汽车发动机构造与检修（书证融通版）课件全套

汽车发动机构造与检修（第二版）课件

项目一汽车发动机总论项目二发动机曲柄连杆机构项目三发动机配气机构项目四发动机燃料供给系统项目五发动机点火系统项目六

发动机润滑系统和冷却系统目录项目七混合动力发动机构造与检修

随着汽车保有量的快速增长，汽车后服务市场需要大量高素质技能型人才。职业教育顺应时代发展需要，强化学生技能训练，与之对应的是技能操作中出现安全事故的机率也随之增加。为了加强学生安全教育，让学生具有足够的安全意识和自我保护能力，维护校园安全及正常的教学秩序，是实训课程安全教育需解决的基本课题。下面将学习实训场地的基本安全常识及相关要求。项目一汽车发动机总论任务一

安全防护【任务描述】一、实训课程安全注意事项及要求【知识储备】

1.进入实训场地的注意事项及要求2.着装服饰等要求3.手机等大功率电子设备的使用要求4.手动、电动及气动工具的使用要求5.废弃物的处置要求（1）手动工具的使用要求（2）电动工具的使用要求（3）气动工具的使用要求二、消防及用电安全常识1.实训场地常用消防设施、灭火器类型及使用方法（1）实训场地常用消防设施、灭火器类型①常用消防设施灭火器箱、灭火毯、消火栓箱、悬挂式灭火器、推车式灭火器、火警报警器、应急照明灯、疏散指示标志、防火卷帘和防火门等，如图1-1、1-2所示。图1-1消火栓箱图1-2疏散指示标志②常用灭火器类型汽车维修教学实训场地常用干粉灭火器，干粉灭火器操作灵活，应用范围广泛，适用于扑救固体材料火（A类）、可燃液体火（B类）、可燃气体火（C类）及一般电器类火灾。（2）手持式灭火器使用方法发现起火后,应迅速按下手动报警按钮，向消防控制室发出火警信号，并大喊召集周围人员，同时利用就近的灭火器、消火栓等进行灭火。①检查压力阀，如图1-3所示。②上下轻轻摇晃灭火器瓶体，使干粉松动，如图1-4所示。③拔掉保险销上的铅封，如图1-5所示。④拔出压把上的保险销，如图1-6所示。⑤保持安全距离，右手压下压把，对准火焰根部左右扫射进行灭火，如图1-7所示。图1-5拔掉铅封图1-3检查压力阀图1-4摇晃瓶体图1-6拔出保险销图1-7进行灭火（3）干粉灭火器使用注意事项①灭火时应站在上风口，距离起火点5米左右处进行灭火。②干粉灭火器不可以直接对人体进行灭火。③干粉灭火器作为常规消防器材，应存放在通风、干燥的位置，避免干粉灭火器被阳光直晒、被大雨淋、避免放置在潮湿、易腐蚀或低于-10℃等环境里。④干粉灭火器应每个月进行一次外观检查，主要检查灭火器压力表，当压力表指针低于绿线区时，应立即充压维修。⑤使用干粉灭火器应注意灭火过程中始终保持直立状态，不得横卧或颠倒使用，否则不能喷粉，同时注意干粉灭火器的冷却作用甚微，灭火后易产生复燃。⑥使用手提式干粉灭火器扑救固体可燃物火灾时，应使灭火器嘴对准燃烧最猛烈处喷射，并左右扫射，尽量使干粉灭火剂均匀地喷酒在燃烧物的表面，直至把火全部扑灭。⑦用干粉灭火器扑救容器内可燃液体火灾时，亦应从火焰侧面对准火焰根部，左右扫射，应注意不要把喷嘴直接对准液面喷射，以防干粉气流的冲击力使油液飞溅，引起火势扩大，造成灭火困难。（4）实训场地教学消防安全注意事项①任何人未经同意，禁止乱动灭火器材。②实训场地严禁设立吸烟区等允许出现明火的区域。③严禁将废弃的机油、汽油等油液随意倾倒，必须严格按照要求统一收集、存放、处理。④燃料供给系统拆解维修必须在关闭电源，切断蓄电池状态下操作。⑤所有场地教学的师生均应熟悉实训场地内的所有疏散通道、安全出口、应急灯、疏散标志等。⑥师生应熟识实训场地灭火器等消防设施所处位置，会使用简单便携式的消防设施。2.用电安全常识（1）使用电器设备时，应严格遵守安全操作规程，使用结束立即关闭电源。（2）电气线路、设备安装应由相关部门的持证电工负责，实训场地内禁止私接乱拉电线。（3）任何人不得私自拆卸电源插座，不得用导线直接插接电源。（4）禁止在实训场地工位上私用电水壶、电吹风等大功率电器。（5）安装和维修电气设备必须由专业电工按规定进行实施，新设、增设、更换电气设备必须经过主管部门检验合格后方可投入使用。（6）电气设备和线路要定期检修,发现问题及时报告，及时处理。（7）储存有易燃物的库房，应严格按照消防规范要求采取防火、防爆、防静电措施。（8）各种用电设备应由专人负责。（9）人走断电，人员下班离开时要关掉电源总开关，锁好车门、库门。三、车辆使用前的防护在使用车辆前，应提前了解实践项目，并做好相应的检查和防护，正确的填写工单。否则，在操作中易损坏车辆，甚至发生安全事故。为此，我们应做好以下几点：1.操作前了解实训项目。2.学会在车辆非驱动轮放置车轮挡块，防止操作中因误操作而溜车。3.正确放置车辆垫块。4.正确的安装排烟套。5.解锁车辆，在工单上正确填写车辆基本信息。6.正确安装车内三件套和车外三件套。7.检查并确保车辆档位处于P档，同时车辆处于驻车制动状态。【总结及拓展训练】

通过本任务的学习，同学们了解并掌握了在实训场地上课时应该注意的安全事项要求、消防安全常识和车辆防护知识，这也是汽车制造企业或汽车维修企业对员工职业安全素养的基本要求。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—工作安全与作业准备职业技能要求相对应。同学们要在日常实践教学过程中养成良好习惯，要有安全生产重于泰山的意识，为以后走上工作岗位安全生产打下基础。发动机检修工量具和设备的正确、规范的操作使用，不仅可以提高工作效率和工量具设备的使用寿命，降低工作过程中的操作风险，同时也可以体现维修人员的职业素养。下面将学习发动机检修专用工量具和设备的使用方法。项目一汽车发动机总论任务二汽车发动机工量具与设备【任务描述】【知识储备】一、发动机检修专用工具发动机检修常用到多种专用工具，正确使用专用工具不仅可以提高维修质量，还可以提高工作效率。下面将学习发动机检修专用工具。1.火花塞套筒扳手火花塞套筒扳手专门用于拆装发动机的火花塞，火花塞常见的尺寸有16mm和21mm，如图1-8所示。图1-8火花塞套筒扳手使用火花塞套筒扳手时，根据火花塞的装配位置和火花塞的尺寸，选用不同高度和径向尺寸的套筒扳手。拆装时，火花塞应正确的套进套筒的六方内才能拆装，以免旋转时滑脱。注意在拆装火花塞时防止火花塞掉落。2.活塞环拆装钳活塞环拆装钳也称为活塞环卡钳，是一种专门用于拆装活塞环的专用工具，如图1-9所示。图1-9活塞环拆装钳使用时，一只手扶住活塞环，另一种手轻握活塞环拆装钳手柄，用活塞环拆装钳卡住活塞环开口，握住手柄的手均匀用力，使手柄慢慢收缩，此时活塞环徐徐张开，可以轻松的将活塞环装入活塞环槽或从环槽内取出。在使用活塞环拆装钳拆装时，手柄应均匀缓慢用力，防止用力过猛而折断或损坏活塞环，同时也可以避免伤手事故的发生。3.活塞环压缩器活塞环压缩器一般用带有刚性的铁皮制成，型号有多种，在选用时应根据活塞的大小选择合适型号的活塞环压缩器，如图1-10所示。图1-10活塞环压缩器将活塞和活塞环装入气缸时，由于活塞环本身的弹性作用，活塞环在自由状态下直径大于活塞和气缸直径，必须将活塞环包紧在活塞环槽内才能将活塞顺利装入气缸。装配前，将待装活塞及活塞环涂抹适量的润滑油，选用合适型号的活塞环压缩器包住装有活塞环的活塞，用内六角扳手均匀旋紧活塞环压缩器，将活塞顺利装入气缸。在旋拧内六角扳手收缩活塞环压缩器时，防止活塞环开口位置变动，以免影响气缸密封性。4.气门拆装钳气门拆装钳又称气门钳，是用于拆装气门及其组件的专用工具，如图1-11所示。在拆装气门时，将气门拆装钳托架抵住气门大端，压环对正气门弹簧座，压下手柄使气门弹簧压缩，然后取下气门锁片，再慢慢放松手柄，即可取下气门及其组件。