1、学习目标任务描述学习引导任务实施评价反馈12345.能够解释发动机机械系统各组成的作用、类型.能够懂得汽车发动机机械系统的基本组成和工作原理.按照规范要求完成发动机机械系统的拆装作业 学 习 目 标 一辆新的迈腾.发动机怠速不稳，功率下降，低速特别是怠 速时运转不稳，检查发动机配气正时传动齿带张紧轮弹力不当，造成正时传动齿带跳齿，拆下重新调整，装配完成后起动发动机进行试车，故障消失，说明故障已经修复，任 务 描 述 学 习 引 导 发动机是将其他形式的能量转变为机械能的一种机械装置，在组成发动机的两大机构、五大系统中，曲柄连杆机构是最核心的机构，发动机的其他组成部分都是在配合曲柄连杆机构的工作
2、，起着协助它正常运转的作用，因此用以描述发动机工作的基本术语是以活塞在工作时的相应位置来表达的，如图 所示，单元一 发动机的基本术语和原理认知一、发动机常用术语 掌握发动机的基本参数对学习发动机工作原理非常重要上止点:活塞顶部离曲轴中心的最远处，即活塞在汽缸中的最高位置下止点:活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞在汽缸中的最低位置活塞行程:即上、下止点间的距离，活塞由一个止点移动到另一个止点的运动过程，称为一个行程，汽缸工作容积():活塞从上止点到下止点(一个行程)所扫过的汽缸容积，用 (单位:)表示，式中:汽缸工作容积，汽缸直径，活塞行程，单元一 发动机的基本术语和原理认知SDVh62104 发
3、动机工作容积():多缸发动机各汽缸工作容积的总和，又称发动机排量，用 (单位:)表示 式中:发动机汽缸数 发动机工作容积，即发动机排量，燃烧室容积():活塞在上止点时，活塞顶部以上空间的容积(单位:)汽缸总容积():活塞在下止点时，活塞顶部以上整个空间的容积(单位:)它等于工作容积与燃烧室容积之和，即 工作循环:发动机内部进行的每一次能量转换的一系列连续过程 单元一 发动机的基本术语和原理认知二、发动机主要结构参数 (一)排量()多缸发动机各汽缸工作容积之和，(为汽缸数目)，发动机排量决定了发动机的动力性，轿车发动机的排量也反映了轿车的档次 (二)短行程、长行程发动机 发动机排量一定时，缸径越
4、大，活塞也越大，从而导致活塞上下运动的行程变短，反之，缸径越小，活塞也越小，从而导致活塞上下运动的行程加长 (三)压缩比()汽缸总容积与燃烧室容积的比值，反映了活塞由上止点移动到下止点汽缸内气体被压缩的程度，用 表示 单元一 发动机的基本术语和原理认知eaVV 三、发动机基本工作原理 (一)四冲程汽油机的工作原理 四冲程汽油机的一个工作循环是由进气、压缩、做功和排气 个行程组成，图 所示为单缸四冲程汽油机工作原理示意图 单元一 发动机的基本术语和原理认知.进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时排气门关闭，进气门开启.压缩行程 进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动
5、，汽缸内容积减小，由于进、排气门均关闭，进入汽缸的可燃混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩结束.做功行程 在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，此时进、排气门仍然关闭，气体的温度、压力迅速升高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，至做功结束为止 单元一 发动机的基本术语和原理认知.排气行程 在做功行程终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动，废气在自身剩余压力和在活塞推动下，被排出汽缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束，(二)四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机和四冲程汽油机一样，每个工作循环也是由进气
6、、压缩、做功和排气 个行程组成，.进气行程 进气行程如图)所示，它与汽油机的区别是进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气，.压缩行程 压缩行程如图)所示，单元一 发动机的基本术语和原理认知 单元一 发动机的基本术语和原理认知.做功行程 做功行程如图)所示.排气行程 排气行程如图)所示 曲柄连杆机构工作特点是:曲轴的旋转运动与活塞在汽缸套内的往复直线运动是可以互相转换的，曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组 部分组成，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知一、机体组的结构 机体组由汽缸体(汽缸套)、汽缸盖、汽缸垫和油底壳等组成，如图 所示 单元二 曲柄连
