汽车原理及构造上册1-5讲义.ppt

1、汽车原理及构造 (上册) 陈有方 等 编,第1章 汽车分类和型号编制规则,1.1 汽车分类 对于运输汽车，根据用途可分为: 1)载客汽车 轿车 客车, 旅游车 2)载货汽车,3)特种用途汽车 如按汽车动力装置形式分类，则可分为: 1)活塞式内燃机汽车 2)燃气轮机汽车 3)电动汽车,如按汽车的行驶机构分类，有: 1)轮式汽车 2)履带式汽车和半履带式汽车 3)雪撬式汽车 4)气垫式汽车 5)步行机构式汽车 6)水陆二用汽车,7)陆空二用汽车 1.2 汽车型号编制规则,1.3 汽车总体构造,图1-1 典型货车的总体构造 1发动机；2前轴；3前悬架；4转向车轮；5离合器；6变速器；7手制动器；8传

2、动轴；9驱动桥；10后悬架；11驱动车轮；12车架；13车前钣制件；14驾驶室；15转向盘；16车箱,(1)发动机 (2)底盘 传动系 行驶系 转向系 制动系 (3)车身 (4)电气设备,第2章 汽车原理,2.1 汽车行驶基本原理,坡度阻力:Fi,附着力：附着作用决定的阻碍车轮打滑的路面反力的最大值,汽车行驶条件,2.2 动力性指标和经济性指标 2.2.1 动力性指标 1)最高车速 2)加速能力 3)最大爬坡能力,图2-1 驱动力产生的示意图,2.2.2 经济性指标,2.3 汽车的制动性和安全性 1)制动效能 2)制动时汽车的方向稳定性 3)制动效能的恒定性,2.4 汽车的环境保护性,2.5

3、车用发动机的标定功率 内燃机工况,第3章 发动机总体构造及工作原理,3.1 发动机的分类 (1)二冲程发动机和四冲程发动机 (2)汽油发动机和柴油发动机 (3)水冷式发动机和风冷式发动机 (4)单缸发动机和多缸发动机 (5)增压发动机和非增压发动机,图3-1 东风EQ6100-1汽油机构造图 1风扇；2水泵；3气缸盖；4小循环小管；5进、排气支管总成；6曲轴箱通风；7化油器；8气缸盖出水管；9摇臂机构；10空气压缩机皮带；11曲轴正时齿轮；12凸轮轴正时齿轮；13正时齿轮室盖及曲轴前油封；14风扇皮带；15发动机前悬置支架总成；16发动机前悬置软垫总成；17机油泵；18油底壳；19活塞、连杆总

4、成；20机油泵、分电器总成；21主轴承盖；22曲轴；23曲轴止推片；24凸轮轴；25油底壳衬垫；26曲轴箱通风管；27气缸体；28后挺杆室盖；29曲轴箱通风挡油板；30飞轮壳；31飞轮；32发动机后悬置螺栓、螺母；33发动机后悬置软垫；34限位板；35空气滤清器；36绝热垫及衬垫；37进气管；38曲轴箱通风单向阀；39阀体；40单向阀；41弹簧；42弯管接头；43排气管；44放水阀；45细滤器；46出水软管；47联轴套；48气缸套；49定位销；50挺杆室衬垫；51挺杆室盖；52分电器；53加机油管和盖；54汽油泵；55机油粗滤器 (部分零件图中未显示),3.2 发动机的总体构造 1)机体组 2

5、)曲柄连杆机构 3)配气机构 4)供给系,图3-2 BJ492QA型汽油机,5)点火系 6)冷却系 7)润滑系 8)起动系,图3-3 CA6102型汽油机,图3-4 上海桑塔纳轿车发动机构造图,图3-5 一汽奥迪100型轿车发动机 1曲轴；2曲轴轴承盖；3曲轴前端封油挡板；4曲轴正时齿轮；5压缩机皮带；6调整垫片；7正时齿轮拧紧螺栓；8压紧盖；9压缩机曲轴皮带轮；10水泵、电机曲轴皮带轮；11正时齿轮下罩盖；12压缩机支架；13中间轴正时齿轮；14中间轴；15正时皮带；16偏心轮张紧机构；17气缸体；18正时齿轮上罩盖；19凸轮轴正时齿轮；20凸轮轴前端油封；21凸轮轴罩盖；22机油加油口盖；

6、23凸轮轴机油挡油板；24凸轮轴轴承盖；25排气门；26气门弹簧；27进气门；28液压挺杆总成；29凸轮轴；30气缸密封垫片；31气缸盖；32火花塞；33活塞销；34曲轴后端封油挡板；35飞轮齿环；36油底壳；37活塞；38油标尺；39连杆总成；40机油集滤器；41中间轴轴瓦；42放油螺塞；43曲轴主轴瓦,图3-7 6110Q型柴油机,图3-8 依维柯轻型货车用柴油机 a 纵剖面图；b 横剖面图,图3-9 WD615系列之一柴油机,图3-10 佩尔利尼T20汽车用柴油机,3.3 四冲程发动机工作原理,图3-11 四冲程发动机示意图,3.3.1 四冲程汽油机工作原理 (1)进气行程 (2)压缩行

