汽车基础发动机维修8

1项目一总论2目录任务1发动机认知任务2发动机维修基础知识3任务1发动机认知4学习目标1.掌握发动机的分类及基本术语。2.掌握发动机的工作原理。3.能够对发动机的类型与型号进行识别。5一、发动机的分类及基本术语1.发动机的分类发动机是汽车的动力装置，它能够将燃料燃烧释放的能量转化为汽车所需的动力，再通过传动装置传递到驱动轮驱动车辆行驶。发动机的种类繁多，可以根据不同特征进行分类。6（1）按活塞运动方式不同分类根据活塞运动方式的不同，发动机可分为往复活塞式发动机和旋转活塞式发动机，如图所示。前者活塞在气缸内做往复直线运动，后者活塞在气缸内做旋转运动。现代汽车多采用往复活塞式发动机。发动机按活塞的运动方式不同分类a）往复活塞式发动机b）旋转活塞式发动机7（2）按着火方式不同分类根据着火方式的不同，发动机可分为点燃式发动机和压燃式发动机，如图所示。点燃式发动机是利用电火花点燃可燃混合气，如汽油机；压燃式发动机则是利用压缩终了时缸内充量的高温、高压引起可燃混合气自行着火燃烧，如柴油机。发动机按着火方式不同分类a）点燃式发动机b）压燃式发动机8（3）按使用燃料不同分类根据使用燃料的不同，发动机可分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机。汽油机即以汽油为燃料，柴油机即以柴油为燃料，气体燃料发动机则是以天然气、液化石油气等为燃料。9（4）按冷却方式不同分类根据冷却方式的不同，发动机可分为水冷式发动机和风冷式发动机，如图所示。水冷式发动机即以冷却液为冷却介质，风冷式发动机则是以空气为冷却介质。现代汽车主要采用水冷式发动机。发动机按冷却方式不同分类a）水冷式发动机b）风冷式发动机10（5）按冲程数不同分类根据冲程数的不同，发动机可分为四冲程发动机和二冲程发动机。四冲程发动机是指发动机每完成一个工作循环，其活塞需要往复四个行程，而二冲程发动机则是活塞需要往复两个行程。（6）按气缸数不同分类根据气缸数的不同，发动机可分为单缸发动机和多缸发动机。多缸发动机涵盖了所有两个或两个以上气缸的发动机类型。现代汽车多采用四缸发动机、六缸发动机和八缸发动机。11（7）按气缸布置方式不同分类根据气缸布置方式的不同，发动机可分为直列式发动机、对置式发动机、V型发动机和W型发动机，如图所示。发动机按气缸布置方式不同分类a）直列式发动机b）对置式发动机c）V型发动机d）W型发动机12发动机按气缸布置方式不同分类a）直列式发动机b）对置式发动机c）V型发动机d）W型发动机13（8）按进气方式不同分类根据进气方式的不同，发动机可分为自然吸气式发动机（即非增压发动机）和强制进气式发动机（即增压发动机），如图所示。发动机按进气方式不同分类a）自然吸气式发动机b）强制进气式发动机142.发动机的基本术语通过如图所示可以了解发动机的基本术语。发动机的基本术语15（1）上止点——活塞在气缸内做往复直线运动，其活塞顶部达到最高点处的位置，称为上止点。此时，活塞顶部距离曲轴回转中心最远。（2）下止点——活塞在气缸内做往复直线运动，其活塞顶部达到最低点处的位置，称为下止点。此时，活塞顶部距离曲轴回转中心最近。（3）活塞行程——活塞在气缸内做往复直线运动，其上、下止点之间的距离，称为活塞行程，用

S表示（单位：mm）。16（4）活塞冲程——活塞由上（下）止点运行到下（上）止点的运动过程，称为活塞冲程。（5）曲柄半径——曲柄连杆轴颈的轴心线到主轴颈轴心线的距离，称为曲柄半径，用R表示（单位：mm）。活塞行程的大小一般取决于曲柄半径的大小，两者之间的关系是活塞行程=曲柄半径的2倍，即S=2R。（6）气缸工作容积——活塞一个冲程扫过的容积，称为气缸工作容积，用

Vh

表示（单位：L）。17（7）发动机工作容积——多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机工作容积（或发动机排量），用VL

表示（单位：L）。若发动机的气缸数为i，则VL=Vh·i。（8）燃烧室容积——活塞在上止点时，活塞顶面与气缸盖之间的容积，称为燃烧室容积，用Vc表示（单位：L）。（9）气缸总容积——活塞在下止点时，活塞顶面封闭的气缸容积，称为气缸总容积，用Va

表示（单位：L）。气缸总容积同时也是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即Va=Vh+Vc。18（10）压缩比——气缸总容积与燃烧室容积的比值，称为压缩比，用ε表示，即

