汽車基礎(chǔ)知識-長安轎車技術(shù)入門級自學(xué)教材

長安轎車技術(shù)入門級自學(xué)教材

汽車基礎(chǔ)知識

目錄

第一章汽車概述................................................................................4

一、汽車的基本構(gòu)造.........................................................................4

二、汽車分類...............................................................................5

三、SUVRVMPV介紹......................................................................6

第二章發(fā)動機基礎(chǔ)..............................................................................8

一、內(nèi)燃機的歷史...........................................................................8

二、發(fā)動機基本術(shù)語介紹.....................................................................8

三、四行程汽油發(fā)動機的工作原理............................................................9

四、發(fā)動機分類............................................................................11

五、發(fā)動機的氣缸編號和轉(zhuǎn)動方向...........................................................12

第三章發(fā)動機構(gòu)造.............................................................................13

一、概述..................................................................................13

二、曲柄連桿機構(gòu)..........................................................................14

三、配氣機構(gòu)..............................................................................24

第四章發(fā)動機正時驅(qū)動系統(tǒng)....................................................................29

一、概述....................................................................................29

二、配氣機構(gòu)的驅(qū)動型式.....................................................................29

第五章進氣和排氣系統(tǒng).........................................................................32

一、進氣系統(tǒng)..............................................................................32

二、排氣系統(tǒng)..............................................................................36

第六章燃油供給系統(tǒng)...........................................................................38

一、概述..................................................................................38

二、電子燃油噴射系統(tǒng).....................................................................39

三、燃油輸送系統(tǒng)..........................................................................42

四、汽油..................................................................................43

五、汽油發(fā)動機爆震.......................................................................44

第七章.發(fā)動機潤滑系統(tǒng)........................................................................45

一、潤滑系統(tǒng)概述..........................................................................45

二、機油更換..............................................................................48

三、潤滑油的規(guī)格..........................................................................48

第八章發(fā)動機冷卻系統(tǒng).........................................................................50

一、概述....................................................................................50

二、散熱器與散熱器蓋........................................................................50

三、水泵....................................................................................52

四、節(jié)溫器..................................................................................53

五、防凍液..................................................................................54

第九章發(fā)動機電氣系統(tǒng).........................................................................56

一、點火系統(tǒng)................................................................................56

二、起動機系統(tǒng)..............................................................................58

三、充電系統(tǒng)................................................................................59

第十章柴油發(fā)動機............................................................................61

一、介紹....................................................................................61

二、四沖程柴油發(fā)動機的工作原理.............................................................61

三、柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機對照表...........................................................62

四、柴油發(fā)動機的總體構(gòu)造...................................................................62

五、柴油機燃油供給系統(tǒng).....................................................................63

六、柴油...................................................................................63

七、柴油發(fā)動機爆震..........................................................................64

八、柴油發(fā)動機爆震與汽油發(fā)動機爆震的比較...................................................64

第十一章汽車底盤與車身系統(tǒng)介紹..............................................................65

一、底盤的主要構(gòu)成元件.....................................................................65

二、底盤技術(shù)參數(shù)............................................................................66

三、車身類型和結(jié)構(gòu)..........................................................................68

第十二章傳動系統(tǒng)............................................................................72

一、傳動系簡述..............................................................................72

二、離合器..................................................................................73

三、變速器（FR車型）/變速驅(qū)動橋（FF車型）................................................74

四、傳動軸.................................................................................77

五、主減速器................................................................................78

第十三章懸架系統(tǒng)............................................................................80

一、車橋....................................................................................80

二、懸架....................................................................................81

第十四章轉(zhuǎn)向系統(tǒng)............................................................................90

一、概述....................................................................................90

二、轉(zhuǎn)向機..................................................................................90

三.動力轉(zhuǎn)向器...............................................................................91

第十五章制動系統(tǒng)............................................................................93

一、概述..................................................................................93

二、制動類型及部件的功能..................................................................93

三、防抱死制動系統(tǒng)與新技術(shù)應(yīng)用...........................................................97

四、車輪和輪胎............................................................................99

第十六章車身電氣系統(tǒng)........................................................................101

—>汽車電路組成..........................................................................101

二、汽車線束..............................................................................102

三、開關(guān)和繼電器..........................................................................104

四、基本的汽車電器系統(tǒng)..................................................................105

五、其他汽車電器系統(tǒng)介紹.................................................................107