7、杆机构的结构认知(一)汽缸体.汽缸体的作用 汽缸体是发动机的基体和骨架，大多数发动机机件都装在汽缸体上.汽缸体的分类 ()汽缸体结构可分为两种:整体式和多片式 整体式汽缸体又可分为一般式、龙门式和隧道式 种，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知()汽缸体按汽缸排列形式分为 类:直列式、形和对置式，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知()汽缸体的结构，大多数发动机的机件都装在汽缸体上，各安装面如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 根据汽缸套是否与冷却液接触，分为干式和湿式两种，如图 所示，通常，汽油机使干式汽缸套，柴油机使用湿式汽缸套，其基本特性见表 单元二 曲柄连杆机构的结构
8、认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(二)汽缸盖.汽缸盖的作用 汽缸盖封闭汽缸的上部，并与活塞顶、汽缸壁共同构成燃烧室.汽缸盖的结构 汽缸盖上安装着进排气凸轮轴或摇臂轴、火花塞(汽油机)、喷油器(柴油机)及进、排气歧管，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(三)汽缸垫.汽缸垫的作用 汽缸垫装在汽缸体和汽缸盖的结合面之间，作用是密封汽缸，防止漏气、漏水和漏机油.汽缸垫的结构 汽缸垫要定向安装，石棉外包铜皮的汽缸垫，装在汽缸体、汽缸盖用同一种材料制成的发动机上时，翻边一面朝向汽缸体，汽缸体、汽缸盖用不同材料时，翻边一面朝向汽缸盖，如图 所示，通常是一次性使用 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(
9、四)油底壳.油底壳的作用 油底壳的作用是储存机油并封闭曲轴箱.油底壳的结构 油底壳一般为薄钢板冲压而成，其结构如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知二、活塞连杆组的结构(一)活塞连杆组的结构与工作原理 活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆等机件组成，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知()活塞的作用 活塞承受汽缸中的燃烧压力，并将此压力通过活塞销和连杆传给曲轴，产生旋转运动，此外，活塞还与汽缸盖、汽缸壁共同构成燃烧室()活塞的结构 活塞可分为活塞顶部、活塞头部和活塞裙部三部分，如图 所示活塞顶部 活塞顶部是燃烧室的组成部分，常制成不同的形状，如图 所示活塞头部 活塞顶部至最下面
10、一道活塞环槽之间的部分称为活塞头部，如图 所示，其作用是安装活塞环活塞裙部绝热槽 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 一种将活塞裙部制成锥形，如图 所示，另一种在活塞上开槽,活塞裙部开绝热槽及膨胀槽，形状有 形和 形，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 高速发动机的活塞，将活塞销座孔向主推力面偏移 ，可减轻活塞越过上止点时产生的“敲缸”现象，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(二)活塞环.活塞环的分类 活塞环是中间断开的弹性金属环，可分为气环和油环两种，活塞环在高温、高压、高速及润滑条件极差的条件下工作，是发动机所有零件中最易磨损的.活塞环的作用、结
11、构及工作原理)气环()气环的作用，气环密封汽缸中的高温、高压燃气，防止它漏入曲轴箱，同时，还将活塞头部 的热量传导给汽缸壁()气环的密封原理 气环在自由状态下，外径略大于汽缸直径，如图 所示，装入汽缸后，因压缩产生弹力，在弹力的作用下，紧贴在汽缸壁上，当发动机工作时，高压气体的压力更加强了活塞环的密封作用，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知()气环的结构 气环的端隙，活塞装入汽缸后，活塞环开口处两端的距离称为活塞环的端隙 ，如图 所示 气环的侧隙，为了保证活塞在汽缸内运行时，活塞环能适应缸套的不同磨损部位始终紧贴缸壁，活塞环与环槽间存在轴向的间隙，该间隙
