汽车发动机构造教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

汽车发动机结构与维修第1页第一章 汽车发动机总论第2页学习目标学习目标知识目标：1.能正确描述发动机基本结构、作用和发动机惯用术语定义；2.能简单叙述发动机基本工作原理；3.能够正确描述发动机总体结构。第3页第一节第一节 汽车发动机类型及工作原理第4页一、汽车发动机类型一、汽车发动机类型 往复活塞式发动机 转子式发动机 二冲程发动机 四冲程发动机 单缸发动机 多缸发动机第5页水冷式发动机风冷式发动机直列式发动机V形发动机和对置式发动机汽油机柴油机当代汽车采取：四冲程、多缸、水冷式第6页往复活塞式转子式第7页二冲程发动机四冲程发动机第8页直列式发动机V形发动机第9页二、发动机工作原理二、发动机工作原理发动机工作过程是周期性地将燃料燃烧热能转变为机械能过程。经过进气、压缩、作功、排气，每进行一次称为一个工作循环。曲轴旋转两周，活塞往复运动四次完成一个工作循环，称为四冲程发动机。曲轴旋转一周，活塞往复运动二次完成一个工作循环，称为二冲程发动机。第10页发动机基本术语 1.上止点：活塞离曲轴回转中心最远处，普通指活塞上行到最高位置，普通用英文缩写词TDC表示。2.下止点：活塞离曲轴回转中心最近处，普通指活塞下行到最低位置，普通用英文缩写词BDC表示。第11页3.活塞行程（S）：上、下止点间距离。4.曲柄半径（R）：与连杆下端（即连杆大头）相连曲柄销中 心 到 曲 轴 回 转 中 心 距 离（mm）。显然，S=2R。曲轴每转一周，活塞移动两个行程。第12页 5.气缸工作容积(Vh)：活塞从上止点到下止点所让出空间容积(L)。6.燃烧室容积(Vc)：活塞在上止点时，活塞上方空间叫燃烧室，它容积叫燃烧室容积(L)。第13页7.发动机排量(VL)：发动机全部气缸工作容积之和（L）。8.气缸总容积(Va)：活塞在下止点时，活塞上方容积称为气缸总容积（L）。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和。第14页 9.9.压缩比（压缩比（）：）：气缸总容积与燃烧室容积比值，它表示气缸总容积与燃烧室容积比值，它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩程度。压活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内气体压力和温度就越高。普通缩比越大，压缩终了时气缸内气体压力和温度就越高。普通车用汽油机压缩比为车用汽油机压缩比为7 7 1010，柴油机压缩比为，柴油机压缩比为1515 2222。第15页四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理 1.进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。进气门打开，排气门关闭。活塞上 腔容积增大，在真空吸力作用 下，经过滤清空气与汽油形成 混合气，经进气门被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门 关闭，停顿进气，进气行程结束。第16页2.压缩行程 活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动。进、排气门均关闭，活塞上腔容积不停减小，混合气被压缩，至活塞抵达上止 点时，压缩行程结束。气体压力 和温度同时升高，混合气深入 混合，形成可燃混合气。此时，气缸内压力为6001500kPa,温度 600800K,远高于汽油点燃温 度,很轻易点燃第17页 3.作功行程 压缩行程末，火花塞产生电火花,点燃气缸内可燃混合气，并快速着火燃 烧，气体产生高温、高压，推进 活塞由上止点向下止点运动，再 经过连杆驱动曲轴旋转向外输出 作功。第18页 4.排气行程 在作功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴带动下由下止点向上止点 运动。废气在本身剩下压力和 活塞驱赶作用下，自排气门排 出气缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。第19页第20页小小 结结1.发动机自行运转之前需要外力完成进气和压缩两个冲程，通惯用人力、电动机等带动发动机曲轴和运转。2.在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转动，其它三个冲程都是曲轴带动活塞运动。3.在整个循环过程中，进气门、排气门各开启一次。一个工作循环曲轴旋转720（2圈）；活塞上、下运动四次（4个行程）。第21页4.发动机着火基本条件是 油：有油，混合气浓度适当。电：能产生足够火花,点燃可燃混合气。气：气缸有足够压力。点火正时：压缩冲程上止点前点火。