汽车构造--汽车维修教案

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陇东职业中等专业学校汽车维修教研室教案首页课程名称汽车构造课时2序号授课班级日期教学方式授课章节总论任课教师芮力中教学目的与要求1.了解汽车发展历史，了解国产汽车型号编制规则；2.掌握汽车分类、汽车总体构造、总体布置形式；重点、难点1．汽车总体构造及总体布置形式2．汽车行驶的基本原理3.车辆识别代码VIN主要内容总论1． 国内外汽车工业概况（30分钟）介绍世界汽车工业发展概况，世界汽车工业发展的趋势，我国汽车工业的三个发展阶段及现状。2． 汽车在国民经济中的地位（10分钟）讲清汽车作为国民经济支柱产业的原因。3． 汽车的类型（20分钟）讲清汽车的概念，国标对汽车两种分类方法等。4． 国产汽车编号规则（15分钟）5.车辆识别代码VIN(15分钟)6． 汽车总体构造（5分钟）小结（5分钟）小结本堂课主要掌握汽车的类型、汽车的总体构造、车辆识别代码VIN作业1.汽车有哪几部分组成？2.说出EQ1091CA7220BJ2020代表的什么汽车？课后记组长签字：日期：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室总论一、汽车类型：汽车：由动力装置驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道无架线的车辆。汽车的分类：(一）按用途分类：1、运输汽车（1）轿车――按发动机排量分级：微型轿车――发动机排量在1L以下，如天津夏利。普通级轿车――发动机排量为1.0～1.6L，如宝来。中级轿车――发动机排量为1.6～2.5L，如上海桑塔纳。中高级轿车――发动机排量为2.5～4L，如奔驰300。高级轿车――发动机排量为4L以上，如林肯。（2）客车――按车辆长度分级：微型客车――长度3.5m以下，如柳州五菱。轻型客车――长度3.5～7m，如中巴车中型客车――长度7～10m，如四平SPK6900中型客车。大型客车――长度10～12m,如丹东DD6112大型客车。特大型客车――铰接车和双层客车。（3）货车――按总质量分级：微型货车――总质量小于1.8吨，如吉林JL1010微型货车。轻型货车――总质量为1.8～6吨，如跃进NJ1061轻型货车。中型货车――总质量为6～14吨，如CA1091、EQ1090。重型货车――总质量大于14吨，如黄河JN1181C132、特种用途汽车娱乐汽车，竞赛汽车，特种作业车。（二）按动力装置分类：1、活塞式内燃汽车2、电动汽车3、燃气轮机汽车（三）按行驶道路条件分类1、公路用车2、非公路用车，如矿山车，越野车。（四）按行驶机构的特征分类1、轮式汽车76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室2、其它型式，如履带车等二、国产汽车产品型号编制规则1988年国家颁布新的汽车型号编制规则（1959年老标准）汽车型号包括三部分：首部：由2个或3个字母组成，表示汽车制造厂的名称。如EQ－第二汽车制造厂，NJ－南京汽车制造厂。中部：由4位阿拉伯数字组成。第一位表示：车辆类型。1－载货汽车，2－越野车，6－客车，7－轿车。第二、三位表示：汽车的主要特征参数。对于客车表示客车的总长度的1/10m，轿车表示发动机的排量的1/10L,对于其它类型汽车都表示汽车的总质量。最末位表示：产品序号。尾部：由汉语拼音字母＋汉语拼音字母或阿拉伯数字组成，前面的字母表示专用汽车分类代号，X－厢式，G－罐式汽车。后面的字母或数字表示企业自定代号。举例：东风EQ1090（EQ140）TJ7100BJ2020三、汽车总体构造发动机－汽车的动力源（心脏）由两大机构（曲柄连杆机构、配气机构），五大系统〔燃油供给系、冷却系、润滑系、点火系（汽油机专有）起动系〕组成。底盘－接受并传递发动机输出的动力，保证汽车按驾驶员的操纵正常行驶。由传动系、行驶系、转向系、制动系组成。汽车车身－用以安置驾驶员、乘客或货物。客车和轿车是整体式车身，货车车身由发动机罩、驾驶室和货箱组成。电气设备－由电源和用电设备组成，包括发电机、蓄电池电池、起动系、点火系以及汽车的照明、信号装置和仪表等。汽车的布置型式：按发发动机和各个总成相对位置的不同，汽车的布置型式有以下几种：发动机前置后轮驱动（FR）－传统布置模式。发动机前置前轮驱动（FF）－轿车上应用较多。发动机后置后轮驱动（RR）－大、中型客车应用。发动机中置后轮驱动（MR）－跑车和赛车应用。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室全轮驱动（Nwd）－越野车应用。四、汽车标示代码VIN教案首页课程名称汽车构造课时2序号授课班级日期教学方式授课章节第1章发动机基本知识任课教师芮力中教学目的与要求1.掌握四冲程汽油机的工作原理；2.了解四冲程柴油机的工作原理；3.掌握二冲程发动机的工作原理；4.了解发动机的总体构造。重点、难点四冲程汽油机的工作原理；四冲程汽油机与四冲程柴油机的区别；四冲程发动机与二冲程发动机的优缺点；发动机的主要性能指标发动机的总体构造(二大机构、五大系统)主要内容第一节概述（20分钟）讲解热机的概念，热机的分类，往复活塞式内燃机的6种分类方法。第二节四冲程发动机工作原理（20分钟）讲清压缩比、排量等各种概念，以四冲程汽油机为例，结合示功图讲清其进气、压缩、作功和排气的四个工作过程，四冲程柴油机与汽油机工作原理的区别。第三节二冲程发动机的工作原理（15分钟）重点讲解二冲程汽油发动机的工作原理，二冲程发动机与四冲程发动机的各自优缺点。第四节发动机主要性能指标与特性（25分钟）讲清有效转矩、有效功率、燃油消耗率的概念和发动机转速特性、发动机负荷的含义。第五节发动机的总体构造（15分钟）小结（5分钟）小结本堂课介绍了四冲程发动机工作原理；发动机主要性能指标（有效转矩、有效功率、燃油消耗率等）与特性（发动机转速特性及发动机工作状况）。应了解四冲程柴油机的工作原理；理解二冲程汽油机与柴油机的工作原理；掌握四冲程汽油机的工作原理。作业1.为什么汽、柴油机的压缩比不一样？怎样有效提高发动机的压缩比？2.二冲程发动机与四冲程发动机各自的优缺点有哪些？课后记组长签字：日期：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第一节发动机的分类发动机是将某种能量转变成机械能的机器。（热能－机械能，电能－机械能等）1、按燃料燃烧的位置分：内燃机和外燃机。燃气轮机内燃机往复活塞式活塞式（汽车常用）旋转活塞式按燃料分：汽油机和柴油机等。按冷却方式分：水冷式发动机和风冷式发动机。