第一章汽車概述

一、汽車的基本構(gòu)造

普通一輛車,最少有一萬三千個不同的零件裝配而成，而其中一千五百個零件是要同步運轉(zhuǎn)的，并且許多

零件都在萬分之五寸或更小的公差內(nèi)運行。

車體：現(xiàn)在的轎車很少具有

轉(zhuǎn)向：汽車以方向盤控制行駛方

底盤，而是在車體結(jié)構(gòu)上安

電路：起動發(fā)動機的主要電源,向，行駛中用于使方向盤轉(zhuǎn)動的

裝整輛車的機件。車身鎖金

由一個12伏特的電瓶供應(yīng)。這力量大約需要五至十公斤，如果

的厚度在0.015至0.035英

個部分還包括啟動馬達、車燈、加有輔助機構(gòu)，可減至一公斤以

寸之間，因此車身結(jié)構(gòu)設(shè)計

雨刮系統(tǒng)、音響和其它裝置等。下。

需有足夠強度，能承受汽車

行進中產(chǎn)生的巨大應(yīng)力。

發(fā)動機：是汽車的動

力來源，靠燃燒汽油

產(chǎn)生動力來推動車傳動系統(tǒng)：介于發(fā)動懸掛系統(tǒng)：主要包括彈簧與車輪：輪胎與制動：所有汽車

輪。不過只有約四分機與車輪之間，包括減震器，行駛時，系統(tǒng)每分的重量、加速、剎車和轉(zhuǎn)向力

都由車輪承受，因此其結(jié)構(gòu)一

之一的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)樽兯傧渑c傳動軸等；鐘會震動一千至一千二百次

動力，其余的熱能都它將發(fā)動機的動力左右，有助于減低車行駛時定要堅固，而為了控制轉(zhuǎn)向就

分散到排氣系統(tǒng)和加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)校后震動所造成的不適。要使用輕合金鑄造車輪，可以

冷卻系統(tǒng)傳到車輪。提供所需的剛度；制動是利用

摩擦產(chǎn)生減低車速所需的阻

二、汽車分類

（-）按用途分類

汽車有運輸汽車和特種用途汽車兩大類：

1、運輸汽車

（1）轎車：乘坐2?9個乘員（包括駕駛員），主要供私人使用。轎車根據(jù)發(fā)動機排量分級為：

微型轎車——發(fā)動機工作容積1L以下。

普通級轎車——發(fā)動機工作容積為L0~l.6Lo

中級轎車——發(fā)動機工作容積L6?2.5L。

上述三種級別的轎車的主要特點是尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，前排座椅是較舒適的乘坐位置，而后排座椅通常

供輔助用。因此，這些轎車最宜作為車主自己駕駛的家庭用車。

中高級轎車——發(fā)動機工作容積為2.5?4L,如德國奔馳300系列轎車。

高級轎車——發(fā)動機工作容積為4L以上，如美國通用汽車公司的卡迪拉克（CADILLAC）高級轎車，美國

福特汽車公司的林肯（LINCOLN）高級轎車，英國羅爾斯?羅依斯（ROLLSROYCE）高級轎車和德國奔馳500

系列、560系列高級轎車。

上述兩種級別的轎車的主要特點是尺寸大、裝備齊全考究、性能優(yōu)良，較舒適的座位設(shè)置在后排。因此，

這些轎車適于聘任駕駛員的社會上層人士使用。

（2）客車：乘坐9個以上乘員，主要供公共服務(wù)用。按照服務(wù)方式不同，客車的構(gòu)造亦不同，可分為城市公

共客車、長途客車、團體客車、游覽客車等類型。

客車可按車輛長度分級：

微型客車——長度3.5m以下。

輕型客車——長度3.5?7m。

中型客車——長度7?10m。

大型客車----度10?12m。

特大型客車——包括錢接式客車（車輛長度大于12m）和雙層客車（長度10?12m）兩種。

（3）貨車：用于運載各種貨物，在其駕駛室內(nèi)還可容納2?6個乘員。由于所運載的貨物種類繁多，貨車的

裝載量及車箱的結(jié)構(gòu)也各有不同，主要分為普通貨車和專用貨車兩大類型。

貨車可按其總質(zhì)量分級：

微型貨車——總質(zhì)量小于1.8t。

輕型貨車——總質(zhì)量為L8?6t。

中型貨車---總質(zhì)量為6?14t。

重型貨車——總質(zhì)量大于14t。

（4）牽引汽車：專門或主要用于牽引掛車的汽車，通常分為半掛牽引汽車和全掛牽引汽車等類型。半掛牽引

汽車后部設(shè)有牽引座，用來牽引和支承半掛車前端。全掛牽引汽車本身帶有車箱，其外形雖與貨車相似，但

其車輛長度和軸距較短，而且尾部設(shè)有拖鉤。牽引汽車都裝設(shè)有一部分掛車制動裝置及掛車電氣接線板等。

2、特種用途汽車

（1）娛樂汽車：專供假日娛樂消遣的汽車，運輸已不是此種汽車的主要任務(wù)。娛樂汽車的例子如旅游汽車、

爾夫球場專用汽車、海灘游玩汽車等。

（2）競賽汽車：是按照特定的競賽規(guī)范而設(shè)計的汽車。著名的競賽規(guī)范有一級方程式競賽、拉力賽等。競賽

汽車的結(jié)構(gòu)和設(shè)計原理雖然與其他汽車大致相同，但其用途卻很特殊。

（3）特種作業(yè)汽車：是指在汽車上安裝各種特殊設(shè)備進行下列特種作業(yè)的車輛：如商業(yè)售貨車、環(huán)衛(wèi)環(huán)保作

業(yè)車、市政建設(shè)工程作業(yè)車，農(nóng)牧副漁作業(yè)車、石油地質(zhì)作業(yè)車、醫(yī)療救護車、公安消防車、機場作業(yè)車等

類型。

（二）按動力裝置型式分類

1、活塞式內(nèi)燃機汽車

根據(jù)其使用的燃料不同，通常分為汽油車和柴油車。汽油和柴油在近期內(nèi)仍將是活塞式內(nèi)燃機的主要燃料,

而各種代用燃料的研究工作也在大力開展，例如以丙烷和丁烷為主的液化石油氣，還有甲醇和乙醇以及它們

的衍生產(chǎn)品等等。

活塞式內(nèi)燃機還可按其活塞的運動方式分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機等類型。