。压缩比通常用来表示气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，则燃料燃烧产生的压力越大。通常柴油机的压缩比为16～22，汽油机的压缩比为6～10。（11）工作循环——发动机的工作循环是指发动机从吸入气体至排出废气，完成一次能量转换的全过程。这个过程按照一定顺序循环进行，从而保证了发动机的正常工作。19二、发动机的工作原理1.四冲程发动机的工作原理汽车发动机的工作原理是一个复杂但有序的过程，它涉及燃料的燃烧、能量的转换和机械运动的产生。现代汽车普遍采用四冲程发动机，在四冲程发动机中，一个完整的工作循环包括进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。20（1）四冲程汽油机的工作原理如图所示为单缸四冲程汽油机的工作循环示意图。单缸四冲程汽油机的工作循环示意图a）进气冲程b）压缩冲程c）做功冲程d）排气冲程211）进气冲程。当进气冲程开始时，进气门打开，排气门关闭，曲轴带动活塞由上止点向下止点运动，如上图a所示。运动过程中，气缸内容积逐渐增大，压力逐渐减小，于是空气和汽油经进气门被吸入气缸，在气缸内形成可燃混合气。当活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束，此时气缸内压力为75～90kPa（低于大气压力），温度为80～130℃。222）压缩冲程。当进气冲程结束时，曲轴继续旋转带动活塞由下止点向上止点运动，此时进气门和排气门均保持关闭，压缩冲程开始，如上图b所示。活塞运动过程中，气缸内容积逐渐减小，可燃混合气被进一步压缩混合。当活塞到达上止点时，可燃混合气被全部压缩至燃烧室内，压缩冲程结束，此时气缸内压力和温度均大幅升高，压力可达600～1500kPa，温度可达327～427℃。233）做功冲程。当压缩冲程结束时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，此时进气门和排气门持续保持关闭，做功冲程开始，如上图c所示。可燃混合气剧烈燃烧，使气缸内温度和压力急速升高，从而推动活塞由上止点向下止点运动，并通过连杆推动曲轴旋转对外做功，当活塞到达下止点时，做功冲程结束。在做功冲程的开始阶段，气缸内瞬时压力可达3～5MPa，瞬时温度可达1927～2527℃；随着活塞下移，气缸内压力和温度开始下降，当做功冲程结束时，气缸内压力降为300～500kPa，温度降为1027～1327℃。244）排气冲程。当做功冲程结束时，曲轴持续旋转带动活塞由下止点向上止点运动，此时排气门打开，进气门关闭，排气冲程开始，如上图d所示。废气在自身压力和活塞作用下，经排气门排出，当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气冲程结束。由于燃烧室占有一定容积，因此当排气冲程结束时，废气不可能完全排净，会残留一部分在燃烧室内，这部分废气称为残余废气。此时，气缸内压力为105～125kPa（略高于大气压力），温度为627～927℃。可见四冲程汽油机经过进气、压缩、做功、排气四个冲程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点间往复运动了四个冲程，相应地曲轴旋转了两圈。25（2）四冲程柴油机的工作原理与四冲程汽油机一样，四冲程柴油机的每个工作循环亦包括进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。但由于柴油机使用的燃料是柴油，其黏度大，蒸发性差，自燃温度比汽油低（柴油的自燃温度为200～300℃，汽油的自燃温度为380℃），所以柴油机在可燃混合气的形成以及着火方式等方面与汽油机有较大区别。如图所示为单缸四冲程柴油机的工作循环示意图。26单缸四冲程柴油机的工作循环示意图a）进气冲程b）压缩冲程c）做功冲程d）排气冲程271）进气冲程。四冲程柴油机的进气冲程如上图a所示。其与汽油机不同的是，进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。由于进气阻力相对较小，以及上一冲程残留的废气温度比较低等原因，当进气冲程结束时，气缸内压力为80～95kPa，温度为47～77℃。2）压缩冲程。四冲程柴油机的压缩冲程如上图b所示。