根据完成一个工作循环活塞的行程数分：四冲程发动机和二冲程发动机。现代汽车用发动机多为往复活塞式内燃机，安是将燃料在气缸内燃烧，使其热能直接转化成机械能的机器。第二节四冲程发动机的工作原理一、单缸发动机的基本结构（结合挂图进行讲解）活塞2置于气缸1中，活塞可在气缸内作往复直线运动，活塞通过连杆2和曲轴4相连，曲轴可绕其轴线旋转。二、基本术语上止点：活塞离曲轴回转中心最远处，也就是活塞上行到的最高位置。下止点：活塞离曲轴回转中心最近处，也就是活塞下行到的最低位置。活塞行程（s）：上、下两止点间的距离。（mm）76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室曲柄半径（R）：与连杆下端（连杆大头）相连的曲柄销中心到曲轴回转中心的距离。（mm）s=2R，曲轴转一周，活塞移动两个行程。气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点之间的容积（L）Vh=(L)式中：D－气缸直径（Cm）发动机排量（VL）：发动机所有气缸的工作容积之和（L）。VL=Vhi式中i－发动机气缸数燃烧室容积(Vc)：活塞在上止点时，活塞上方的空间叫燃烧室，它的容积称为燃烧室容积。气缸总容积(Va)：活塞在下止点时，活塞上方的容积。Va＝Vc＋Vh压缩比（ε）：气缸总容积与燃烧室容积的比值。它表示活塞由下止点到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内气体压力和温度就越高。汽油机ε：6～10；柴油机ε：15～22。发动机工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化成机械能的一系列连续过程（进气、压缩、作功和排气）称为发动机的工作循环。活塞往复两（四）个行程完成一个工作循环的称为二（四）冲程发动机。三、四冲程汽油机的工作原理：1.进气行程76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时进气门开启，排气门关闭。活塞移动过程中，活塞上方的容积逐渐增大，气缸内的压力降到大气压力以下，在气缸内形成一定的真空吸力。于是在化油器中形成的可燃混合气通过进气门被吸入气缸。至活塞到达下止点时进气门关闭，停止进气，进气行程终止。由于进气系统有阻力，所以进气行程终了时，气缸内气体压力低于大气压力约为0.075～0.09MPa。一个物理大气压力＝1.01325×105Pa。气体温度约为370～400K(K=273.5+℃)。2.压缩行程在压缩行程中，进、气门均处于关闭状态。当进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动。活塞上部容积逐渐减小，可燃混合气被压缩，活塞上行到上止点时，压缩结束，压缩行程结束。在压缩行程中，气体压力和温度同时升高，压缩终了时，气缸内气体全被压缩到活塞上方的很小空间，即燃烧室中。气缸内压力约为0.6～1.2MPa，温度可达600～700K。远高于汽油的点燃温度（约263K），因而容易被点燃。压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度也越快，发动机发出的功率也越大。但是压缩比过大，会引起爆燃和表面点火现象。爆燃：由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播。爆燃的危害：产生尖锐的敲缸声，会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加，以及造成机件损坏。3.作功行程在这个行程中，进、排气仍旧处于关闭位置。在压缩行程末即活塞运动到接近上止点时，火花塞跳火产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高（最高压力约为3～5MPa,最高温度约为2200K～2800K）气体膨胀，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功。除了用于维持发动机本身继续运转外，其余即用于对外做功。活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，到活塞运动到下止点时，曲轴转过第三个半圈，作功行程结束。4.排气行程可燃混合气燃烧产生的废气必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。当作功行程接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，气体依靠自身的压力排出一部分。活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞上行到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。。曲轴继续旋转，活塞又从上止点向下止点运动，又开始进行下一个工作循环。四、四冲程柴油机的工作原理四冲程柴油机和四冲程汽油机的工作过程相同，每一个工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气四个行程。但由于柴油机的燃料是柴油，柴油与汽油相比，其粘度大，不易蒸发，自燃温度低。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室进气行程：它不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。压缩行程：不同于汽油机的是压缩的是纯空气，且由于柴油机压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高。（3～5MPa，800～1000K）作功行程：柴油泵将高压柴油经喷油器喷入气缸内迅速汽化并与高温空气形成混合气，自行发火燃烧膨胀作功。（自燃温度500K左右）排气行程：与汽油机相同。第四节发动机的总体构造汽油机由两大机构、五大系统组成，柴油机由两大机构、四大系统组成（没有点火系）。下面我们以EQ1090E型汽车用的EQ6100-1发动机为例分析汽油机的构造。曲柄连杆机构：包括机体组、活塞、连杆、飞轮和曲轴等。它将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。配气机构：包括进气门、排气门、挺柱、推杆、摇臂、凸轮轴以及凸轮轴正时齿轮。作用是使可燃混合气及时进入气缸并及时彻底把废气排出气缸。