2、電動汽車

其動力裝置是直流電動機。電動汽車的優(yōu)點是無廢氣排出、不產(chǎn)生污染、噪聲小、能量轉(zhuǎn)換效率高、易實

現(xiàn)操縱自動化。電動機的供能裝置通常是化學(xué)蓄電池。傳統(tǒng)式的鉛蓄電池在重量、充電間隔時間、壽命、放

電能力等方面還不完全令人滿意，從而限制了電動汽車的大量普及。此外，電動機的供能裝置也可以是太陽

能電池，或者是其他形式的電源。

3、燃氣輪機汽車

g活塞式內(nèi)燃機相比，燃氣輪機功率大、質(zhì)量小，轉(zhuǎn)矩特性好，所使用的燃油無嚴格限制，但其耗油量大、

噪聲較大，制造成本也較高。

（三）按行駛道路條件分類

1、公路用車

、指主要行駛于公路和城市道路的汽車。公路用車的長度、寬度、高度、單軸負荷等均受交通法規(guī)的限制。

2、非公路用車

主要有兩類：一類是本身的外廓尺寸、單軸負荷等參數(shù)超出了法規(guī)限制而不適于公路行駛，只能在礦山、

機場和工地內(nèi)的無路地區(qū)或?qū)Ｓ玫缆飞?行駛的汽車，另一類是越野汽車。

越野汽車是一種能在復(fù)雜的無路地面上行駛的高通過性汽車。越野汽車可以是轎車、客車，也可以是貨車

或其他用途的汽車。常見的輪式越野汽車都配備越野輪胎并采用全輪驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式。

越野汽車可按總質(zhì)量分級：

輕型越野汽車——總質(zhì)量小于5t。

中型越野汽車——總質(zhì)量5?13t。

重型越野汽車—總質(zhì)量大于13t。

三、SUVRVMPV介紹

在今天的汽車市場上，還經(jīng)?？梢钥吹絊UV、RV和MPV等縮寫名詞，它們是指什么呢？

SUV的全稱是SportUtilityVehicle,即“運動型多用途車”。SUV起源于美國，也是近年在美國市場最

暢銷的車種。在美國，皮卡（Pickup）是很流行的車輛，受消費者的歡迎。在20世紀80年代，SUV是為迎合年

青白領(lǐng)階層的愛好而在皮卡底盤上發(fā)展起來的一種廂體車。SUV4輪驅(qū)動，一般前懸掛是轎車型的獨立懸架，

后懸掛是非獨立懸架，離地間隙較大，在一定的程度上既有轎車的舒適性又有越野車的越野性能；帶有MPV式

的座椅多組合功能，使車輛既可載人又可載貨，行駛范圍廣。近幾年，SUV向舒適化發(fā)展，?些車輛具有豪華

轎車的功能。

RV的全稱是RecreationVehicle,中文意思是“休閑車”。既然有這樣一個名稱，其復(fù)蓋范圍就比較廣，

沒有嚴格的范疇。從廣義上講，除了轎車和跑車外的輕型乘用車，都可歸屬于RV,包括SUV也可屬于RV。RV是

以家庭用車為前提的，它最重要的特點，在于外型上與傳統(tǒng)的三廂式轎車不一樣，看上去有些RV象兩廂式轎

車，有些RV象越野車。有些RV采用轎車底盤，在城市及良好公路上行駛，著重于車廂座椅布置的多樣化組合,

例如本田Stream；有些RV采用微型車底盤，體現(xiàn)了?種趣味、實用與經(jīng)濟性的結(jié)合，例如鈴木Kei；有些RV則

是SUV一類，4輪驅(qū)動，可以傲游四方。

MPV的全稱是Multi-PurposeVehicle,即多用途車。它集轎車、旅行車和廂式貨車的功能于一身，車

內(nèi)每個座椅都可調(diào)整，并有多種組合的方式，例如可將中排座椅靠背翻下即可變?yōu)樽琅_，前排座椅可作180度

旋轉(zhuǎn)。這種車的鄒型由雷諾在1984年推出，取名Espace,受到市場歡迎并被各大車廠仿效，成為在近十幾年

來最流行的車型之一。近年MPV趨向于小型化，又稱為S(Small)-MPV,車長一般在4.2米—4.3米之間，

車身緊湊但車廂空間并不狹窄，座位一般有5-7座。目前國產(chǎn)MPV有上海別克GL8,S-MPV有海南馬自達

Premacy。

美日歐三大車系特點介紹

國內(nèi)進口轎車中以美日歐三大車系為主，盡管各國轎車向更安全、更環(huán)保、更經(jīng)濟的共同目標發(fā)展，但

由于各國的地理環(huán)境和民族文化背景的不同，三大車系也會存在著一定的差異，具有各自的特點。

美國國土遼闊且大多地勢平坦，高速公路四通八達，路面條件好，人們長途駕車已是件很平常的事。因

此一般美國車馬力大，加速性能較好，底盤高度適中，輪胎較寬，具有較好的穩(wěn)定性和抓地力，適合平地駕

駛，尤其是寬敞的車廂是美國車的一大特色，車廂寬敞空間就大，座位就可以做得寬大一些，乘坐起來沒有

壓抑感且舒適感好?！叭说纳鼉r值至高無上”已經(jīng)深深烙入汽車設(shè)計者的思想之中，加上美國法律面面俱

到，

略有差錯就有可能吃官司，因此一些美國轎車的鋼板比較厚實，質(zhì)量重，車身造型剛勁，安全防御能力強。

車上的輔助設(shè)備簡單實用，少見令人眼花潦亂的一排排控制開關(guān)。車內(nèi)裝飾有濃厚的歐洲風(fēng)格，這與大多數(shù)