配气正时：定时将进、排气门开关第22页四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理第23页四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理1.进气行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气缸内活塞上腔容积逐步增大，形成真空 度，在真空吸力作用下，新鲜空气被吸入气缸。2.压缩行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气缸内活塞上腔容积逐步减小，空气被压 缩，压力、温度升高。第24页3.作功行程 压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器喷入气缸内 高压空气中，快速汽化并与空气形成可燃混合气，柴油自行着火燃烧，气缸内压力、温度急剧升高，推进活塞由上止点向下止点运动，带动曲轴旋转作功。4.排气行程 在作功终了时，排气门被打开，曲轴带动活塞由下止点向上止点运动，废气在本身剩下压力和活塞驱赶作用下，自排气门排出气缸。第25页第二节第二节 发动机主要性能指标及编号规则第26页一、主要性能指标一、主要性能指标包含动力性指标(有效转矩、有效功率及升功率)和经济性指标(有效燃油消耗率)。1.有效转矩 发动机曲轴对外输出转矩称为有效转矩，用Me表示，单位为Nm。第27页 2.2.有效功率有效功率 发动机曲轴对外输出功率称为有效功率，发动机曲轴对外输出功率称为有效功率，用用P Pe e表示，单位为表示，单位为kWkW。第28页 3.3.升功率升功率 在标定工况(标定功率、标定转速)下发动机每升气缸工作容积所发出有效功率称为升功率，用PL表示，单位是kW/L。第29页4.4.有效燃油消耗率有效燃油消耗率 发动机在l h内连续发出l kW有效功率所消耗燃油量，称为有效燃油消耗率，也称有效比油耗或有效耗油率，用ge表示，单位是g(kWh)。第30页二、国产内燃机型号编制规则二、国产内燃机型号编制规则第31页(1)(1)汽油机汽油机 1E65F1E65F：表示单缸，二行程，缸径表示单缸，二行程，缸径65mm65mm，风冷通用型，风冷通用型 4100Q-44100Q-4：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径100mm100mm，水冷车用，第四种变型产品，水冷车用，第四种变型产品 TJ376QTJ376Q：表示三缸，四行程，缸径表示三缸，四行程，缸径76mm76mm，水冷车用，水冷车用，TJTJ表示系列符号表示系列符号 CA488CA488：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径88mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符号表示系列符号 (2)(2)柴油机柴油机 195195：表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F165F：表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径65mm65mm，风冷通用型，风冷通用型 6135Q6135Q：表示六缸，四行程，缸径表示六缸，四行程，缸径135mm135mm，水冷车用，水冷车用 X4105X4105：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径105mm105mm，水冷通用型，水冷通用型，X X表示系列代号表示系列代号 第32页第三节第三节 发动机总体结构第33页曲柄连杆机构配气机构冷却系统润滑系统供油系统起动系统点火系统第34页第二章第二章曲柄连杆机构结构与维修第35页学习目标学习目标知识目标 1.能够正确描述曲柄连杆机构组成、结构和装配关系；2.能够正确叙述曲柄连杆机构主要机件受力情况和工作原理；3.能够正确描述曲柄连杆机构装配要求。能力目标 1.会进行易损零件检测、修理或更换；2.会进行曲柄连杆机构装配与调整；3.能对曲柄连杆机构常见故障进行分析、判断，并能排除故障。第36页第一节第一节曲柄连杆机构结构和工作原理第37页一、概一、概 述述 1.曲柄连杆机构组成 机体组 活塞连杆组 曲轴飞轮组第38页机体组机体组气缸盖气缸垫气缸体油底壳第39页活塞连杆组活塞连杆组活塞活塞环活塞销连杆第40页曲轴飞轮组曲轴飞轮组曲轴飞轮扭转减振器第41页2.工作条件和受力分析工作条件：高温、高压、高速、有化学腐蚀受力分析：气体作用力、往复惯性力、离心力、摩擦力、外界阻力第42页（1 1）气体作用力）气体作用力作功行程气体压力第43页压缩行程气体压力压缩行程气体压力第44页（2 2）往复惯性力与离心力）往复惯性力与离心力第45页（3 3）摩擦力）摩擦力任何一对相互压紧并作相对运动零件表面之间必定存在摩擦力。物体所受摩擦力大小与正压力和摩擦系数成正比，方向总是与物体运动方向相反。