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1、汽 车 构 造,总论 第一篇 汽车发动机 第二篇 汽车传动系 第三篇 汽车行驶系 第四篇 汽车转向系与制动系 第五篇 汽车车身及附属设备,编制：罗 虹 1999.8,总 论,一、国内外汽车工业概况 二、汽车类型 三、国产汽车产品型号编制规则 四、汽车总体构造 五、汽车行驶基本原理 复习思考题,二、汽车类型,1.按用途分为 轿车按发动机排量分为 微型、普通级、中级、中高级、高级轿车 运输汽车 客车按总长度分为 微型、轻型、中型、大型、特大型客车 货车按总质量分为 微型、轻型、中型、重型货车 竞赛汽车 特种用途汽车 娱乐汽车 特种作业汽车 消防车、救护车、工程车、 2.按动力装置分为 活塞式内燃机

2、汽车 电动汽车 复合动力汽车 燃气轮机汽车 3.按行驶道路条件分为 公路用车 非公路用车（越野汽车） 4.按行驶机构特征分为 轮式汽车 驱动型式符号：n m（车轮总数驱动轮数） 其它型式的车辆（履带式、雪撬式、气垫式、步行机构式车辆）,三、国产汽车产品型号编制规则（GB-）,企业自订代号 用途特征代号 结构特征代号 产品序号 主参数代号 车辆类别 企业代号,“三大总成” 发动机(Engine)、底盘(chassis)、车身(body)。（电气设备） 五、汽车行驶的基本原理 汽车在前进方向上受到的外力 滚动阻力(Rolling Resistance)产生原因：车轮及路面的变形；车轮与路面间的磨擦

3、。 阻力F 空气阻力(Aerodynamic Resistance)产生原因：空气与汽车的相互运动。 上坡阻力(Grade Resistance) 产生原因：汽车重力的分力。 驱动力 (牵引力)Ft (Tractive Effort) 路面作用于驱动轮上的圆周力。,四、汽车的总体构造（图0-4）,V,Mt,Ft F 时，汽车加速运动； Ft F 时，汽车匀速运动； Ft F 时，汽车减速运动。,限制驱动力的因素,1.驱动轮(Driving Wheel)上的转矩Mt 发动机经由传动系在驱动轮上施加一个驱动力矩Mt 驱动轮对路面作用一个力F o ，路面对车轮的反作用力即为驱动力Ft ： Ft（=F

4、 o）=Mt/r r r r 轮胎滚动半径 2.附着力 F 附着作用 轮胎与路面的摩擦作用；路面凸起部对轮胎的抗滑作用。 附着力 F 附着力是由于附着作用，轮胎与路面间可能提供的最大作用力 。 附着力取决于附着系数、车轮的正压力G，即 F G 附着系数反映了路面、轮胎的一个重要特性。 驱动力与附着力的关系 Ft F G ,复习思考题,一、国产汽车型号怎样编制？ 二、汽车有哪几大总成？ 三、汽车行驶时受到哪些力的作用？ 四、哪些因素影响、限制汽车的驱动力？ 五、附着力与驱动力有何不同？它们有 什么关系？,第一篇 汽车发动机,第一章 汽车发动机的工作原理和总体构造 第二章 曲柄连杆机构 第三章 配

5、气机构 第四章 汽油机供给系 第五章 柴油机供给系 第六章 发动机排气的净化 第七章 发动机冷却系 第八章 发动机润滑系 第九章 发动机点火系 第十章 发动机起动系,2个机构,5个系统,第一章 汽车发动机的工作原理和总体构造,第一节 发动机分类 第二节 四冲程发动机工作原理 第三节 二冲程发动机工作原理 第四节 发动机的总体构造 第五节 发动机主要性能指标与特性 第六节 内燃机产品名称和型号编制规则,第一节 发动机分类,热力发动机 内燃机(Internal-combustion Engine)：活塞式内燃机、燃气轮机 外燃机：蒸汽机 活塞式内燃机分类 按活塞运动 方式分为 按工作循环分为 按所

6、用燃料分为 按冷却方式分为,第二节 四冲程(Four-Stroke)发动机工作原理,一、汽油机(Gasoline Engine) 1. 基本参数及术语（图）（图1-2） 活塞行程 S 气缸工作容积（气缸排量）Vh 发动机工作容积（发动机排量）VL 燃烧室容积Vc 气缸总容积 Va Va=Vh+Vc 压缩比 =Va/Vc,2. 汽油机的工作循环(图),3. 压缩比(Compression Ratio) ,定义：= Va/Vc 越大，（压缩终了时的压力越大、温度越高，燃烧速度越快，因此，）发动机功率(Power)越大，油耗率(Specific Fuel Consumption)越低。 过大，易产生

7、爆燃(Deflagrate)，易产生表面点火。 爆燃（爆震）：离点燃中心较远处的可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。 表面点火：由燃烧室内炽热面或炽热点点燃混合气而产生的一种不正常燃烧。 化油器式发动机的压缩比一般为 6 9; 柴油发动机的压缩比一般为 16 22。,二、柴油机(Diesel Engine),1. 柴油的主要特点 粘度大；不易蒸发；自燃温度低。 2. 柴油机工作循环与汽油机相同 3. 柴油机与汽油机主要不同点（图1-4） 混合气形成：柴油机不用化油器，燃油直接喷射入气缸内。 点火方式： 压燃，无点火系统。 4. 柴油机的特点 压缩比高 柴油机1622,汽油机为69； 最高转速