供给系：供给系包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等。柴油机有喷油泵和喷油器。作用是：把汽油和空气混合成成分合适的可燃混合气供入气缸，燃烧作功，并将燃烧生成的废气排出发动机。点火系（汽油机特有）包括蓄电池、发电机、分电器、点火线圈、火花塞等。作用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的可燃混合气。冷却系：包括水泵、散热器、风扇、分水管、水套、放水阀（水冷式）等。风冷式主要由风扇和散热器片组成。作用是带走机件多余的热量，保证发动机正常工作。润滑系：包括油底壳、机油泵、集滤器、机油粗滤器、机油细滤器、润滑油道。其作用是润滑机件、并辅助起到清洁和冷却的作用。起动系：包括起动机及其附属装置，用以使静止的发动机起动并转入自行运转。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室教案首页课程名称汽车构造课时6序号授课班级日期教学方式授课章节第2章曲柄连杆机构任课教师芮力中教学目的与要求使学生了解本课程所学的主要内容以及本课程所需要的基础知识，掌握驱动桥的构造、类型和功能。重点、难点1.了解曲柄连杆机构的功用与组成；2.掌握气缸体的结构类型、气缸的结构特点等。3.活塞连杆组的作用及组成；4．活塞、活塞环、连杆、活塞销的构造及材质；5．曲轴飞轮组的作用与组成，曲轴、飞轮的构造及材料；6.曲拐的布置与发动机作功顺序之间的关系。主要内容机体组（45分钟）主要讲解气缸体的构造、要求、材料，三种结构形式；气缸体的冷却方式；气缸排列形式及其优缺点，缸套材质、种类、定位方式；气缸盖的功用、分类及适用的发动机，材料；气缸垫种类；油底壳结构；发动机支承方法。活塞连杆组（50分钟）主要讲解活塞连杆组的组成，活塞、活塞环、活塞销、连杆的作用、要求、结构、材料等。讲清活塞断面形状的原因、活塞环矩形环泵油的原理，扭曲环的作用，连杆平切口与斜切口的区别、连杆盖定位方法等。曲轴飞轮组（45分钟）主要讲解曲轴、飞轮的功用、构早、材料等。讲清曲轴曲柄数、全支承的主轴颈数与排列形式及气缸数的关系、曲轴平衡重的目的、发动机曲拐布置和发火次序。其他………小结曲柄连杆机构的概述；应了解曲柄连杆机构的功用与组成；掌握气缸体的结构类型、气缸的结构特点。应了解活塞连杆组的作用及组成；掌握活塞环和铝合金活塞的结构特点。掌握曲轴飞轮组的作用及组成；理解发动机曲拐布置和发火次序的关系。作业1.为什么大多数汽缸要用汽缸套？比较干式/湿式汽缸套的区别和特点。2.活塞的作用是什么？活塞环分几种？P34.思考与练习课后记76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室组长签字：日期：第一节概述一、曲柄连杆机构的作用：将燃料燃烧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、柄连杆机构的组成：机体组：主要包括气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫等不动件。活塞连杆组：主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件。曲轴飞轮组：主要包括曲轴、扭转减振器、飞轮等。第二节机体组机体是发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内部和外部安装着发动机的所有主要零件和附件，并且承受各种载荷。机体组主要由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫组成。一、缸体与曲轴箱（一）、结构型式与功用：气缸体是气缸的壳体，曲轴箱是支承曲轴作旋转运动的壳体，二者组成了发动机的机体。1、气缸体的结构型式：（结合挂图）气缸体作为发动机各个机构和系统的装配基体，就具有足够的刚度和强度。其具体结构型式（如下图）分为三种：1）一般式（平分式）――发动机的曲轴轴线与气缸体下表面在同一平面。重量轻，加工方便，但刚度小。多用于中小型发动机如：BJ2020汽车用发动机。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室2）龙门式――气缸体下表面在曲轴轴线以下。强度刚度好，承受载荷大，工艺性差，加工较困难。广泛应用于大中型发动机上，如CA6102、EQ6100以及捷达、富康、桑塔纳轿车用发动机等。3）、隧道式――曲轴的主轴承孔为整体式，采用滚动轴承。刚度和强度比龙门式还好，加工精度高，制造困难。主要用在载荷较大的柴油车发动机上。2、气缸体的具体结构：（结合挂图）1）气缸：气缸体上半部一个或若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔。气缸的排列型式：a、单列式――各气缸排成一列，垂直布置。单列式多缸发动机气缸体结构简单，加工容易，但长度和高度较大。一般用于六缸以下发动机。如CA1091、EQ1090、BJ2023、桑塔纳、天津夏利等。b、V型式――气缸排成两列，夹角γ＜180°与单列式气缸体相比，缩短了长度和高度，增加了气缸体的刚度，减轻了发动机的重量，但加大了发动机的宽度，形状复杂，可工困难。一般用于6缸以上的发动机，如红旗8V100，凌志V8等。C、对置式――气缸排成两列，两列气缸均在同一水平面上。夹角γ＝180°（应用少）。2）、水套：为了保证气缸表面能在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖随时加以冷却。冷却方式有两种：水冷和风冷。发动机用水冷却时，气缸周围和气缸盖中布满充满冷却水的空腔，称为水套。风冷式发动机没有水套，用散热片散热。3）缸套：整体式气缸：气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸，整体式气缸强度和刚度较好，能承受较大的载荷，一般轿车发动机多采用这种整体式气缸。如捷达、富康、桑塔纳轿车等。但对材料要求高，成本也较高。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室气缸体的材料一般采用灰铸铁，为了提高气缸壁的耐磨性，可以用耐磨的优质材料（合金铸铁或合金钢）制成气缸套，然后再装到用价格较低的一般材料（铸铁）制造的气缸体内，这样，不但降低了制造成本，而且气缸套可以从气缸体中取出，便于修理和更换，并可大延长气缸体的使用寿命。干式缸套：缸套外壁不直接与冷却水接触，壁厚较薄，一般为1～3mm。强度和刚度较好，密封好，不易漏水，散热不良加工复杂。汽油机常用。