美國人是歐洲后裔有關(guān)，但做工一般沒有歐洲車細膩。

歐洲車泛指德國、意大利、法國和瑞典等國家生產(chǎn)的轎車。由于阿爾卑斯山脈縱穿歐洲大陸，丘陵地帶

多，平原少，城鎮(zhèn)星羅棋布。因此歐洲轎車的底盤較高，懸掛系統(tǒng)較好，震感少，乘坐舒適。由于要適合丘

陵地帶的需要，歐洲車操縱性能較好，扭力較大，爬坡快，加速度高，短距離超車得心應(yīng)手。例如廣州標致

505型轎車雖然耗油大，但它的懸掛系統(tǒng)比許多牌子的轎車都要好，跑起來較平穩(wěn)，比較適應(yīng)地處丘陵地帶

的華南地區(qū)使用。歐洲轎車注重傳統(tǒng)風(fēng)格，車型設(shè)計富有藝術(shù)韻味，遠遠一看就知道它是屬于哪家的產(chǎn)品了。

日本國土狹窄，人口密度大且集中于城市，人們善于精打細算講究效率。日本轎車的特點是輕巧美觀，

造型新穎，改型快適應(yīng)面廣。日本轎車鋼板較薄自重較輕，底盤較低，車身容積較小，耗油低經(jīng)濟性好，使

用效率高。車廂內(nèi)各種設(shè)備齊全，裝飾做工細膩，操縱性及剎車性能優(yōu)良，適合城鄉(xiāng)行駛。

第二章發(fā)動機基礎(chǔ)

一、內(nèi)燃機的歷史

1860

法國人Lenoir制造了第一臺實用內(nèi)燃機。該內(nèi)燃機由煤氣驅(qū)動，效率大約為3虬

1867

在巴黎世界博覽會上，NicolausAugustOtto和EugenLangen展示了一臺改進的內(nèi)燃機，效率約為9%。

1878

NicolausAugustOtto制造出第一臺根據(jù)壓縮原理工作的氣體燃料發(fā)動機。該發(fā)動機根據(jù)四行程工作原理工

作。效率增加到大約15%。

1883

GottliebDaimler和WilhelmMaybach研制出第一臺帶有熱管點火的適于車用的高速四行程汽油發(fā)動機。

1887

RobertBosch研制出用于發(fā)動機的斷電器點火。

1893

WilhelmMaybach發(fā)明噴射化油器。

1897

RudolfDiesel經(jīng)過4年研發(fā)，將其發(fā)動機投入生產(chǎn)。這種以他的名字命名的發(fā)動機靠高壓空氣工作，借助

于壓縮空氣將輕粗柴油噴入發(fā)動機。

1897-現(xiàn)在

在這一階段，發(fā)動機設(shè)計、材料和制造工藝得到不斷改善，使得各汽車公司生產(chǎn)的汽車更為可靠，效率更高。

二、發(fā)動機基本術(shù)語介紹

上止點

活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處，通常指活塞上行到最高位置。

下止點

活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，通常指活塞下行到最低位置。

活塞行程(S)

上、下兩止點間的距離(mm)。

曲柄半徑(R)

與連桿下端(即連桿大頭)相連的曲柄銷中心到曲軸回轉(zhuǎn)中心的距離(mm)。曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，活塞移動兩個行程。

氣缸工作容積(Vh)

活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積(L)。

V=nD2/(4X106)S(L)

式中：D—氣缸直徑(mm)o

發(fā)動機排量(VL)

發(fā)動機所有氣缸工作容積之和(L)。設(shè)發(fā)動機的氣缸數(shù)為i,則V=Vi(L)i.h

燃燒室容積（VC）

活塞在上止點時，活塞上方的空間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積（L）。

氣缸總?cè)莘e（Va）

活塞在下止點時，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e（L）。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積和，即Va=Vh+Vc

壓縮比（e）

氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即e=Va/Vc=（Vh+Vc）/Vc=1+Vh/Vc

它表示活塞由下止點運動到上止點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi)的氣體壓

力和溫度就越高。?般車用汽油機的壓縮比為6?10,柴油機的壓縮比為15?22。

b)c)d)

發(fā)動機基本術(shù)語示意圖

發(fā)動機的工作循環(huán)

在氣缸內(nèi)進行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的一系列連續(xù)過程（進氣、壓縮、作功和排氣）

稱發(fā)動機的工作循環(huán)。

二沖程發(fā)動機

活塞往復(fù)兩個行程完成一個工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動機。

四沖程發(fā)動機

活塞往復(fù)四個行程完成一個工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動機。

三、四行程汽油發(fā)動機的工作原理

汽油發(fā)動機是一種內(nèi)燃機。它將汽油含有的熱能轉(zhuǎn)換成推動汽車所需的機械能。

汽油發(fā)動機是一種往復(fù)活塞式發(fā)動機。通過氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運動，將空氣燃料混合氣吸入、壓縮、燃