装配气门时，按同样的方式压缩气门弹簧，装上气门锁片，缓慢放松手柄取下气门拆装钳即可。压缩气门弹簧时压环和托架要正对气门大端和弹簧座，防止歪斜造成滑脱。图1-11气门拆装钳5.拉马拉马是拆装汽车中过盈配合装在轴上的皮带轮、齿轮、轴承等工件的专用工具。其具有操作方便，使用灵活，且结构紧凑、体积小，易于携带，使用不受场地限制等优点。常见的拉马有两爪式和三爪式，如图1-12、1-13所示。图1-12两爪式拉马图1-13三爪式拉马使用拉马拆卸工件时，先固定顶杆，然后用抓钩勾住工件的外端，慢慢旋转顶杆的尾端，将工件从轴上拉下。使用时应保持拉马顶杆和工件的同轴度，以使拉马脚受力均匀；在拉拔过程中，拉马侧面严禁站人，以防发生危险。6.机油滤清器拆装工具常见的机油滤清器拆装工具有杯式、三爪式、环形和钳式等几种类型，如图1-14、1-15、1-16、1-17所示。图1-14杯式杯式机油滤清器扳手是成组配套的工具，需套筒和飞扳配合使用。在拆装机油滤清器时应根据滤清器大小选择不同尺寸型号的滤清器扳手。使用时将滤清器扳手套在机油滤清器顶部的多棱面上进行拆装。杯式滤清器扳手中的每个扳手只能对应一种尺寸的机油滤清器，需配套使用，制造成本高，使用和携带不方便。图1-15三爪式三爪式机油滤清器扳手内部设计有行星排传递机构，需套筒手柄或扳手配合使用。相较于杯式，三爪式滤清器扳手可以根据机油滤清器的大小调节尺寸大小，对应多种尺寸的机油滤清器，使用方便，但是三爪式机油滤清器扳手内部结构复杂，损坏后较难修复。图1-16环式环式机油滤清器扳手为一个可调节大小的环形，环形内侧设计有锯齿状，不需要其它工具的配合使用。使用时将环形套在机滤顶部的棱面上，扳动手柄环形会根据滤清器的大小卡在滤清器棱面上，通过旋转手柄完成拆装工作。环式滤清器扳手结构简单、操作方便，不需要其它工具配合，并能对应多种尺寸的滤清器，可以提高工作效率。图1-17钳式钳式机油滤清器扳手的构造类似于普通钳子。使用时将扳手钳头卡在滤清器的棱面上，旋转手柄即可完成拆装作业。钳式机滤扳手结构简单、操作方便，但是对应的滤清器尺寸较少，是一种简易工具。二、发动机检修常用量具1.游标卡尺（1）用途：游标卡尺是汽车维修常用的量具之一，常用来测量零部件的长度、内外径和深度。游标卡尺主尺以毫米为单位，常见的游标尺上则有10、20或50个分格，根据分格的不同，游标卡尺可分为十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺、五十分度游标卡尺等，对应的测量精度为0.10mm、0.05mm和0.02mm。图1-18游标卡尺（2）结构：游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标尺两部分组成，主尺和游标尺之间可以通过紧固螺钉固定，如图1-18所示。主尺和游标尺上的两副活动量爪分别是内测量爪和外测量爪。内测量爪通常用来测量孔的内径，外测量爪通常用来测量长度和外径，游标尺的尾端可以测量零部件的深度。（3）使用方法：将待测零部件用软布将量爪清洁，使其并拢，校零。测量时，左手拿待测零部件，右手拿住尺身，大拇指移动游标，使量爪贴紧被测部件并读取数据。特殊情况下被测部件已固定的，可以拧紧紧固螺母后取下游标卡尺读数。（4）读数方法：读数时，首先以游标尺零刻度线为准，在尺身上读取零刻度线左侧的整数部分；然后看游标尺上，从零刻线开始第几条刻度线与尺身的刻度线对齐，用测量精度乘以游标尺上对齐刻线的顺序数即为小数部分；整数部分加上小数部分即为游标卡尺的最终读数。（5）注意事项①用游标卡尺测量零部件前，应清洁零部件和游标卡尺的量爪或深度尺，以免磨损游标卡尺或影响测量精度。②读数时，使视线尽可能地和尺上所读的刻线垂直，以免由于视线的歪斜而引起读数误差。③使用完毕后应清洁游标卡尺，并放入指定的量具盒内。2.千分尺（1）用途：千分尺又称为外径千分尺、螺旋测微器，是一种比游标卡尺精度更高的量具，它可以测量外径、长度、厚度等基本尺寸。千分尺的精确度可达到0.01mm，常见量程为0～25mm、25～50mm、50～75mm、75～100mm。（2）结构：千分尺由框架、微分筒、锁紧开关和微调旋钮等部分组成，如图1-19所示。小砧和测微螺杆之间放置被测零部件，固定套管上有固定刻度，微分筒上有可动刻度。固定刻度上每两个刻线中间有一个半格刻线。图1-19千分尺（3）使用方法：测量前先将被测零部件和千分尺清洁，以免磨损千分尺测量砧头或影响测量结果。接下来校零，以0～25mm量程的千分尺为例，将锁紧开关松开，旋转旋钮使测量螺杆和小砧靠近，接触前旋转微调旋钮，直至听到“喀喀”响声后再旋转0.5到1圈，检查微分筒的端面是否与固定套管上的零刻线重合，微分筒上的零刻线是否和固定刻度的中心线重合。若不重合可将固定套管上的小螺丝松动，用专用扳手调节固定套管，使两零刻线对齐，再把小螺丝拧紧。测量时将被测零部件置于小砧和测微螺杆之间，旋转旋钮，是测量螺杆靠近被测零部件，接触前旋拧微调旋钮，直至听到“喀喀”响声后再旋转0.5到1圈，扳下锁紧开关即可读数。（4）读数方法：读数时，先以微分筒的端面为基准，读取微分筒左侧的固定刻度上整数部分，观察微分筒左侧读数的固定刻线后侧的半格刻线是否能看到，能看到总数要加上0.5mm，反之不加。观察微分筒上和固定刻度中心线对齐或靠近的刻线，读取小数部分。以上三部分数据相加即为最终的读数。（5）注意事项①测量前应清洁被测零部件和千分尺，以免磨损千分尺或影响测量结果。②测量时应先旋拧旋钮，测微螺杆接触零部件前，旋转微调旋钮。如直接旋转旋钮测量会产生误差，甚至损坏千分尺。③读数时，使视线尽可能地和尺上所读的刻线垂直，以免由于视线的歪斜而引起读数误差。④使用完毕，应先清洁千分尺，再放入指定的量具盒内。3.百分表（1）用途：百分表主要用于工件的尺寸误差以及配合间隙测量，精确度可达到0.01mm，常见量程为0～3mm、0～5mm、0～10mm。（2）结构：百分表主要由表体、表盘、转数指示针、指针和测量杆等组成，如图1-20所示，百分表的表盘上共100个小格。图1-20百分表（3）使用方法：百分表常装在磁性表架或作为量缸表的一部分使用。用百分表校正或测量工件时，应当使测量杆有一定的初始测量压力。即在测头与工件表面接触时，测量杆应有0.3～1mm的压缩量，使指针转过半圈左右，然后转动表圈，使表盘的零刻线对准指针。轻轻地拉动手提测量杆的圆头，拉起和放松几次，检查指针所指零位有无变化。当指针零位稳定后，再开始测量或校正工件的作业。如果是校正工件，此时开始改变工件的相对位置，读出指针的偏摆值，就是工件安装的偏差数值。（4）读数方法：读数时，先读小指针转过的刻度线（即毫米整数），再读大指针转过的刻度线（即小数部分），并乘以0.01，两者相加，即得到所测量的数值。（5）注意事项①百分表应牢固的固定在表架上，夹紧力不宜过大，以免装夹套筒变形影响测杆的灵活移动。②测杆应与被测零部件表面垂直，否则容易产生误差。③测量圆柱形零件时测杆轴线应与零件直径方向一致。④在测量头与零件表面接触时，测杆应有约0.5mm的压缩量，以保持一定的起始测量力。三、卧式千斤顶和随车千斤顶1.卧式千斤顶卧式千斤顶是汽车维修常用的顶起工具之一，其用刚性顶举件作为工作装置，是通过顶部托座在小行程内顶升汽车接触部位的轻小起重设备，如图1-21所示。使用方法：（1）确定车辆顶起位置后，将千斤顶放置在顶起位置下方，找好千斤顶支撑点。（2）将压杆塞进千斤顶前面的套管里，反复往下按压杆，千斤顶另一端的托座通过液压作用缓慢升起，直到将重物顶起到合适的高度即可停止施压。（3）顶起车辆后，在车下放置备胎，防止千斤顶损坏，导致车辆直接落下。