湿式缸套：缸套外壁直接与冷却水接触，壁厚一般为5～9mm。散热性好，加工容易，强度和刚度比干式缸套差，容易产生漏水现象，柴油机常用。二气缸盖与气缸垫一）气缸盖1、作用：气缸盖的主要作用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。2、结构气缸盖的结构随气门的布置型式，冷却方式而有所变化。对于顶置气门式气缸盖上安装有进、排气门座、气门导管也和进排气通道，水冷式装有水套，风冷式有散热片，汽油机安装有火花塞孔，柴油机装有喷油器孔。3、分类：单体气缸盖、块状气缸盖（东风EQ6100）、整体气缸盖(解放CA6102)。4、材料：气缸盖由于形状复杂，一般都用灰铸铁或合金铸铁铸成。少数汽油机气缸盖用铝合金铸造。二）气缸垫气缸垫安装在气缸盖和气缸体之间，其作用是保证气缸盖与气缸体接触面间的密封，防止漏水、漏气、漏油。常用：金属（铜皮或钢皮）－石棉垫。光滑面朝气缸体。三）缸盖的拆装紧固：从中央→四周对称分几次逐步地按规定扭矩进行。最后一次用扭力扳手加到规定扭矩（CA6102：160－200N.m，EQ6100：170－190N.m）。如EQ6100－1型发动机100－140－180N.m。以免损坏气缸垫和发生漏水、漏气现象。拆卸：在冷态下按反方向进行。三、油底壳油底壳的主要作用是贮存冷却机油并封闭曲轴箱。在最低处设有放油塞。油底壳受力小，一般采用薄钢板冲压而成。第一节活塞连杆组活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等机件组成。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室一、活塞（一）功用、工作条件与要求1、功用：活塞的主要作用是承受气缸中气体压力所造成的作用力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞顶部还与气缸盖共同组成燃烧室。2、工作条件：活塞是在高温、高压、高速及润滑和散热均困难的条件下工作的，其工作条件如下：1）气体压力大、工作温度高：活塞顶部在作功行程时，承受着巨大的气体冲击力，汽油机最大可达5Mpa，柴油机可达10Mpa。这样就有数万乃至十几万N的力，突然作用到活塞顶上。高速时每秒钟要发生20～40次，高压加速活塞的磨损和变形。由于活塞顶部直接与高温气体接触，燃气的最高温度可达2500K以上，活塞的温度也很高，可达600～700K。高温使活塞的机械强度下降膨胀量增加。2）速度高：一般汽油机转速为4000～6000r/min，活塞的平均速度可达8～12m/s。活塞运动的大小和方向在不断地变化，引起很大的惯性力，它将使曲柄连杆机构的各零件和轴承承受附加载荷。3）润滑散热困难3、要求：活塞必须具备以下条件：1）要有足够的刚度和强度，传力可靠。2）导热性能好，要耐高压、高温、耐磨损。3）质量小，尽可能地减小往复惯性力。二）、材料汽车发动机目前广泛采用的活塞材料是铝合金。（硅铝合金）有的柴油机采用高级铸铁和耐热钢。铝合金具有质量小、导热性好的优点，缺点是热膨胀系数较大。由，是三）、组成（结合实物和挂图讲解）根据活塞各部分所起作用的不同，活塞可分为顶部、头部、裙部三部分。1、活塞顶部活塞顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力，其形状和大小都与燃烧室的形式有关，根据不同的燃烧室活塞顶部制成不同的形状，发动机活塞顶部常见形状有以下几种：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室1）平顶：汽油机最常用，优点：结构简单、制造容易、受热面积小、顶部应力分部均匀。2）凸顶：凸顶活塞顶部凸起呈球形，其顶部强度高，起导向作用。采用凸顶活塞是为了组成半球形燃烧室，常用在二冲程汽油机上。3）凹顶：凹顶活塞顶部呈凹陷形，凹坑的形状和大小必须有利于可燃混合气的燃烧，通常有双涡流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等。柴油机都采用凹顶活塞。2、活塞头部活塞头部是指活塞顶部与活塞销孔之间的部分。头部一般有三至四道环槽，用以安装活塞环。柴油机压缩比高，一般有4道环槽，上部3道安装气环，最下1道安装油环。汽油机一般有3道环槽，其中有2道气环和1道油环槽。在油环槽底面上钻有许多径向小孔，以便被油环从气缸壁上刮下的机油经过这些小孔流回油底壳。活塞头部的主要作用有：1）承受气体压力，并传给连杆。）与活塞环一起实现气缸的密封。3）将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上。（70％～80％）有的活塞开有隔热槽：部位：第一道环槽上面，较环槽窄。作用：隔断从活塞顶部流下来的部分热流通路，迫使热流方向折转，把原来应由第一道活塞环散走的热量，分散给第二、三环，以消除第一环过热后产生的积炭和卡死在环槽中的可能性。1、活塞裙部活塞裙部是指自油环槽下端面起至活塞底面的部分，它包括安装活塞销的销座孔。其作用是为活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室敲缸：当活塞侧表面碰到气缸壁时，发出噪音，即称活塞敲缸声，当活塞从压缩行程变到作功行程时，侧压力的方向要发生变化，从而产生敲缸声。产生敲缸现象的原因是活塞间隙过大。为了减小活塞裙部受热磨损而产生敲缸现象将活塞裙部做成长轴垂直活塞销的椭圆形。1、活塞销座活塞销座的是活塞通过活塞销与连杆连接的部分，位于活塞裙部的上部，为厚壁圆筒结构，用以安装活塞销。活塞销座的作用是将活塞顶部承受的气体作用力经活塞销传递给连杆。为了限制活塞销的轴向窜动，在活塞销座孔内车有安装弹性卡环的卡环槽。卡环的作用是防止活塞销在工作中发生轴向窜动。二〕活塞环活塞环是具有弹性的开口环，按其作用分为气环和油环两类。1.活塞环的作用a)气环的作用：气环也叫压缩环，用来密封活塞与气缸壁的间隙，防止气缸内的气体窜入油底壳（密封），同时将活塞头部的热量传给气缸壁，再由冷却水或空气带走（导热）；另外还起到刮油和布油的辅助作用，通常发动机有2～3道气环。气环在密封和导热两大作用中密封作用是主要的。b)油环的作用：油环用来刮除气缸壁上多余的机油（刮油），并在气缸壁上铺涂一层均匀的机油膜，这样既可以防止机油窜入气缸燃烧掉，又可以减小活塞、活塞环与气缸壁间的摩擦阻力。此外，油环还起到密封的辅助作用。2.活塞环的材料与表面处理根据活塞环的功用和工作条件，要求活塞环弹性好、强度高、而磨损。