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汽汽车构造上构造上总论现代汽车类型汽车的总体构造汽车的主要技术参数汽车的行驶原理2024/6/3周一21现代汽车类型轿车客车货车牵引车和汽车列车特种车工矿自卸车农用汽车越野汽车2024/6/3周一3轿车的分类-1、按排量分类类型发动机排量（L）车型微型1.0夏利、奥拓普通型1.01.6富康、捷达中级1.62.5桑塔纳、奥迪100中高级2.54.0皇冠、奔驰300高级4.0CA770、卡迪拉克、林肯、奔驰500系列2024/6/3周一4轿车的分类-2.按发动机布置形式发动机布置和驱动型式示意图发动机前置、前驱发动机前置、后驱发动机后置、后驱2024/6/3周一5客车的分类-按长度分类类型车辆长度（m）微型3.5轻型3.57中型710大型1012超大型12（铰接式）1012（双层）2024/6/3周一6客车的分类-按车身型式分类长（短）头客车箱形客车流线型客车铰接式客车双层客车2024/6/3周一7货车的分类-按驾驶室总成结构型式分类长头车短头车平头车2024/6/3周一8货车的分类-按货箱型式分类栏板式罐式自卸式平台式箱式篷式2024/6/3周一9货车的分类3、按汽车质量分类：类型总质量（t）微型1.8轻型1.86中型1.62.5重型142024/6/3周一102汽车的总体构造1）发动机 2）底盘3）车身4）电气设备2024/6/3周一113汽车的主要技术参数1.整车整备质量：汽车完全装备好的质量，完整的发动机、底盘、车身、全部电器设备和车辆正常行驶所需要地辅助设备质量。2.最大总质量：汽车满载时的总质量。3.最大装载质量：最大总质量和整车整备质量之差。4.最大轴载质量：汽车单轴所承载的最大总质量。5.车长：垂直与车辆纵向对称平面并分别抵靠在汽车前、后最外短突出部位的两垂面间的距离。6.车宽：平行与车辆纵向对称平面并分别抵靠车辆两侧固定突出部位的两平面之间的距离。7.车高：车辆支撑面与车辆最高突出部位抵靠的水平面之间的距离。2024/6/3周一12汽车的主要技术参数8.8.轴距：汽车直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点到车辆轴距：汽车直线行驶位置时，同侧相邻两轴的车轮落地中心点到车辆纵向对称平面的两条垂线间的距离。纵向对称平面的两条垂线间的距离。9.9.轮距：在支撑面上，同轴左右车轮两轨迹中心间的距离。轮距：在支撑面上，同轴左右车轮两轨迹中心间的距离。10.10.前悬：在直线行驶时，汽车前端刚性固件的最前点到通过两前轮轴线前悬：在直线行驶时，汽车前端刚性固件的最前点到通过两前轮轴线的垂面间的距离。的垂面间的距离。11.11.后悬后悬:汽车后段刚性固定件的最后点到通过最后车轮轴线的垂面件的汽车后段刚性固定件的最后点到通过最后车轮轴线的垂面件的距离。距离。12.12.最小离地间隙：满载时，车辆支承平面与车辆最低点之间的距离。最小离地间隙：满载时，车辆支承平面与车辆最低点之间的距离。13.13.接近角接近角:汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。14.14.离去角：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。离去角：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。15.15.转弯直径：外转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆直径。转弯直径：外转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆直径。2024/6/3周一134汽车的行驶原理汽车行驶所受阻力：滚动阻力Ff空气阻力Fw上坡阻力Fi总阻力F=Ff+Fw+FiF0FtVMtF0=Mt/r2024/6/3周一14行驶时总阻力与驱动力的关系：驱动力和总阻力的关系行驶状态FtF加速Ft=F匀速FtF=G汽车车轮打滑2024/6/3周一16作业说明汽车主要是由哪几部分组成，以及各部分的作用。课后思考2024/6/3周一17第一章 发动机工作原理和总体构造基本概念发动机总体构造四冲程发动机工作原理和总体构造发动机的分类2024/6/3周一18发动机概述发动机概述发动机是汽车最主发动机是汽车最主要的总成之一，动要的总成之一，动力的来源。被称为力的来源。被称为汽车的汽车的“心脏心脏”。2024/6/3周一191.2基本术语上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)压缩比（）工作循环VL=V h I=Va/Vc Vh=D2S 10-6/4 （L）D气缸直径mm S活塞行程mm 2024/6/3周一20压缩比定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用表示。