8、较低 柴油机25003000rpm,汽油机40007000rpm； 热效率较高 柴油机为3042%；汽油机为2038% 油耗较低 比汽油机低约30% 质量较大 制造、维修费用高 喷油泵、喷油器的制造难度大 振动、噪声较大 工作粗暴 排气污染小 过量空气系数大，燃烧比较完全，CO、HC、NOx 的排放量较少。 三、发动机运转平稳问题 曲轴每转两周，1个气缸作功1次曲轴转速是不均匀的，发动机运转是不平稳的。 飞轮转动惯量越大，越平稳 缸数越多，越平稳,第三节 二冲程(Two-Stroke)发动机工作原理,一、二冲程汽油机(Two-Stroke Gasoline Engine)工作原理 1.工作循环

9、（图）（图1-5） 第一行程（活塞向上）：压缩；进气（进入曲轴箱）； 第二行程（活塞向下）：燃烧作功；换气（缸内进气、排气）。 2.结构 无进、排气阀（进气孔、排气孔、扫气孔均由活塞开、闭）； 活塞顶部为一特殊形状，以利换气。 3.特点 功率大 理论上为四冲程发动机的2倍，实际为1.51.6倍； 运转平稳 每两次行程就有一次作功； 结构简单，质量小 无配气机构 使用、维修方便 燃油经济性差 换气时有部分新鲜可燃混合气随废气被排出 排气污染大,二、二冲程柴油机工作原理（图1-7）,与二冲程汽油机的主要不同之处 进入缸内的是空气而不是可燃混合气，因此可方便地增大进气量（如用扫气泵）。进气充分、燃油

10、经济性好； 进气不经过曲轴箱； 无火花塞，有喷油系统。结构较复杂。,第四节 发动机的总体构造,2个机构： 曲柄连杆机构 配气机构 5 个系统： 供给系 点火系 冷却系 润滑系 起动系,第五节 发动机主要性能指标与特性,一、主要性能指标 有效转矩(Effective Torque) Te 发动机通过飞轮对外输出的转矩。 有效功率(Effective Power)Pe 发动机通过飞轮对外输出的功率。 燃油消耗率(Specific Fuel Consumption) ge 发出1Kw有效功率，1h内所消耗的燃油量。(g/kwh) 二、主要特性 转速特性 主要性能指标随发动机转速变化的规律。 发动机外

11、特性 节气门全开时的转速特性（图1-18） 发动机部分特性 节气门部分开启时的转速特性,罗虹:,罗虹:,罗虹:,罗虹:,三、发动机工况（工作状况）,发动机工况用负荷表示 负荷 发动机发出的功率与同一转速下可能发出的最大功率之比，用百分数表示。 同一转速下，节气门开度越大，负荷越大 。 但二者不成比例。,注意：负荷与功率的概念不可混淆； 负荷与载荷的概念不可混淆。,第一章复习思考题,一、四冲程依次是哪四个行程？ 二、活塞行程、工作容积（排量）、燃烧室容积、气缸总容积、压缩比、分别指什么？ 三、压缩比的大小对发动机的性能有什么影响？ 四、什么是爆燃？ 五、汽油机和柴油机有哪些主要不同之处？ 六、二

12、冲程发动机的工作循环是怎么的？与四冲程发动机比 较，它有什么特点？ 七、什么叫发动机的速度特性、外特性、部分特性？ 八、四冲程汽油机有哪“个机构、个系统”？ 九、什么叫发动机负荷？,第二章 曲柄连杆机构,第一节 概述 第二节 机体组 第三节 活塞连杆组 第四节 曲轴飞轮组,第一节 概述,一、功用 把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。 (力转矩；直线运动转动) 二、组成（图2-1） （图） 机体组（图2-7）、活塞连杆组（图2-19）、曲轴飞轮组（图2-47） 三、工作条件 高温，高压，高速，化学腐蚀,四、受力分析 取该机构为研究对象、受到的力主要有： 气体作用力F

13、p （图2-1） 作功行程：Fp侧压力Fp2、周向力S、径向力R 压缩行程: Fp侧压力Fp2、周向力S、径向力R 前半程，加速运动；后半程，减速运动。 往复惯性力与离心力（图2-2） 由于惯性力方向与加速度方向相反，所以： 上半程，往复惯性力方向向上； 下半程，往复惯性力方向向下。 离心力在垂直方向上的分力与往复惯性力方向一致。 影响往复惯性力的因素：活塞、活塞销连杆小头的质量；曲轴转速。 影响离心力的因素：曲柄半径；旋转质量；曲轴转速。 摩擦力,第二节 机体组（图）,一、气缸体(Engine Block) 缸体实际上常包括气缸体和曲轴箱(Crankcase)两个部分。 三种结枸型式（图2-

14、3） 一般式：刚性及强度差、工艺性好 龙门式：刚性及强度较好、工艺较差 隧道式：刚性及强度好，曲轴主轴承用滚动轴承。 主要结构（图2-7） 各种孔：气缸孔、主轴孔、凸轮轴孔、润滑油道、附件孔等。 冷却系统的结构：水冷发动机缸体有冷却水道、水套； 风冷发动机缸体有散热片 气缸排列型式（图2-6） （图2-8） 不同的排列型式（L型、V型、P型），使缸体的结构形状各异。 材料及毛坯成形工艺 材料：合金铸铁、铝合金； 成形工艺：铸造 缸套（图2-10） 采用气缸套可节省优质耐磨材料，并且方便维修。 干缸套：缸套不与冷却水直接接触（图） 湿缸套：缸套与冷却水直接接触,二、气缸盖(Cylinder He