目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁（在优质铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素）有的组合油环用弹簧钢片制作。因为第一道环工作条件最恶劣，所以要求最高，一般对于第一道环镀铬。多孔性铬层硬度高，并能贮存少量机油，以改善润滑条件，使环的使用寿命提高2～3倍。其余气环一般镀锡或磷化，以改善磨合性能。3.活塞环的间隙端隙Δ1：又称为开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。多在0.25mm～0.80mm之间，柴油机略大，第一道环大于第二、三道环。为了减少气体的泄漏，安装活塞环时，各道环口就相互错开，如有三道环，各环应沿圆周成120°夹角互相错开；如有四道环，第一、二道环互错180°，第二、三道互错90°，第三、四道环互错180°。侧隙Δ276 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道环因工作温度高，一般为0.04mm～0.10mm,其它气环一般为0.03mm～0.07mm。油环的侧隙较小，一般为0.025mm～0.07mm。背隙Δ3：是活塞及活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部间的间隙，一般为0.5mm～1mm4.气环气环具有切口，具有弹性，在自由状态下其外径大于气缸直径，它与活塞一起装入气缸后，外表面紧贴在气缸壁上，形成第一道密封面，气环被压到环槽面形成第二密封面。气环密封效果一般与气环数量有关，汽油机一般采用2道气环，柴油机多采用3道。5、油环油环分为普通油环（整体式）和组合油环两种。1)、普通油环：普通油环一般是用合金铸铁制造的。为了增加刮油效果，在其外圆面上切有环形槽，槽底开有若干回油用的小孔或窄槽。2）、组合式油环：组合式油环是由起刮油作用的钢片和产生径向、轴向弹力的弹性衬环组成。组合式油环的刮油效果明显好于普通油环，所以组合式油环应用越来越广泛，有取代普通油环之势。三、活塞销一）、功用与工作条件活塞销是用来连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传递给连杆。活塞销是在高温下承受大小和方向都不断变化的冲击性载荷下工作的，润滑条件很差（靠飞溅润滑）。二）、结构与材料活塞销的基本结构为一空心的圆柱体，活塞销的材料一般为低碳钢或低碳合金钢，如20或20Cr、20MnV等再经表面渗碳处理，以提高表面硬度。这样既有较高的表面硬度，耐磨性好，刚度、强度高并保证心部有一定的冲击韧性。三）活塞销的连接方式76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室1、全浮式：全浮式连接就是发动机在正常工作温度下，活塞销在连杆小头及活塞销座孔内部都有合适的配合间隙而能自由转动。这样活塞销的磨损就比较均匀。当采用铝活塞时，活塞销座的热膨胀大于钢活塞销，为了保证高温工作时有正常的工作间隙，销座与销座孔在冷态时为过渡配合，配合间隙极小，甚至有微量过盈。由于销与销座孔在冷态下配合较紧，装配时为了防止损伤销座孔，采用热装合的办法装配，即将铝活塞放到热水或热油中加热，使销座孔胀大，然后迅速将销装入。全浮式活塞销会发生轴向窜动，多在销座孔内装有卡簧。2、半浮式：半浮式连接就是销与销座也和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。其中大多数采用活塞销与连杆小头固定的方法，装配时加热连杆小头后，将销装入，为过盈配合。半浮式配合磨损不均匀，但不会发生轴向窜动，不要安装卡簧。四、连杆（一）组成与功用连杆可分为大头、小头和杆身三部分。其功用是将活塞承受的力传递给曲轴，把活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。（二）工作条件和材料连杆承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞组往复运动时的惯性力。这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。为了满足连杆在刚度和强度方面的要求，一般用中碳钢（45）或合金钢（40Cr）进行锻造，也有的用球墨铸铁制成。（三）组成部分1、连杆小头连杆小头用来安装活塞销，以连接活塞。对于全浮式活塞销，由于工作时小头孔与活塞销之间有相对运动，所以常常在连杆小头内压有青铜衬套。为了润滑活塞销和衬套，在小头和衬套上设有集油孔或铣出集油槽，用来收集发动机运转时被飞溅上来的机油。对于半浮式活塞销与连杆小头是紧配合，所以小头孔内不需要衬套，也不需要润滑。2、杆身杆身通常做成“工”字形断面，且上小下大，以求在取得强度和刚度足够的前提下减小质量。并且能增加抗弯强度。3、连杆大头基本构造：连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，其连接方式有整体式和剖分式，一般做成剖分式。被分开的部分称为连杆盖，连杆盖通过连杆螺栓紧固在连杆大头上。为了防止装配时配对错误，在同一侧刻有配对记号。定位凹坑，油孔。4、轴瓦安装在连杆大头孔中的连杆轴瓦是剖分成两半的滑动轴承，轴瓦是在厚1～3mm的薄钢背的内圆面上浇铸0.3～0.7mm厚的减摩合金层。减摩合金具有保持油膜、减少摩擦阻力和加速磨合的作用。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室为了防止连杆轴瓦在工作中发生转动或轴向移动，在两个轴瓦的剖分面上，分别冲压出高于钢背面的两个定位凸键。为了贮存润滑油，保证可靠润滑在连杆轴瓦内表面上加工有油槽。第四节曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成，如图2－43。一、曲轴一）、功用曲轴是发动机中最重要的机件之一。其功用是把活塞连杆组传来的气体压力转变为旋转的动力并对外输出，另外还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置（如发电机、风扇、水泵、转向油泵等）。二）、工作条件与材料气体在工作时，受到旋转质量的离心力、周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷。因此要求曲轴有足够的刚度、强度和而磨性。目前曲轴大多采用优质中碳钢（如45钢）或中碳合金钢（如45Mn2、40Cr）模锻制成。三）、构造曲轴有整体式和组合式两种。整体式曲轴（如下图所示）主要由三部分组成：①曲轴的前端轴（自由端）1。