发动机总体构造.docx

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发动机总体构造

发动机总体构造

　　由于发动机的工作原理相似，基本结构也就大同小异。

汽油发动机通常是两大机构五大系统组成，柴油发动机通常是由两大机构四大系统组成（无点火系）。

发动机总成

　　1.曲柄连杆机构——实现热能转换的核心，也是发动机的装配基础。

　　2.配气机构——保证气缸适时换气。

　　3.燃料系——控制每循环投入气缸燃油的数量，以调节发动机的输出功率和转速。

汽车发动机

4.冷却系——控制发动机的正常工作温度。

　5.润滑系——减少摩擦力，延长发动机的使用寿命。

　　6.点火系——适时地向汽油发动机提供电火花（柴油发动机无点火系）

　　7.起动系——使曲轴旋转完成发动机起动过程。

一.曲柄连杆机构

　　曲柄两杆机构在做功行程时，将燃料燃烧以后产生的气体压力，经过活塞、连杆转变为曲轴旋转的转矩；然后，利用飞轮的惯性完成进气、压缩、排气3个辅助行程。

曲柄连杆机构气缸曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组3部分组成。

（一）、气缸体曲轴箱组

　1、气缸体和曲轴箱

　　气缸体和曲轴箱通常铸成一体，统称为气缸体，它是发动机的外壳及装配基础，一般采用优质合金铸铁或铝合金制成，其结构形式有直列型、V型、对置型3种。

直列六缸发动机的气缸体。

该发动机为直列六缸水冷式汽油发动机。

气缸体内呈圆柱形的空间称为气缸，气缸表面称为气缸壁。

气缸是气体交换、燃烧的场所，也是活塞运动的轨道。

为保证活塞与气缸的密封及减少磨损，气缸壁应具有有效较高的加工精度和较低的表面粗糙度。

为了使气缸在工作时的热量得到散发，在气缸体、气缸套机体之间制有能够容纳冷却液的夹层空腔，称为水套。

　　在气缸体的下部有7道主轴承座，用于安装曲轴飞轮组。

气缸体的侧面设有挺杆室，用于安装气门传动机件。

气缸体的上平面安装气缸盖，下平面安装机油盘，前端面安装正时齿轮盖，均加有衬垫并用螺栓紧固密封。

气缸体的后端面安装飞轮壳。

　　为了增强缸体的耐磨性，延长气缸体的使用寿命，气缸体内大都镶有气缸套。

气缸套分为干式和湿示两种。

干式气缸套不与冷却液接触，为防止缸套向下窜动，可在上（下）止口限位。

湿式缸套外表面直接与冷却液接触，为防止漏冷却液，缸套下止口处装有1～3个橡胶密封圈。

　　2、机油盘

　　机油盘的作用是储存润滑油，故俗称油底壳。

它一般采用薄壁钢板冲压而成，内部设有稳油挡板以防止润滑油过分激荡，底部设有放油塞以便更换润滑油。

　　3、气缸盖

　　气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，并与活塞顶构成燃烧室。

气缸盖上有燃烧室、水套、火花塞座孔（柴油发动机有喷油器安装孔）、进排气道、气门座、气门导管座孔等。

上部装有摇臂轴总成，用气缸盖罩封闭，结合面间装有密封点垫。

汽油发动机气缸盖一般是整体的，但也有例外，如EQ6100—1型发动机就是两个气缸盖。

气缸直径较大的柴油发动机采用一缸一盖或二缸一盖，最多不超过三缸一盖，以防止气缸盖变形。

　　4、气缸垫

　　气缸垫俗称气缸床，安装在气缸盖与气缸体之间，其作用是密封气缸体与气缸盖的结合平面，以防止漏气、漏冷却液及漏油。

气缸垫多采用石棉板材料制成，有些用石棉板两面包铜皮或铁皮制成，有些用中间钢片两面贴适合应性好的乳胶石棉板制成。

燃烧室孔采用双层或单层金属包边，以防燃烧气体冲坏石棉层。

二.配气机构

　　配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求，及时地开启和关闭进、排气门，使可燃混合气（汽油发动机）或新鲜空气（柴油发动机）进入气缸，并将废气排入大气。