=Va/Vc压缩比过大的不良后果 现代化油器式代化油器式发动机机压缩比一般比一般为6 69(9(轿车有的达有的达9 911)11)。上海桑塔。上海桑塔纳轿车汽油机汽油机压缩比比为8.28.2。2024/6/3周一21压缩比过大的不良后果名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。返回2024/6/3周一221.3发动机总体构造机体及曲柄连杆机构机体及曲柄连杆机构配气机构配气机构燃油供给系燃油供给系点火系（汽油机）点火系（汽油机）冷却系冷却系润滑系润滑系起动系起动系2024/6/3周一23发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系点火系冷却系润滑系起动系2024/6/3周一241.4四冲程发动机的简单工作原理1.4.1四冲程汽油机的工作原理1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作缸四冲程汽油机的工作过程程2024/6/3周一25进气行程示功示功图：表示活塞在不同位置：表示活塞在不同位置时气缸内气体气缸内气体压力的力的变化情况。化情况。排气门关闭进气门开启活塞温度370440 K，压力7590 kPa 大气大气压力力线PVra示功示功图上止点下止点2024/6/3周一26压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：=Va/VcPVra示功示功图大气大气压力力线c上止点下止点温度600800K，压力6001500 kPa 2024/6/3周一27作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功示功图大气大气压力力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度22002800 K，压力35MPa 作功终了：温度15001700 K，压力300500 kPa 2024/6/3周一28排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气大气压力力线cZb上止点下止点温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气2024/6/3周一29四冲程发动机工作状态状态行程温度(K)压力进气行程3704407590kPa压缩行程6008006001500kPa作功行程22002800(瞬时最高)15001700(作功终了)35MPa(瞬时最高)300500kPa(作功终了)排气行程9001200105125kPa2024/6/3周一301.4.2四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程吸气行程压缩行程行程作功行程作功行程排气行程排气行程进气门排气门纯空气温度300370K压力800900 kPa 温度8001000K压力35 MPa 瞬时：温度18002200K压力510 MPa 温度8001000K压力105400 kPa 终了：温8001000K压力105400 kPa 2024/6/3周一31柴油机工作时各行程状态参数状态行程温度(K)柴油机工作时各行程状态参数压力进气行程320350800900kPa压缩行程800100035MPa作功行程22002800(瞬时最高)15001700(作功终了)510MPa(瞬时最高)300500kPa(作功终了)排气行程8001000105125kPa2024/6/3周一32思考四冲程汽油机和柴油四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么机的工作循环有什么异同之处呢？异同之处呢？2024/6/3周一33二冲程发动机的工作原理二冲程发动机二冲程汽油发动机工作原理二冲程柴油发动机工作原理2024/6/3周一34二冲程汽油机工作原理压缩混合气进气点火燃烧排气扫气孔进气孔排气孔火花塞1、结构构2024/6/3周一35二冲程柴油机工作原理换气燃烧排气压缩喷油器空气扫气泵废气排气门2024/6/3周一362024/6/3周一37思考1.理理论上它的功率上它的功率应等于四等于四冲程冲程发动机的二倍。机的二倍。2.由于作功由于作功频率率较大，二冲大，二冲程程发动机的运机的运转比比较均匀均匀平平稳。3.构造构造简单，质量量较小。小。4.易受磨易受磨损和和经常需要修理常需要修理的运的运动部件数量部件数量较少。少。二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？