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室②曲拐部分（一个连杆轴颈＋两端的曲柄＋两端的主轴颈）和平衡重。③曲轴后端（功率输出端）凸缘6。包括：前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后端轴等1、主轴颈和连杆轴颈1）主轴颈主轴颈是曲轴的支承部分。按照曲轴的主轴颈数，可以把曲轴分为全支承曲轴和非全支承曲轴两种。每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈的曲轴称为全支承曲轴，对于直列发动机的全支承曲轴的主轴颈比连杆轴颈数（气缸数）多一个如6（4）缸发动机全支承曲轴有7（5）个主轴颈。V形发动机的全支承曲轴，其主轴颈数等于气缸数的一半多一个。主轴颈数等于或少于连杆轴颈数（气缸数）的曲轴称为非全支承式曲轴。全支承式曲轴刚度和弯曲强度好且减轻了主轴颈的负荷，但长度大，会增加机体的长度，应用于柴油机和大部分汽油机。非全支承式曲轴的结构简单且长度较短，但主轴颈的负荷大。主要应用于小负荷的汽油机。2、曲柄和平衡重曲柄是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。平衡重的作用是平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄等产生的离心力及其力矩，有时也平衡活塞连杆组的往复惯性力及其力矩，以使发动机平稳。平衡重有的与曲柄制成一体，有的则单独制成零件，再用螺钉固定于曲柄上，形成装配式平衡重。平衡重一般装在曲柄的相反方向。一般4缸发动机设置4块平衡重；6缸发动机设置4、6、8块平衡重，有的甚至在每个曲柄均设有平衡重。一般6缸以上的全支承曲轴由于其各曲拐之间能够平衡，故不设平衡重，但在其偏重的一边钻去一部分质量，达到平衡。3、曲拐的布置曲轴的形状和各曲拐的相对位置，取决于缸数、气缸排列方式（直列或V形等）和点火次序。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室安排多缸发动机的点火次序时，应注意使连续作功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承的载荷，同时避免发生进气重叠（即相邻两缸进气门同时开启），以避免影响充气；作功间隔应力求均匀，也就是说，在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应该点火作功一次，而且各缸点火的间隔时间（以曲轴转角表示，称为点火间隔角）应力求均匀。对于缸数为ί的四冲程发动机而言，点火间隔角为720°/ί。1、）四缸发动机：四冲程直列4缸机的点火间隔角为720°/4=180°，其四个曲拐布置在同一平面内。点火顺序为1－2－4－3或1－3－4－2。工作循环如下表：1）六缸发动机四冲程直列6缸发动机的点火间隔角为720°/6=120°，它的6个曲拐分别布置在三个平面内，各平面之间的夹角为120°。它的点火顺序一般为1－5－3－6－2－4。工作循环如下表：4、扭转减振器1）、功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。2）、结构和工作原理：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室汽车发动机常用的曲轴扭转振动器是橡胶摩擦式扭转减振器。其结构如右图：减振器圆盘3用螺栓与皮带轮6用轮毂2紧固在一起，橡胶层4与圆盘及惯性盘5硫化在一起。当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转动的惯性盘便于橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。5、飞轮1）功用飞轮的主要功用是贮存作功行程的能量，有以在其他行程中克服阻力完成发动机的工作循环，使曲轴的旋转速度和输出转矩尽可能均匀，并改善发动机克服短暂超负荷能力，同时将发动机的动力传给离合器。2）结构：重点讲述一、六缸上止点记号，点火的提前角刻度线（汽油机）或供油提前角刻度线（柴油机）。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室教案首页课程名称汽车构造课时6序号授课班级日期教学方式授课章节第3章 配气机构任课教师芮力中教学目的与要求1.了解配气机构的功用、组成、要求和类型以及布置形式和传动形式；2.理解配气相位及气门早开迟闭的意义；3.掌握气门的结构特点；4.了解气门传动组的组成及凸轮配角的概念；5.了解可变气门升程与气门定时（VTEC、VVT-i）重点、难点配气相位及气门早开迟闭的意义进排气门早开迟闭角的大小与发动机转速之间的关系主要内容第一节 配气机构的功用及充气效率（10分钟）主要讲清配气机构的功用，充量系数的概念以及充量系数与发动机充气效率的关系。第二节 气门式配气机构的布置及传动（40分钟）讲清配气机构各种布置及传动形式的区别，现代发动机多采用的凸轮轴顶置布置和齿形带传动形式的原因，机械式气门传动机构有气门间隙的原因等。第三节配气相位（50分钟）讲清配气机构的概念，进排气门早开迟闭的原因，气门重叠角的概念及其大小对发动机性能的影响等。第四节配气机构的零件（30分钟）主要讲清气门组及气门传动组的功用及其组成，气门的构造，凸轮夹角与发火次序的关系等。补充可变配气相位等新的知识。（45分钟）其他…….小结配气机构的功用及充气效率、气门式配气机构的布置及传动、配气相位和凸轮轴的凸轮布置。应掌握配气定时的概念及进排气门早开迟闭的原因。作业1．进排气门为什么要早开晚关？2．VTEC、VVT-i的含义及作用。P50思考与练习课后记组长签字：日期：概述76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室1、功用配气机构的功用是按照发动机的要求适时的开启和关闭各个气缸的进、排气门，使可燃混合气（汽油机）或纯空气（柴油机）及时进入气缸，废气及时排出气缸。2、充气效率新鲜空气或可燃混合气被吸进气缸越多，则发动机可能发出的功率越大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率ηv来表示。充气效率：就是在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量(M)与在进气系统进口状态下可充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量(MO)之比。