（4）维修车辆结束后，找到千斤顶的泄压螺旋开关，逆时针旋拧使液压油回流，托座会缓慢降下。（5）卧式千斤顶不能在松软的地面上使用，当千斤顶举起车辆后不能随意碰触，以免千斤顶移位引起危险。图1-21卧式千斤顶2.随车千斤顶常见的随车千斤顶主要有人字形和菱形两种机械式千斤顶，如图1-22、1-23所示。其具有结构简单、使用方便、体积小等优点，适合放在行李舱随车携带。图1-22人字形图1-23菱形使用方法：（1）使用前，先将车辆固定好，避免顶起后不稳定。自动挡汽车要挂入P档，同时提起电子手刹；手动挡汽车要挂入1档或倒挡，同时拉起手刹。（2）固定好千斤顶底部，千斤顶的放置位置尽量选择平整坚硬的地面，如遇松软地面，可在地面上铺上木板或砖块。（3）顶起位置应在车辆底盘支撑点。为防止损坏车辆、千斤顶侧滑等危险发生，顶起前应找准底盘上专用顶起位置。（4）用手柄缓慢顺时针旋转千斤顶螺栓，将车辆举升到相应位置。（5）举升车辆后，车底放置备胎，防止千斤顶损坏或者车辆直接落下。（6）车辆维修完毕后，拿出备胎，用手柄逆时针旋拧千斤顶螺栓，缓慢降下车辆。（7）旋拧千斤顶时，避免用力过猛，防止损坏千斤顶。四、举升机1.举升机的作用举升机是汽车维修常用设备之一，能将待修的汽车进行举升，使其离开地面一定高度，以便于维修人员进入汽车底部作业，或进行轮胎拆卸、四轮定位等工作。2.举升机的类型（1）按照功能和形状可分为四柱式举升机、两柱式举升机、单柱式举升机、小剪举升机和子母大剪举升机，如图1-24、1-25、1-26、1-27、1-28所示。图1-24四柱式举升机图1-25两柱式举升机图1-26单柱式举升机图1-27小剪举升机图1-28子母大剪举升机（2）按照功能可分为四轮定位型和平板式。（3）按照占用的空间可分为地上式和地藏式。3.举升机操作规程（1）禁止站在车辆前部或后部引导车辆。（2）使用举升机时，教师必须旁站指导，未经教师同意，学生禁止起动和使用举升机。（3）使用前应熟悉举升机操作要领，清除举升机附近妨碍作业的器具及杂物，并对升降台（架、臂）、安全防护装置进行检查。（4）举升时人员应离开车辆，举升机在上升、下降过程中，被举升车辆内和下面禁止有人。（5）待举升车辆驶入后，应选择正确的车辆支撑位置，根据车辆的重心，选择合理的支承位置。若四个支撑胶垫不在同一平面上，应调整支撑胶垫高度使其接触车辆底盘支撑部位。（6）待举升车辆的重量要小于举升机的额定举升重量。车辆举升离地约10cm时，应停止举升进行安全检查。（7）车辆举升到需要高度时，必须锁止，并确保安全可靠才可开始车底作业。（8）繁琐笨重作业，不得在举升机上进行操作。（9）举升机不得频繁起落，支车时举升要稳，降落要慢。（10）若发现举升机操作机构不灵，电机不同步，托架不稳或液压部分漏油，不得继续使用举升机，应及时报修。 （11）举升机落地前，必须将托架下方台面清理干净，防止因有异物垫起托架而影响下端限位开关的正常工作，导致产生托架落空现象。（12）作业完成后应及时清理举升机周围杂物并切断电源，以保证作业场地的整洁和安全。（13）定期(半年)排除举升机油缸积水，并检查油量，油量不足应及时加注相同牌号的压力油，同时应检查润滑、举升机传动齿轮及链条。五、汽车故障诊断仪1.汽车故障诊断仪的功能汽车故障诊断仪（又称汽车解码器）是用于检测汽车故障的便携式智能汽车故障自检仪，是维修中非常重要的工具，用户可以利用它迅速地读取汽车电控系统中的故障，并通过液晶显示屏显示故障信息，迅速查明发生故障的部位及原因。汽车故障诊断仪一般具有如下几项或全部的功能：读取故障码；清除故障码；读取发动机动态数据流；示波功能；元件动作测试；匹配、设定和编码等功能；英汉辞典、计算器及其它辅助功能。图1-29博世KT720故障诊断仪2.汽车故障诊断仪使用规程以博世KT720故障诊断仪为例，如图1-29所示。故障诊断仪大都随机带有使用手册，按照说明极易操作。一般来说有以下几步：在车上找到诊断座；选用相应的诊断接口；根据车型，进入相应诊断系统；读取故障码；查看数据流；诊断维修之后清除故障码。【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们学会了发动机检修常用的工量具、举升机和汽车故障诊断仪的使用方法及使用注意事项。俗话说得好“工欲善其事，必先利其器”，希望同学们勤加练习，熟练掌握工量具和设备的使用方法，并在以后的学习和工作中，能够严格按照相关工量具和设备的操作规范进行操作，杜绝一切安全事故的发生。同学们可以在授课教师的指导下，学习移动单柱式举升机的使用方法。项目一汽车发动机总论任务三汽车发动机概述【任务描述】本任务将学习发动机的相关基础知识。【知识储备】一、发动机的类型1.发动机简介发动机是汽车的动力源。迄今为止除部分新能源汽车外，汽车发动机都是热动力装置，它是将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。发动机有内燃机和外燃机两种。直接以燃料燃烧所生成的燃烧产物为工质的热机称为“内燃机”，反之则为“外燃机”。内燃机包括活塞式内燃机和燃气轮机。外燃机则包括蒸汽机、汽轮机和热气机等。内燃机与外燃机相比，具有结构紧凑、体积小、质量轻和容易起动等许多优点。可见，内燃机尤其是活塞式内燃机被极其广泛地用做汽车动力。2.发动机的类型（1）按活塞运动方式的不同，发动机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种，如图1-30所示。图1-30按活塞运动分类（2）按所用燃料的不同，可分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油和柴油为燃料的发动机分别称为汽油机和柴油机，如图1-31所示。使用天然气、液化石油气和其它气体燃料的发动机称为气体燃料发动机。图1-31按燃料分类（3）按冷却方式的不同，可分为水冷式和风冷式两种，如图1-32所示。以冷却液为冷却介质的称为水冷式发动机，而以空气为冷却介质的则称为风冷式发动机。图1-32按冷却方式分类（4）发动机按其在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数进行分类。在一个工作循环中活塞往复四个行程的发动机称为四行程发动机，而活塞往复两个行程便完成一个工作循环的则称为二行程发动机，如图1-33所示。图1-33按活塞行程数分类（5）按照气缸数目分类可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机，如图1-34所示。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。图1—34按气缸数目分类（6）发动机按照气缸排列方式不同，可分为单列式和双列式，如图1-35所示。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列且夹角小于180°称为V型发动机，若两列之间的夹角伟180°称为对置式发动机。图1-35按气缸排列方式分类（7）按进气状态不同，发动机还可分为非增压和增压两类，如图1-36所示。若进气是在接近大气状态下进行的，则为非增压发动机或自然吸气式发动机；若利用增压器将进气压力增高，进气密度增大，则为增压发动机。图1-36按进气状态分类应用最广、数量最多的汽车发动机为水冷、四行程发动机，其中汽油机用于轿车和轻型客车、货车上，而大客车和中、重型货车发动机多为柴油机。少数轿车和轻型客车、货车发动机使用柴油机。二、发动机的总体构造汽车用发动机的总体构造包括两大机构和五大系统，如图1-37所示。图1-37发动机总体构造1.