12、叫侧隙 ，如图 所示 气环的背隙，气环背隙是指活塞环装入汽缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙 ，如图 所示 气环的断面形状 气环常见的断面形状有以下几种，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知)油环 ()作用 活塞上行时，气环将润滑油均匀分布到汽缸壁，活塞下行时，油环刮去多余的润滑油，经活塞上的回油孔流回油底壳，如图 所示，此外，油环还起到辅助密封的作用 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 目前，汽车发动机的油环有普通油环和组合油环两种，如图 所示 ()结构 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(三)活塞销.活塞销的作用 活塞销连接活塞和
13、连杆小头，将活塞所承受的气体压力传给连杆.活塞销的结构 根据活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套孔的配合情况，活塞销分为全浮式和半浮式两种，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(四)连杆.连杆的作用 连杆将活塞承受的力传给曲轴，推动曲轴转动，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动.连杆的结构 连杆可分为连杆小头、杆身和连杆大头三部分，如图 所示 ()连杆小头 ()杆身 ()连杆大头 连杆大头的切口形式有两种，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(五)连杆轴承.连杆轴承的作用 连杆轴承装在连杆大头孔内，用以保护连杆轴颈(曲柄销)和连杆大头孔，其在工作时承受着
14、较大的交变载荷、高速摩擦、低速大负荷时润滑困难等苛刻条件，为此，要求轴承具有足够的强度、良好的减摩性和耐腐蚀性，现代汽车发动机用的连杆轴承是由钢背、减摩合金和镀在表面的耐磨合金组成如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知三、曲轴飞轮组的结构 曲轴飞轮组主要由曲轴、主轴承、飞轮、正时齿轮、带轮和曲轴扭转减振器等组成，如图 所示(一)曲轴.曲轴的作用 曲轴的主要作用是将活塞连杆组的动力变为转矩，然后通过飞轮传到汽车的传动系统，曲轴驱动发动机的配气机构和其他辅助装置 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知.曲轴的结构 曲轴一般由主轴颈、曲轴前端、连杆轴颈、曲柄、平衡重、曲轴
15、后端等组成，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知()曲拐 一个连杆轴颈和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐，曲拐的数目取决于发动机的汽缸数目及其排列方式，直列发动机的曲拐数等于汽缸数，而 型和对置式发动机的曲拐数为汽缸数的一半，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知()曲轴支撑 曲轴可按其主轴颈的数目分为全支撑曲轴及非全支撑曲轴()平衡重 平衡重在曲拐的对面，用于补偿活塞和连杆的质量，以便平衡曲轴的离心力及其力矩，在主轴颈、曲柄销和轴承上都钻有径向油孔，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知()曲轴前、后端 曲轴前端是第二道主轴颈之前的部分，装有驱动其他装置的机件正时齿轮、
16、带轮、起动爪、推力垫片及扭转减振器等，如图 所示，曲轴后端是最后一道主轴颈之后的部分，一般在其后端为安装飞轮的凸缘盘，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(二)曲轴的轴承.分类 曲轴轴承按其承载方向可分为径向轴承和轴向(推力)轴承.径向轴承 径向轴承用于支撑曲轴，轴承底座一半加工在曲轴箱上，另一半用螺栓固定，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知.推力轴承 推力轴承则用来限制曲轴的轴向窜动，保证曲柄连杆机构各零件正确的相对位置，并在曲轴受热膨胀时，防止其因伸长而卡死，其结构如图)所示，曲轴轴承还可将径向轴承和推力轴承合二为一，制成翻边轴承，如图)所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(