7、程,(3)作功行程 (4)排气行程,图3-12 单缸四冲程汽油机构造示意图,图3-13 四冲程汽油机的示功图 a 进气行程；b 压缩行程；c 膨胀行程作功行程；d 排气行程,3.3.2 四冲程柴油机工作原理,图3-14 四冲程柴油机示意图 1喷油泵；2喷油器,3.4 二冲程发动机工作原理 3.4.1 二冲程汽油机工作原理 (1)第一行程 (2)第二行程,图3-15 二冲程汽油机工作示意图 a 压缩；b 进气(可燃混合气)；c 燃烧；d 排气1进气孔；2排气孔；3换气孔,二冲程发动机与四冲程发动机比较，其主要优点如下:,1)曲轴每转一周就有一个作功行程，因此当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程

8、发动机相同时，在理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。,图3-16 二冲程发动机示功图,2)由于发生作功过程的频率较大，故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。 3)由于没有专门的配气机构，所以它的构造较简单，质量也比较小。的运转比较均匀平稳。 4) 使用简便。因为附属机构少，因此易受磨损和需要修理的运动部件数量也比较少。,3.4.2 二冲程柴油机工作原理,图3-17 二冲程柴油机工作示意图 a 压缩；b 进气(可燃混合气)；c 燃烧；d 排气 1进气孔；2排气孔；3扫气孔,3.5 发动机主要性能指标与特性 有效转矩 有效功率,燃油消耗率 燃油消耗率按下式计算:,图3-18 发动机外特性,图3-1

9、9 发动机的负荷,3.6 内燃机产品名称和型号编制规则,第4章 曲柄连杆机构,4.1 概 述,图4-1 气体压力作用情况示意图 a 作功行程；b 压缩行程,气体作用力 往复惯性力与离心力,图4-2 往复惯性力和离心力作用情况示意图 a 活塞在上半行程时的惯性力；b 活塞在下半行程时的惯性力,4.2 机 体 组 4.2.1 气缸体,图4-3 气缸体示意图 a 一般式气缸体；b 龙门式气缸体；c 隧道式气缸体 1气缸体；2水套；3凸轮轴孔座；4加强筋；5湿缸套；6主轴承座； 7主轴承座孔；8安装油底壳的加工面；9安装主轴承盖的加工面,图4-4 气缸体和气缸盖 1气缸；2水套；3气缸盖； 4燃烧室；

10、5气缸垫,图4-5 风冷发动机的气缸体和气缸盖 1气缸体；2气缸盖；3散热片,图4-6 多缸发动机气缸排列形式 a 单列式(直列式)；b V形式；c 对置式,图4-7 气缸体 a 一汽奥迪100型汽车发动机气缸体；b 北京BJ492QA型汽车发动机的气缸体,图4-8 8V100型发动机构造图,图4-9 对置气缸式风冷发动机,图4-10 气缸套 1气缸壁；2气缸冷却水套壁；3冷却水套；4上置半节缸套；5干式缸套；6可卸式干缸套；7可卸式湿缸套；8橡胶密封圈；9铜密封圈,4.2.2 气缸盖与气缸衬垫,图4-11 CA6102型发动机气缸盖,图4-12 BJ492QA发动机气缸盖 1气缸盖；2气门导

11、管；3螺塞；4火花塞孔；5进气门座；6排气门座,燃烧室类型： 1)楔形燃烧室 2)盆形燃烧室 3)半球形燃烧室,图4-13 汽油机燃烧室形状 a 楔形燃烧室；b 盆形燃烧室；c 半球形燃烧室,1)在高温高压燃气作用下有足够的强度，不易损坏； 2)耐热和耐腐蚀，即在高温、高压燃气或有压力的机油和冷却水的作用下不烧损或变质； 3)具有一定弹性，能补偿接合面的不平度，以保证密封； 4)拆装方便，能重复使用，寿命长。,气缸盖与气缸体之间置有气缸盖衬垫，以保证燃烧室的密封。气缸盖衬垫应满足如下的主要要求:,图4-14 气缸盖衬垫的结构 a、b、c、d 金属-石棉板；e 冲压钢板；f 无石棉气缸垫,图4-