第46页二、机体组二、机体组第47页气缸体与气缸套气缸体上半部有引导活塞作往复运动圆筒，称为气缸。下半部分有供安装曲轴用上曲轴箱，有承孔、油道、水道。气缸体上、下表面是气缸体维修基准。前后两个平面加工，安装正时齿轮盖和飞轮壳。第48页气缸排列形式 对置式 V形式 直列式第49页气缸有整体式和镶套式第50页气缸套形式 干式缸套 定义：定义：其外表面不直接与冷却水接触。特点：特点：1)壁较薄（13mm）；2)与刚体承孔过盈配合；3)不易漏水漏气。第51页 湿式缸套 定义：定义：其外表面直接与冷却水接触。特点：特点：1)壁较厚（59mm）;2)散热效果好；3)易漏水漏气;4)易穴蚀。定位：定位：1)径向 靠上下两个凸出、与气缸体间为动配合圆环带。2)轴向 利用缸套上部凸缘与缸体对应台阶。密封：密封：1)下部 靠13个耐热耐油橡胶密封圈。2)上部 缸套顶面高出缸体0.050.15mm，当气缸盖螺栓拧紧后，缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处，承受较大压紧力，含有预防水套漏水、气缸漏气和确保缸套定位作用。第52页气缸盖 气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞孔（汽油机）或喷油器座孔。第53页气缸垫气缸垫 作用：确保气缸体与气缸盖间密封，预防漏水、漏气。结构：(1)金属石棉垫 (2)金属骨架石棉垫 (3)纯金属垫 安装注意：金属皮金属石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触平面造成压痕变形。第54页油底壳油底壳主要作用 贮存机油并密封曲轴箱。内有稳油挡板、放油螺塞，有还有磁铁。第55页三、活塞连杆组活塞连杆组 活塞连杆组 由活塞、连杆、活塞环、活塞销和连杆等组成。第56页活活 塞塞 功用 与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；承受气体压力，并将此力传给连杆，以推进曲轴旋转。材料 汽车发动机活塞广泛采取铝合金。质量小（为铸铁活塞50%70%）；导热性好（约为铸铁3倍）；热膨胀系数大。组成 可分为顶部、环槽部、裙部。第57页活塞顶部 是燃烧室组成部分，用来 承受气体压力。汽油机活塞顶部形状有：（1）平顶：受热面积小，广 泛采取。（2）凸顶：与半球形燃烧室 配用。（3）凹顶：高压缩比发动机 为了预防碰撞气门，也可用凹坑 深度来调整压缩比。（4）组合顶。第58页活塞环槽部环槽部部分切有若干道用以安装活塞环槽。第59页活塞裙部 为活塞运动导向和承受侧压力。其型式有（1）全裙式：裙部为一薄壁圆筒。（2）拖板式：将非承压面裙部全 部去掉。第60页活塞变形及采取对应办法 变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。变形规律：（1）活塞热膨胀量大于气缸膨胀量，使配缸间隙变 小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金膨胀系数大于铸铁。（2）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高低低，壁上厚下薄。（3）裙部周向近似椭圆形改变，长轴沿销座孔轴线方 向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用结果。第61页结构办法 （1）活塞纵断面制成上小下大截锥形。（2）活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。（3）销座处凹陷0.51.0 mm。（4）裙部开绝热膨胀槽（“T”形或“”形槽），其中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。（5）采取双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌入铸钢片，以降低裙部膨胀量。第62页第63页偏置销座 定义：活塞销座朝向承受作功侧压力一面偏移12mm。作用：减轻活塞换向时对气缸壁敲击噪声。原理：因销座偏置，在靠近上止点时，作用在活塞销座轴线以右气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换向。偏置销座使活塞换向分成了两步：第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。第64页活塞环活塞环 （一）气环 作用：（1）密封：预防气缸内 气体窜入油底壳；（2）传热：将活塞头部 热量传给气缸壁；（3）辅助刮油、布油。第65页活塞环间隙 （1）端隙1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处间隙。普通为0.250.50mm。