燒和排出。多數(shù)汽車的汽油發(fā)動機都是四行程發(fā)動機。就是說，需要活塞進行4個行程和曲軸轉(zhuǎn)動兩圈來完

成一個全工作循環(huán)。

工作循環(huán)的四個行程

第一行程：吸入新鮮的燃料和空氣混合氣

第二行程：壓縮燃料和空氣混合氣

第三行程：做功行程（燃燒燃料和空氣混合氣）

第四行程：排出燃燒氣體

活塞的往復(fù)運動，通過曲柄傳動裝置轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。曲柄傳動裝置由下列部件組成：活塞、連桿和曲

軸?；钊跉飧變?nèi)的四個行程，只有一個（燃燒行程）產(chǎn)生動能。其他行程只是為氣缸的下一個燃燒行程做

準備。這些行程有時被稱為空行程。

曲軸的第一圈

1.進氣行程：

活塞從其上止點（TDC）向下止點（BDC）運動。這會在氣缸內(nèi)產(chǎn)生一個真空，將可燃混合氣通過打開的

進氣門吸入氣缸。

2.壓縮行程：

活塞從下止點移向上止點。由于兩個氣門都關(guān)閉了，所以氣缸內(nèi)的燃料和空氣混合氣被壓縮。

A發(fā)動機處于進氣行程

B發(fā)動機處于壓縮行程

1進氣門

2排氣門

3上止點（TDC）

4下止點（BDC）

曲軸的第二圈

3.做功行程：

兩個氣門關(guān)閉。壓縮混合氣被火花塞發(fā)出的點火火花點燃。燃燒產(chǎn)生的氣體增加了壓強，將活塞從上止

點推向下止點。

由于燃燒過程需要一定的時間，所以空氣與燃料的混合汽是在活塞到達（壓縮行程）上止點之前的0°

和40°之間開始被點火系統(tǒng)點燃。

4.排氣行程：

活塞從下止點移向上止點?；钊麑U氣通過打開的排氣門強行排出氣缸。至此，整個四行程工作循環(huán)結(jié)

束。

A發(fā)動機處于做功行程

B發(fā)動機處于排氣行程

1進氣門

2排氣門

3上止點（TDC）

4下止點（BDC）

四、發(fā)動機分類

內(nèi)燃汽車發(fā)動機根據(jù)不同的標準分為不同的類別，常見的分類標準有:

氣缸排列

點火型式

混合氣構(gòu)成

冷卻方法

基本動作

配氣機構(gòu)型式

氣缸充氣方法

燃料類型

發(fā)動機根據(jù)氣缸排列分類：

-1直列式發(fā)動機

-2V形發(fā)動機

-3臥式對置氣缸發(fā)動機

發(fā)動機按點火型式分類

-火花塞點火的汽油發(fā)動機

-壓燃的柴油發(fā)動機

發(fā)動機按混合氣構(gòu)成分類

-化油器式發(fā)動機

-燃油噴射式發(fā)動機

發(fā)動機按冷卻方法分類

-水冷式發(fā)動機

-風(fēng)冷式發(fā)動機

發(fā)動機按基本運動分類

-往復(fù)活塞式發(fā)動機

-轉(zhuǎn)子式發(fā)動機

發(fā)動機根據(jù)配氣機構(gòu)型式分類

-頂置氣門發(fā)動機

-頂置凸輪軸發(fā)動機

發(fā)動機按氣缸充氣方法分類

-自然吸氣發(fā)動機

-增壓式發(fā)動機

發(fā)動機按燃料類型分類

-汽油發(fā)動機

-柴油發(fā)動機

-燃氣發(fā)動機

-多燃料發(fā)動機

五、發(fā)動機的氣缸編號和轉(zhuǎn)動方向

A直列式發(fā)動機

BV形發(fā)動機

C功率輸出端

氣缸編號

發(fā)動機的氣缸是按標準系統(tǒng)依次編號。第一缸通常位于發(fā)動機的前端。然后氣續(xù)編號至發(fā)動機后端（功

率輸出端）。

對于雙缸排發(fā)動機（V形發(fā)動機），連續(xù)編號從左側(cè)缸排（從發(fā)動機前端看）的第一缸開始。但是也有

其他的公司采用順時針編號，或者采用交錯編號。

發(fā)動機的轉(zhuǎn)動方向

轉(zhuǎn)動方向?qū)τ诠β瘦敵龆藖碚f分為逆時針和順時針（此處所示為順時針）。多數(shù)發(fā)動機都順時針轉(zhuǎn)動。

第三章發(fā)動機構(gòu)造

一、概述

汽油機通常由二大機構(gòu)、五大系統(tǒng)組成；柴油機由二大機構(gòu)、四大系統(tǒng)（較汽油機少點火系）組成。下面以汽

油發(fā)動機為例，介紹發(fā)動機的總體構(gòu)造：

汽油發(fā)動機的兩大機構(gòu)是：

曲柄連桿機構(gòu)

主要由缸蓋、缸體、油底殼、活塞、連桿、曲軸及飛輪等組成。其作用是實現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換。

配氣機構(gòu)