两大机构（1）曲柄连杆机构曲柄连杆机构是汽车发动机实现工作循环，完成能量转换的重要部件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成，如图1-38、1-39、1-40所示。在运行过程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转变为曲轴的旋转运动对外输出动力。并且在进气、压缩与排气过程中，飞轮释放出能量，又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。图1-38机体组图1-39活塞连杆组图1-40曲轴飞轮组（2）配气机构配气机构的作用是根据发动机的工作顺序与工作过程，定时开启、关闭进气门和排气门，使得可燃混合气或空气进入气缸内，并将废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般是由气门组和气门传动组等组成，如图1-41所示。图1-41配气机构2.五大系统（1）燃料供给系统燃料供给系统是发动机的重要组成部分，其作用是储存燃油并把符合使用要求的干净燃油输送到喷油器入口端，喷油器在恰当的时间以适当的雾化形态和规律喷入燃烧室内。燃油系统由油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器和喷油器等部件组成，如图1-42所示。图1-42燃料供给系统（2）点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系统，如图1-43所示。点火系通常是由蓄电池、电控单元、点火线圈和火花塞等零件组成。图1-43点火系统（3）润滑系统润滑系统的作用是向相对运动的零件表面输送定量的清洁机油，以实现液体摩擦，减少摩擦阻力，减轻机件的磨损，延长零部件的使用寿命，并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系统通常是由油底壳、机油泵、机油滤清器和机油油道等部件组成，如图1-44所示。图1-44润滑系统（4）冷却系统冷却系统的作用是将受热零部件的热量及时散发出去，以保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系统通常由水箱、水泵、电动风扇和节温器等部件组成。如图1-45所示。图1-45冷却系统（5）起动系统曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，被称为发动机的起动，完成起动过程中所需的装置称为发动机的起动系统，如图1-46所示。起动系统使发动机从静止状态变为工作状态，首先起动系统带动发动机的曲轴，使活塞能够作重复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机自行运转。1-46起动系统三、发动机基本术语1.工作循环发动机的工作循环是由进气、压缩、做功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程，发动机才能持续地做功。2.上、下止点活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点，活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点，如图1-47所示。3.活塞行程上、下止点间的距离S称为活塞行程，如图1-48所示。图1-47发动机上、下止点图1-48活塞行程4.曲柄半径曲轴的回转半径R称为曲柄半径，如图1-49所示。显然，曲轴每回转一周，活塞运动两个行程，对于气缸中心线通过曲轴回转中心的发动机，其S＝2R。5.气缸工作容积上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积，如图1-50所示。图1-49曲柄半径图1-50气缸工作容积6.发动机排量发动机所有气缸工作容积的总和称为发动机排量，如图1-51所示。7.燃烧室容积活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积，如图1-52所示。图1-51发动机排量图1-52燃烧室容积8.气缸总容积气缸工作容积与燃烧室容积之和称为气缸总容积，如图1-53所示。9.压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高，如图1-54所示。图1-53气缸总容积图1-54压缩比10.工况发动机在某一时刻的运行状况简称为工况，以该时刻发动机输出的有效功率和曲轴转速表示，曲轴转速即为发动机机转速。11.负荷率发动机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示，负荷率通常简称负荷。四、发动机的工作原理1.四行程汽油机工作原理四行程汽油发动机机在四个活塞行程内完成进气、压缩、做功和排气四个过程，即在一个活塞行程内只进行一个过程。因此，活塞行程可分别用四个过程命名。（1）进气行程活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气，如图1-55所示。图1-55进气行程（2）压缩行程进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高，如图1-56所示。图1-56压缩行程（3）做功行程压缩行程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转做功。这时，进、排气门仍处于关闭状态，如图1-57所示。图1-57做功行程（4）排气行程排气行程开始，排气门开启，进气门关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体或称废气在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭，如图1-58所示。图1-58排气行程2.四行程柴油机工作原理四行程柴油机的工作循环同样包括进气、压缩、做功和排气等四个过程，如图1-59所示。在各个活塞行程中，进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，因而使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着火方式上有着根本的差别。图1-59四行程柴油机工作原理（1）进气行程在柴油机进气行程中，被吸入气缸的是纯净的空气。（2）压缩行程因为柴油机的压缩比大，所以压缩行程终了时气体压力更高。（3）做功行程在压缩行程结束时，喷油泵将柴油泵入喷油器，并通过喷油器喷入燃烧室。因为喷油压力高，喷孔直径小，所以喷出的柴油呈细雾状。细微的油滴在炽热的空气中迅速蒸发汽化，并借助于空气的运动，迅速与空气混合形成可燃混合气。由于气缸内的温度远高于柴油的自燃点，因此柴油随即自行着火燃烧。燃烧气体的压力、温度迅速升高，体积急剧膨胀。在气体压力的作用下，活塞推动连杆，连杆推动曲轴旋转做功。（4）排气行程。排气行程开始，排气门开启，进气门关闭，燃烧后的废气排出气缸。3.二行程汽油机工作原理二行程汽油发动机的工作循环是在两个活塞行程即曲轴旋转一周的时间内完成的。在四行程发动机中，常把排气过程和进气过程合称为换气过程。在二行程发动机中换气过程是指废气从气缸内被新气扫除并取代的过程。这两种发动机工作循环的不同之处主要在于换气过程，如图1-60所示。图1-60二行程汽油机工作原理（1）第一行程：活塞在曲轴带动下由下止点移至上止点。