12、15 冲压制成的油底壳,4.2.3 油底壳,4.2.4 发动机的支撑,图4-16 发动机支承示意图 a 三点支承；b 四点支承 1前支承；2后支承；3橡胶垫圈；4拉杆,图4-17 北京492Q型发动机的支承,图4-18 解放CA6102型汽车发动机的支承,4.3 活塞连杆组 4.3.1 活塞 活塞顶部 活塞头部,图4-19 一汽奥迪100型轿车发动机活塞连杆组 1第一道气环，2第二道气环；3组合油环；4活塞销；5活塞；6连杆；7连杆螺栓；8连杆轴瓦；9连杆盖,图4-20 活塞结构剖示图 a 全剖；b 部分剖 1活塞顶；2活塞头；3活塞环；4活塞销座；5活塞销； 6活塞销锁环；7活塞裙；8加强筋

13、；9环槽,图4-21 活塞顶部形状 a 平顶；b 凹顶；c 凸顶；d,e,f 凹坑,图4-22 活塞环槽护圈 a 一道护圈；b 两道护圈,图4-23 活塞裙部的椭圆变形 a 由于P的变形；b 由于N的变形；c 加工形状,图4-24 开槽活塞 a,b T形槽；c 形槽,图4-25 8V100型发动机裙 部铸有恒范钢片的活塞,图4-26 镶筒形钢片的活塞 a 活塞裙部镶筒形钢片；b 筒形钢片形状,图4-27 镶复式钢片的活塞 (缸径110 mm的车用柴油机用) 1弓形钢片(2个)；2筒形钢片(2个),图4-28 油冷活塞 a 振荡冷却；b 喷油冷却,图4-29 活塞销偏置时的工作情况 a 活塞销对

14、中布置；b 活塞销偏移布置,4.3.2 活塞环,图4-30 拖板式活塞裙部,图4-31 各环间隙处的气体压力递减图 图4-32 气环的切口形状 a 直角口；b 阶梯形；c 斜口； d 带防转销钉槽,图4-33 气环的断面形状 a 矩形环；b 锥面环；c 正扭曲内切环；d 反扭曲锥面环；e 梯形环;f 桶面环,图4-34 矩形断面环的泵油作用 a 活塞下行；b 活塞上行,图4-35 扭曲环作用原理 a 矩形断面环；b 扭曲环,图4-36 梯形环工作示意图 a 间隙变化；b 受力情况,图4-37 油环 a 普通环；b 组合环 1刮油片；2轴向衬环；3径向衬环,图4-38 油环的刮油作用 a 活塞下

15、行；b 活塞上行,图4-39 油环的断面形状 a 异向外倒角油环;b 同向外倒角油环； c 同向内倒角油环；d 鼻式油环；e 双鼻式油环,4.3.3 活塞销,图4-40 活塞销的内孔形状 a 圆柱形；b 组合形；c两段截锥形,图4-41 活塞销连接方式 1、3卡环；2活塞销,4.3.4 连杆,图4-42 连杆组件分解图 1连杆衬套；2连杆小头；3连杆杆身；4连杆螺栓；5连杆大头；6连杆轴瓦；7连杆盖；8轴瓦上的凸键；9凹槽,图4-43 连杆构造图 1连杆小头；2连杆杆身；3连杆大头；4连杆螺栓；5连杆盖；6铁丝；7锯齿；8定位销；9连杆下轴瓦；10连杆上轴瓦；11连杆衬套；12集油孔；13集油

16、槽；14自锁螺母；15轴瓦定位槽,1)止口定位 2)套筒定位 3)锯齿定位,图4-44 斜切口连杆大头的定位方式 a 止口定位；b 套筒定位；c 锯齿定位,V型发动机左右两侧对应两气缸的连杆是同支于一个曲轴曲柄销上的，有三种布置形式: 1)并列连杆式 2)主副连杆式(图4-46a) 3)叉形连杆式(图4-46b),图4-45 连杆轴瓦 1钢背；2油槽； 3定位凸键； 4减磨合金层,4.4 曲轴飞轮组 4.4.1 曲轴,图4-46 主副连杆与叉形连杆 a 主副连杆；b 叉形连杆 1叉形大头连杆；2片形大头连杆；3销钉；4叉形连杆大头与连杆盖的紧固镙钉；5片式大头轴瓦；6、7叉形大头轴瓦；8片形大

17、头连杆盖；9叉形大头连杆盖,图4-47 东风6100Q-1发动机曲轴飞轮组分解图 1起动爪；2起动爪锁紧垫圈；3扭转减振器；4皮带轮；5挡油片；6正时齿轮；7半圆键；8曲轴；9主轴承上、下轴瓦；10中间主轴承上、下轴瓦；11止推片；12螺柱；13直通滑脂嘴；14螺母；15齿环；16圆柱销；17第一、六缸活塞压缩上止点记号用钢球,图4-48 曲轴 a 解放CA6102型发动机曲轴； b 北京BJ492型发动机曲轴 1前端轴；2主轴颈；3连杆轴颈(曲柄)； 4曲柄；5平衡重；6后端凸缘,图4-49 组合式曲轴 1起动爪；2皮带盘；3前端轴；4滚动轴承；5连接螺杆； 6曲柄；7飞轮齿圈；8飞轮；9后