（2）侧隙2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间间隙。第一道环因温度高，普通为0.040.10mm；其它气环普通为0.030.07mm。油环普通侧隙较小，普通为0.0250.07mm。（3）背隙3：是活塞环装入气缸后，活塞环后面与环槽底部间隙。普通为0.51mm。第66页活塞环泵油作用及危害 原因：（1）存在侧隙和背隙；（2）环运动时在环槽中靠上靠下。危害：（1）增加了润滑油消耗；（2）火花塞沾油不跳火；（3）燃烧室积碳增多，燃烧性能变坏；（4）环槽内形成积碳，挤压活塞环而失去密封性；（5）加剧了气缸磨损。办法：（1）采取扭曲环；（2）采取组合式油环；（3）油环下设减压腔。第67页气环断面形状 （1）矩形环 结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油。（2）锥形环 1）特点 与缸壁线接触，有利于密封和磨合。下行有刮油 作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。2）安装注意：锥角朝下（在环端有向上或TOP等标识）；（3）扭曲环 将矩形环内圆上方或外圆 下方切成台阶或倒角而成。第68页（二）油环 作用刮油，即将气缸壁上多出润滑油刮下来。类型 （1）整体式：其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用小孔或窄槽。（2）组合式：由上下刮油片和产生径向、轴向弹力衬簧组成。油环刮油作用第69页活塞销活塞销 作用：连接活塞和连杆，并传递活塞力给连杆。结构：用低碳钢或低碳合金钢制成厚壁管状体。1.全浮式（1）定义：在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和 活塞销座孔中都能转动。（2）装配：销与销座孔在冷态时为过渡配合，采取分组选配法；将活塞放入热水或热油中加热后，快速将销装入（热装合）。2.半浮式（1）定义：销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动（一 般固定连杆小头）。（2）装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。第70页全浮式 半浮式第71页连 杆 功用 将活塞力传给曲轴，变活塞往复运动为曲轴旋转运动。组成 连杆组由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴瓦等组成。第72页 连杆结构 小头 用来安装活塞销，以连接活塞。杆身 常做成“工”字形断面。大头 与曲轴连杆轴颈连。大头普通做成份开式，即连杆大头和连杆盖。第73页连杆大头 （1）切口形式 有平切口和斜切口两种。（2）定位方式 1）连杆螺栓定位 依靠连杆螺栓光圆柱部分与螺栓孔配合来定位。其定位精度较差，用于切口连杆。2）锯齿形定位 依靠接合面齿形定位。3）套或销定位 依靠套或销与连杆体（或盖）孔紧配合定位。4）止口定位。第74页连杆轴承 作用 保护连杆轴颈及连杆大头孔。组成 由钢背和减摩层组成。钢背由13mm低碳钢制成。减摩层为0.30.7mm减摩合金，层质较软能保护轴颈。第75页第76页四、曲轴飞轮组四、曲轴飞轮组 曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、带轮、正时齿轮（或链轮）等 组成。一、一、曲轴曲轴 功用 1.把活塞连杆组传来气体压力转变为扭矩对外输出。2.驱动配气机构及其它从属装置。材料 大多采取优质中碳钢或中合金碳钢。有采取球墨铸铁。结构 曲轴包含前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后端 轴等，一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈组成一个曲拐。第77页 1.主轴颈和连杆轴颈 主轴颈是曲轴支承部分。每个连杆轴颈两边都有一 个主轴颈者，称为全支承曲轴；主轴颈数等于或少于连杆 轴颈数者称为非全支承曲轴。曲轴上有贯通主轴颈、曲柄和连杆轴颈油道，方便 润滑主轴颈和连杆轴颈。2.曲柄和平衡重 曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈。平衡重作用是平 衡各机件产生离心惯性力及其力矩。第78页第79页惯用曲拐布置 1.直列四冲程四缸发动机 曲拐对称布置于同一平面内。相邻作功气缸曲拐夹 角为720/4=180。发动机工作次序有1-3-4-2和1-2-4-3 两种。2.直列四冲程六缸发动机 曲拐对称布置于三个平面内。相邻作功气缸曲拐夹角 为720/6=120。发动机工作次序有1-5-3-6-2-4和1-4-2-6-3-5两种。第80页前端轴与后端轴 （1）作用 前端轴用来安装正时齿轮、带轮及起动爪等；后端轴有凸缘盘，用来安装飞轮。有电喷发动机还装有曲轴位置传感器和转速传感器信号发生器。