2024/6/3周一381.4.3发动机的分类车用内燃机水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机四冲程发动机四冲程发动机二冲程发动机二冲程发动机汽油发动机汽油发动机柴油发动机柴油发动机单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机化油器式发动机化油器式发动机直接喷射式发动机发动机直接喷射式发动机发动机车用内燃机车用内燃机单列式发动机单列式发动机双列式发动机双列式发动机2024/6/3周一39连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮 配气机构 曲柄连杆机构2024/6/3周一40摇臂凸轮轴2024/6/3周一41桑塔纳发动机结构示意图2024/6/3周一42桑塔纳发动机冷却系示意图2024/6/3周一43桑塔纳发动机润滑系示意图2024/6/3周一44第第二二章章 曲柄曲柄连杆机构杆机构机体组活塞连杆组曲轴飞轮组2024/6/3周一452.1 概述一、功用将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。二、组成1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组2024/6/3周一46三、工作条件承受机械承受机械载荷：荷：1、气体、气体压力、力、往复往复惯性力、离心力、摩擦力性力、离心力、摩擦力 2、汽、汽车行行驶中中产生的冲生的冲击力。力。以上各种力，使曲柄连杆以上各种力，使曲柄连杆机构和机体的各零件承受了不机构和机体的各零件承受了不同形式的载荷，为保证工作可同形式的载荷，为保证工作可靠，需要采取相应结构措施。靠，需要采取相应结构措施。2024/6/3周一472.2 机体组机体组组成：曲曲轴箱箱气缸体气缸体气缸气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳2024/6/3周一48一、气缸体1、气缸体、气缸体:水冷水冷发动机的气缸体和上曲机的气缸体和上曲轴箱常箱常铸成一体，成一体，称称为气缸体气缸体曲曲轴箱。箱。气缸体的气缸体的工作特点工作特点：高温高压、高速运动摩擦高温高压、高速运动摩擦气缸体的气缸体的结构特点：足够的强度和刚度，高精度内表面结构特点：足够的强度和刚度，高精度内表面一汽奥迪一汽奥迪100汽汽车发动机气缸体机气缸体气缸体曲轴箱2024/6/3周一492、分类（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为名称性能应用一般式（平分式）机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。492Q汽油机，90系列柴油机。龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车隧道式结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。负荷较大的柴油机上。油底壳安装平油底壳安装平面和曲轴旋转面和曲轴旋转中心在同一高中心在同一高度。度。油底壳安装平油底壳安装平面低于曲轴的面低于曲轴的旋转中心。旋转中心。气缸体上曲轴气缸体上曲轴的主轴承孔为的主轴承孔为整体式。整体式。2024/6/3周一50（2）根据冷却方式不同散散热片片风冷气缸体和气缸盖冷气缸体和气缸盖1、水冷、水冷 2、风冷冷2024/6/3周一51（3）根据气缸的排列方式结构构简单、加工、加工容易，但容易，但发动机机长度和高度度和高度较大。大。缩短了机体的短了机体的长度和高度，度和高度，增加了增加了刚度，减度，减轻了了发动机的重量；形状复机的重量；形状复杂，加，加工困工困难。六缸以上发动机六缸以上发动机使用使用2024/6/3周一52高度小，总体布置方便。轿车中应用不多对置气缸式发动机对置气缸式发动机2024/6/3周一53（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体a、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。b、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。类型构造性能及应用整体式气缸直接镗在气缸体上强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。镶嵌式用耐磨优质材料制成气缸套，再装到一般材料制成的气缸体内。降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用寿命。2024/6/3周一54（5）干缸套和湿缸套名称特点示意图干缸套外壁不直接与冷却水接触。壁厚13mm。湿缸套外壁直接与冷却水接触。壁厚59mm。强度和度和刚度都度都较好，好，加工复加工复杂，拆装不便，拆装不便，散散热不良。不良。散散热良好、良好、冷却均匀、冷却均匀、加工容易。加工容易。强度和度和刚度度不如干缸套，不如干缸套，易漏水。易漏水。性能如性能如何？何？2024/6/3周一55二、曲二、曲轴箱箱1、概念：曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。