由于柴油机压缩的是纯空气，且柴油机压缩比大，当压缩冲程结束时，气缸内温度和压力均高于汽油机，压力可达3～5MPa，温度可达527～727℃。283）做功冲程。四冲程柴油机的做功冲程如上图c所示。当压缩冲程接近终了时，喷油器将雾化的高压柴油喷入气缸，与压缩后的空气混合，形成可燃混合气。此时气缸内压力和温度急剧上升，瞬时压力可达5～10MPa，瞬时温度可达1257～1657℃（远高于柴油的自燃温度），柴油随即自行着火燃烧。在高温高压气体推动下，活塞下行带动曲轴旋转。当做功冲程结束时，气缸内压力为200～400kPa，温度为927～1227℃。4）排气冲程。四冲程柴油机的排气冲程如上图d所示。其与汽油机的排气冲程基本相同，当排气冲程结束时，气缸内压力为105～125kPa，温度为527～727℃。29（3）四冲程汽油机与四冲程柴油机的比较四冲程汽油机与四冲程柴油机的比较可见下表。四冲程汽油机与四冲程柴油机的比较302.二冲程发动机的工作原理二冲程发动机的工作循环同样也包括进气、压缩、做功和排气四个过程，但全部在曲轴旋转一周（360°），活塞往复运动两个冲程内完成，因此二冲程发动机无论是结构还是工作原理都与四冲程发动机有较大区别。31三、发动机的总体构造与型号编制规则1.发动机的总体构造发动机是由多个机构和系统组成的复杂机械。不同类型和型号的发动机，其结构或有不同，但总体架构大致相同。（1）汽油机的总体构造汽油机的总体构造可见下表。32汽油机的总体构造33汽油机的总体构造34（2）柴油机的总体构造在柴油机的总体构造中，其曲轴连杆机构、配气机构、冷却系统、润滑系统以及起动系统均与汽油机大体一致，主要差异体现在点火系统与燃料供给系统上。由于柴油机采用的是压燃点火方式，因此无需配备点火系统。同时，由于柴油相较于汽油具有较高的黏度和较差的蒸发性，柴油机在工作过程中必须借助高压喷射技术，将柴油以雾化状态注入气缸。因此，柴油机的燃料供给系统主要是由燃油箱、高压燃油泵、喷油泵、燃油滤清器、喷油器以及进气歧管等关键部件构成。352.发动机的型号编制规则现代汽车发动机主要是内燃机，我国针对内燃机产品的名称和型号编制规则，依据的是GB/T725—2008《内燃机产品名称和型号编制规则》。根据相关国家标准：（1）产品名称命名内燃机产品的名称均按所采用的燃料命名。（2）型号编制内燃机型号由阿拉伯数字（以下简称数字）、汉语拼音字母或国际通用的英文缩略字母（以下简称字母）组成。36（3）型号组成内燃机型号依次包括下列四部分，表示方法如图所示。第一部分：由制造商代号或系列代号组成。本部分代号由制造商根据需要选择相应1～3位字母表示。内燃机型号表示方法37第二部分：由气缸数、气缸布置型式符号、冲程型式符号、缸径符号组成。1）气缸数用1～2位数字表示；2）气缸布置型式符号按下表的规定；3）冲程型式为四冲程时符号省略，二冲程时用E表示；4）缸径符号一般用缸径或缸径/行程数字表示，亦可用发动机排量或功率数表示。其单位由制造商自定。38气缸布置型式符号39结构特征符号第三部分：由结构特征符号、用途特征符号、燃料符号组成。前两者符号分别按下两表的规定。40用途特征符号41燃料符号参见下表。第四部分：区分符号。同系列产品需要区分时，允许制造商选用适当符号表示。第三部分与第四部分可用“-”分隔。燃料符号42（4）型号示例汽油机型号：1）1E65F——单缸、二冲程、缸径65mm、风冷通用型；2）462Q——四缸、直列、四冲程、缸径62mm、水冷汽车用；3）CA6102——六缸、直列、四冲程、缸径102mm、水冷通用型、CA表示系列符号；4）EQ6100-1——六缸、直列、四冲程、缸径100mm、水冷通用型、-1表示第一种变型产品、EQ表示系列符号。43柴油机型号：1）195——单缸、四冲程、缸径95mm、水冷通用型；2）495Q——四缸、直列、四冲程、缸径95mm、水冷汽车用；3）YZ6102Q——六缸、直列、四冲程、缸径102mm、水冷汽车用、YZ表示系列符号；4）12VE230ZCZ——十二缸、V型、二冲程、缸径230mm、水冷缸压、船用主机、左机基本型。44任务2发动机维修基础知识45学习目标1.掌握发动机维修基本常识。2.了解发动机大修工艺流程。3.掌握发动机维修安全知识。46一、发动机维修基本常识发动机维修是一项复杂且重要的工作，涉及发动机的各个系统和部件。在发动机维修过程中要注意的内容很多，大致可归纳为以下五个方面。