主要由進氣門、排氣門、挺桿、推桿、搖臂、凸輪軸、凸輪軸正時齒輪等組成。其作用是適時開關(guān)進、

排氣門，以便可燃混合氣能及時進入氣缸、廢氣能及時從缸內(nèi)排出。

汽油發(fā)動機的五大系統(tǒng)是：

燃料供給系

主要由汽油箱、汽油濾清器、汽油泵、噴油器、空氣濾清器、進氣管、排氣管、排氣消聲器等組成。其

作用是將汽油和空氣混合成一定數(shù)量和一定濃度的混合氣供入氣缸，并將著火燃燒后的廢氣排出發(fā)動機。

點火系

主要由蓄電池、點火線圈、火花塞、傳感器等組成。其作用是使火花塞適時產(chǎn)生電火花，點燃缸內(nèi)的可

燃混合氣。

冷卻系

城要由水泵、散熱器、水套、風(fēng)扇、節(jié)溫器等組成。其作用是把受熱機件感受的多余熱量散發(fā)到大氣中

去，以保證發(fā)動機在正常溫度下工作。

潤滑系

主要由機油泵、集濾器、潤滑油道、機油粗濾器、機油細濾器等組成。其主要功用是將機油送到各摩擦

副間，以減少它們之間的摩擦與磨損。

起動系

主要由起動機等部件組成。其功用是起動發(fā)動機。

二、曲柄連桿機構(gòu)

功用:

將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運動的機械能,再轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。

組成：

機體組

如圖所示：由氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、

氣缸蓋和氣缸墊等部件組成。

活塞連桿組

如圖所示：由活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿運動件組成。

曲軸飛輪組

如圖所示：由曲軸、飛輪等組成。

氣缸

氣缸與缸蓋一起構(gòu)成燃燒室。氣缸的作用是引導(dǎo)活塞和散發(fā)燃燒過程中產(chǎn)生的多余熱量。

氣缸體有多種型式。有單缸缸體和多缸缸體。另外，還分為風(fēng)冷式和液冷式氣缸?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機的氣

缸體大部分都使用液冷式。

單缸（風(fēng)冷式）

多缸氣缸體（液冷式）

氣缸體由灰鑄鐵或輕合金鑄成。氣缸體鑄成后，使用精細的切削工具和拓磨機來加工缸孔表面。如果氣

缸孔表面損壞，通?？梢灾匦逻M行機加工。

有的氣缸體中壓入缸套作為氣缸的內(nèi)壁。輕合金氣缸體通常加裝缸套，因為輕合金不夠堅硬，經(jīng)不起活

塞上下運動產(chǎn)生的負荷。

氣缸套

氣缸內(nèi)鑲了用耐磨的高級鑄鐵材料制成的氣缸套，而缸體則可用價廉的普通鑄鐵或質(zhì)量輕的鋁合金制成,

這樣，既延長了使用壽命，又節(jié)省了好材料。

氣缸套型式（如圖所示）

干式缸套

定義：外表面不直接與冷卻水接觸。

特點：

1）厚度較薄（lmm~3mni）；

2）與剛體孔過盈配合；

3）不易漏水漏氣。

濕式缸套

定義：其外表面直接與冷卻水接觸。

特點：

1）壁厚較厚（5mm?9mm）；

2）散熱效果好：

3）易漏水漏氣；1nxie；r水分；3ntie；4-修膠銀封畫

A卜一支承的封帶；BI支承/封帶；CAlfSd:緣平胤

曲軸箱的型式（如圖所示）

平分式

定義：主軸承座孔中心線位于曲軸箱分開面上。

特點：剛度小，前后端呈半圓形，與油底殼接合面的密封

較困難。

應(yīng)用：中小型發(fā)動機。

龍門式

定義：主軸承座孔中心線高于曲軸箱分開面。

特點：剛度較大，油底殼前后端為一平面，密封簡單可靠。

應(yīng)用：大中型發(fā)動機。a）平分式b）龍門式c）隧道式

隧道式

定義：主軸承座孔不分開

特點：剛度最大，主軸承同軸度易保證，主軸承用滾動軸承。

應(yīng)用：負荷較大的柴油機

油底殼

貯存和冷卻機油并封閉曲軸箱

構(gòu)造（如圖所示）

（1）用薄鋼板沖壓而成。

（2）內(nèi)部設(shè)有穩(wěn)油擋板，以防止汽車振動時油底殼油面產(chǎn)生較

大的波動。

（3）最低處有放油塞。

（4）曲軸箱與油底殼之間有密封襯墊。

氣缸蓋

氣缸蓋上有冷卻水套、燃燒室、進排氣門島、氣門進排氣門座、

火花塞孔（汽油機）火噴油器座孔。

燃燒室

叁形燃燒室：其特點為

1）氣門平行于氣缸軸線；

2）有擠氣一冷機面，可形成擠氣渦流；

盆的形狀狹窄，氣門尺寸受限，換氣質(zhì)量較差。燃燒速度較低，CO和HC排放較高而NO的排放較低。

楔形燃燒室：其特點為

1）氣門斜置，氣流導(dǎo)流較好，充氣效率高；

2）有擠氣一冷激面，可形成擠氣渦流；

3）燃燒速度較快，CO和HC排放較低而NO的排放稍高。

半球形燃燒室：其特點為

1）氣門成橫向V形排列，因此氣門頭部直徑可以做得較大，換氣好；

2）火花塞位于燃燒室的中部火焰行程短，燃燒速度最高，動力性、經(jīng)濟性最好。是高速發(fā)動機常用的燃燒室;

3）CO和HC排放最少，而NO的排放較高。

a）楔型燃燒室b）盆型燃燒室c）半球型燃燒室

氣缸墊

氣缸墊在氣缸蓋和氣缸體之間構(gòu)成氣密和水密接

合，并能夠彌補接合面上任何微小的凹凸不平。因此,

氣缸墊必須用具有一定柔性的材料制造。

構(gòu)造（如圖所示）

（1）金屬一石棉墊：（見圖a、b）外包銅皮和

鋼片，且在缸口、水孔、油道口周圍卷邊加強，內(nèi)填

石棉（常摻入銅屑或鋼絲，以堅強導(dǎo)熱）。

（2）金屬骨架一石棉墊：以編織的鋼絲網(wǎng)（圖c）

或有子L鋼板（圖e）為骨架，外覆石棉，只在缸口、

水子L、油道口處用金屬片包邊。

（3）純金屬墊：（見圖e）由單層或多層金屬片

（銅、鋁或低碳鋼）制成，用于某些強化發(fā)動機。

a>.b>.c).