　　一、类型及工作原理

　　四冲程发动机广泛采用气门凸轮式配气机构，它由气门组和气门传动组两部分组成。

按其传动方式不同，可分为正时齿轮传动式和链条传动式两种；按凸轮轴的位置不同，可分为下置不同，可分为下置凸轮轴式、中置凸轮轴式和上置凸轮轴式。

下置凸轮轴式配气机构，它的工作过程是：

发动机工作时，曲轴通过一对互相啮合的正时齿轮带动凸轮轴旋转，当凸轮的凸尖上升到最高位置时气门开度最大。

当凸轮的凸尖向下运动时，由于气门弹簧的弹力作用，气门及其传动机件恢复原位，将气道关闭。

与下置凸轮轴式配气机构相比，中置和上置凸轮轴式配气机构因曲轴与凸轮轴距离较大，故多为正时链条或正时带传动。

中置凸轮轴式省去了推杆；上置凸轮轴式省去了挺杆及推杆，

　　主要机件

　　1、气门组

　　气门组一般由气门、气门座、气门导管、气门油封、气门弹簧和气门锁片等组成。

（1）气门气门分为进气门和排气门两种，其作用是分别用来关闭进、排气道。

气门由头部和杆部组成，头部制成锥形，与气门座的锥面配合。

头部锥角，一般为45°。

同一台发动机的进气门头部直径大于排气门头部直径，以提高发动机的充气量。

气门杆部为圆柱形，与气门导管内孔配合，杆的端部制有环槽，用来安装气门弹簧座锁片。

（2）气门座气门座用来保证气门密封，并将气门头部的热量传给气缸盖。

气门座一般用特种合金制成环状，紧密地镶在气缸盖上。

　　（3）气门导管气门导管用来引导气门作往复直线运动，保证气门与气门座闭合位置正确。

为防止气缸盖上润滑油从气门与气门导管之间的间隙进入燃烧室，气门导管上端装有气门油封。

　　（4）气门弹簧气门弹簧是圆柱形螺旋弹簧，它可使气门迅速关闭，并使气门头部与气门座相互压紧，保证密封。

　　2、气门传动组

　　气门传动组的作用是按照发动机的工作顺序，适时地开启和关闭气门，并保证气门有足够的开度。

（1）凸轮轴凸轮轴用于控制气门开闭，并驱动汽油泵、机油泵和分电器等机件工作。

凸轮轴上制有进气凸轮、排气凸轮、轴颈、驱动机油泵及分电器的齿轮、推动汽油泵摇臂的偏心轮等，进气和排气凸轮是凸轮轴的重要组成部分，它们在凸轮轴上的排列顺序由进、排气道的布置来决定。

（2）正时齿轮及正时链条或正时带轮曲轴与凸轮轴的传动通常是由正时齿轮、正时链条或正时传动带来完成的，如CA6102、BJ492Q型发动机为正时齿轮传动；北京切诺基汽车发动机为正时链条传动；上海桑塔纳汽车发动机为正时带传动。