当活塞还处于下止点时，进气孔被活塞关闭，排气孔和扫气孔开启。此时曲轴箱内的可燃混合气经扫气孔进入气缸，扫除其中的废气。随着活塞向上止点运动，活塞头部首先将扫气孔关闭，扫气终止。但此时排气孔尚未关闭，仍有部分废气和可燃混合气经排气孔继续排出，称其为“额外排气”。当活塞将排气孔也关闭之后，气缸内的可燃混合气开始被压缩。直至活塞到达上止点，压缩过程结束。（2）第二行程：活塞由上止点移至下止点。在压缩过程终了时，火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，燃烧气体膨胀做功。此时排气孔和扫气孔均被活塞关闭，唯有进气孔仍然开启。可燃混合气经进气孔继续进入曲轴箱，直至活塞裙部将进气孔关闭为止。随着活塞继续向下止点运动，曲轴箱容积不断缩小，其中的可燃混合气被预压缩。此后，活塞头部先将排气孔开启，膨胀后的燃烧气体已成废气，经排气孔排出。至此做功过程结束，开始先期排气。随后活塞又将扫气孔开启，经过预压缩的可燃混合气从曲轴箱经扫气孔进入气缸，扫除其中的废气，开始扫气过程。这一过程将持续到下一个活塞行程中扫气孔被关闭时为止。4.二行程柴油机工作原理如图1-61所示为二行程柴油机工作原理。图1-61二行程柴油机工作过程（1）第一行程：活塞由下止点移至上止点。当活塞还处于下止点位置时，进气孔和排气门均已开启。扫气泵将纯净的空气增压到0.12～0.14MPa后，经空气室和进气孔送入气缸，扫除其中的废气。废气经气缸顶部的排气门排出。当活塞上移将进气孔关闭的同时，排气门也关闭，进入气缸内的空气开始被压缩。活塞运动至上止点，压缩过程结束。（2）第二行程活塞由上止点移至下止点。当压缩过程终了时，高压柴油经喷油器喷入气缸，并自行着火燃烧。高温高压的燃烧气体推动活塞做功。当活塞下移2/3行程时，排气门开启，废气经排气门排出。活塞继续下移，进气孔开启，来自扫气泵的空气经进气孔进入气缸进行扫气。扫气过程将持续到活塞上移时将进气孔关闭为止。5.汽油机与柴油机、二行程与四行程发动机的比较以上叙述了各类往复活塞式发动机的简单工作原理，从中可以看出汽油机与柴油机、四行程与二行程发动机的若干异同之处。（1）四行程汽油机与四行程柴油机的共同点①每个工作循环都包含进气、压缩、做功和排气四个活塞行程，每个行程曲轴旋转180°，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。②四个活塞行程中，只有一个做功行程，其余三个是耗功行程。显然，在做功行程曲轴旋转的角速度要比其它三个行程时大得多，即在一个工作循环内曲轴的角速度是不均匀的。为了改善曲轴旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较大的飞轮或采用多缸发动机并使其按一定的工作顺序依次进行工作。（2）四行程汽油机与四行程柴油机的不同之处①汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成并延续到进气和压缩行程终了，时间较长。柴油机的可燃混合气在气缸内部形成，从压缩行程接近终了时开始，并占小部分做功行程，时间很短。②汽油机的可燃混合气用火花塞点燃，柴油机则是自燃。（3）二行程发动机与四行程发动机特点①曲轴每转一周完成一个工作循环，做功一次。当曲轴转速相同时，二行程发动机单位时间的做功次数是四行程发动机的两倍。由于曲轴每转一周做功一次，因此曲轴旋转的角速度比较均匀。②二行程发动机的换气过程时间短，仅为四行程发动机的1/3左右。另外，进、排气行程几乎同时进行，利用新气扫除废气，新气可能流失，废气也不易清除干净。因此，二行程发动机的换气质量较差。③曲轴箱换气式二行程发动机因为没有进、排气门，而使结构大为简化。【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解了发动机的类型和基本术语，掌握了发动机的总体构造和工作原理，希望大家牢固掌握发动机的基础知识，为后面课程的学习打下基础。项目二发动机曲柄连杆机构任务一机体组构造与检修【任务描述】客户王先生的雪佛兰科鲁兹汽车已经行驶了60000Km，在行驶过程中，听到发动机舱有放气的尖鸣声，热车时频率尤其高，踩下加速踏板时声音消失，松开踏板后声音又出现了，气缸盖罩盖接触面有渗油现象。王先生开车来到雪佛兰4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师对此车进行检查后发现气缸盖罩盖漏油，并决定对发动机气缸盖密封件进行更换并测量气缸盖上表面平面度。下面将学习机体组的相关知识并按流程进行气缸盖密封件的检查、清洗及更换。【知识储备】一、曲柄连杆机构的作用曲柄连杆机构是提供燃烧场所，并把燃料燃烧后产生的气体膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。1.将气体的压力变为曲轴的转矩。2.将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。3.把燃烧作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，并输出机械能。图2-1曲柄连杆机构组成二、曲柄连杆机构的组成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，如图2-1所示。1.机体组：气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、气缸套及油底壳2.活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆3.曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴三、机体组1.机体组的作用机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。2.机体组的组成机体组是主要由气缸盖、气缸垫、气缸体和油底壳等组成，如图2-2所示。图2-2机体组3．气缸盖（1）作用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。（2）结构一般水冷式发动机气缸盖内铸有冷却水套，缸盖下端面与缸体上端面向所对应的水套是相通的，利用水的循环来冷却燃烧室壁等高温部分；风冷式发动机气缸盖上铸有许多散热片，靠增大散热面积来降低燃烧室的温度。发动机的气缸盖上应有进、排气门座导管孔和进、排气通道等。汽油机气缸盖还应有火花塞孔，而柴油机则设有安装喷油器的做孔，如图2-3所示。图2-3气缸盖（3）燃烧室气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机燃烧室主要有半球形燃烧室、楔形燃烧室、盆型燃烧室，如图2-4所示。图2-4汽油机燃烧室类型4．气缸垫（1）作用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、水套漏水等，如图2-5所示。（2）材料气缸垫的材料要有一定的弹性，能补偿结合面的不平度，确保密封，同时要有好的耐热性和耐压性，在高温高压下不烧损、不变形。应用较多的是铜皮—棉结构的气缸垫，由于铜皮—棉气缸垫翻边处有三层铜皮，压紧时较之石棉不易变形。有的发动机还采用在石棉中心用编织的纲丝网或有孔钢板为骨架，两面用石棉及橡胶粘结剂压成的气缸垫。图2-5气缸垫5．气缸体（1）作用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。