缸蓋螺栓

缸蓋螺栓將缸蓋緊緊固定在缸體匕有兩種缸蓋螺柱：普通螺栓和扭力屈服螺栓。

普通螺栓是用拉力扳手分步逐漸加大扭矩擰緊。

扭力屈服螺栓也是分步逐漸加大扭矩擰緊。然而，最后一步是要將螺栓擰至用量角器預(yù)定的,個角度。

此步驟使螺紋略微變形，形成更大的保持力。

由于缸蓋螺栓的螺紋在緊固過程中產(chǎn)生變形，因此扭力屈服螺栓只有在維修資料規(guī)定可以重復(fù)使用時才

能重復(fù)使用。

用扭力屈服螺栓緊固的氣缸蓋

1扭力屈服螺栓

2氣缸蓋

3氣缸體

4氣缸墊

活塞連桿組

活塞連桿組由活塞、連桿、活塞環(huán)、活塞銷和連桿等組成。

活塞

活塞與活塞環(huán)在燃燒室和曲軸箱之間構(gòu)成一個動態(tài)密封。在做功行程中，活塞必須通過連桿將燃燒氣體

的壓力傳給曲軸。它必須能夠經(jīng)受并排走燃燒產(chǎn)生的高溫。熱膨脹不能過大，否則會粘滯在缸孔里（活塞咬

死）。

活塞的構(gòu)造

活塞的不同部位起的作用不同。這些部位包括：火力岸、活塞頂、活塞銷孔、活塞裙部和活塞環(huán)區(qū)。

活塞的頂部稱為活塞頂?；钊敵洚?dāng)燃燒室的底部，承受很高的溫度和壓力。

在活塞環(huán)區(qū)，各種活塞環(huán)可以確?；钊蜌飧妆谥g有良好的密封?；钊h(huán)應(yīng)能阻止燃燒氣體進入曲軸

箱，同時阻止機油進入燃燒室。活塞環(huán)區(qū)上方的邊緣可達到很高的溫度，所以稱為火力岸?；钊共吭诟卓?/p>

中引導(dǎo)活塞。活塞銷孔用于固定連接活塞與連桿的活塞銷?；钊N由卡環(huán)固定在活塞內(nèi)或通過冷縮安裝法裝

入連桿的小端孔中。

寒

特性

活的

火

力

1岸

活

2塞

頂

塞

活

3孔

銷

稱

4公

徑

直

部

5裙

區(qū)

環(huán)

塞

6活

活塞的類型

汽油發(fā)動機的活塞通常由鋁合金制成，可以采用鑄造或沖壓加工。

單一金屬全裙式活塞

有些活塞通過嵌入鋼帶或支撐來控制熱膨脹，有的通過活塞中預(yù)先設(shè)計的縫隙控制熱膨脹的大小。在負

荷特別高的區(qū)域，還可以采用特殊鑄鐵制成的?體化部件進行加強。有的活塞還帶有冷卻油道，可以通過機

油噴嘴對活塞頂噴射機油進行冷卻。

帶有橫向縫隙的抗熱變形活塞

1整體鑄造鋼支撐

2橫向縫隙

作用于活塞的力

汽油發(fā)動機在做功行程中，作用于活塞頂?shù)娜紵龎毫梢愿哌_60巴。在這么大的負荷下，活塞被壓向與

曲樹相對的氣缸壁，這種情況會使活塞的單側(cè)過度磨損。這意味著活塞在壓縮行程中不僅僅要承受燃燒壓力

產(chǎn)生的沖擊，還要承受氣缸的負載側(cè)的壓力。

為了抵消這種作用，將活塞銷的軸線從活塞中心向處于大負載的一側(cè)略微偏移（約活塞直徑的1%-2%）,稱

為活塞銷偏置。

作用于帶偏置活塞銷活塞上的

1活塞銷軸線

2活塞銷偏置

3活塞軸線

4處于壓縮負載下的活塞側(cè)

活塞上的熱負載

發(fā)動笳運轉(zhuǎn)時，活塞裙部的溫度可達到150C,活塞頂則高達350℃。這種不均勻的受熱也會導(dǎo)致活塞熱

膨脹的不均勻，如果不采取應(yīng)對措施，將導(dǎo)致活塞在氣缸中卡滯。

活塞是按正常工作溫度下為圓柱形設(shè)計的。為了補償活塞各點熱膨脹的差異，常溫下活塞的截面被設(shè)計

成橢圓形，與活塞銷軸線垂直的直徑較大。

另外，在常溫下活塞由下向上略帶錐度，以平衡活塞頂部位較大的熱膨脹。

活塞冷態(tài)時的形狀

1活塞頂直徑

2活塞裙部下端直徑

3活塞銷方向直徑

4垂直于活塞銷的直徑

活塞環(huán)