17、三)几种常用的多缸发动机曲拐布置和点火顺序 在安排各缸的工作顺序时，各缸的做功间隔应均衡，即发动机每完成一个工作循环，各缸都应点火做功一次，对于缸数为 的四冲程发动机而言，其点火间隔角为/，常见多缸发动机的曲拐布置和点火顺序见表、表，直列四缸发动机工作循环(点火顺序:)表 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知.直列四缸四冲程发动机 点火间隔角为/，采用全支撑曲轴时其 个曲拐布置在同一平面内，具有良好的平衡性，点火顺序有两种方式:或 ，若以第一种点火顺序为例，则其工作循环见表，曲拐布置如图 所示.直列六缸四冲程发动机 点火间隔角为/，曲拐均匀布置在互成 的两个平面内，六
18、缸四冲程发动机常用的点火顺序为 ，其工作循环见表，曲拐布置如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(四)飞轮.飞轮的作用 飞轮可储存做功行程的一部分能量，以克服各辅助行程的阻力，使曲轴均匀旋转，飞轮又常作为汽车传动系统中离合器和变矩器的主动件.飞轮的结构 发动机飞轮的结构如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知(五)曲轴扭转减振器.作用当曲轴较匀速运转时，连杆作用于曲铀上的力是呈周期性变化的，造成曲轴的扭转振动，为了防止曲轴的振动，大多数发动机曲轴前端都装有曲轴扭转减振器，汽车发动机常用的曲轴扭转减振器为橡胶式扭转减振器.橡胶式扭转减振器的构造和工作原理在橡
19、胶式扭转减振器中，减振器圆盘用螺栓与带盘及带轮紧固在一起,减振器圆盘和惯性盘同橡胶垫黏结在一起，如图 所示 单元二 曲柄连杆机构的结构认知 单元三 配气机构的结构认知一、配气机构概述(一)配气机构的作用 配气机构的功用是按照发动机工作的要求，定时开闭进排气门，使可燃混合气(汽油机)和空气(柴油机)进入汽缸，并将废气排出汽缸(二)配气机构的组成 配气机构由气门组与气门传动组组成，气门组由气门、气门弹簧、气门锁片、气门导管和气门弹簧座等组成，气门传动组由正时齿轮、凸轮轴正时齿轮、正时传动带、凸轮轴和液力挺杆等组成，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知气门弹簧，挡圈，气门锁片，气门弹簧座，气门，凸
20、轮轴正时齿轮，正时传动带，凸轮轴，曲轴正时齿轮 单元三 配气机构的结构认知(三)配气机构的类型 .按气门布置形式分按气门布置形式分类，可分为双气门和多气门两种，如图 所示，两气门式配汽机构每个汽缸中有两个气门，一进一排，新型的发动机采用了多气门结构，有两进一排、两进两排、三进两排等，使得进气门总流通面积增大，充气效率提高，而排气门直径减小，工作温度降低，提高了工作可靠性，此外，多个小气门结构还可适当减小气门升程，改善配气机构的性能 单元三 配气机构的结构认知.按凸轮轴布置形式分 按凸轮轴布置形式分类，可分为凸轮轴上置式、凸轮轴中置式和凸轮轴下置式 种，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知.按
21、气门驱动形式分 按气门驱动形式分类，可分为直接驱动式与摇臂驱动式两种.按凸轮轴传动方式分 凸轮轴传动方式有齿形带传动式、链传动式和齿轮传动式 种，如图-43 所示.按凸轮轴的数量分 按凸轮轴的数量分类，可分为单凸轮轴和双凸轮轴两种，现代汽车大多采用多气门，所以使用双凸轮轴，一根驱动进气门，另一根驱动排气门，而单凸轮轴既驱动进气门，又驱动排气门 单元三 配气机构的结构认知 单元三 配气机构的结构认知(四)配气机构的工作原理 .凸轮轴上置配气机构的工作原理 凸轮轴通过正时齿轮由曲轴驱动，四冲程发动机每完成一个工作循环曲轴转两圈，各缸进、排气门各开启一次，凸轮轴只需转一圈，曲轴转速与凸轮轴转速之比为
22、 ，也就是曲轴正时齿轮的齿数是凸轮轴正时齿轮齿数的/.凸轮轴下置配气机构的工作原理 凸轮轴下置式发动机，如图 所示，当凸轮轴转至凸起部分顶起挺柱时，挺柱通过推杆使摇臂绕摇臂轴摆动，摇臂的长臂端压缩气门弹簧，推下气门，使气门头部离开气门座而打开 单元三 配气机构的结构认知 单元三 配气机构的结构认知二、气门组的结构 (一)气门组的概述 .气门组的功用和工作条件 )功用 气门组在压缩、做功行程中密封汽缸，在进气行程时，进气门打开，在排气行程时，排气门打开，气门关闭时气门弹簧的弹力使气门紧贴在气门座圈上 )工作条件 ()承受高温、高压气体 ()冷却、润滑条件差 .气门组的零件结构 气门组由气门、气门