气缸体也可称为气缸体—曲轴箱，因为气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和机油油道等，如图2-6所示。（2）材料缸体的材料一般为灰铸铁或铝合金，可提高气缸的耐磨性，有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钼、铬、磷等。但是，实际上除了与活塞配合的气缸壁表面外，其它部分对耐磨性要求并不高。为了材料上的经济性，广泛采用在缸体内镶入气缸套来形成气缸工作表面。这样，缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造，以延长气缸使用寿命，而缸体可用价格较低的普通铸铁材料制造。图2-6气缸体（2）类型①按冷却方式分类气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体，如图2-7所示。水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。气缸体上部是气缸，气缸周围的空腔相互连通构成水套。下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构，气缸体和曲轴箱分开铸造，然后再装配到一起。气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热。图2-7水冷式缸体和风冷式缸体②按气缸体与油底壳安装平面的位置不同分类气缸体有一般式、龙门式和隧道式，如图2-8所示。③按照气缸的排列方式分类气缸体有直列、V形和水平对置三种形式，在汽车上常用直列和V形两种，如图2-9所示。图2-8一般式、龙门式和隧道式图2-9直列式、V型和水平对置6.气缸套气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸，整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这种气缸对材料要求高，成本高。如果将气缸制造成单独的圆筒形零件(即气缸套)，然后再装到气缸体内。这样，气缸套采用耐磨的优质材料制成，气缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。同时，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种，如图2-10所示。（1）干式气缸套外表面不直接与冷水接触，其壁厚一般为1～3mm。缸套外表面与其装配的气缸体内表面采用过盈配合。（2）湿式缸套外表面直接与冷却水接触，冷却效果好。其壁厚比干式缸套厚，一般为5～9mm。图2-10干缸套和湿缸套

7.油底壳油底壳的主要作用是储存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附机油中的金属屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止机油泄漏，如图2-11所示。图2-11油底壳8.气缸盖罩盖（1）作用气缸盖罩盖是盖在发动机缸体上的罩壳，能够防止外界杂质进入到发动机内，同时起到密封的作用，如图2-12所示。①遮盖并密封气缸盖，将机油保持在内部，同时将污垢和湿气等污染物隔绝于外。②将机油与空气隔离。在发动机的运转过程中会形成油雾。气缸盖罩较冷的内表面会聚集油雾，使机油冷凝并向下流回油底壳。气缸盖罩内的挡油板或滤清器用来避免机油流向进气道。图2-12气缸盖罩盖③气缸盖罩盖还肩负曲轴箱通风的责任。当活塞在气缸中运动时，发动机内部会集聚压力。如果置之不理，此压力会使各个密封件泄漏，导致发动机效率降低。为了避免这种情况，用一个管子连接气缸盖罩盖和进气道,以便燃烧通风空气。该管可以使用带槽软管插头、螺纹管插头或快换插头来连接，如图2-13所示。④充当机油加注口。这种结构可以简单至一个孔，在其中拧入机油加注口盖即可；也可以是更加复杂的注油管，如图2-14所示。⑤气缸盖罩盖还可以作为传感器安装支座，包括凸轮轴位置和凸轮轴正时传图2-13PCV阀图2-14机油加注口（2）材料气缸盖罩盖多采用热塑性塑料，其特性会随着环境变化，使用增强材料可以减弱环境变化的影响，但这种影响在某种程度上仍会发生。环境因素中最重要的是温度，温度升高时，材料的强度将会降低。另外两个环境因素是老化及与机油接触，这些都会对材料的性质产生削弱。如果长时间不更换气缸盖罩盖密封件，不仅会导致气缸盖罩盖内部机油渗漏，还会导致内部变脏，机油变质。严重时还会导致发动机运转时发出尖锐的哨声，废气泄漏等，如图2-15所示。图2-15气缸盖罩盖机油渗漏3.气缸盖罩盖和气缸盖结合面变形的检修气缸盖变形是指气缸盖与气缸盖罩盖的结合面的平面度误差超限。气缸盖和气缸盖罩盖结合面变形，会导致气缸密封不严，漏气、漏水、漏油等，使发动机无法正常工作。气缸体上平面和气缸盖下平面的翘曲变形可用刀口形直尺和厚薄规检查，如图2-16所示。气缸盖上表面平面度一般不超过0.15mm。当检查结果超过规定值时,可以对翘曲平面进行磨削或铣削加工。气缸盖磨削或铣削量一般不应超过0.20～0.30mm，可通过气缸盖厚度的极限值加以控制。图2-16刀口型直尺和厚薄规【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解曲柄连杆结构和机体组的作用及组成，掌握了气缸盖罩盖密封件的更换方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—一般维修和气缸盖及气门机构检查保养职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现有一辆宝马5系汽车需要更换气缸盖罩盖密封件，如图2-17所示，请同学们根据已学知识并结合该车辆具体情况，进行气缸盖罩盖密封件的更换。图2-17宝马五系气缸盖罩盖密封件项目二发动机曲柄连杆机构任务二活塞连杆组的构造【任务描述】本任务将学习活塞连杆组的作用、组成等相关知识。【知识储备】一、活塞连杆组作用活塞连杆组是发动机的传动件，将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，对外输出转矩，以驱动汽车车轮转动。二、活塞连杆组的组成活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成，如图2-18所示。图2-18活塞连杆组三、活塞1.活塞的作用活塞承受气缸的气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转并对外输出动力。活塞的顶部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。2活塞的组成活塞主要由顶部，头部和裙部等组成，如图2-19所示。图2-19活塞（1）活塞顶部活塞顶部的形状与选用燃烧室有关。汽油机活塞的顶部一般采用平顶，其优点是吸热面积小，制造工艺简单。有些为了改变混合汽形成而采用凹顶，凹坑的大小还可以调节发动机压缩比。（2）活塞头部活塞头部是活塞环槽以上部分。其主要作用是承受气体压力，并传给连杆；与活塞一起实现气缸密封；将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。头部有若干道环槽用以安装活塞环，汽油机一般有2～3道环槽，上面1～2道用于气环，下面1道用于安装油环。