15、ad)、气缸衬垫(Cylinder Head Gasket),功用 与缸体一起形成燃烧室 主要结构（图2-11） （图2-12） （图2-13） 燃烧室、冷却水套、润滑油道、火花塞孔、气门座。 类型 单体缸盖：变形小、密封好、易更换；发动机总尺寸大。 块状缸盖： 整体缸盖： 材料 合金铸铁、铝合金 燃烧室形状（图2-13） 楔形燃烧室;盆形燃烧室;半球形燃烧室. 气缸衬垫（图2-14）密封气缸上部 三、油底壳（机油盘）(Oil Pan) （图2-15） 功用 贮存润滑油；封闭曲轴箱 材料与加工工艺 钢板；冲压 结构 后部深：使机油泵能吸到油； 挡油板：防止油的波动过大； 放油塞：换油时排放润滑

16、油。 四、发动机支承（图2-16） 支承形式 三点支承、四点支承 支承材料 橡胶等弹性材料 支承的作用 减小发动机振动对汽车及乘员的影响； 消除车架振动变形对发动机的影响。,第三节 活塞连杆组(Pisten-and-connecting-rod Assembly),组成： （图2-19）活塞、活塞环、活塞销、连杆. 一、活塞(Piston) 作用 承受并传递气体作用力；其顶部参与组成燃烧室。 工作条件 高温：使材料强度下降：热膨胀影响配合。 高压：使侧压力大，磨损加剧；变形.交变载荷: 要求 质量小；热膨胀小；导热性好；耐磨 材料 铝合金质量小但热膨胀严重。 构造（图2-20）：顶部、头部、裙

17、部（头部与裙部以最下一道环槽为界） 顶部：形状与燃烧室型式相关（图2-21） 头部： 作用：a)承受、传递气体压力；b)与活塞环一起起密封作用； c)传递热量。 结构：气环槽油环槽； 有的有隔热槽；有的有环槽护圈（图2-22）： 裙部： 作用：a)导向；b)承向侧压力.,活塞有变成椭圆（长轴在活塞销轴线方向）的趋势（图2-23） 原因：a)在气体压力与活塞销支承反力作用下的变形； b)在气缸壁侧压力作用下的变形； c)活塞销座材料堆积，该部位热膨胀量较大。 控制、补偿活塞热膨胀的措施 a)裙部加工成（长轴垂直于销孔轴线的）椭圆形。 b)部分外表面下陷0.5-1mm； （图2-24c） c)制作

18、为上小下大的形状； d)开“T”或“”形槽，以减小传至裙部的热量； （图2-24） e)加恒范钢片(Steel Strut)或筒式钢片；（图2-25、图2-26、图2-27） f)油冷活塞。 （图2-28） 活塞销孔 销孔座：作用是将活塞顶部的气体作用力传给活塞销。 卡环槽：放置弹性卡环，对活塞销轴向定位。 孔轴线位置：对中布置、偏离活塞中心布置（图2-29） 。 活塞间隙(Clearance) 指活塞与缸壁之间的间隙. 间隙过大,易发生“敲缸”；过小，易“拉缸”. 间隙受活塞的变形影响。上述各控制膨胀的措施都是控制间隙的措施。 拖板式活塞（图2-30） 作用：减小质量；增大裙部弹性；为配重块

19、或主轴承座让开空间。,二、活塞环(Piston Ring),作用（图） 气环(Compression Ring) ：密封（图2-31） ；传热 油环 (Oil Ring/Oil Contron Ring ) ：刮油；涂油 气环(Compression Ring) 常用2道环：第一道环(Upper Compression Ring) 第二道环(Lower Compression Ring) 材料：合金铸铁 切口形状： （图2-32）各种形状有不同的工艺性、密封性 断面形状： （图2-33） （图2-35） （图2-36） 各种形状有不同的工艺性、导热性、泵油作用（图2-34）、密封性、刮油作用、

20、油楔形成等; 扭曲环，可防止泵油作用，增加密封性，且有刮油作用 油环(Oil Ring/Oil Contron Ring ) （图2-37、图2-38、图2-39） 普通环 组合环：刮油作用强；对气缸形状适应性好；质量小；回油通道大。成本高。 三、活塞销(Piston Pin) （图2-40、图2-41） “全浮式”配合（图） 活塞销在活塞销孔和连杆小头孔中均可转动。,四、连杆(Connecting Rod) （图）,小头 衬套、集油孔（槽） 杆身 “工”字型断面 大头（图） 连杆盖(Connecting Rod Bearing Cap) 、连杆螺栓 平切口（图2-43）、斜切口（大头尺寸大于

21、缸径时用） 连杆盖的定位（图2-44） V 型发动机的连杆（图2-46） 并列连杆 主副连杆 叉形连杆,第四节 曲轴飞轮组,组成（图2-47） ：曲轴；飞轮。正时齿轮、起动爪、皮带轮。 一、曲轴(Crankshaft) （图2-48） 主要结构 主轴颈、曲柄、连杆轴颈（曲柄销）、前端轴、后凸缘 支承形式 全支承(每个曲拐两端都有主轴颈)、非全支承. 材料 合金钢（模锻）、球墨铸铁（铸造）。 润滑油道 (缸体)主轴颈连杆轴颈 平衡块 平衡因质量不对称而引起的离心力及由离心力产生的力矩。（图2-51） 前端主要部件 正时齿轮(Crankshaft Gear) 、皮带轮、起动爪. （图2-53） 后

22、端 凸缘（装飞轮(Flywheel) ） （图2-47）、回油螺纹（图2-54） 轴向定位 考虑到热膨胀，限制曲轴轴向窜动的 两个定位面应尽量接近。,曲拐位置布置,要求：连续作功的两缸相距尽量远，以减轻主轴承载荷，避免进气重叠 作功间隔均匀，以保证发动机运转平稳。 发火间隔角：720/ i(缸数) i 发火间隔角 720/4=180，个曲拐在同一平面上；（图2-55） i 发火间隔角 720/6=120，个曲拐在三个平面上。（图2-56） 发火次序(Firing Order)： 四缸 1-2-4-3 1-3-4-2 六缸 1-5-3-6-2-4（常用） 1-4-2-6-3-5 二、曲轴扭转减振