<1(一般为0.8～0.9)ηV越高，表明进入气缸内的可燃混合气或新鲜空气越多，气体燃烧产生的热量也越大，所以发动机发出的功率也越大。第一节气门式配气机构的布置及传动一、分类1、按气门的布置型式可分为：气门顶置式和气门侧置式。2、按凸轮的布置型式可分为：凸轮轴下置式、中置式和上置式。3、按曲轴和凸轮轴的传动方式分：齿轮式、链条式、齿带式。4、按每缸的气门数分：二气门式、三、四、五气门式。二气门的布置型式1、气门顶置式配气机构：应用最广，其进、排气门都布置在气缸盖上。目前国产车都采用这种配气机构，如解放CA1091、东风EQ1090、一汽奥迪100等汽车。（1）组成：气门组：气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片等气门传动组：摇臂轴、摇臂、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮。（2）工作过程：发动机工作曲轴转动→凸轮轴转动→凸轮顶起挺柱→推动推杆向上运动→通过调整螺钉使摇臂绕摇臂轴摆动→摇臂向下推动气门杆→气门开启，同时气门弹簧压缩。当凸轮轴转动到凸轮凸起部分离开挺柱时，气门在气门弹簧张力的作用下逐渐上移，直至完全关闭。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转两周，各缸的进排气门各开启一次，些时凸轮轴只旋转一周。因此曲轴与凸轮轴传动比为2：1。2.气门侧置式配气机构：其进、排气门都装在气缸体的一侧。直接通过凸轮推动挺柱控制气门的开启。其结构简单，制造方便，但燃烧室结构不紧凑，限制了压缩比的提高，进气阻力大。发动机的动力性、加速性、经济性低。三凸轮轴的布置型式1、下置式：凸轮轴布置在曲轴箱内，应用最广泛。缺点：气门与凸轮轴相距较远，路线长，在高速运动时整个系统容易产生弹性变形，影响气门开、闭的准确性，但曲轴与凸轮轴相距较近，传动方便。2、中置式：为了减小发动机高速运转时的气门传动机构的往复运动质量，将凸轮轴上移，由凸轮直接通过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆。这种结构称为凸轮轴中置式配气机构。3、上置式：上置凸轮轴式配气机构的凸轮轴布置在气缸盖上，这种结构中，凸轮直接通过摇臂来驱动气门。这种传动机构没有挺柱、推杆，使往复运动质量大大减小。因此它适用于高速发动机。但由于凸轮轴离曲轴中心线玩远，传动机构复杂，拆装气缸盖也比较困难。对于柴油机来说安装喷没器也比较困难。还有一种凸轮轴顶置式的配气机构，省去了摇臂，直接用凸轮驱动气门，控制气门的开启。这种配气机构往复运动质量最小。（国外高速汽车上应用广泛）四凸轮轴的传动方式由曲轴到凸轮轴的传动方式有齿轮传动、链传动和齿形皮带传动。1、齿轮传动：凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮。一般从曲轴到凸轮轴的的传动只需一对正时齿轮，必要时可以加装中间齿轮。这了啮合平稳、减小噪声，正时齿轮多用斜齿轮。曲轴正时齿轮用钢制造，而凸轮轴正时齿轮用铸铁或胶木制造，以减小噪声。2、链传动和带传动：链传动特别适用于凸轮轴上置式配气机构，为了防止脱链，一般装有导链板、张紧轮装置。链传动的工作可靠性和耐久性不如齿轮传动。近年来在高速汽车上广泛地用齿形皮带传动代替链传动，显著减小了噪音，且重量轻、成本低、调整简单。如一汽奥迪100。五每缸气门数及其排列方式一般发动机都采用每缸两个气门，即进、排气门各一个。为了提高换气质量，在很多新型发动机上多采用四气门式结构即两进、两排，还有的采用三进两排五气门式。当每缸采用四个气门时，气门的排列方案有两种：1、同名气门排成两列，由一个凸轮通过T形驱动杆同时驱动，并且所有气门都可以由一根凸轮轴驱动。2、同名气门排成一列：用两根凸轮轴驱动。（图3－8）76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第一节气门间隙和配气相位一、气门间隙1、概念：为了保证气门关闭严密，在气门杆尾端与气门驱动组零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙，称为气门间隙。2、原因：发动机工作时，配气机构的各个零件，如气门、挺柱、推杆等都因为受热膨胀而伸长，如果气门及其传动件之间不留间隙，则在热态时，就会因受热膨胀而顶开气门，破坏气门与气门座之间的密封，引起气门关闭不严，造成发动机要压缩和作功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动。为了消除这种现象，留有气门间隙。采用液压挺杆的发动机，在挺杆内的油压、柱塞、弹簧可以自动调整气门间隙，故不要预留气门间隙。如捷达。3、标准值：气门间隙大小一般由发动机制造厂家根据试验确定。一般在冷态时，进气门的间隙为0.25～0.3mm，排气门为0.30～0.35mm。间隙过小，发动机机在热态下可能发生漏气，导致功率下降甚至气门烧坏。间隙过大，传动零件之间以及气门和气门座之间将产生撞击并发出响声，一方面加速磨损，同时也会使气门开启的持续时间减少，影响气缸的进、排气状况。二配气相位1、概念：用曲轴转角表示进、排气门开闭时刻和开启持续时间，即气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气相位。用环形图表示配气相位称为配气相位图（如右）。2、气门早开晚闭的原因：理想的四冲程发动机的进气门应是在活塞上止点时开启、到下止点时关闭，排气门应是在活塞位于下止点时开启、到上止点时关闭，进气时间和排气时间各占180°曲轴转角。但实际上发动机的转速都很高，活塞每一行程历时都很短，假如一台发动机的最大转速为6000r/min，那么一个行程历时公为60/(6000×2)=0.005s。这样短时间的进气或排气进程，往往会使发动机充气不足或排气不净，从而使发动机功率下降。为了保证发动机气缸排气彻底、进气充分，现代发动机都采用通过气门早开晚闭的方法，延长进、排气时间。3、分析配气相位图（1）进气行程：如图所示，在排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，即曲轴转到离曲拐的上止点位置还差一个角度α时，进气门便开启，直到活塞过了下止点重又上行，即曲轴转到超过曲拐下止点位置以后一个角度β76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室时，进气门才关闭。这样，整个进气行程持续时间相当于曲轴转角180°＋α＋β。