18、端凸缘；10挡油圈； 11定位螺钉；12油管；13锁片,图4-50 空心曲柄销中吸油管示意图 1曲柄销；2吸油管,图4-51 曲轴平衡重作用示意图 a 受力平衡；b 设置平衡量,图4-52 菲亚特C40N型汽车发动机曲轴 1曲柄；2平衡重紧固螺钉； 3平衡重；4紧固螺钉焊缝,图4-53 曲轴前端的结构 1、2滑动推力轴承；3止推片；4正时齿轮；5甩油盘；6油封；7皮带轮；8起动爪,图4-54 回油螺纹的封油原理,图4-55 直列四缸发动机的曲拐布置,图4-56 直列六缸发动机的曲拐布置,4.4.2 曲轴扭转减振器,图4-57 8V100型发动机的曲拐布置,图4-58 8V100型发动机橡胶摩擦

19、式扭转减振器 1曲轴前端；2皮带轮毂；3减振器圆盘；4橡胶垫；5惯性盘；6皮带盘,图4-59 6G80型发动机干摩擦式扭转减振器 1惯性盘；2弹簧；3摩擦片；4曲轴；5曲轴前端凸缘；6皮带轮,图4-60 150系列车用柴油机粘液摩擦式减振器 1密封外壳；2减振体；3衬套；4侧盖；5注油螺塞,4.4.3 飞轮,图4-61 汽车发动机发火正时记号 1离合器外壳的记号；2观察孔盖板；3飞轮上的记号,第5章 配气机构,5.1 气门式配气机构的布置及传动 5.1.1 气门的布置形式,图5-1 气门顶置式配气机构 1气缸盖；2气门导管；3气门；4气门主弹簧；5气门副弹簧；6气门弹簧座；7锁片；8 气门室罩

20、；9摇臂轴；10摇臂；11锁紧螺母；12调整螺钉；13推杆；14挺柱；15凸轮轴,图5-2 气门侧置式配气机构 1气缸盖；2气缸垫；3气门；4气门导管；5气缸体；6气门弹簧；7气缸壁；8气门弹簧座；9锁销；10调整螺钉；11锁紧螺母；12挺柱；13挺柱导管；14凸轮轴,图5-3 进气门顶置、排气门 侧置的配气机构,5.1.2 凸轮轴的布置形式,图5-4 采用凸轮轴中置式配气机构的发动机,5.1.3 凸轮轴的传动方式 5.1.4 每缸气门数及其排列方式,图5-5 680Q汽油机凸轮轴上置式配气机构,图5-6 凸轮轴直接驱动气门的发动机,当每缸采用四个气门时，气门排列的方案有两种: 1)同名气门排

21、成两列(图5-9a)，由一个凸轮通过T形驱动杆同时驱动，并且所有气门都可以由一根凸轮轴驱动。两同名气门在气道中的位置不同，可能会使二者的工作条件和工作效果不一致。 2)同名气门排在同一列(图5-9b)则没有上述缺点，但一般要用两根凸轮轴。,图5-7 汽油机凸轮轴的链传动装置 1凸轮轴链轮；2上链条张紧轮；3张紧轮导向套筒；4压紧弹簧；5锁紧螺母；6张紧力调整螺钉；7张紧轮导向销；8导向销锁紧螺母；9上链条；10下链条；11下链条张紧轮；12曲轴链轮；13中间链轮；14导链板,图5-8 一汽奥迪100轿车用齿形带传动 1曲轴正时皮带轮；2中间轴正时皮带轮；3正时齿形皮带；4张紧轮；5凸轮轴正时皮

22、带轮,图5-9 每缸四气门的布置及其驱动 a同名气门排成两列；b同名气门排成一列 1T形杆；2气门尾端的从动盘,5.1.5 气门间隙 5.2 配 气 相 位 5.3 配气机构的零件和组件 5.3.1 气门组 气门组应保证气门能够实现气缸的密封，因此要求: 1)头部与气门座贴合严密；,图5-10 配气相位图,2)导管与气门杆的上下运动有良好的导向； 3)气门弹簧的两端面与气门杆的中心线相垂直，以保证气门头在气门座上不偏斜； 4)气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的运动惯性力，使气门能迅速开闭，并保证气门紧压在气门座上。,图5-11 气门组 1气门；2气门弹簧； 3气门弹簧座；4锁片； 5气门导管,图5-12 气门头部结构形式 a平顶；b喇叭形顶；c球面顶,图5-13 气门锥角,图5-14 弹簧座的固定方式 a北京BJ2023型汽车用；b解放CA1091型汽车用 1气门杆；2气门弹簧； 3弹簧座；4锁片；5锁销,图5-