23、器(Damper) 减振原理 型式 橡胶摩擦式（图2-58）、干摩擦式（图2-59）、 粘液摩擦式(硅油减振器) （图2-60）,三、飞轮(Flywheel) （图2-47）,作用 贮存能量 以带动机构越过上、下止点；克服短时超载。 离合器的驱动件 要求 转动惯量大，质量小。 发火正时记号 标示 1 缸在上止点时的曲轴位置。 （图2-61） 动平衡,第二章复习思考题,一、曲柄连杆机构有什么功用？它由哪些主要零件组成？ 二、曲柄连杆机构主要受到哪些力的作用？力的方向和作用结果是怎样的？ 三、用缸套有何作用？什么是干缸套、湿缸套？ 四、活塞为什么加工成椭圆形？其椭圆长轴在什么方向？ 五、铝活塞中的

24、钢片或钢筒有何作用？ 六、气环、油环的作用分别是什么？你能识别它们吗？ 七、扭曲环有何优点？怎样确定其装配方向？ 八、什么是活塞销的“全浮式”配合？它有什么优点？ 九、曲轴在轴向是怎样定位的？ 十、什么是全支承式、非全支承式曲轴？ 十一、曲轴的前、后端通常有些什么主要零件？ 十二、发动机的发火次序应满足什么要求？ 十三、曲轴扭转减振器的作用和基本原理是什么？,第三章 配气机构,作用 根据工作循环的要求，定时开启、关闭进、排气门。 充气效率（充气系数） M（实际充入质量） v = M。(在进口状态的充满质量) v 越大功率越大 v ,第一节 配气机构的布置及传动,一、气门(Valve)的布置型式

25、 顶置式（图3-1） 侧置式（图3-2） 二、凸轮轴(Camshaft)的布置型式（图） 下置式(OHV/Overhead Valve)凸轮轴位于曲轴箱中部（气缸以下）（图3-1） 中置式 凸轮轴位于缸体上部 （图3-4） 上置式(OHC/Overhead Camshaft)凸轮轴位于气缸盖上面（图3-5、图3-6） 三、凸轮轴传动方式（图） 齿轮(Timing Gears)传动 用于下置式 链(Sprockets and Timing Chain)传动 （图3-7） 用于中置式、上置式；噪声较大 齿形皮带(Spockedts Toothed Belt)传动（图3-8） 用于中置式、上置式 四

26、、每缸气门数及排列方式 门 门（图3-9） 五、气门间隙（图3-1） 考虑热变形，气门与其传动机构之间留有间隙； 气门间隙过小，发动机热态时漏气； 过大，产生撞击，开启量小开启时间短,第二节 配气相位(Valve Timing),配气相位 进排气门的实际开、闭时刻及开启持续时间。 配气相位图 (Valve Timing Diagram) （图3-10） 用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角来表示配气相位的环形图 进气门提前开启：保证进气行程开始时进气门已开大； 进气门延迟关闭：利用气流惯性和压力差继续进气； 排气门提前开启：利用缸内压力排气；使排气行程开始时排气门已开大； 排气门延迟关闭；利用

27、缸内压力继续排气；利用气流惯性继续排气。 气门重叠角 进、排气门同时开启的曲轴转角。,第三节 配气机构的零件和组件,组成：气门组、气门传动组 一、气门组 组成 （图3-11）（图）气门、气门导管、气门座、气门弹簧。 气门(Valve) （图3-12、图3-13） 头部形状、头部与杆部的过渡圆角、气门锥角等结构对 进、排气阻力均有影响。 气门导管(Valve Guide Bush) （图3-15） 起导向作用 气门座(Valve Base/Valve Seat) （图3-15） 气门弹簧(Valve Spring) （图3-16） 每个气门同心安装内外两个不同旋向的螺旋弹簧。 固定方式（图3-1

28、4） 使气门缓慢旋转的机构(Positive Valve Rotator) （图3-17） 可使气门相对气门座缓慢旋转，有阻止沉积物形成的自洁作用。,二、气门传动组,组成 （齿轮传动方式）： 正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂 凸轮轴(Camshaft) （图3-18） 主要结构 轴颈 支承在缸体 凸 轮 控制气门 偏心轮 驱动汽油泵 螺旋齿轮 驱动分电器、机油泵 支承型式 每两个轴颈之间有个凸轮（1个缸） （图3-18） 或每两个轴颈之间有个凸轮（2个缸） （图3-19） 轴颈尺寸 为装配方便。径向尺寸大于凸轮，且由前至后顺次减小。 凸轮相对角位置 按发火次序排列（图3-18） （图3-19

29、） 轴向定位 两定位面相距很近，以免热膨胀的影响. （图3-22） 正时齿轮及其正确装配位置 齿轮上有正时记号。 （图3-21） 挺柱（挺杆）(Valve Lifter) （图3-23） 挺柱在缸体的导向孔中上、下移动。 挺柱底部的微凸和凸轮工作面的微小锥度，使挺柱上下移动时也不时转动。 液压挺 柱（图3-25、图3-26） 消除热膨胀对气门开、闭的影响；取消气门间隙，减小噪声。 推杆(Pushrod) （图3-27） 摇臂(Rocker Arm) （图3-29） （图3-28）,第三章复习思考题,一、什么是充气效率？ 二、配气机构中有哪些主要零件？配气机构有哪些类型？ 三、进、排气门通常哪个