油环槽底面上钻有许多径向小孔，使被油环所刮下来的多余的机油，经过小孔流回油底壳。（3）活塞裙部活塞裙部是指自油环槽下端面起至活塞底的部分。其作用是为活塞在气缸内做往复运动导向并承受侧压力。活塞工作时，燃烧气体压力作用在活塞的顶部，而活塞销反力作用在头部的销座孔处，由此产生的变形是裙部直径沿活塞销座轴线方向增大（受力变形）。侧压力N使活塞裙部变形；活塞销座孔附近的金属堆，受热膨胀量大，致使裙部在受热变形时，活塞销座孔方向的膨胀量大，裙部是椭圆。为了保证在冷态的情况下活塞于气缸壁的接触，在活塞裙部有开槽。由于活塞沿轴线受热和质量分布不均匀，所以活塞作成一个上小下大的近似圆锥形。（4）活塞销座孔活塞销座孔也是活塞的组成部分之一，它将活塞顶部气体作用力经活塞销传给连杆。销座孔通常有肋片与活塞内部相连，以提高其刚度。销座孔内有安装弹性卡环的卡环槽，卡环用来防止活塞销在工作中发生轴向窜动。四、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顺畅。活塞环包括气环和油环两种类型，如图2-20所示。图2-20活塞环1.气环（1）作用气环主要作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止高温高压燃气进入曲轴箱；同时还将活塞顶部的大部分热量传导给气缸，再由冷却水或空气带走。活塞环工作时受到气缸中气体的高温高压作用，其温度较高，而且在气缸中高速运动，加上机油高温变质，润滑条件变坏，其磨损严重。活塞环磨损失效后，发动机将出现起动困难、功率不足、曲轴箱压力升高、机油损耗量大、排气冒黑烟以及活塞边面积炭严重等情况。由于气缸的磨损不均匀性，使其变成锥度和椭圆性，活塞在其中往复运动，沿颈向产生一张一缩的运动，使环受弯曲应力而容易折断，造成发动机卡死、拉缸、发动机不工作等。（2）材料活塞环一般是用合金铸铁铸造的。第一道气环的工作表面一般镀有多孔铬（多孔铬的硬度高，能储存少量的机油），其它一般镀锡或磷化，改善磨合性能。（3）结构活塞环上有一切口，且自由状态不是圆形，其尺寸比气缸的内径大，所以它随活塞一起装入气缸后，便产生弹力而紧贴气缸壁，使燃气不能通过环与气缸壁的接触面的间隙。切口一般是0.25～0.8mm，如图2-21所示。图2-21气环2.油环（1）作用油环主要是刮油、布油和辅助密封作用。油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁上铺涂一层均匀机油膜，这样即可以防止机油串入，又可以减小活塞与气缸的磨损与摩擦阻力。（2）类型油环分为普通油环和组合油环。普通油环一般是由铸铁制成的，其外圆中间切有一道凹槽，在凹槽的底部加工有许多排油孔。组合油环由刮油片和两个弹性衬环组合而成的。轴向衬环夹装在第二第三刮油片之间，如图2-22所示。图2-22油环五、活塞销1.作用活塞销的作用是连接活塞与连杆小端，将活塞承受的气体的作用力传递给连杆，如图2-23所示。图2-23活塞销2.结构与材料活塞销为中空的圆柱体，一般采用低碳钢、低碳合金钢渗碳淬火或用45号中碳钢高频淬火等材料。3.类型根据活塞销的固定方式的不同，可分为全浮式或半浮式两种。活塞销与活塞销座孔的连接配合一般多采用“全浮式”，即在发动机转运过程中，活塞销不仅可以在连杆小端衬套孔内，还可以在销座孔内缓慢地转动，以使活塞销各部分的磨损比较均匀。

半浮式连接，销与连杆小端之间为过盈配合，工作中不发生相对转动；销与活塞销座孔之间为间隙配合。六、连杆1.作用连接活塞和曲轴，把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将活塞承受的力传给曲轴，如图2-24所示。图2-24连杆2.组成连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等零件组成，如图2-25所示。图2-25连杆连杆体与连杆盖分为连杆小端、杆身和连杆大端。3.材料和结构连杆一般由中碳钢或合金钢弹压而成。连杆杆身通常作成工字型断面，以求增加其强度和刚度，在其中间有机油油道。连杆小端与活塞销相连，工作时与销之间有相对运动，小端孔中有衬套。在连杆的小端和衬套上钻有小孔，用来润滑连杆小端和活塞销。图2-26连杆大端连杆大端与曲轴的曲柄销相连，大端一般作剖分式的，被分开的部分称为连杆盖，接特制的连杆螺栓紧固在连杆的大端上。连杆盖与连杆大端是组合搪孔，为了防止装配错误，在同一侧有配对记号。大端孔表面有很高的光洁度，以便与连杆轴瓦紧密贴合。连杆大端还铣有定位坑，连杆的大端还有油孔，如图2-26所示。连杆大端按剖分面可分为平切口和斜切口两种。一般汽油机连杆大端的直径小于气缸的直径，采用平切口；柴油机受力大，其大端直径较大，超过气缸的直径，采用斜切口，一般与连杆轴线成30～60℃夹角。连杆螺栓是经常受交变应力作用的重要零件，安装时，必须牢固可靠，要符合工厂规定的拧紧力矩，分2～3次拧紧。【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们掌握了活塞连杆组及其主要部件的作用与组成。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—缸体和曲轴活塞组件维修知识要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。项目二发动机曲柄连杆机构任务三曲轴飞轮组构造与检修【任务描述】客户王先生的雪佛兰科鲁兹汽车已经行驶了40000Km，最近发现，在发动机冷起动时有异响，在发动机大负荷下声音尤其明显。王先生开车来到雪佛兰4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师对此车进行检查，发现传动皮带磨损严重，根据保养手册要求进行传动皮带及涨紧轮的更换。下面将学习传动皮带及涨紧轮的相关知识并按流程更换传动皮带及涨紧轮。【知识储备】一、曲轴飞轮组作用把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，为汽车的行驶和其它需要动力的机构输出扭矩。同时还储存能量，用以克服非做功行程的阻力，使发动机运转平稳。二、曲轴飞轮组的组成曲轴飞轮组由曲轴、飞轮以及其它不同作用的零件和附件组成。其零件和附件的种类和数量取决于发动机的结构和性能要求，如图2-27所示。图2-27曲轴飞轮组三、曲轴1.曲轴的作用曲轴是发动机最重要的部件之一。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它辅助装置工作。2.曲轴的组成曲轴主要由曲轴前端、曲轴后端、主轴颈、连杆轴颈，曲柄臂，如图2-28所示。图2-28曲轴（1）曲轴前端曲轴前端主要用来驱动配气机构、水泵和风扇等附属机构，前端轴上安装有正时齿轮(或同步带轮)、风扇与水泵的带轮、扭转减振器以及起动爪等。（2）曲轴后端曲轴后端采用凸缘结构，用来安装飞轮。（3）主轴颈主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。曲轴的支承方式一般有两种，一种是全支承曲轴，另一种是非全支承曲轴，如图2-29所示。图2-29全支承和非全支承（4）连杆轴颈曲轴与连杆的连接部分，连杆轴颈是发动机中最关键的滑动配合副，一般均进行表面淬火，轴颈过渡圆角处还须进行滚压强化等化等工艺，以提高其抗疲劳强度。（5）曲柄臂曲柄臂是主轴颈与曲柄销的连接部分。一般为了平衡惯性力，曲柄臂处一般铸有平衡重块，从而使曲轴旋转平稳。一个连杆轴颈，左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个曲拐。