23、导管、气门座、气门弹簧和气门锁片等零件组成，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知 单元三 配气机构的结构认知(二)气门 .气门的功用 气门是燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室的开关 .气门的结构 气门由头部、杆部和锁止部组成，如图 所示 ()气门头部的结构形式，气门头部的结构有平顶式、凸顶式(球面顶式)和凹顶式(喇叭形顶式)种，如图 所示，它们的特点见表 单元三 配气机构的结构认知气门头部结构及其特点 表-单元三 配气机构的结构认知 气门锥角是气门头部与气门座圈接触的锥面和气门顶部平面的夹角，常用的是 和，如图 所示，单元三 配气机构的结构认知()气门杆部与锁止部，气门杆部的作用:在导管中
24、起运动导向作用，保证气门直线运动兼起导热作用，气门锁止部的作用:通过安装气门锁片，防止气门脱落，气门锁夹内表面有多种形状，相应的气门尾端也有各种不同形状的气门锁夹槽，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知(三)气门座.气门座的作用 汽缸盖或汽缸体的进、排气道与气门锥面相结合的部位称为气门座，气门座的作用是靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封汽缸，并传导气门的热量.气门座的结构 气门座在汽缸盖上，如图 所示，与气门紧密贴合 单元三 配气机构的结构认知.气门座的工作特点 气门座在高温下工作，并受到气门高速撞击，极易损坏(四)气门导管.气门导管的功用气门导管的功用是给气门的运动导向，并为气门杆散热.气
25、门导管的结构气门导管过盈配合在汽缸盖上，如图 所示.气门导管的工作特点气门杆与气门导管之间的配合使气门杆能在导管中自由运动，不至于松旷.单元三 配气机构的结构认知 单元三 配气机构的结构认知(五)气门弹簧 .气门弹簧的功用 气门弹簧借其弹力使气门及时关闭，并保证气门与气门座紧密贴合 .气门弹簧的结构 安装时，气门弹簧的一端支撑在汽缸盖和汽缸体上，而另一端则压靠在气门杆尾端的弹簧座上，弹簧座用锁片固定在气门杆的末端，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知.气门弹簧的工作特点 为了防止弹簧发生共振，可采用变螺距的圆柱形弹簧 图 )或双气门弹簧图)(六)气门旋转机构 当气门工作时，如能产生缓慢的旋转
26、运动，可使气门头部周向温度分布比较均匀，从而减小气门头部的热变形，同时，气门旋转时，在密封锥面上产生轻微的摩擦力，能够清除锥面上的沉积物，如图 所示.单元三 配气机构的结构认知气门，气门弹簧，气门弹簧座，旋转机构壳体，钢球，气门锁夹，碟形弹簧，复位弹簧 单元三 配气机构的结构认知(七)每缸气门数 一般发动机每个汽缸有 个气门，即 个进气门和 个排气门，四气门发动机每缸 个进气门，个排气门，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知三、气门传动组的结构(一)气门传动组.气门传动组的作用 气门传动组的作用是将曲轴的旋转运动变为气门的开闭运动.气门传动组的结构 气门传动组由正时齿轮、正时齿形带、凸轮轴正
27、时齿轮、凸轮轴和摇臂等组成，如图 所示 配气机构动力传递:曲轴正时齿轮正时齿形带凸轮轴正时齿轮凸轮轴摇臂气门(二)凸轮轴.凸轮轴的作用 凸轮轴的作用是控制气门的开闭，对于下置凸轮轴的发动机还可驱动机油泵、分电器和汽油泵(汽油机)单元三 配气机构的结构认知 单元三 配气机构的结构认知.凸轮轴的结构 顶置式配气机构的凸轮轴安装在汽缸盖上，凸轮轴上有进、排气凸轮，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知.凸轮轴的工作原理 汽缸的进、排气凸轮的相对角位置是与既定的配气相位相对应的，发动机的各个汽缸的进、排气凸轮的相对角位置应符合发动机各缸的工作循环的要求，四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴须旋转两周，
28、凸轮轴只旋转 周，在这期间内，每个汽缸都要进行一次进气或排气，且各缸进气或排气时间间隔相等，对于发动机点火顺序为 的四缸发动机，各缸进或排气凸轮彼此间的夹角为/，如图)所示(凸轮轴旋转方向从前端向后看)，对于发动机点火顺序为 的六缸发动机，各缸进气或排气凸轮彼此间的夹角均为/，如图)所示 单元三 配气机构的结构认知 单元三 配气机构的结构认知(三)挺柱 发动机的挺柱分液力挺柱与机械挺柱两种.挺柱的作用 挺柱的作用是将凸轮的推力传递给推杆或气门杆，并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力.液力挺柱的结构 液力挺柱安装在凸轮与气门之间，由挺柱体、止回阀、止回阀复位弹簧、止回阀复位弹簧座、柱塞复位弹簧、气门