30、头部直径大？为什么？ 四、什么叫配气相位？什么叫配气相位图？ 五、为什么进、排气门要提前开启、延迟关闭？ 六、点火次序与凸轮的结构有什么关系？ 七、正时齿轮上为什么要有正时记号？ 八、凸轮轴上有哪些主要结构？各有什么用途？ 九、液压挺柱的工作原理和工作特点是怎样的？,第四章 汽油机燃油供给系第一节 供给系的组成及燃料一、作用组成 1.燃油供给装置：油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管；2.空气供给装置：空气滤清器；3.可燃混合气形成装置：化油器；4.可燃混合气供给及废气排出装置：进气管；排气管、消声器。,第四章 汽油机燃油供给系(Fuel System),第一节 供给系的组成及燃料 一、作用 组成

31、（图4-1） 1.燃油供给装置：油箱(Fuel Tank)、汽油泵(Fuel Pump)、汽油滤清器(Fuel Filter)、油管(Fuel pipe)； 2.空气供给装置：空气滤清器(Air Cleaner)； 3.可燃混合气形成装置：化油器(Carburetor)； 4.可燃混合气供给及废气排出装置：进气管(Intake Manifold)；排气管(Exhaust Manifold) 、消声器(Muffler)。,二、汽油(Gasoline/Gas),1.主要性能指标 蒸发性(Volatility) 10馏出温度影响发动机冷起动性； 50馏出温度影响发动机加速性能、工作稳定性； 90馏出

32、温度影响燃烧完全、油耗、对润滑油的损坏。 热值 每kg燃料燃烧产生的热量。 抗爆性(Antiknock Quality) 避免产生爆燃的能力，亦抗自燃的能力。 2.辛烷值(Octane Rating) 辛烷值是评价抗爆性的指标参数。 标准燃料 由异辛烷（抗爆性好，辛烷值为100）和正庚烷（抗爆性 差辛烷值为 0）组成。 汽油的辛烷值 与汽油的抗爆性相同的标准燃料中的异辛烷值含量的百 分比例，如 70%、85%、90%、93%、97%。 汽 油 代 号 66号 70号 85号 90号 93号 97号 马达法辛烷值(MON)不小于 66 70 85 研究法辛烷值(RON)不小于 90 93 97

33、马达法辛烷值 发动机在油门全开和高速运转时的抗爆性 研究法辛烷值 发动机在低速至中速运行时的抗爆性。 （含铅汽油中添加有四乙铅，可提高其抗爆性。）,第二节 简单化油器与可燃混合气的形成,作用 化油器是将汽油雾化的装置。(为加速汽油的蒸发，先将其雾化。) 简单化油器的工作原理和工作过程（图4-2）,第三节 可燃混合气成分与 发动机性能的关系,可燃混合气(Combustible Mixture/Explosive Mixture)成分的表示 空燃比(Air-fuel Ratio) （AF）= 理论空燃比14.7 空燃比14.7 为“理论混合气(Thoretically Correct Mixtur

34、e/Stoichiometry Miture)”； 空燃比14.7 为“稀混合气(Lean Mixture)”； 空燃比14.7 为 “浓混合气(Rich Mixture)”。 过量空气系数(Air-excess Factor) 1为 理论混合气； 1为稀混合气； 1为浓混合气,一、混合气成分对发动机性能的影响（图4-4）,1.混合气偏稀时，油耗率最低。 原因：混合不是绝对均匀的，偏稀可使氧气足够。 2.混合气偏浓时，功率最大。 原因：燃烧速度高；散失热量小。 3. 混合气过稀或过浓，油耗率都将增大，功率都会 减小，甚至不能燃烧。 混合气成分，应控制在对应“油耗最低”和“功率 最大”之间的范围

35、。“理论混合气”不是“理想的混 合气”。 4.不同的发动机，或同一发动机在不同的节气门开度， 其油耗最低的 及功率最大的 是不同的。,简单化油器特性与理想化油器特性,（图4-5）,（图4-3）,二、汽车发动机工况对可燃混合气成分的要求,车用发动机的工作特点 工况变化范围大，负荷0-100%; 工况变化频繁,变化速度有时很大; 大部分为中等负荷工况. 各种工况对混合气成分的要求 1. 稳定工况（发动机热态，无转速或负荷的突然变化） 怠速和小负荷: 要求较小，以保证正常燃烧； 中等负荷: 要求较大，以使油耗较低； 大负荷和全负荷: 要求较小，以满足功率要求。 2. 过渡工况 冷起动: 要求极小（0

36、.20.6）,以使发动机能起动; 暖机: 逐渐增至怠速时的要求; 加速: 要求额外增加燃油,以使能及时加浓。,第四节 化油器的各工作系统,化油器(Carburettor)的工作系统： 主供油系统(Main Metering System)、怠速系统(Idle System)、加浓系统(Power System) 、加速系统(Acceletator-pump System)、起动系统(Choke System)。 一、主供油系统(Main Metering System) 功用：使混合气随节气门开度加大而逐渐变稀。 采用“降低主量孔处真空度”的方案 结构：加通气管，上设空气量孔（图4-6） 。

37、原理：出油量取决于量孔两端的压力差，而 简单化油器的压力差 Ph = P0Ph 主供油系统的压力差 Pk = P0Pk Pk Ph Pk Ph，即出油量较少 节气门开度增大，空气量，Ph（即Ph）； 同时 ，Pk（即Pk）。 由于Pk的增长比Ph的增长慢，因此出油量的增加率小于 空气量的增长率， 随节气门开度的增大而增大（变稀）。 通气管中，使汽油泡沫化，易于雾化。,二、怠速系统(Idle System),功用： 怠速时，或小负荷时，供给很浓的混合气（ =0.6-0.8）。 结构及工作原理：（图4-7） 怠速的调节： 怠速喷口处的调整螺钉； 调整节气门最小开度。,三、加浓系统（省油器） (Po