（2）前后端密封 曲轴前后端都伸出曲轴箱，为了预防润滑油沿轴颈流出，在曲轴前后都设有防漏装置。惯用防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油螺纹等。第81页前端后端第82页飞飞 轮轮 功用 1.贮存能量：在作功行程贮存能量，用以完成其它三个行程，使发动机运转平稳。2.利用飞轮上齿圈起动时传力。3.将动力传给离合器。4.克服短暂超负荷。第83页飞 轮第84页第二节 曲柄连杆机构维修第85页一、气缸体修理磨损规律第86页气缸磨损测量在活塞全行程上、中、下三个断面。每个断面必须测量发动机纵向和横向两条直径。气缸圆度误差。气缸圆柱度误差。第87页曲轴主轴承孔磨损测量 曲轴主轴承圆度误 差大于0.025mm或穴蚀面 积大于250mm2时，必须进 行修理。第88页气缸盖平面变形测量第89页二、活塞测量第90页活塞环检测弹力和漏光度检验第91页三、连杆检测连杆弯扭检测第92页五、飞轮检验第93页第94页第三节 常见故障诊疗与排除第95页一、主轴瓦响 1.故障现象 (1)当发动机转速突然改变时，有显著而沉重连续“嘡嘡”声，并伴随气缸体产生抖动；(2)发动机转速升高，响声增大；(3)发动机负荷改变时，响申显著。第96页 2.故障诊疗与排除方法 (1)拆下机油加注口盖，耳朵贴近机油加注口倾听，同 时重复改变发动机转速试验：突然加速或减速时，发动 机出现显著钝哑沉重“嘡嘡”响声，当用听诊器或简易听诊 杆在气缸体曲轴位置察听时，响申显著。(2)利用单缸断火法试验，响声没有改变，然后将相邻 两缸断火试验，如在某两缸断火后，响申显著减弱，说明 这两缸之间主轴瓦发响。第97页(3)使发动机高速运转，机体会产生较大振动，机油压力 偏低，说明主轴瓦间隙过大或轴承合金层脱落。(4)放尽机油，拆下油底壳后检验：如发觉机油中和油底壳壁上有轴承合金屑粒，则说明轴 承合金脱落，应更换新主轴瓦，并检验主轴颈有没有损伤。检验主轴承盖螺栓是否松动，如有松动，应按要求力矩拧紧。检测主轴瓦径向和轴向间隙，若间隙过大，应更换新主轴瓦。第98页二、连杆轴瓦响 1.故障现象 (1)发动机运转中，产生一个连续而短促“当当”声，中速运转时，响声比较显著，当突然加速时，响声伴随增大；(2)发动机负荷增加时，响声伴随增大；(3)发动机温度改变时，响声不伴随改变。第99页2.故障诊疗与排除方法(1)使发动机怠速运转，可听到短促“当当”声，伴随转速升高，响声会更突出，拆下机油加注口盖倾听，响声为清脆“当当”声，说明是连杆轴瓦响。(2)利用单缸断火法试验：若某缸断火时响声减弱或消失，在复火瞬间响声又马上出现，则可断定该缸连杆轴瓦响。第100页(3)放尽机油，拆下油底壳检验：发觉机油中或油底壳壁上有轴承合金屑粒，说明连杆 轴瓦合金层脱落，应更换新连杆瓦，并检验连杆轴颈 有没有损伤；检验连杆螺栓有没有松动，如有松动，应按要求力矩拧紧；若连杆螺栓不松动，用手上、下推拉连杆盖检验，如 感觉旷量较大，说明连杆轴瓦磨损过甚，应更换新连杆轴瓦。(4)检验机油压力是否过低，若属机油压力过低造成响声，应调整油压；若属机油粘度过小造成响声，应更换机油。第101页三、活塞敲缸响 1.故障现象 (1)发动机在怠速或低、中速运转时，在气缸上部发出清楚、显著、有规律“嗒嗒”声，中速以上普通减弱或消失；(2)发动机温度低时响申显著，正常工作温度下，响声减弱或消失；(3)发动机在高温、高速运转时，发出“嘎嘎”连续不停且有节奏响声。第102页2.故障诊疗与排除方法 (1)发动机冷车起动，即发出有节奏“嗒嗒”声，此时 应将发动机转速控制在响声最显著范围内，在气缸体上 部用听诊器或简易听诊杆听诊，若响声在怠速、冷车时显著，在高速、温度升高后减弱或消失；同时伴有从机油加注口冒烟、排气管冒蓝烟现象，则说明活塞敲缸。(2)将发动机置于响声最显著转速上运转，逐缸进行 断火试验：若某缸断火后响声减弱或消失，说明该缸活塞 敲缸；若在断火后出现敲缸响声，并由间断响变成连续 响，则说明活塞裙部锥度过大，使活塞头部撞击气缸壁所 致。应检验并更换活塞。第103页(3)发动机熄火，拆下有响声气缸火花塞或喷油器，往气缸内注入少许机油，并用手摇柄或起动机带动曲轴转动数圈，然后装上火花塞或喷油器，起动发动机。如响声在短时间内减弱或消失，过一会儿又重新出现，说明该缸活塞裙部与气缸壁间隙过大。应检测气缸间隙，选配活塞或镗缸。(4)发动机温度低时响声不显著，在温度升高后，使发动机中、高速运转时，出现有节奏“嘎嘎”声，温度越高，响声越大，用单缸断火试验，响声没有改变，说明连杆有变形。应检验并校正连杆。(5)发动机温度低时响声不显著，当温度升高后，发动机处于怠速运转时，出现“嗒嗒”声，机体抖动，温度越高，响声越大，说明活塞变形或活塞环开口间隙过小，造成活塞与气缸壁配合间隙过小，致使润滑不良。应检验、更换活塞及活塞环。第104页四、活塞销响 1.故障现象 (1)发动机在怠速或低速时，在气缸上部可听到尖锐、清脆“嗒嗒”声；(2)发动机转速升高，响声伴随增大；(3)普通情况下，发动机温度升高，响声不减弱，在低速下急加速响声非常显著。