2、结构：上轴箱与气缸体铸成一体下轴箱贮存润滑油（油底壳）3、材料：薄钢板冲压（下曲轴箱）2024/6/3周一56三、气缸盖功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。上置式凸轮轴铝合金与铸铝合金与铸铁相比有何铁相比有何优越性？优越性？导热性好、利于提高压缩比，适用与高速高强化汽油机2024/6/3周一57气缸气缸垫气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫安装火花塞安装火花塞2024/6/3周一58四、燃烧室名称特点示意图应用半球形结构紧凑、火焰行程段、燃烧速率高、热损失小、热效率高桑塔纳夏利富康楔形结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长切诺基盆形工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃烧室捷达奥迪燃烧室的要求燃烧室的要求？2024/6/3周一59五、气缸垫1、功用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。2、材料：有弹性、耐热性、耐压性3、安装时注意方向2024/6/3周一602.3 活塞活塞连杆杆组气气环油油环活塞活塞销活塞活塞连杆杆连杆螺栓杆螺栓连杆杆轴瓦瓦连杆盖杆盖2024/6/3周一61（一）活塞1、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。2、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达600700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3 5MPa（汽油机）的压力。3、材料：铝合金：质量小导热性好；灰铸铁活塞应具备的特点A刚度和强度应足够大，传力可靠。B导热性能好，耐高压、高温、磨损C质量较小，尽可能减少往复惯性力2024/6/3周一623、结构（1）活塞顶部功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。2024/6/3周一63活塞顶分类形状示意图平顶凸顶凹顶结构构简单、制造容、制造容易、受易、受热面面积小、小、应力分布力分布较均匀，均匀，多用在汽油机上。多用在汽油机上。凸起呈球状、凸起呈球状、顶部部强度高，起度高，起导向作向作用、有利于改善用、有利于改善换气气过程。程。凹坑的形状、位置必凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气有利于可燃混合气的燃的燃烧；提高；提高压缩比，比，防止碰气防止碰气门。2024/6/3周一64（2）活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。气气环槽槽油油环槽槽工作条件最工作条件最恶劣，劣，应离离顶部部远些。些。1、安装活塞、安装活塞环、与活塞、与活塞环一起密封气缸、一起密封气缸、2、防止可燃混合气漏到曲、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，箱内，3、将、将顶部吸收的部吸收的热量通量通过活塞活塞环传给气缸壁。气缸壁。作用：作用：活塞活塞销孔2024/6/3周一65（3）活塞裙部位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。2024/6/3周一66裙部表面的保护1）镀锡油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。2）涂石墨(柴油机）易脆断可加速磨合，自润滑。3）表面粗糙化有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油润滑。2024/6/3周一67（4）活塞形状-工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。-上小下大的圆锥形形状。销座方向销座方向裙部受侧压力的作用，裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形导致活塞发生变形工作时向里变形工作时向里变形桶形桶形不受压力的不受压力的部分，去掉部分，去掉后可以减轻后可以减轻质量。质量。2024/6/3周一68开槽活塞（汽油机）绝热槽槽膨膨胀槽槽圆槽槽2024/6/3周一69活塞裙部结构上小下大的圆锥形裙部椭圆形,长轴垂直与销座孔方向;桶形活塞开槽活塞2024/6/3周一70（二）活塞环是具有弹性的开口环，分为气环和油环。工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命：6万公里（1）气环作用：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。