29、、气门推杆和柱塞等组成，如图 所示.液力挺柱的工作原理 发动机运行，气门关闭时，止回阀在机油压力的作用下，克服弹簧的作用力，被顶开，此时柱塞上下腔的油压相等 单元三 配气机构的结构认知 单元三 配气机构的结构认知(四)气门推轩.气门推杆的作用 气门推杆只有在顶置式气门、凸轮轴下置的配气机构中使用，它将挺柱传来的推力传给摇臂.气门推杆的结构 气门推杆是气门机构中最容易弯曲的细长零件，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知(五)摇臂、摇臂轴.摇臂、摇臂轴的作用 摇臂和摇臂轴的作用是将推杆和凸轮传来的运动和作用力，改变方向传给气门使其开启.摇臂、摇臂轴的结构 摇臂在摆动过程中承受很大的弯矩，因此，应
30、有足够的强度和刚度以及较小的质量，摇臂由锻钢、可锻铸铁、球墨铸铁或铝合金制造，摇臂是一双臂杠杆，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知气门，摇臂，气门间隙调整螺钉，锁紧螺母，摇臂摇臂支点球座，气门，摇臂衬套 单元三 配气机构的结构认知(六)摆臂与气门间隙自动补偿器 摆臂的功用与摇臂相同.它既是摆臂的支座又是补偿气门间隙变化的装置，如图 所示柱塞弹簧，止回阀，进油孔，壳体，柱塞，摆臂，滚轮，销轴，高压腔 单元三 配气机构的结构认知四、配气相位(一)配气相位的定义与作用 用曲轴转角表示的进、排气门实际开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位，通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图 来 表 示
31、，称 为 配 气 相 位 图，如 图 所示 单元三 配气机构的结构认知(二)配气相位的原理.进气门的配气相位()进气提前角，在排气接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启，从进气门开始开启到活塞移到上止点所对应的曲轴转角，称为进气提前角，如图 所示()进气迟后角，在进气行程下止点过后，活塞重又上行一段，进气门才关闭，从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角，称为进气迟后角，如图 所示.排气门的配气相位()排气提前角，在活塞到达下止点之前，做功行程接近终了时，排气门开始开启，从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角，称为排气提前角，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知()排气迟后角，活塞越过
32、上止点后，排气门才关闭，从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角，称为排气迟后角，如图 所示.气门叠开 进气门在进气上止点前即开启，而排气门在进气上止点后才关闭，这就出现了在一段时间内进、排气门同时开启的现象，称为气门叠开，同时开启的曲轴转角 称为气门叠开角，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知(三)气门间隙 发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙称为气门间隙，如图 所示 单元三 配气机构的结构认知(四)可变配气正时机构 采用可 变 配 气 正 时 机 构 可 以 改 善 发 动 机 的 性 能，如图 所示中间摇臂，次级摇臂，同步活塞，同步活塞，正时活塞，进气门，初级摇臂，
33、凸轮轴，正时卡板 单元三 配气机构的结构认知.功用 使配气正时和气门升程根据发动机转速变化作出相应的实时调整，使汽缸的充气量同时满足发动机低转速和高转速下的不同需要，从而提高了发动机的动力性和经济性.低转速下 原理 正时活塞无油压作用同步活塞在图 位置主进气凸轮，辅助进气凸轮，阻挡活塞，同步活塞，同步活塞，正时活塞，辅助进气摇臂，主进气摇臂，辅助进气凸轮，主进气凸轮 单元三 配气机构的结构认知.高转速下 原理 ()输出控制信号，使 电磁阀打开，如图 所示 ()来自机油泵的油压作用于正时活塞，使正时活塞和同步活塞右移 ()同步活塞将 个摇臂连锁，成为一体 ()主、辅助进气摇臂均由中间凸轮驱动，从