第105页 2.故障诊疗与排除方法 (1)发动机置于怠速下运转，然后由怠速向低速急抖节气门，响声能伴随转速改变。若抖动节气门时，出现清脆而连贯“嗒嗒”声，说明活塞销响。(2)将发动机稳定在响声比较显著转速上，逐缸进行断火试验：若某缸断火后响申显著减弱或消失，且在复火瞬间能马上出现或连续出现两个响声，说明该缸活塞销响。若响声严重，而且转速越高响声越大，断火后响声不消失且变得杂乱，说明活塞销与连杆小头衬套配合间隙过大。应检验并更换连杆小头衬套或活塞销。(3)发动机怠速运转时，出现有节奏而较为沉重“吭吭”声，转速升高，响声并不消失，而又出现机体抖动。若用单缸断火试验，响声反而加重，说明活塞销窜动响。可能是活塞销卡环脱落。应马上拆检，如确系卡环脱落，活塞销已将气缸壁划伤，则应更换气缸套。第106页107第三章第三章 配气机构配气机构配气机构主要零部件配气机构主要零部件 概述概述 配气相位配气相位第107页108第一节第一节 概概 述述 按照发动机每个气缸内所进行工作循环和发怒次序要求，定时开启和关闭气缸进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。功用第108页109配气机构工作过程第109页110凸轮轴布置型式凸轮轴下置凸轮轴下置凸轮轴中置凸轮轴中置凸轮轴上置凸轮轴上置第110页111凸轮轴上置式：第111页112凸轮轴传动方式传动方式图 示应 用齿轮传动 凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动 凸轮轴上置式配气机构 齿形带传动 凸轮轴上置式配气机构第112页1131、齿轮传动：凸轮轴下置、中置式配气机构大多数采取圆柱正时齿轮传动。斜齿轮(啮合平稳、减小噪声和磨损)2、链传动：工作可靠性和耐久性不如齿轮传动3、同时带传动：减小噪声、减小结构质量、降低成本第113页114正时同时链传动配气机构 1-曲轴正时同时链轮；2-导链板；3-张紧器；4-凸轮轴正时同时链轮；5-链条 第114页115正时同时带传动配气机构1-凸轮轴正时同时带轮；2-右张紧轮；3-张紧轮支架 4-曲轴正时同时带轮；5-张紧器；6-左张紧轮；7-正时同时带；8-张紧器弹簧；9-张紧轮第115页116气门数目及排列方式：气门数目及排列方式：（1）每个气缸两只气门：即一个进气门和一个排气门结构。第116页117（2）每个气缸三只气门：每个气缸有两只进气门，一只排气门，进、排气门各排）每个气缸三只气门：每个气缸有两只进气门，一只排气门，进、排气门各排成一列成一列.第117页118（3）每个气缸四只气门：）每个气缸四只气门：。第118页119（4）每个气缸五只气门：即三个进气门和二个排气门结构。第119页120第二节 配 气 相 位 配气相位：用曲轴转角表示进、排气门开闭时刻和开启连续时间。1030408040801030上止点上止点下止点下止点一、概念第120页1211、进气门配气相位(1)进气提前角(2)进气迟后角(3)进气连续角：180+第121页1222、排气门配气相位(1)排气提前角(2)排气迟后角(3)排气连续角：180+第122页123二、气门重合二、气门重合气门重合：当进气门早开和排气门迟关时，出现进排气门同时开启现象。气门重合角：气门同时开启角度（+）。第123页124第三节 配气机构主要零部件一、气门组 第124页125第125页126锁片锁片弹簧座弹簧座第126页127第127页1281、气门A、进气门570K670K，排气门1050K1200K。B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，C、冷却和润滑条件差，D、被气缸中燃烧生成物中物质所腐蚀。功用：燃烧室组成部分，是气体进、出燃烧室通道开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。头部杆部工作条件：性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨组成：头部和杆部进气门：铬钢或铬镍钢(中碳合金刚)；排气门：硅铬钢 (耐热合金刚)；注意：充注金属钠，增加导热性能第128页129气门锥角锥角作用：A、取得较大气门座合压力，提升密封性。扩大导热面积，导 热性能提升。B、气门落座时有很好对中、定位作用。C、在相同气门升程条件下，气门锥度能使气流经过断面面积增大、进气阻力降低，提升进气速度和进气量。防止气流拐弯过大而降低流速。装配前应将密装配前应将密封锥面研磨。封锥面研磨。边缘应保持一定厚度，边缘应保持一定厚度，1 13mm3mm。第129页130 气门座锥角是与气门锥角相适应，以确保二者紧密座合，可靠地密封。气门座锥角通常为30（或）45。气门座锥角b450（300）150750第130页131（1）气门干涉角定义即气门锥角比气门座锥角小0.5 1。