切口切口气气环2024/6/3周一71气环结构开口间隙：背隙：侧隙：气环的密封作用：气环的密封作用：第一密封面：活塞环直径大于气缸直径，装入后产生弹性贴紧在气缸第一密封面：活塞环直径大于气缸直径，装入后产生弹性贴紧在气缸壁上而形成；壁上而形成；加强密封：窜入环槽的少量气体作用在环的背面（背隙处），加强了加强密封：窜入环槽的少量气体作用在环的背面（背隙处），加强了第一密封面作用；第一密封面作用；第二密封面：窜入环槽的少量气体作用在环槽底面，形成第二密封面；第二密封面：窜入环槽的少量气体作用在环槽底面，形成第二密封面；2024/6/3周一72气环的泵油作用2024/6/3周一73气环的泵油作用演示2024/6/3周一74气环断面形状：形状特点示意图矩形环结构简单、制造方便、易于生产、应用面广；但有泵油作用扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲，减小泵油作用，减轻磨损锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封；可形成油膜改善润滑，但导热性差，不适用第一道环梯形环可将沉积在环中的结焦挤出，避免环折断，且密封性较好；但加工困难，精度要求高桶面环上下均可形成油膜，且对活塞的摆动适应性好，接触面小，利于密封，但外圆为凸圆弧形，加工困难2024/6/3周一75（2）油环种类普通油环组合式油环示意图特点结构简单，易加工，成本低与汽缸壁接触压力高，适应性好，刮油效果强，但成本高刮油片轴向衬环径向衬环刮油片回油孔回油孔2024/6/3周一76油油环的刮油作用的刮油作用2024/6/3周一77（三）活塞销作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。构造：活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。2024/6/3周一78活塞活塞销的的连接方式接方式连杆活塞销全浮式半浮式全浮连接的特点：活塞销能在连杆小头、销座孔中自由转动，三者间可相对运动，减少了磨损并使磨损均匀2024/6/3周一79活塞销的偏置使活塞从使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气缸的一行程到作功行程柔和的从气缸的一边过渡到另一渡到另一边，减少敲缸的声音。，减少敲缸的声音。2024/6/3周一80（四）（四）连杆杆作用：作用：连接接活塞活塞与与曲曲轴，并把活塞承，并把活塞承受的气体受的气体压力力传给曲曲轴，使活塞的，使活塞的往往复复运运动变成曲成曲轴的的旋旋转运运动。连杆组件分解图2024/6/3周一81连杆的结构小头：内有青铜衬套杆身：一般为“工”字形断面，抗弯强度好，重量轻大头：与曲轴相连，做成“分开式”。平切口与杆身轴线垂直，斜切口与杆身轴线成30-60度夹角。切口的定位方式：切口的定位方式：平切口：螺栓定位平切口：螺栓定位斜切口：四种定位方式斜切口：四种定位方式2024/6/3周一82V型型发动机机连杆的布置形式杆的布置形式并列式并列式主副式主副式叉式叉式2024/6/3周一83连杆杆轴瓦瓦 连杆螺栓连杆螺栓定位凸定位凸键油槽油槽润滑滑减磨合金减磨合金层2024/6/3周一842.4曲轴飞轮组一、曲轴飞轮组的组成起起动爪爪正正时齿轮主主轴瓦瓦皮皮带轮扭扭转减振器减振器飞轮飞轮螺栓螺栓曲曲轴2024/6/3周一85二、曲轴1、功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。2、工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。2024/6/3周一863、结构：前端前端轴连杆杆轴颈曲曲轴轴颈后端后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐：由一个曲拐：由一个连杆杆轴颈和它两端曲柄及主和它两端曲柄及主轴颈构成。构成。曲柄曲柄2024/6/3周一87曲轴的结构曲拐：由主轴颈、连杆轴颈、曲柄组成曲拐：由主轴颈、连杆轴颈、曲柄组成2024/6/3周一88曲轴的主轴颈主轴颈：用于支撑曲轴的部位。主轴颈数：主轴颈数气缸数：全支承曲轴主轴颈气缸数21：非全支承曲轴2024/6/3周一894、曲轴的支承方式概念：在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴，称为全支承曲轴，否则称为非全支承曲轴。优点缺点应用全支承曲轴提高曲轴的刚度和弯曲强度，减轻主轴承的载荷曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，使机体加长应用较广泛，柴油机一般多采用此种支撑方式非全支承曲轴缩短了曲轴的长度，使发动机总体长度有所减小主轴承载荷较大承受载荷较小的汽油机可以采用此种方式2024/6/3周一905、曲轴的类型整体式：应用广泛组合式：一般用于隧道式气缸体，分段加工，整体加长。