34、而改变了配气正时 ()增大了进排气门重叠角和升程，适应了高速工况的需要 一、冷却系统的功用 发动机工作时，缸内气体温度高达 ，如不及时散热，机体将会产生过热，引起强度、刚度下降，容易变形损坏，材料膨胀、发卡，配合间隙被破坏，机油黏度下降，润滑条件恶化，易产生炽热点，引起表面点火，充气系数下降，发动机动力性下降等.二、水冷系统的组成和工作原理 .组成 水冷系统中，水为冷却介质，采用强制循环式，利用水泵强制冷却液在冷却系统中循环流动，水冷系统由散热器、水泵、风扇、冷却水套和节温器等组成，如图 所示 单元四 冷却系统的结构认知.水冷系统的工作过程 冷却液的流通路线为散热器中的冷却液经水泵抽吸进入汽缸
35、体的水套，再由缸体流向散热器，形成冷却液的循环，如图所示 单元四 冷却系统的结构认知放水阀，风扇，水泵，百叶窗，散热器，散热器盖，冷却液温度表，冷却液温度传感器，分水管当发动机处于预热等低温状态时，节温器使水套流出的冷却液不经散热器直接进入水泵，起加速升温的作用，称为小循环，如图)所示当发动机处于大负荷等高温状态时，节温器使水套流出的冷却液全部流入散热器，有效散热，称为大循环，如图)所示 单元四 冷却系统的结构认知图 水冷系统的大、小循环)大循环，)小循环节温器，散热器，水泵，发动机水套，控制阀，储液罐三、水冷系统主要部件的结构 (一)散热器 .散热器的作用 散热器(也称水箱)可增大散热面积，
36、加速冷却液的冷却，冷却液经过散热器后，温度可降低 .散热器的结构 ()散热器，由上水室、散热器芯和下水室等组成，如图 所示，散热器后面装有风扇 上水室、下水室散热器芯，散热器芯结构有多样形式，常用有管片式及管带式，如图 所示 单元四 冷却系统的结构认知 单元四 冷却系统的结构认知()散热器盖，目前，汽车发动机多用封闭式水冷系统，有的发动机没有散热器盖，但有的发动机安装散热器盖，其上装有蒸汽阀或空气阀，用以控制冷却系统的压力，如图 所示 单元四 冷却系统的结构认知(二)风扇.风扇的作用车辆行驶时空气被压入车内，再经冷却风扇抽出，风扇护罩和密封件决定了冷却空气的最大进气量，.电子风扇的结构及电路(
37、)电子风扇的结构，安装位置如图 所示()电子风扇的电路，电子风扇的电路由冷却液温度开关、继电器、冷却风扇电动机和汽车空调温控开关等组成，如图 所示.电子风扇的工作原理一般车型的电动冷却风扇控制电路的原理如图 所示风扇电流路径为:电源 继电器冷却风扇电动机搭铁点 单元四 冷却系统的结构认知 单元四 冷却系统的结构认知(三)节温器.节温器的作用 节温器用于控制通过散热器冷却液的流量.节温器的结构 节温器主要由石蜡元件、阀门等组成，如图 所示 单元四 冷却系统的结构认知主阀门，盖和密封垫，上支架，胶管，阀座，通气孔，下支架，石蜡，感应体，旁通阀，中心杆，弹簧.节温器的工作原理 如图 所示，常温时，石
38、蜡呈固态，阀门压在阀座上，关闭通往散热器的水路，来自缸盖出水口的冷却液量增大，迫使橡胶管收缩，对推杆上端产生推力 单元四 冷却系统的结构认知(四)水泵 .水泵的功用 水泵对冷却液加压，加速冷却液的循环流动，保证冷却可靠 .水泵的结构 水泵由外壳、叶轮、泵盖板、水泵轴、支撑轴承、水封、挡水圈组成，如图 所示 单元四 冷却系统的结构认知.离心式水泵的工作原理 离心式水泵的工作原理如图 所示 单元四 冷却系统的结构认知五)冷却液.冷却液的选择 冷却液最好使用软水，即含盐类矿物质少的水，如雨水、雪水或自来水等，.防冻液 为了适应冬季行车要求，并防止在冬季冷却水结冰而冻裂机体，可在冷却水中加入适量的防冻
39、液，使冷却介质不单纯是水，而是加了防冻液的冷却液.(六)膨胀水箱 .膨胀水箱(冷却液储液罐)的作用 膨胀水箱具有下列作用:()把冷却系统变成永久性封闭系统，减少了冷却液的损失 ()避免空气不断进入，避免机件的氧化腐蚀 ()减少了穴蚀 单元四 冷却系统的结构认知()使冷却系统中水、蒸汽分离，保持系统内压力稳定，提高了水泵的泵水量.膨胀水箱的结构 膨胀水箱多用半透明材料(如塑料)制成，上部用一个细软管与水箱加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连，位置略高于散热器，如图 所示 单元四 冷却系统的结构认知散热器，水泵进水管，水泵，节温器，水套出气管，水套出水管，进水口处保持较高的水压，减少膨蒸汽泡
40、的产生，散热器出气管，补充水管，旁通管.膨胀水箱的工作原理 膨胀水箱的工作原理如图 所示()水泵吸水的压力低，易产生蒸汽泡，出水量显著下降(装膨胀水箱，与水泵进水口之间存在补充水管，使水泵进水口保持较高水压，减少蒸汽泡的产生)()散热器中的蒸汽泡、水套中的蒸汽通过蒸汽导管进入膨胀水箱，使水、蒸汽分离，膨胀水箱温度较低，进入的水蒸气得到冷凝，一部分变成液态水，重新进入水泵，积存在膨胀水箱中的气体起缓冲作用，使冷却系统内压力保持稳定状态 单元四 冷却系统的结构认知 一、润滑系统的功用 如图 所示，发动机工作时，所有相对运动零件的金属表面间存在着直接摩擦，将增大发动机的功率消耗，降低发动机机械效率，