0.5010第131页132（2）气门干涉角作用 1）减小二者之间接触面积，提升了单位压力，加紧了磨合速度，同时也提升了密封性；2）可挤出二者之间夹杂物，即含有自洁作用；3）在气体压力作用下产生弹性变形时，可趋向全锥面接触；4）预防加工时出现负干涉角，而使气门暴露在炽热燃气中受热面积增加，使气门热负荷增加。第132页133气门杆部较高加工精度，表面经过热处理和磨光，确保同气门导管配合精度和耐磨性气门杆尾部：环形槽、锁销孔凹槽易断裂处气门杆尾部结构取决于气门弹簧座固定方式第133页1342、气门导管作用：为气门运动导向，确保气门直线运动兼起导热作用。工作条件：工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。材料：用含石墨较多铸铁，能提升自润滑作用。加工方法：外表面加工精度较高，内表面精绞 装配：气门杆与气门导管间隙0.050.12mm。气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环：预防气门导卡环：预防气门导管在使用中脱落。管在使用中脱落。伸入深度应适量。锥度伸入深度应适量。锥度可降低气流阻力。可降低气流阻力。第134页1353、气门座 气门座概念：气缸盖(或气缸体)进、排气道与气门锥面相结 合部位。作用：靠其内锥面与气门锥面紧密贴合密封气缸。接收气门传来热量。气门密封干涉角：比气门锥角大0.51度气门座圈锥角。气门座气门座第135页136汽油机：排气门采取镶嵌式气门座 柴油机：进气门采取镶嵌式气门座 气门座圈：以较大过盈量镶嵌在气门座上圆环。镶嵌式气门座特点：优点：提升气门座使用寿命，便于更换。缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。气门座圈气门座圈第136页137第137页138第138页1394、气门弹簧功用：确保气门回位。要求：适当弹力、足够刚度和抗疲 劳强度材料（优质合金钢）高锰碳钢、铬钒钢。气门弹簧气门弹簧座锁片气门关闭确保气门及时关闭、密封气门开启确保气门不脱离凸轮第139页140第140页141二、气门传动组二、气门传动组 1、组成 2、功用：定时驱动气门开闭，并确保气门有足够开度和适当气门间隙。凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴第141页142第142页1431、凸轮轴作用：驱动和控制各缸气门开启和关闭，使其符合发动机工作次序、配气相位和气门开度改变规律等要求。工作条件：承受气门间歇性开启冲击载荷。要求足够韧性和刚度及耐磨性材料：优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：轴颈轴颈斜齿轮斜齿轮凸轮凸轮偏心轮偏心轮正时齿轮正时齿轮凸轮轴凸轮轴衬套衬套止推凸缘止推凸缘第143页144第144页145凸轮轴轴承和轴径采取压力润滑 第145页146第146页147 特点：自动调整气门间隙。结构：由挺杆体9、柱塞11、油缸12及球阀5等组成。1-高压油腔；2-缸盖油道；3-量油孔；4-斜油孔；5-球阀；6-低压油腔；7-键形槽；8-凸轮轴；9-挺柱体；10-液压缸；11-柱塞；12-液压缸；13-赔偿弹簧；14-缸盖；15-气门杆第147页148 短臂短臂 长长臂臂4、摇臂功用：摇臂结构示意图摇臂结构示意图将推杆或凸轮传来力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。摇臂摇臂分类：普通摇臂和无噪声摇臂。第148页149第149页150摇臂组示意图摇臂组示意图摇臂轴摇臂轴螺栓螺栓摇臂轴支座摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂轴紧固螺钉摇臂称套摇臂称套调整螺钉调整螺钉摇臂摇臂定位弹簧定位弹簧第150页151六、气门间隙：1、概念：气门间隙：为确保气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当间隙。气门杆气门杆摇臂摇臂气门间隙气门间隙气门气门间隙间隙进气门进气门 0.250.30mm排气门排气门 0.300.35mm为何排气门间隙大于进气门间隙？第151页152实物图测量气门间隙测量气门间隙拧松紧定螺母，调整调整螺钉拧松紧定螺母，调整调整螺钉第152页153气门间隙调整1、气门间隙调整方法两遍法生产实践中，普遍地采取两遍法调整气门间隙，即第一缸压缩终了上止点时，调整全部气门半数，再摇转曲轴一周（指四冲程发动机），便可调整其余半数气门。第153页154第154页155一缸作功开始时可调气门判别一缸作功开始时可调气门判别154362双双排排不不进进调气门间隙环行记忆图调气门间隙环行记忆图第155页156第156页157第157页158第158页159小小 结结气门组气门组气门气门气门座气门座气门导管气门导管气门弹簧气门弹簧头部头部杆部杆部气门直径要大锥角气门直径要大锥角要适当要适当密封锥面宽度、角度要密封锥面宽度、角度要适当适当第159页160气门传动组气门传动组凸轮轴凸轮轴气门挺杆气门挺杆推杆推杆摇臂及摇臂轴摇臂及摇臂轴凸轮、挺杆凸轮、挺杆推杆、摇臂推杆、摇臂普通挺杆普通挺杆液力挺杆液力挺杆气门气门开启开启关闭关闭第160页第五章 冷却系结构与维修冷却系组成与工作原理 水冷系主要部件结构与检修 冷却系常见故障诊疗与排除 第161页第一节 冷却系组成与工作原理一、冷却系功效 使发动机得到适度冷却，并保持其在最适宜地温度范围内工作。