2024/6/3周一916、曲轴的润滑q润滑方式：压力润滑q相应结构：曲柄销和主轴颈的空心结构主轴颈、曲柄销和轴瓦上的油道2024/6/3周一927、平衡重平衡重的作用：平衡离心惯性力和力矩，使发动机运转平稳，减小轴承载荷。平衡重的位置：曲柄的反方向上（或其背面）平衡重的类型：整体式、装配式2024/6/3周一938、曲轴的前端和后端曲轴前端：正时齿轮或正时齿形带轮、皮带轮、甩油盘曲轴后端：安装飞轮用凸缘、回油螺纹等2024/6/3周一949、曲轴的轴向定位防止曲轴的轴向窜动，采用止推装置进行轴向定位。类型：翻边轴瓦：轴瓦两侧各翻出一侧面立边，来挡住曲轴的轴向移动。但工艺复杂，成本高，很少采用。止推片：半环状钢片，装在主轴承盖槽内。止推钢环：用于曲轴第一道主轴颈（自由端）2024/6/3周一95桑塔桑塔纳轿车发动机曲机曲轴飞轮组2024/6/3周一96三、曲拐的布置（1）一般规律1）各缸的作功间隔要尽量均衡，以使发动机运转平稳。2）连续作功的两缸相隔尽量远些，最好是在发动机的前半部和后半部交替进行。3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。4）曲拐布置尽可能对称、均匀以使发动机工作平衡性好。2024/6/3周一97（2）常见曲轴曲拐的布置1）四冲程四缸发动机曲拐布置四个曲拐在同一平面内，四个曲拐在同一平面内，点火间隔：点火间隔：1802024/6/3周一982）四冲程四缸发动机点火顺序点火顺序：各缸完成同名行程的次序。另一发火次序：1-2-4-32024/6/3周一993）直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置2024/6/3周一1004）四冲程六缸发动机点火顺序2024/6/3周一101四、曲轴扭转减振器（一）扭转振动自由扭转振动强迫扭转振动共振共振功率功率损失、曲失、曲轴扭扭转变形甚至扭断、形甚至扭断、正正时齿轮产生冲生冲击噪声噪声、磨损严重、磨损严重等等临界界转速：速：发生共振生共振时的的转速速2024/6/3周一102（二）扭转减振器皮带盘皮带盘惯性盘惯性盘橡胶垫橡胶垫减振器圆盘减振器圆盘皮带轮毂皮带轮毂曲轴前端曲轴前端功用：吸收曲轴扭转振动功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。的能量，消减扭转振动。安装：扭转振动较大的曲安装：扭转振动较大的曲轴自由端轴自由端当曲轴发生扭转振当曲轴发生扭转振动时，力图保持等动时，力图保持等速转动的惯性盘便速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，扭转振动的能量，消减了扭振。消减了扭振。橡胶摩擦式扭转减振器橡胶摩擦式扭转减振器2024/6/3周一103四、飞轮（一）功用：将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。2024/6/3周一104（二）构造飞轮边缘部分做的厚些，部分做的厚些，可以增大可以增大转动惯量量；中；中间较薄，为减小质量间较薄，为减小质量齿圈在圈在发动机起机起动时与起与起动机机齿轮啮合，合，带动曲曲轴旋旋转。一缸上止点一缸上止点记号号作用是：调整作用是：调整点火正时点火正时飞轮一般中间尺飞轮一般中间尺寸较薄，边缘较寸较薄，边缘较厚。为什么？厚。为什么？2024/6/3周一105第3章配气机构概述配气机构的构造气门间隙配气相位配气机构的组成和零件2024/6/3周一1063.1 概述一、功用：一、功用：按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、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。二、充气效率：二、充气效率：在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。v=M/M0 M 进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；Mo在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。充气效率越高越好，而其大小与配气机构结构有直接的关系。充气效率越高越好，而其大小与配气机构结构有直接的关系。充气效率一般为何充气效率一般为何值（取值范围）值（取值范围）2024/6/3周一107三、气门式配气机构三、气门式配气机构气门组气门组传动组传动组驱动组驱动组2024/6/3周一1084.2配气机构的配气机构的构造构造一、气一、气门的布置型式的布置型式1、气、气门顶置式置式组成：2、气门侧置式已、气门侧置式已很少使用。很少使用。2024/6/3周一1092024/6/3周一1103、气气门顶置式置式配气机构配气机构工作工作过程程A、气气门行程大，行程大，结构构较复复杂，燃，燃烧室室紧凑。