41、使零件表面迅速磨损，摩擦产生大量热导致零件工作表面烧损，从而使发动机无法正常运转。单元五 润滑系统的结构认知二、润滑方式 发动机各运动副的工作条件不同，对润滑要求也不同，各种润滑方式及特点见表 单元五 润滑系统的结构认知三、润滑系统的组成部分 发动机润滑系统一般由集滤器、机油泵、机油滤清器、限压阀和机油油道等组成，集滤器和机油泵安装在汽缸体的曲轴箱内，机油滤清器安装在汽缸体右侧，如图 所示 单元五 润滑系统的结构认知四、发动机润滑系统的工作油路及其流向 油底壳内的润滑油经机油集滤器滤掉大的机械杂质后，被机油泵压入机油滤清器后分两路送出，如图 所示 单元五 润滑系统的结构认知油底壳，机油泵，限压
42、阀，凸轮轴，液压挺柱，限压阀，油压开关，带旁通阀的机油滤清器，回油关闭阀五、润滑系统主要总成的结构(一)机油泵.机油泵的作用机油泵将机油增压后，通过油道压送到各运动件的摩擦表面.机油泵的类型 汽车上常用的机油泵有齿轮式和转子式两种.齿轮式机油泵的结构与工作原理()齿轮式机油泵的结构，齿轮式机油泵由壳体、主动齿轮、从动齿轮和轴承等组成，如图 所示()齿轮式机油泵的工作原理，发动机工作时，机油泵的传动齿轮带动主动齿轮轴和主动齿轮旋转，与主动齿轮啮合的从动齿轮也随之旋转。经滤清的润滑油再经油道，流到运动件表面进行润滑，如图 所示 单元五 润滑系统的结构认知 单元五 润滑系统的结构认知.转子式机油泵的
43、结构与工作原理()结构，由外转子、内转子及驱动内转子的转子轴组成，外转子与泵壳为滑动配合，是从动件，内转子与转子轴固定，是主动件，内转子比外转子少一个齿，外转子可在油泵壳体内自由转动，内、外转子轴心有一个偏心距，安装后相互构成 个容积不等的油腔，如图 所示 单元五 润滑系统的结构认知()工作原理 如图 所示，发动机工作时，内转子带外转子转，内转子的 个齿一边转、一边在外转子的内弧面上滑动，内转子的转速大于外转子，使 个油腔大小呈周期性变化，转子转到靠近出油口时，容积逐渐变小，油压升高而将机油压出，转子转到靠近进油口时，容积逐渐变大，形成真空而将机油吸入 单元五 润滑系统的结构认知.机油泵限压阀
44、()影响机油泵输出油压大小的因素，发动机的转速、机油黏度、润滑油道中的阻力变化、各运动副的配合间隙等，都是影响输出油压大小的因素，一般主油道内的油压为 ，压力过低，润滑油输送不到摩擦副之间，影响润滑效果，压力过高，会引起滤清器、软管、接头等处爆裂和渗漏，为此，在润滑油道中都设有限压阀，使机油压力自动控制在规定范围内()工作原理，如图 所示，限压阀设在机油泵壳盖上 单元五 润滑系统的结构认知 单元五 润滑系统的结构认知(二)机油滤清器.机油滤清器的作用在机油循环过程中，机油滤清器能够滤去机油中的杂质，保持润滑油的清洁.机油滤清器的类型机油滤清器分集滤器和机油滤清器(粗、细滤清器)两种.集滤器()
45、作用 集滤器能滤去较大的机械杂质，防止机油泵早期磨损()集滤器的结构 集滤器由罩、滤网、浮子、固 定 管、吸 油 管 等 组 成，如 图 所示()工作原理 机油泵工作时，润滑油被吸入罩和滤网间的狭缝中，较大的机械杂质在滤网处滤去 单元五 润滑系统的结构认知 单元五 润滑系统的结构认知.机油粗、细滤清器在发动机润滑系统中，轿车发动机采用一个粗滤器清除机油中的杂质，如图)所示，而大型发动机采用一个细滤器和一个粗滤清器共同清除机油中的杂质，如图)所示 单元五 润滑系统的结构认知 细滤器通常使用纸质滤芯，滤芯分内外两层，机油经内外两层滤芯过滤后再流向主油道，当进出油口的压力差大于 时，旁通阀打开，防止
46、断油，如图 所示 单元五 润滑系统的结构认知一、拆卸和安装曲轴传动带轮 拆卸和安装曲轴传动带轮的方法见表 任 务 实 施二、汽缸盖螺栓拆装 汽缸盖螺栓拆装方法见表 任 务 实 施三、安装活塞安装活塞的方法见表 任 务 实 施四、检查气门正时 检查气门正时的方法见表 任 务 实 施五、拆卸凸轮轴正时链 拆卸凸轮轴正时链方法见表 任 务 实 施六、排放和加注冷却液 排放和加注冷却液方法见表 任 务 实 施七、检查机油压力 检查机油压力的方法见表 任 务 实 施八、机油泵拆卸 机油泵拆卸方法见表 任 务 实 施.自我评价()通过本学习任务的学习，你认为自己是否已经掌握了以下问题:曲柄连杆机构组成有哪些?配气机构组成有哪些?冷却系统组成有哪些?润滑系统组成有哪些?()在汽车发动机机械系统拆装过程中用到了哪些设备和工具?你是否已经掌握了这些设备和工具的正确使用方法?()实训过程完成情况，评价:()仪容仪表是否符合职业规范?评价:()能否积极主动参与工作现场的清理、清洁和整顿工作?评价:()在完成本学习任务的过程中，你和同学之间的协调能力是否得到提升?是否有过与其他同学探讨发动机机械系统故障维修接待过程中的有关问题?讨论最多的问题是什么?讨论的结果是什么?评 价 反 馈
