轮发动机配气机构由气门传动组和气门组两部分组成，如图3-38所示。它能够按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。知识点三：配气机构认知项目三汽车发动机气门传动组的作用是使进排气门按配气相位规定的时刻进行开闭，并保证有足够的开度。其组成包括凸轮轴、液压挺柱、正时齿形带（或正时链条）、正时齿轮、张紧轮等。（1）凸轮轴凸轮轴是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。1.气门传动组项目三汽车发动机（2）液压挺柱挺柱的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门。它安装在气缸体或气缸盖上相应处镗出的导向孔中，常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造。挺柱常用的型式有：整体式挺柱、滚轮式挺柱和液压挺柱，如图3-40所示。1.气门传动组项目三汽车发动机图3-40挺柱的类型（3）正时皮带正时皮带是发动机配气系统的重要组成部分，通过与曲轴的连接并配合一定的传动比来保证进、排气时间的准确。使用皮带而不是齿轮来传动是因为皮带噪音小，自身变化量小而且易于补偿。显而易见皮带的寿命肯定要比金属齿轮短，因此要定期更换皮带。1.气门传动组项目三汽车发动机气门组由进排气门、气门导管、气门座、气门内外弹簧、气门弹簧座、气门弹簧锁片和气门油封等组成。（1）气门气门是燃烧室的组成部分，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。气门由头部和杆部构成，如图3-41所示。2.气门组项目三汽车发动机（2）气门导管气门导管的功用是对气门的运动导向，保证气门作直线往复运动，使气门与气门座或气门座圈能正确贴合，如图3-42所示。2.气门组项目三汽车发动机（3）气门锁片气门杆与弹簧连接有两种方式，如图3-43所示。一种是锁片式，在气门杆端部的沟槽上装有两个半圆形锥形锁片，弹簧座紧压锁片，使其紧箍在气门杆端部，从而使弹簧座、锁片与气门联接成一整体，与气门一起运动，如图3-44所示。另一种是以锁销氏替锁夹销的径向孔，通过锁销进行连接。2.气门组项目三汽车发动机（4）气门弹簧气门弹簧功用是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启时配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。如图3-45所示。2.气门组项目三汽车发动机发动机冷却系由水泵、散热器、冷却风扇、节温器及报警装置等组成，如图3-46所示。它能够使使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。知识点四：冷却系统认知项目三汽车发动机发动机水冷系统中的散热器由进水室、出水室、主片及散热器芯等三部分构成。按照散热器中冷却液流动的方向可将散热器分为纵流式和横流式两种，如图3-47所示。1.散热器项目三汽车发动机图3-47横流式散热器和纵流式散热器冷却风扇的作用是当风扇旋转时吸进空气，使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加速冷却液的冷却。目前汽车上采用的冷却风扇采用电动风扇，控制装置会根据水温高低控制风扇电机的转速，以达到适度散热的目的，如图3-48所示。2.冷却风扇项目三汽车发动机图3-48冷却风扇对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。车用发动机上多采用离心式水泵，离心式水泵具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。由水泵壳体、水泵轴、叶轮及进、出水管等组成，如图3-49所示。3.水泵项目三汽车发动机图3-49水泵的结构图节温器的作用是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。节温器实物图，如图3-51所示。4.节温器项目三汽车发动机图3-51节温器实物图冷却液由水、防冻剂、添加剂三部分组成，按防冻剂成分不同可分为酒精型、甘油型、乙二醇型等类型的冷却液。5.冷却液项目三汽车发动机图3-53冷却液润滑系主要部件有机油泵、机油滤清器、机油集滤器、主油道等组成，如图3-54所示。知识点五：润滑系统认知项目三汽车发动机机油泵的功用是保证机油在润滑系统内循环流动，并在发动机任何转速下都能以足够高的压力向润滑部位输送足够数量的机油。机油泵与机油壳实物如图3-55所示。1.机油泵项目三汽车发动机图3-55机油泵与机油壳实物图用来过滤掉润滑油中的杂质、磨屑、油泥及水分等杂物，使送到各润滑部位的都是干净清洁的润滑油。机油滤清器实物如图3-56所示。2.机油滤清器项目三汽车发动机图3-56机油滤清器机油集滤器安装在机油泵前，如图3-57所示。其作用是防止较大的脏物进入机油泵，保护机油泵。也就是说，集滤器是润滑系统的第一道过滤装置，相对来讲机油滤清器是第二道过滤。3.机油集滤器项目三汽车发动机图3-57集滤器的安装位置机油在油底壳被机油泵吸入加压进入主油道，主油道再分路到各个曲轴支撑点来润滑曲轴，而且通到活塞下部缸体上的一个小型机油喷嘴来润滑活塞，在主油道旁边有一路机油直上到发动机顶端气门室来润滑气门机构，然后通过重力机油自动流到连杆凸轮轴等进行润滑，而还有一部分流到齿轮室通过齿轮旋转飞溅进行润滑，最终都因重力又流回油底壳，如图3-58所示。4.润滑油路项目三汽车发动机图3-58发动机润滑油路示意图汽油机燃料供给系一般由汽油箱、汽油泵、油管、汽油滤清器、喷油器、燃油分配管及油压调节器等组成，在一些燃油直喷式发动机中还包括高压油泵等。知识点六：汽油机燃料供给系统认知项目三汽车发动机汽油箱用以储存汽油，由钢板或塑料制造，如图3-59所示。1.汽油箱