1.怕“脏”燃油滤清器、机油滤清器、空气滤清器及各类滤网等如果过脏，会导致滤清效果变差，使过多杂质进入油路和气缸，加剧机件磨损，增加故障发生的可能，如果严重堵塞，还会导致发动机不能正常工作。此外，水箱散热片、风冷发动机缸体和缸盖散热片、冷却器散热片等部件过脏，会导致散热不良，温度过高。因此，在发动机维修过程中，对于这类怕“脏”的零部件必须及时清洗。472.怕“热”发动机如果长时间温度过高会对车辆造成严重损害。首先，发动机温度过高易导致活塞烧熔、润滑油变质从而发生粘缸，使发动机直接损坏。其次，发动机温度过高会使橡胶密封件、三角胶带等过早老化，影响发动机的正常运行。此外，发动机温度过高还会使起动机、发电机、调节器等电器设备线圈烧毁、短路，甚至报废；最后，发动机温度过高还会影响燃油的雾化效果，导致燃烧不充分，降低动力、增加油耗。因此，在发动机维修过程中，要注意查找发动机温度过高的原因。483.怕“串”发动机中的一些相互配合件，经过一段时间磨合，相对配合较好，在维修时应注意成对装配，不要相互“串门”。此外，柴油机燃油系统中的各种偶件，是在制造时经过特殊加工成对研磨而成的，配合十分精密，因此，在失效前应始终成对使用，切不可调换。494.怕“反”发动机气缸垫在安装时不能装反，否则会导致缸垫过早烧蚀损坏；对一些特殊形状的活塞环也不可装反，否则会导致发动机动力下降、润滑油异常消耗、排放恶化；发动机风扇叶片安装时也有方向要求，风扇一般分排风和吸风两种，不可弄反，否则会导致发动机散热不良、温度过高。505.怕“缺”在发动机维修时，有些小件可能会因疏忽而漏装，这是十分危险和有害的。气门锁片应成对安装，如果漏装或缺失将导致气门失控撞坏活塞件；连杆螺栓、飞轮螺栓、传动轴螺栓上安装的开口销、锁紧螺丝、保险片和弹簧垫等防松装置一旦漏装，将有可能导致严重故障；正时齿轮室中用来润滑齿轮的机油喷嘴一旦漏装，会导致该处严重泄油，使发动机润滑油压力过低；水箱盖、机油口盖、油箱盖丢失，会使砂石、灰尘等侵入，从而加剧机件的磨损。51二、发动机大修工艺流程1.送修标志发动机大修的送修标志主要包括以下几种情况：（1）气缸磨损。气缸的圆柱度误差达到0.175～0.250mm，或圆度误差达到0.050～0.063mm（以磨损量最大的一个气缸为准）。（2）最大功率或气缸压缩压力降低。发动机的最大功率或气缸压缩压力比标准值降低25%以上。（3）油耗增加。燃料和润滑油消耗显著增加。（4）异常现象。发动机动力下降严重，甚至出现烧润滑油（冒蓝烟）、拉缸、敲缸等现象。522.主要内容发动机大修工艺流程如图所示，其主要内容包括以下方面：发动机大修工艺流程53（1）前期准备1）对发动机进行全面评估，包括运行里程、故障记录、润滑油分析报告等，以确定大修的必要性和具体范围。制定详细的大修计划，包括所需备件清单、工具准备、人员分工及时间安排等。2）确保工作区域通风良好，配备必要的个人防护装备，并设置安全警示标志，防止非作业人员进入作业区。对电源、气源进行安全检查，确保无泄漏、短路等安全隐患。54（2）拆解发动机1）在发动机冷却至安全温度后，排放润滑油、冷却液等。2）将发动机从车辆上拆卸下来。3）逐步分解发动机，从外部附件（发电机、风扇、空气滤清器等）、进排气系统开始，逐步深入到缸盖、曲轴箱等核心部件。拆解过程中，仔细标记各部件位置及连接关系，以便后续组装。55（3）清洗与检查1）对拆解后的零部件需进行彻底清洗，去除油污、积碳等杂质。2）对清洗后的零部件需进行细致检查，包括测量尺寸、检查磨损情况、评估材料疲劳程度等。（4）维修与更换1）对于可修复的零部件，可采用机械加工、热处理等方法进行修复。2）对于无法修复或磨损严重的零部件，应及时更换新件。新件的选择需符合原厂标准，确保与旧件匹配。56（5）重新装配按照正确的顺序和技术要求，将修复和更换后的零部件重新组装。确保零部件清洁，并使用规定的扭矩拧紧螺栓。注意安装顺序和位置，不能出现错误。发动机的密封也很重要，应使用质量可靠的密封垫和密封胶，确保润滑油和冷却液不会泄漏。（6）调试与测试1）对组装好的发动机进行调试。2）对调试好的发动机进行测试，确保发动机性能恢复正常，无异常响声，气缸压缩压力符合原设计规定。57三、发动机维修安全知识发动机维修安全主要包括维修作业安全和维修工具设备使用安全两部分内容。1.维修作业安全（1）个人安全防护。在维修作业时，维修人员必须佩戴符合标准