四冲程发动机曲轴旋转两周，凸轮轴应旋转应一周，使进、排气门各开、闭一次，并且气门开闭时机须与各缸工作循环的需要相适应。

因此，无论是齿轮传动还是链条传动，都必须按照规定的记号装配，其记号一般为轮齿部位的凹坑。

　　（3）气门挺杆挺杆的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门。

挺杆的类型有菌型、筒形非液压式、筒形液压式等，筒形液压式等，筒形液压式挺杆无气门间隙，可以减少发动机的噪声，但精度要求严、成本高，多应用于高级轿车发动机。

　　（4）气门推杆其作用是将挺杆的推力传给摇臂，驱动气门开启。

推杆的上、下端头经热处理并抛磨，以提高耐磨性；杆身有实心和空心两种。

　　（5）摇臂及摇臂轴总成其作用是改变推杆（下置凸轮轴式）、挺杆（中置凸轮轴式）或凸轮（上置凸轮轴式）的推力方向，使气门开启。

摇臂轴总成固定在气缸盖上部，主要由摇臂、摇臂

汽车发动机

轴支座等组成，摇臂制成两臂不等长，这样使挺杆、推杆以较小的升程就能获得气门较大的开度。

摇臂长臂一端与气门杆相对应，短臂一端装有调整螺钉及螺母，用来调整气门脚间隙。

摇臂轴为空心轴，与摇臂轴支座、摇臂有贯通的润滑油道，以润滑配气机构部分的摩擦表面。

三.燃料供给系统

　　汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。

汽油机燃料供给系

　　汽油机燃料供给系的任务是将汽油经过雾化和蒸发（汽化）并和空气按一定比例均匀混合成可燃混合气，再根据发动机各种不同工况的要求，向发动机气缸内供给不同质（即不同浓度）和不同量的可燃混合气，以便在临近压缩终了时点火燃烧而放出热量燃气膨胀作功，最后将气缸内废气排至大气中。

　　目前汽油机的燃料供给系有：

化油器式燃料供给系；汽油喷射式燃料供给系；液化石油气燃料供给系以及其它混合燃料供给系统等。

化油器式燃料供给系是汽油机传统的供给系仍在广泛应用，而汽油喷射式燃料供给系在汽油机上的使用已经普及。

柴油机燃料供给系

　　柴油机燃料供给系的功用是：

不断供给发动机经过滤清的清洁燃料和空气，根据柴油机不同工况的要求，将一定量的柴油以一定压力和喷油质量定时喷入燃烧室，使其与空气迅速混合并燃烧，作功后将燃烧废气排出气缸。

　　柴油机燃料供给系主要组成部分和功用：

　　柴油机燃料供给系主要由燃油供给装置、空气供给装置、混合气形成装置和废气排出装置四部分组成。

　　1.燃料供给装置的主要功用是完成燃料的贮存、滤清和输送工作，并以一定压力和喷油质量，定时、定量地将燃料喷入燃烧室。

　　2.空气供给装置的主要功用是供给发动机清洁的空气；

　　3.柴油机混合气形成装置就是燃烧室的主要功用是使燃油与空气混合形成混合气。

　　4.废气排出装置的主要功用是在发动机完成作功后排出气缸内的燃烧废气。

　　油料冻结

　　气温会下降到零下二三十度，这样的情况下，广大的货车司机朋友要注意柴油车辆容易出现因油料冻结而无法行驶的状态。

内蒙总队的领导向我们通报情况，内蒙的乌兰察布段之所以出现拥堵状况，就是因为一些车辆的油料被冻住了，所以驾驶柴油车辆的司机朋友一定要更换高标号冬季柴油，希望运输单位也注意这一情况，及时提醒司机。