38、wer System),功用：大负荷至全负荷时，额外供油，使供给浓混合气，满足功 率需要。 加浓系统中通常有机械式、真空式两套装置： 1. 机械式加浓系统(Mechanically-operated Power System) 结构及工作原理 （图4-9） 系统起作用的时刻只与节气门开度有关，与转速无关。 “功率停滞”加浓系统起作用以前，功率不再随节气门开度增大而增 大的现象。 （图4-10） 转速越低，开始产生“功率停滞”的节气门开度越小。,2. 真空式加浓系统(Vacuum-operated Power System),型式： 膜片式、 活塞式 结构和工作原理（图4-9） 节气门后的真空度

39、 Px 较小时，系统起作用（在弹簧的作用下活塞下移）。 转速一定时，节气门开度增大，Px降低，至一定值时系统起作用。 节气门不变时，转速升高，Px则升高， 转速降低，Px则降低，至一定值时系统起作用。 转速越低，系统起作用时对应的节气门开度越小（图4-11）。 加浓时刻的调整（包括机械式和真空式） 冬季，加浓时刻提前； 夏季，加浓时刻延后。 调整装置（图4-9）,四、加速系统（加速泵） (Acceletator-pump System),功用：急速加大节气门开度时，供给浓混合气。 结构及工作原理（图4-12） 供油量的调整 冬季多，夏季少。 （图4-12） 五、起动系统(Choke Syste

40、m) 功用：冷起动时，形成极浓的混合气。 阻风门(Choke)式起动系统 （图4-13）,第五节 化油器(Carburettor)构造,类型 按喉管处气流方向分：上吸式下吸式平吸式（图4-14） 按重叠的喉管数目分：单喉管式双重喉管式三重喉管式. （图4-15） 按空气管腔数目分：单腔；双腔并动式；双腔分动式 几个装置、结构 功率量孔；（图4-18） 主喷管中的泡沫管；（图4-18） 配剂针； （图4-22） 浮子室油面高度调节装置；（图4-18） 浮子室平衡管（孔）平衡式浮子室； （图4-18） 浮子室放气阀； （图4-22） （双腔分动式）空气门； （图4-25） （图4-26） 自动阻风

41、门（图4-27）；热怠速补偿恒温阀（图4-25） ；快怠速机构（图4-28）；节气门回位缓冲器（图4-29）；怠速截止电磁阀（图4-30） 。 了解其作用和基本工作原理,第六节 汽油供给装置,组成（图4-37） ：油箱(Fuel Tank) 、滤清器(Fuel Filter) 、 汽油泵(Fuel Pump) 、油管 (Fuel pipe). 一、油箱(Fuel Tank) （图4-38） 储备里程 油箱盖(Fuel Tank Cap) （图4-39） ：空气阀(Vacuum-relief Valve); 蒸汽阀(Pressure-relief Valve) 滤网(Filter) 隔板： 出油

42、开关；放油螺塞；油面指示传感器 材料：钢板（冲压焊接）、塑料 二、汽油滤清器(Fuel Filter) （图4-40） （图4-41） 纸质滤芯； 多孔陶瓷滤芯； 金属片缝隙式滤芯,三、汽油泵(Fuel Pump),1、机械驱动膜片式(Mechanical Fuel Pump) （图4-42） 泵油的过程 泵油量的自动调整 膜片的最低位置由偏心轮升程确定； 膜片的最高位置由泵腔内压力（与泵膜弹簧力平衡时）确定 。 泵油压力取决于泵膜弹簧刚度 手动泵油 、电动汽油泵(Electric Fuel Pump) （图4-43） 工作原理： （图4-44） 优点：布置方便；关停方便,第七节 空气滤清器及

43、进、排气装置,（图4-45） 一、空气滤清器(Air Cleaner)类型： 惯性式 过滤式 综合式 油浴式（属综合式）： （图4-46）（参见图4-2 ） 干式（属过滤式）： （图4-47） 二、进气管(Intake Manifold) 、排气管(Exhaust Manifold) （图4-48） （图4-49） 混合气的预热装置： （图4-50） （图4-51） 三、排气消声器（Muffler) （图4-52） 通过逐渐降低排气压力、衰减压力的脉动来消减噪声。 从结构上，使气流 多次改变方向； 断面反复收缩扩大； 分割为小支流； 沿不平滑表面流动； 冷却。,第八节 汽油直接喷射,直喷的优点

44、：（见P172） 直喷的类型 缸内喷射 喷油压力3-5MP 多点喷射（图4-68） 喷在进气门附近；喷油压力0.2-0.35MP 进气管内 喷射 单点喷射(节气门体喷射) （图4-77） 喷油压力0.1MP 间隙喷射（脉冲喷射） 顺序喷射 多点喷射 分组喷射 连续喷射（稳定喷射） 同时喷射 机械控制 电子控制 流量型（L型） 对进气流量的计量控制方式 压力型（D型） 热线型（LH型） 涡流型（LD型）,L型电控汽油喷射系统（图4-68） 燃油供给：燃油箱汽油泵滤清器分油管喷油器 压力调节器 空气供给：空气滤清器空气流量计进气管 电路控制： 进气流量空气流量计 节气门位置节气门开关 废气中氧含量

45、氧传感器 发动机转速/曲轴转角转速传感器 发动机温度温度传感器 进气温度温度传感器 主要元件及工作原理 压力调节器（图4-69） 喷油器（图4-70） 空气流量计（图4-72） 发动机温度传感器（图4-73） 节气门开关（图4-74） 氧传感器（图4-75）,第四章复习思考题,一、什么是汽油的辛烷值？ 二、什么是空燃比、理论空燃比、过量空气系数？ 三、理想化油器特性曲线是根据什么确定的？在实际的 化油器中是怎能样实现这种特性的？ 四、化油器中有哪几个基本系统？它们的作用、构造、原 理分别是什么？ 五、汽油泵是怎样实现泵油量的自动调整的？ 六、什么是惯性式空气滤清器？ 七、消声器是怎能样降低噪声