活塞與氣缸壁之間存在微小的間隙，以允許工作的熱膨脹。由于這個間隙的存在，必須使用氣環(huán)來防

止壓縮的可燃混合氣和/或高壓燃燒廢氣從燃燒室泄漏到缸體的下部。油環(huán)用來控制氣缸壁上的潤滑油（油膜

厚度）。這些活塞環(huán)的另一個重要功能是通過把熱量傳導(dǎo)到氣缸壁來起到冷卻活塞的作用。因此，活塞環(huán)必

須與氣缸壁緊密貼合，所以，活塞環(huán)設(shè)計成具有向外擴張的能力（張緊力）。

有兩種類型的活塞環(huán)：靠近活塞頂部的兩道活塞環(huán)稱為壓縮環(huán)或氣環(huán)，它們的目的是為燃燒室提供最大

的氣密密封。下部的活塞環(huán)為油環(huán)，油環(huán)的作用是阻止機油進入燃燒室。

壓縮環(huán)有各種型式，其中包括矩形環(huán)（易于制造）及內(nèi)倒角環(huán)和俳面環(huán)（由于二者與氣缸壁的接觸面積

小，磨得較快，所以可以縮短磨合期）。其他種類的壓縮環(huán)還有梯形環(huán)（不卡在槽內(nèi)）、『形環(huán)（接觸壓力

隨燃燒壓力增加而加大）和階梯環(huán)（具有額外的刮油作用）。還有各種型式的油環(huán)，包括帶槽油環(huán)（帶通向

環(huán)槽的油道）和帶有各種撐簧的油環(huán)。

活塞環(huán)由鑄鐵或高質(zhì)合金鋼制成。它們可通過鍍硬銘來提高抗腐蝕能力和耐磨性。

各種活塞環(huán)

r

^

矩形環(huán)n內(nèi)倒角環(huán)

?=□錐面環(huán)梯形環(huán)

?E\L形環(huán)階梯環(huán)

帶槽油環(huán)帶撐黃的油環(huán)

帶螺旋形撐簧的油環(huán)

ST/205/30

連桿

連桿連接活塞與曲軸，因此，它會受到極其劇烈的反復(fù)拉伸、壓縮和變形載荷。連桿的雙T字形截面使

其具有所需的剛性。

連桿通常采用鋼材鍛造并經(jīng)熱處理制成。小型發(fā)動機還可能使用高強度鋁合金連桿。

連桿主要結(jié)構(gòu)是一個抗彎的柄身，柄身的兩端分別連接活塞銷和曲軸，與活塞銷連接的一端孔徑較小，

稱為連桿小端；另一端則稱為大端，連桿大端裝有可在曲軸軸頸上轉(zhuǎn)動的軸瓦。

連桿和軸承

H目

小端孔活塞銷襯套

網(wǎng)@

潤滑油孔扭力屈服螺栓

目@

@連桿桿身w大1，4.而UJ

軸瓦軸承蓋

曲軸

曲軸的主要作用是將連桿的直線作用力轉(zhuǎn)換為驅(qū)動變速器的轉(zhuǎn)動扭矩。

曲軸還可用來驅(qū)動油泵、燃料泵、發(fā)電機、配氣機構(gòu)和分電器及水泵和其他輔助設(shè)備。

曲軸裝于氣缸體的曲軸箱中。在很大程度上，發(fā)動機的型式和氣缸數(shù)決定曲軸的形狀和軸承數(shù)。曲軸軸

頸排在一條軸線上。它們用來支撐曲軸箱中的曲軸。

固定連桿的曲柄銷（曲軸軸頸）位于曲軸的四周。根據(jù)氣缸數(shù)和點火次序排列。

發(fā)動機潤滑系統(tǒng)通過機油孔向連桿大端軸承提供機油。

曲軸分整體式和組合式。轎車用汽油發(fā)動機通常采用整體式曲軸。

曲軸會受到各種各樣的力?；钊牧Ξa(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷。內(nèi)燃機工作產(chǎn)生的力通過活塞不均勻地傳給

曲軸。由此產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動會影響發(fā)動機的平穩(wěn)運行，極端情況下還會損壞曲軸。因此，曲軸必須經(jīng)過精心

平衡。這可通過去掉配重上的一些材料（鉆平衡孔）來達到平衡。

曲軸

0曲柄軸頸曲柄

i主軸頸配重

B平衡孔潤滑油孔

發(fā)動機后部被螺栓固定在曲軸上的飛輪也有助于發(fā)動機平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)減振器也有助于減小前端的扭轉(zhuǎn)

振動。制造曲軸的材料可以是球墨鑄鐵或輅帆鋁合金鋼，經(jīng)鑄造或鍛造和熱處理制成。鍛造使曲軸材料中形

成完整的纖維形態(tài)。這可增加曲軸的強度。曲柄軸頸和主軸頸軸承的表面經(jīng)過表面硬化和研磨。

曲第

曲軸由其軸承支撐和導(dǎo)向。曲軸的轉(zhuǎn)動摩擦力必須應(yīng)盡可能小。

曲軸軸承是帶多鍍層的分開式軸瓦。其中一個軸瓦還必須阻止曲軸軸向移動。該軸承稱為止推軸承。軸

瓦與曲軸之間的間