凑。B、曲曲轴与凸与凸轮轴传动比比为2:1。2024/6/3周一111二、凸二、凸轮轴的布置型式的布置型式1、凸、凸轮轴下置下置 有利因素：有利因素：简化曲化曲轴与凸与凸轮轴之之间的的传动装置装置（齿轮传动）（齿轮传动），有利于有利于发动机的布置。机的布置。不利因素不利因素是什么？是什么？凸凸轮轴与气与气门相相距距较远，动力力传递路路线较长，环节多，因此不适多，因此不适用于高速用于高速发动机。机。2024/6/3周一1122、凸、凸轮轴中置式中置式传动方式方式：凸：凸轮轴经过挺柱直接挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。臂，省去了推杆。应 用用：适用于：适用于发动机机转速速较高高时，可以减少气，可以减少气门传动机构的往复机构的往复运运动质量。量。凸凸轮轴挺柱挺柱活塞活塞摇臂臂调整螺整螺钉2024/6/3周一1133、凸、凸轮轴上置式上置式应用：高速用：高速发动机机 如：如：桑塔桑塔纳轿车发动机机凸轮轴凸轮轴活塞特点：特点：凸凸轮轴与气与气门距离近，不需要推杆、距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运挺柱，使往复运动的的惯量减少。量减少。双凸轮轴上置式发动机2024/6/3周一1142024/6/3周一115三三、凸、凸轮轴的的传动方式方式传动方式传动路线特点应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）工作可靠，啮合平稳、噪声小凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴链条凸轮轴正时齿轮可靠性、耐久性略差，噪声大，造价高凸轮轴上置式配气机构齿形带传动曲轴齿形皮带凸轮轴正时齿轮成本低，但工作性能好凸轮轴上置式配气机构2024/6/3周一116传动方式图例传动方式图例2024/6/3周一117齿带齿带传动图例例一汽一汽audi轿车的的齿形形带传动装置装置凸凸轮轴曲曲轴2024/6/3周一118四、各缸气门数及其排列方式四、各缸气门数及其排列方式每缸气门数每缸2气门每缸4气门每缸5气门结构特点一进一排，进气门直径大于排气门两进两排，排气门直径可减小一般为3进2排排列方式所有气门排成一列，进、排气门交替布置同名气门排成2列，同名气门排成1列同名气门排成一列驱动方式一根凸轮轴驱动前者：1根凸轮轴和T型杆驱动；后者：两根凸轮轴分别用2根凸轮轴驱动同名气门优缺点气道结构简单，利于缸盖冷却充气效率高，有利于改善排放充气效率更高，排放性能好，降低油耗代表车型货车发动机多数新款轿车宝来1.8T2024/6/3周一119相邻气门共用一个气道相邻气门共用一个气道进排气门交替排列进排气门交替排列2024/6/3周一120每缸每缸4气门排列方式气门排列方式每缸每缸4气门驱动方式气门驱动方式2024/6/3周一121常用气门顶置配气机构的类型常用气门顶置配气机构的类型气门顶置，下置凸轮轴（气门顶置，下置凸轮轴（OHV）气门顶置，上置凸轮轴（气门顶置，上置凸轮轴（OHC）气门顶置，双摇臂，上置凸轮轴（气门顶置，双摇臂，上置凸轮轴（OHV/OHC）气门顶置，上置气门顶置，上置双双凸轮轴（凸轮轴（OHV/DOHC）2024/6/3周一122五五、配气相位、配气相位1、用曲轴转角表示的进、排用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启气门的实际开闭时刻和开启的持续时间的持续时间，称，称为配气相位配气相位。1030408040801030上止点下止点2024/6/3周一1232、配气相位演示配气相位演示2024/6/3周一1243、气、气门叠开叠开气气门叠开：当叠开：当进气气门早开和排气早开和排气门晚关晚关时，出，出现的的进排气排气门同同时开启的开启的现象。象。气气门叠开角：气叠开角：气门同同时开启的角度开启的角度（+）。排气排气过程程进气气过程程气门叠开的后果气门叠开的后果？2024/6/3周一125六六、气、气门间隙隙1、概念：、概念：气气门间隙隙：为保保证气气门关关闭严密，通常密，通常发动机在冷机在冷态装配装配时，在气在气门杆尾端与气杆尾端与气门驱动零件（零件（摇臂、挺柱或凸臂、挺柱或凸轮）之）之间留有留有适当的适当的间隙。隙。气气门杆杆摇臂臂气气门间隙隙气门间隙进气门0.250.30mm排气门0.300.35mm为何排气何排气门间隙大隙大于于进气气门间隙？隙？2024/6/3周一126气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙2024/6/3周一127七、七、配气机构的配气机构的零件和零件和组件件1、气、气门组气门、气门座、气门导气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座、管、气门弹簧、弹簧座、锁片等零件组成。锁片等零件组成。