46、的？ 八、汽油直接喷射有哪几种型式？,第五章 柴油机供给系,第一节 供给系的组成及燃料 一、组成（图5-1） 燃油供给装置：油箱、输油泵（低压油泵）、滤清器、 喷油泵（高压油泵）、喷油器（油嘴） 空气供给装置：空气滤清器、进气管 混合气形成装置：燃烧室(Combustion Chamber) 废气排出装置：排气管、消声器,二、柴油(Diesel Oil),性能指标： 发火性：表示自燃能力，用十六烷值表示。 蒸发性：50%、90%、95%馏出温度。 粘度：流动性。 粘度大，难以滤清、沉淀；流动阻力大；雾化差； 粘度小，在喷油器、喷油泵中易漏失。 凝点：失去流动性的温度。 柴油牌号 10号 0号

47、-10号 -20号 -35号 凝 点 (10C) (0C) (-10C) (-20C) (-35C) 与汽油比较 蒸发性：汽油干点约205、柴油95%馏出温度350-365； 粘度：柴油大于汽油。,第二节 可燃混合气的形成与燃烧室,一、可燃混合气的形成与燃烧 特点 1.混合气形成时间极短。(汽油机360曲轴转角，柴油机15-30) 2.混合气的形成与燃烧交错进行 3.混合气浓度不均匀。 4.燃烧粗暴。 要求 1.较大的充气效率 燃烧完全 2.十六烷(Cetane)值高（自燃能力强） 备燃期短、工作柔和 3.压缩比大 提高温度、促进蒸发 4.喷油压力大 雾化好 5.燃烧室内空气流动剧烈 混合均匀

48、,二、燃烧室(Combustion Chamber),结构要求：合理组织气缸内的气流运动，促进空气与燃料的混合，并迅速分布到整个缸内，保证燃烧过程完善。 结构形式 混合气形成同时存在两种方式 油膜逐层蒸发:工作柔和，起动困难； 雾状空间混合:工作粗暴，起动性好。 1.统一式燃烧室：由凹顶活塞与缸盖底面形成 （图5-3） 型燃烧室以空间混合为主 球型燃烧室以油膜蒸发为主 2.分隔式燃烧室：由主燃烧室和副燃烧室组成 （图5-4） 涡流室燃烧室在副燃烧室里靠强烈的涡流基本完成混合。 预燃室燃烧室在主燃烧室里靠小孔节流作用产生涡流完成混合。 分隔式燃烧室对喷油系统要求不高，工作较柔和；油耗较高、起动性

49、能较差。,第三节 喷油器(Injector),要求 一定的喷射压力、射程、喷注锥角； 迅速切断而不滴漏 一、孔式喷油器（图5-8） 用于统一式燃烧室 二、轴针式喷油器（图5-10） 用于分隔式燃烧室 喷油压力较低；孔径较大。,第四节 喷油泵(Injection Pump),功用： 定时、定量向喷油器输送高压燃油。 要求： 1）按发火顺序供油 2）各缸供油量均匀 3）各缸供油量提前角一致 4）供油停止迅速，以免滴漏 类型：柱塞式；喷油泵-喷油器；转子分配式 一、柱塞式喷油泵泵油原理（图5-11动） （图5-11） 柱塞有效行程hg决定了泵油量； 出油阀弹簧预紧力决定了供油压力。 二、柱塞式喷油泵

50、结构（图5-12） （图5-13） 供油压力的建立 供油量的调节（图5-14） 供油时刻的调节（图5-15）,第五节 转子分配式喷油泵,类型 径向压缩式（图5-18） （图5-19） （图5-20） 轴向压缩式（图5-21）,第六节 调速器,由于油孔的节流作用（速度越高，节流作用越大），速度越大，供油越提前，断油越延后，即供油量越大。 油门踏板不变，若转速升高，供油量就自行增大，转速就更高。“飞车” 油门踏板不变， 若转速降低，供油量就自行减少，转速就更低。“熄火” 两速调速器（图5-30）为限制最高转速，稳定怠速，自动调 节供油量。 全速调节器使在任一选定的转速下稳定工作。 气动式调速器（图

51、5-39）用进气管的真空度变化，调节供油量 机械离心式调速器用飞块离心力调节供油量 复合式调速器同时采用气动式、机械离心式。,第七节 喷油提前角调节装置,最佳供油提前角应随供油量、转速而相应变化。 供油量，提前角；转速，提前角。 调节提前角，一般调节曲轴与喷油泵凸轮轴的相对角位置。 调节装置 供油提前角自动调节器（图5-45） 根据转速，利用其中飞块的离心力进行调节。 联轴节（图5-46） 停车时，手动调节。,第八节 柴油机供给系统的辅助装置,一、柴油滤清器（图5-47） （图5-48） 喷油泵和喷油器对柴油的清洁度要求很高 二、输油泵 类型： 活塞式（图5-49） ；膜片式；齿轮式；叶片式。

52、 活塞式输油泵的工作原理： （图5-50）,第九节 PT燃油供给系统,喷油量的控制： 柱塞泵和转子分配泵的供油量取决于柱塞的有效行程大小； PT泵的供油量由喷油器的进油压力P和进油时间T来控制。 一、组成： （图5-51） 二、喷油器（图5-52） （图5-53） 喷油量就是进入锥形空间的油量，其大小取决于计量量孔进口压力和该量孔开启的时间。 发动机转速变化，则计量量孔开启时间相应变化。T 改变燃油泵的输油压力，则喷油器的进油压力亦相应改变。P 该喷油器兼起喷油泵（建立喷油压力）的作用，故称“泵-喷油器”。 三、燃油泵（图5-55） 作用： 1给喷油器提供适当压力的燃油； 2. 能根据不同转速