单缸发动机的曲轴只有一个曲拐，多缸直列式发动机曲轴的曲拐数与气缸数相同，V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。3.曲轴的材料曲轴一般选用强度高、耐冲击韧度和耐磨性能好的优质中碳结构钢、优质中碳合金钢或高强度球墨铸铁来锻造或铸造。4.曲拐布置与多缸发动机的工作顺序各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。当气缸数和气缸排列形式确定之后，曲拐布置就只取决于发动机工作顺序。在选择发动机工作顺序时，应注意以下几点：（1）应该使接连做功的两个气缸相距尽可能的远，以减轻主轴承载荷和避免在进气行程中发生抢气现象。（2）各气缸发火的间隔时间应该相同。发火间隔时间若以曲轴转角计则称发火间隔角。对于气缸数为i的四冲程发动机，其发火间隔角应为720°/i，即曲轴每转720°/i时，就有一个气缸做功，以保证发动机运转平稳。（3）V型发动机左右两列气缸应交替发火。以四冲程直列四缸发动机为例，其发火间隔角为720°/4＝180°。4个曲拐在同一平面内。发动机工作顺序为1-3-4-2或1-2-4-3，其工作循环如图2-30所示。图2-30工作循环四、飞轮飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，其作用如同一个能量存储器，如图2-31所示。图2-31飞轮1.在做功行程中发动机传输给曲轴的能量，除对外输出外，还有部分能量被飞轮吸收，从而使曲轴的转速不会升高很多。2.在排气、进气和压缩三个行程中，飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功，从而使曲轴转速不致降低太多。3.飞轮是摩擦式离合器的主动件。4.在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈，与起动机的驱动齿轮啮合，供起动机发动机时使用。5.飞轮上通常还刻有第一缸点火正时记号，以便校准点火时刻。五、扭转减振器当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲柄之间发生周期性相对扭转的现象称为扭转振动，简称扭振。当发动机转矩的变化频率与曲轴扭转的自振频率相同或成整数倍时，就会发生共振。共振时扭转振幅增大，并导致传动机构磨损加剧，发动机功率下降，甚至使曲轴断裂。为了消减曲轴的扭转振动，现代汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端安装扭转减振器。汽车发动机多采用橡胶扭转减振器、硅油扭转减振器和硅油-橡胶扭转减振器等。六、传动皮带1.作用驱动发动机附件，连接曲轴与附件，利用皮带与轮子间的摩擦，传递运动和动力。发动机是汽车主要动力来源，因此压缩机、水泵、发电机等都与发动机以皮带连结，利用发动机运转输出带动，提供冷却、润滑、空调、供电及转向辅助等功能，如图2-32所示。图2-32传动皮带2.特点带传动在机械中应用得非常广泛，与啮合传动(齿轮、蜗轮传动)比较，带传动具有下列一些特点：(1)结构简单，制造成本低，安装维护方便。(2)皮带有弹性，可以缓和冲击和振动，运转平稳，工作时噪声较低。(3)适用于较大中心距的传动，但从另一方面看，传动外廓尺寸大，紧凑性差。(4)皮带在皮带轮上的弹性滑动随负载的变化而变化，故传动比不准确。但是过载时，发生打滑，因此能防止其它传动件的损坏。但通常不用作过载保护装置。(5)皮带必须张紧，使轴和轴承受到较大的作用力。(6)皮带和皮带轮会摩擦生热、起电，因之不宜用在有爆炸危险的地方。(7)带传动的效率和耐久性低。七、涨紧轮1.作用用于汽车传动系统的皮带张紧装置，用来调节传动皮带的松紧度，一般跟传动皮带一起换，如图2-33所示。图2-33涨紧轮2.结构涨紧轮主要由固定壳体、张紧臂、轮体、扭簧、滚动轴承和弹簧轴套等组成，能根据皮带不同的松紧程度，自动调整张紧力，使传动系统稳定安全可靠。涨紧轮是汽车等零配件的一个易损件，皮带用时间长了容易被伸长,有的涨紧轮可以自动调节皮带的张力,另外有了涨紧轮皮带运行更加平稳,噪音小了,而且可以防止打滑。涨紧轮来调整皮带张力，如果张力过松，通常皮带在运转时会产生尖锐声音，所以当有些车子在起步时，会伴随着尖锐的声音，造成皮带异常磨损，因此传动皮带也需要定期更换，通常需要同时更换涨紧轮。图2-34水泵皮带若车辆在行驶中传动皮带断裂，附件便会停止工作，水泵也会停止工作进而损害发动机。因此有些发动机将水泵用正时皮带或正时链条带动，当传动皮带断裂时，虽然压缩机及转向助力泵停止工作，但发动机还能正常运转，以便将车开至修理厂，如图2-34所示。传动皮带的主要故障就是打滑，造成打滑的主要原因是皮带过松，皮带或皮带轮上有油污，皮带磨损严重或伸长等。皮带过松时，应按说明书上的松紧要求度重新进行调整。若因皮带或皮带轮上有油污而打滑，则应及时清除油污，如皮带严重磨损或伸长，则应更换新皮带机张紧器。【总结及拓展训练】通过本任务的学习，同学们了解了曲轴飞轮组的结构和作用，掌握了传动皮带及涨紧轮的更换方法。本任务与汽车专业领域职业技能等级证书标准中的1-1【汽车动力与驱动系统综合分析技术-模块】—气缸盖及气门机构检查保养职业技能要求相对应。同学们要勤加练习，为以后考取相应等级的职业技能等级证书打下基础。现在有一辆威朗汽车需要更换传动皮带及涨紧轮，如图2-35所示，请同学们根据已学知识并结合该车辆具体情况，进行传动皮带及涨紧轮的更换。图2-35威朗汽车传动皮带及涨紧轮项目三发动机配气机构任务一气门机构与正时检查【任务描述】客户王先生的雪佛兰科鲁兹汽车已经行驶了60000Km，王先生开车来到雪佛兰4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师对此车正时皮带进行检查，根据保养手册要求进行发动机正时及正时皮带的检查。下面将学习发动机配气机构的相关知识并按流程检查发动机正时及正时皮带。【知识储备】一、配气机构的作用配气机构是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜的可燃混合气或空气及时进入气缸，废气及时从气缸排出。在压缩与做功行程中，关闭气门保证燃烧室的密封，如图3-1所示。图3-1配气机构二、配气机构布置形式1.按气门位置分类（1）气门顶置式是应用最广泛的一种配气机构型式，进气门和排气门都倒挂在气缸盖上。（2）气门侧置式是进气门和排气门都装置在气缸体的一侧，目前已不常见。2.按凸轮轴布置形式分类，如图3-2所示。图3-2凸轮轴布置形式（1）凸轮轴下置式配气机构：凸轮轴安装在曲轴箱内，直接由凸轮轴正时齿轮与曲轴正时齿轮相啮合，并由曲轴带动旋转。（2）凸轮轴中置式配气机构：凸轮轴位于气缸体的上部。为了减小气门传动机构的往复运动的质量，对于高转速的发动机，可将凸轮轴的位置移到气缸体的上部，由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂而省去推杆。该形式的配气机构因曲轴与凸轮轴的中心线距离较远，一般要在中间加入一个中间齿轮（惰轮）。（3）凸轮轴上置式配气机构：凸轮轴布置在气缸盖上。凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，没有挺柱和推杆，使往复运动的质量大为减小，对凸轮轴和气门弹簧的要求也最低，因此它适用于高速强化发动机。3.按凸轮轴传动方式分类曲轴驱动凸轮轴工作，它们通过