第三，广大网友恶劣的天气条件下要理性出行，听从民警的疏导，遇到拥堵时不要占用紧急车道，特别是一些拥堵的路段。

一、作用

　　汽油发动机燃料系的作用是根据发动机不同工作情况的需要，将纯净的空气和汽油配制成适当比例的可燃混合气，送入各个气缸进行燃烧后所产生的废气排入大气中。

　　二、类别及性能对比

　　汽油机燃料系，按照可燃混合气形成方式的不同，可分为化油器式燃料系和汽油喷射式燃料系两种。

两种型式的燃料的燃料系，在汽车上都有应用，汽油喷射式燃料系在汽车上得到了更快的推广。

化油器式燃料系曾经在汽车上有着广泛的应用。

这种结构的汽油机燃料系，具有工作可靠、结够简单、使用方便和成本较低的特点。

但是，化油器不能满足现代汽车进一部降低排污和提高动力性、经济性的迫切要求，而逐渐丧失昔日的主流地位。

为了克服化油器式燃料系的上述缺点，人们在发展化油器式燃料系的同时，一直在寻求别的更好的混合气形成方法。

在20世纪50年代，对汽油喷射技术的研究还只是一个序幕。

当时的研究重点是如何提高发动机的输出功率和瞬间反应性能，而对燃油经济性考虑少，对排放污染则尚未触及，对于电子控制系统的优点也认识不足。

1967年，Bosch公司推出了D-Jetronic电子控制汽油喷射系统，迎来了发动机电控技术百花竟开的春天。

排放法规出台和汽油危机这两个方面的压力，加上电子技术的飞速发展，使此后的电喷技术发展驶上了快车道。

1981年，热线式空气质量流量计的推出，提高了对空燃比的控制误差。

尤其是微机的加入以及微机速度、容量的提高，使控制功能越来越完善。

进气道汽油喷射由简单的多点喷射技术发展到顺序喷射，进一步改善了排放和瞬态性能。

多种传感器的应用，控制器能了解整个发动机的运行条件和环境条件，进而针对不同工作模式进行智能化控制。

随车故障诊断系统能对喷射系统以致控制器本身进行检测，提高了使用的可靠性和维修的便利。

由于这些原因，电控汽油喷射系统得到了迅速的产业化发展。

相比而言，汽油喷射式燃料系具有以下优点：

①进气管道中没有狭窄的喉管，空气流动阻力小，充气性能好，有利于提高发动机的输出功率。

②混合气的各缸分配均匀性能好。

③可以随着汽车运行工矿的变化而相应地配置最佳的可燃混合气浓度，确保发动机的动力性、经济性，特别时降低排气污染的要求。

④具有良好的加速等过度性能。

汽油喷射式燃料系在发展过程中尚需解决的主要的问题是系统的布置复杂和制造成本较高。

　　基本组成

　　化油器式燃料系的基本组成，它可分为汽油供给装置（包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵）、空气供给装置（包括空气滤清器、进气消声器、冷暖风转换机构等）、混合气形成装置（化油器）、进气和排气装置（包括进气支管、排气支管和消声器）。

汽车发动机

四.点火系统

　　组成：

传统式由蓄电池、发电机、点火线圈、断电器、火花塞等组成。

普通式和传统式点火系统类似，只是用电子元件取代了断电器。

电子点火式全部是全电子点火系统，完全取消了机械装置，由电子系统控制点火时刻，包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞和电子控制系统等。

　　功能：

在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。

能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。

汽车发动机

五.冷却系统

　　组成：

水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。

风冷式由风扇和散热片等组成。

　　功能：

冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

六.润滑系统

　　组成：

由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器等组成。

汽车发动机

　　功能：

润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。

并对零件表面进行清洗和冷却。

七.起动系统

　　组成：

由起动机及其附属装置组成。

功能：

要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。

发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。

因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。

完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。

　　下面以单缸发动机为例,介绍发动机的基本结构，它由汽缸10、活塞8、连杆7、曲轴3、汽缸盖11、机体、凸轮轴16、进气门25、排气门15、气门弹簧、曲轴齿形带轮等组成。

往复活塞式内燃机的工作腔称作汽缸，汽缸内表面为圆柱形。

在汽缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，构成曲柄连杆机构。

活塞在汽缸内作往复运动时，连杆推动曲轴旋转，或者相反。

同时，汽缸的容积在不断的由小变大，再由大变小，如此循环不已。

汽缸的顶端用汽缸盖封闭。

汽缸盖上装有进气门和排气门。

通过进、排气门的开闭实现向汽缸内充气和向汽缸外排气。

进、排气门的开闭由凸轮轴驱动。

凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮驱动。

构成汽缸的零件称作汽缸体，曲轴在曲轴箱内转动。

汽车发动机

　　1—油底壳2—机油3—曲轴4—曲轴同步带轮5—同步带6—曲轴箱7—连杆8—活塞9—水套10—汽缸11—汽缸盖

　　12—排气管13—凸轮轴同步带轮14—摇臂15—排气门16—凸轮轴17—高压线18—分电器19—空气滤清器

　　20—化油器21—进气管22—点火开关23—点火线圈24—火花塞25—进气门26—蓄电池27—飞轮28—启动机