冷却程度后 果过冷热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝在气缸壁上燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。不足发动机过热，充气量降低燃烧不正常，发动功率下降润滑不良，加剧磨损。不正常冷却对发动机影响第162页二、冷却系类型水冷式风冷式第163页1.水冷系 水冷却系是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收热量散发到大气中去。当前汽车发动机上采取水冷系大都是强制循环式水冷系，利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。水冷却系统普通由散热器、水泵、水管、水套、节温器、散热器、百叶窗、膨胀水箱、冷却液温度表和风扇等组成。第164页 水冷却结构特点：水套直接布置在气缸周围，利用水吸收水套周围热量，水再流到散热器内，将热量散到空气中去，然后水流再回，如此不停循环进行散热。因为这种冷却方式克服了空气冷却缺点，冷却效果好，当代汽车发动机广泛采取这种冷却方式。1-散热器；2-电动风扇；3-水泵；4-缸盖出水口；5-旁通水管；6-膨胀水箱；7-暖风机回水软管；8-散热器进水软管；9-散热器出水管第165页1-百叶窗；2-散热器；3-散热器盖；4-风扇；5-水泵；6-节温器；7-水温表；8-水套；9-分水管；10-放水阀 第166页水冷式冷却系统组成第167页 汽车发动机中使用冷却水应是清洁软水，如雨水，自来水等；而井水、河水等硬水中含有矿物质，在高温下易生成水垢，不能作为发动机冷却水。功用：为预防在冬季严寒地域，因冷却水结冰而发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂现象，在冷却水中加入一定量防冻液以到达降低冰点、提升沸点目标。1.冷却水2.防冻液三、冷却液第168页加注冷却液第169页加注冷却液第170页排放冷却液第171页第二节 水冷系主要部件结构与检修 一、散热器作用 散热器用于增大散热面积，加速水冷却。冷却水经散热器后，其温度可降低1015，在散热器后装有风扇与散热器配合工作。散热器要求 散热必须有足够散热面积，而且所用材料导热性能要好。散热器普通用铜或铝制成。第172页1.散热器结构第173页 作用：散热器上加水口平时用散热器盖严密盖住，以预防冷却水溅出。散热器盖要求：热状态正常时，将冷却系水路与大气隔开。冷却系统压力过高或过低时，散热器盖应使冷却系统水路与大气相通。2.散热器盖 散热器盖结构：汽车上广泛采取闭式水冷系，该水冷系散热器盖含有空气蒸汽阀，可自动调整冷却系内部压力，提升冷却效果。压力阀真空阀压力阀弹簧真空阀弹簧盖第174页散热器盖结构及工作原理 第175页3.膨胀水箱1-散热器出气管；2-膨胀水箱；3-水套出水管；4-水套出气管；5-节温器；6-水泵；7-水泵进水管；8-散热器；9-补充水管；10-旁通管第176页4.水泵 当叶轮旋转时，水泵中水被叶轮带动一起旋转，在离心力作用下，水被甩向叶轮边缘，然后经外壳上与叶轮成切线方向出水管压送到发动机水套内。与此同时，叶轮中心处压力降低，散热器中水便经进水管被吸进叶轮中心部分。(1)水泵工作原理第177页 汽车广泛使用离心式水泵。它含有结构紧凑、泵水量大及因故障而停顿工作时，不妨碍水在冷却系内部自然循环等优点。水泵普通由曲轴经过V带驱动。传动带围绕在曲轴带轮 与水 泵 带轮之间。有些发动机水泵由凸轮轴直接驱动。(2)水泵经典结构第178页第179页 风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提升流经散热器空气流速和风量，增强散热器散热能力，同时对发动机其它附件也有一定冷却作用。5.风扇 作用 风扇要求 风扇外径略小于散热器宽度。风扇扇风量、噪声及所消耗功率与风扇直径、转速及叶片数目、形状、安装角度等相关。第180页1-散热器；2-散热器盖；3-导风罩；4-风扇 第181页风扇温控开关：在冷却水温度升高时，其内部温控介质膨胀而使风扇以高速运转，加速了发动机冷却；相反，若在冷却水温度降低时，介质收缩而使风扇低速运转或停下来，实现了对散热器电动机风扇控制。第182页硅油风扇及离合器第183页 推杆弹簧主阀门石蜡胶管外壳作用：依据发动机负荷大小和水温高低自动改变水循环流动路线，从而控制经过散热器冷却水流量。类型：依据发动机负荷大小和水温高低自动改变水循环流动路线，以到达调整冷却系