要求：要求：保证气缸的密封。保证气缸的密封。2024/6/3周一128气气门组实物物图2024/6/3周一1291）气气门功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。工作条件：A、进气门600K700K，排气门800K1100K。B、头部承受气体压力、气门弹簧力、传动惯性力等，C、冷却和润滑条件差，D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨进气气门570K670K（铬钢或或铬镍钢）排气排气门1050K1200K（硅硅铬钢）头部部杆部杆部2024/6/3周一130气气门头部的部的结构形式构形式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。凸顶式（球面顶）适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受热面积大，质量和惯性力大，加工较复杂。凹顶式（喇叭顶）凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。2024/6/3周一131气门与气门座实物图进气气门排气排气门2024/6/3周一132气门锥角气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。锥角作用：A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。B、气门落座时有较好的对中、定位作用。C、避免气流拐弯过大而降低流速。装配前装配前应将将密封密封锥面研面研磨。磨。边缘应保持保持一定的厚度，一定的厚度，13mm。2024/6/3周一133气门锥角的大小进气门：一般为30，原因是在相同气门升程情况下，锥角小时进气阻力小；但由于头部边缘较薄，刚度差，密封性及导热性均差。排气门：一般为45。因其热负荷较大2024/6/3周一134气门杆圆柱形，不断做往复运动。较高的加工精度，表面高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保理和磨光，保证同同气气门导管的配合精度和耐管的配合精度和耐磨性磨性气气门杆尾部：杆尾部：其其形状决定于弹簧形状决定于弹簧座固定方式座固定方式 凹槽凹槽易断裂易断裂处2024/6/3周一135气门杆弹簧座的固定形式凹槽（环槽）：安装两半锥形锁片。锁销孔：用锁销固定。2024/6/3周一136充钠气门由于发动机工作时,排气门经常处于高温条件下工作,钠约在970时为液态,具有良好的热传导能力。通过液态纳的来回运动,热量能很快从气门头部传到根部.可降低温度约l00。这样有利于降低混合气自燃的危险,从而握高了气门的使用寿命。在维修发动时,进、排气门不能修整,只允许研磨。捷达l.6L发动机排气门内部注有钠。充钠充钠2024/6/3周一1372）气门座气门座：气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。作用：靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。气气门座座合金铸铁、合金铸铁、奥氏体钢奥氏体钢2024/6/3周一138气门座圈：以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。镶嵌式气门座特点：优点：提高气门座的使用寿命，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。汽油机：排气门采用镶嵌式气门座，进气门直接在缸盖镗柴油机：进排气门均采用镶嵌式气门座 铝合金气缸盖合金气缸盖为何气何气门座都座都要要镶嵌气嵌气门座座圈？圈？2024/6/3周一1393）气门导管作用：为气门的运动导向，保证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：用含石墨较多的合金铸铁或粉末冶金材料，能提高自润滑作用。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。气气门导管管气缸盖气缸盖过盈配合盈配合卡卡环：防止：防止气气门导管在管在使用中脱落。使用中脱落。倒角倒角伸入深度伸入深度应适量。适量。锥度可减少气流度可减少气流阻力。阻力。2024/6/3周一1404）气门弹簧功用：保证气门的回位，使气门与气门座紧密贴合。材料：高锰碳钢、铬钒钢气气门弹簧的装配簧的装配气气门弹簧簧气气门弹簧座簧座锁片片气门关闭保证气门及时关闭、密封气门开启保证气门不脱离凸轮2024/6/3周一141气门弹簧圆柱形螺旋柱形螺旋弹簧簧圆柱等螺距柱等螺距弹簧簧不等距不等距弹簧簧 随着有效圈数的随着有效圈数的减少，自然减少，自然频率率提高。提高。气门弹簧要避免发生气门弹簧要避免发生共振（当工作频率和共振（当工作频率和自身频率相等或成某自身频率相等或成某一倍数时），主要措一倍数时），主要