53、、负荷，相应改变输油压力和输油量； （转速，压力；） 3限制发动机超速和稳定怠速（调速器的作用）。,第十节 废气涡轮增压,增压过程： 废气 涡轮机 压力机 提高进气压力 增加充气量 一、废气涡轮增压器(Turbocharger)工作原理（图5-59） 二、废气涡轮增压器的构造 恒压式：各缸排气岐管接到一根总管，通向喷嘴环 脉冲式（图5-60）：相邻缸的排气道分接到两根排气岐管，分别通向半 圈喷嘴环。目前、汽车上采用脉冲式。 三、中间冷却器（中冷式发动机） （图5-62） 空气冷却 水冷却,驱动,带动,第五章复习思考题,一、柴油机供给系统与汽油机供给系有何不同？ 二、柴油牌号代表什么性能指标？

54、三、备燃期的长短对燃烧有何影响？ 四、柴油机燃烧室有哪几种常见的结构型式？各有何特点？ 五、柱塞式喷油泵是怎样泵油的？怎能样调节供油量？ 六、柱塞泵的喷油压力靠什么保证？ 七、柴油机为什么要装用速器？ 八、供油提前角调节器有什么作用？ 九、转子分配泵是怎样工作的？与柱塞泵有何不同？ 十、PT供油系统的喷油器有何特点？,第六章 发动机排气的净化,第一节 概说 一、排气来源 废气、窜气、蒸气 二、排气的主要有害成分 CO、NOX、HC、碳烟（柴油机）。 三、净化方式 机内净化改善混合气品质，改善燃烧环境。 机外净化净化排出的废气,第二节 汽油机排气净化,一、机内净化措施 (一) 改善可燃混合气品质

55、 1. 进气温度自动调节空气滤清器（图6-1） （图6-2） 使进气温度保持在40C左右 2. 叶片旋转器 产生旋转气流，促进燃油雾化。 3. 废气再循环(EGR)装置（图6-3） 将5%-20%废气引入进气管，以降低燃烧温度，减少NOX生成。 4. 电子控制汽油喷射 （二） 改善燃烧状况 1. 减小燃烧室面容比 2. 增长气门重叠时间 3. 延迟点火时间 4. 层状燃烧,二、机外净化措施,（一） 废气再燃烧 1. 热反应器(有空气喷射装置) （图6-9） （图6-10） 2. 催化反应器（图6-11） （二） 防止曲轴箱窜气和汽油蒸发 1. 曲轴箱强制通风（PCV装置）(见第八章第四节） 2

56、. 吸附罐（碳罐）（图6-15） 三、柴油机排气的净化 碳烟净化（图6-16）,第七章 发动机冷却系(Engine Cooling System),发动机温度过高: 机件膨胀破坏正常间隙; 润滑油失效卡死; 机件强度降低. 温度过低: 热量散失大,功率减小; 燃油蒸发不良,流入曲轴箱,破坏润滑油。 类型 风冷系 水冷系,第一节 水冷系,一、组成 （图7-1） （图7-2） 水泵(Water Pump)；(分水管)；水套(Water Jacket)；节温器(Thermostat)；散热器(水箱)(Radiator)；风扇(Fan)；百叶窗；水温表. 二、主要部件 散热器(Radiator) ：

57、（图7-3、图7-4） （图7-5） （图7-6） 风扇(Fan) ： （图7-7、图7-8） 水泵(Water Pump) ： （图7-9、图7-10） 冷却强度调节装置： 百叶窗、风扇离合器改变空气流量. （图7-11） 节温器(Thermostat)改变水流量. （图7-15） （图7-16） （图7-17） 大循环：冷却水通过散热器. 小循环：冷却水不通过散热器. 第二节 风冷系 （图7-19）,第七章复习思考题,一、水冷系由哪些主要部件组成？ 二、可以从哪些方面进行冷却强度的调节？ 三、什么是水冷系的大循环、小循环？怎样实现其转换？,第八章 发动机润滑系(Engine Lubrica

58、ting System),作用：减少摩擦和磨损；清除磨屑；冷却摩擦面。 提高密封性；防止锈蚀。 第一节 润滑系的组成 润滑方式：压力润滑、飞溅润滑 组成： EQ6100 发动机：（图8-1） 油底壳 集滤器 机油泵 粗滤器 润滑面 BJ492发动机： （图8-3） 油底壳 集滤器 机油泵 粗滤器 细滤器 润滑面 旁通阀 安全阀,第二节 润滑系的油路,需润滑的部位： （图8-1） 曲轴:主轴颈、连杆轴颈； 凸轮轴：轴颈、凸轮工作面、偏心轮工作面、螺旋齿轮； 正时齿轮； 活塞销-活塞、活塞-缸壁； 摇臂轴-支座； 挺柱-座孔； 机油泵传动轴-座孔； （空气压缩机*） 油路,第三节 润滑系主要部件,一、机油泵(Oil Pump) 齿轮式机油泵（图8-5、图8-6） 转子式机油泵（图8-7、图8-8） 二、机油滤清器(Oil Filter) 集滤器(Oil Pickup)： （图8-9） 粗滤器：串联在泵与主油道之间，属全流式滤清器. （图8-10、图8-11） 细滤器：多与主油道并联，属分流式滤清器. 有过滤式（图8-13）.离心式（图8-12）两类. 三、机油散热器(Oil Cooler) （图8-14） 第