α角一般为10°～30°，β角一般为40°～80°。进气门提前开启的目的，是为了保证进气行程开始时进气门已开大，新鲜空气或可燃混合气能顺利、充足地充入气缸；而进气门晚关是为了在压缩行程开始时，利用气缸内的压力暂低于大气压，靠进气气流的惯性使新鲜空气或可燃混合气仍能继续进入气缸。（2）排气行程：排气门早开的原因是：当活塞作功行程接近下止点时，可燃混合气的燃烧膨胀已基本结束，但气缸内的气体压力仍有0.3～0.4MPa，利用些压力可使气缸内的废气迅速地自由排出；排气门迟关是由于活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，利用排气流的惯性可使废气继续排出。这样，可以使废气排放得更干净。如图：在作功行程接近终了时，活塞到达下止点前，排气门便开始开启，提前开启的角度γ一般为40°～80°。经过整个排气行程，在活塞越过上止点后，排气门才关闭，排气门关闭的延迟角δ一般为10°～30°。整个排气过程的持续时间相当于曲轴转角180°＋γ＋δ。（3）气门重叠角：由于进气门在上止点前即开启，而排气门在上止点的才关闭，这就出现了一段时间内排气门和进气门同时开启的现象，这种现象称为气门重叠，重叠的曲轴转角称为气门重叠角（α＋δ）。第三节配气机构零件和组件在各种配气机构中，其主要零件都可以分为气门组和气门驱动组两大部分。一、气门组1、组成：气门组包括气门、气门导管、气门座、气门弹簧、气门弹簧座及锁片等。2、作用和要求：气门组的作用是维持气门的关闭，以保证气缸的密封。要求：1）气门头部与气门座贴合严密；2）气门导管与气门杆的上下运动有良好的导向；3）气门弹簧的两端面与气门杆的中心线相垂直，以保证气门头在气门座上不偏斜。4）气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的的运动惯性力，使气门能迅速开闭，并保证气门紧压在气门座上。（一）气门：气门由头部和杆部两部分组成。气门是燃烧室的组成部分，又是气体进、出燃烧室通道的开关，要承受很大的力冲击、温度冲击和高速气流冲击。（二）气门导管1、作用：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室气门导管的功用是起导向作用，保证气门作直线往复运动，使气门与气门座能正确贴合。此外，气门导管还具有导热作用。1、材料：气门导管的工作温度也较高，约200℃，气门杆在导管中运动时，仅靠配气机构飞溅出来的机油进行润滑，因此气门导管易磨损。为了改善润滑性能，气门导管大多数用灰铸铁、球墨铸铁或粉末冶金制造。2、固定：为了防止气门导管在使用过程中松落，对气门导管用卡环定位。气门杆与气门导管之间一般留有0.05～0.12mm间隙，使气门杆能在导管中自由运动。（三）气门座1、作用：气缸盖的进、排气道与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所门锥面的紧密贴合来密封气缸，并接受气门传来的热量。2、材料：气门座可以在气缸盖上直接镗出，因为气门座在高温下工作，磨损严重，有的发动机对气门座有较好的材料（耐热合金钢、合金铸铁等）单独制作一个气门座圈，然后镶嵌到气缸盖上。（四）气门弹簧1、作用和要求：气门弹簧的作用是使气门能自动回位关闭，并保证气门与气门座紧紧贴合，防止气门产生跳动，破坏其密封性。因此气门弹簧应有足够的刚度和安装预紧力。2、结构和材料：气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧，其一端支承在气缸盖（体）上，而另一端则压靠在气门杆端的弹簧座上，气门座用锁片固定在气门杆的末端。气门弹簧一般高碳锰钢、铬钒钢等冷拔钢丝加工后再经热处理制成。二、气门传动组（一）组成：气门传动组是指从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件，包括定时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等。（二）作用：气门传动组的作用是使进、排气门能按配气相位规定的时刻开启，且保证有足够的开度和适当的气门间隙。（三）凸轮轴1、作用和材料：凸轮轴是气门驱动组中最主要的零件，用来驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序，配气相位及气门开度的变化规律等要求。另外，多数汽油机还用它来驱动汽油泵、机油泵、和分电器等。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室凸轮轴一般用优质碳钢或合金钢模锻制成，并经淬火处理。1、构造：（接合实物讲解）凸轮轴主要包括：凸轮和凸轮轴轴颈。对于凸轮轴下置的配气机构凸轮轴上还包括驱动汽油泵的偏心轮、驱动分电器和机油泵的螺旋齿轮。凸轮像似桃子，推动挺柱向上运动。对于四缸发动机同名凸轮的间的夹角为360/4=90°对于六缸发动机同名凸轮间的夹角为360/6=60°。为了防止凸轮轴轴向窜动，凸轮轴上装有轴向定位装置，（止推凸缘）。2、传动方式：1）齿轮传动2）链条传动和齿形皮带传动（四）挺柱1、作用：挺柱是凸轮的从动件，它的作用是将凸轮的推力传给推杆（或气门杆），并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。2、结构和材料：在挺柱的顶部装有调节螺钉，用来调节气门间隙。气门顶置式配气机构的挺柱一般制成筒式，以减轻重量。在大缸径柴油机上的挺杆常做成滚轮式。挺柱常用全多铸铁制造，摩擦表面经热处理后研磨。3、液压挺柱由于热膨胀造成气门关闭不严的问题用预留气门间隙的方法来解决，但气门间隙的存在，配气机构在工作时将产生冲击而产生响声，为了解决这一矛盾，有的发动机上采用了液压挺柱。因其结构复杂，加工精度高，造价较贵，磨损后不能调整只能更换，所以目前在一般的载货车上应用少，主要用于高级轿车上。（五）推杆推杆的作用是将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂，它是气门传动机构中最容易弯曲的零件，要求有很高的刚度。除了缸体和缸盖都是采用铝合金的发动机其推杆是用硬铝制造的外，通常采用冷拔无缝钢管制成一根细长空心杆。杆的两端压入或用焊接并经淬火和精加工的凹、凸球头，上端的球窝与摇臂上的球头相接，下端的球头与挺柱的球窝相配。（六）摇臂和摇臂轴摇臂的功用是将推杆或凸轮传来的力改变方向传给气门使其开启。摇臂是一个以中间孔为支承，两臂不等长的双臂杠杆（其长、短臂的比值约为1.2：1.8），长臂一端用来推动气门。摇臂的短臂上带有调整螺钉（没有使用液压挺柱时），在调整螺钉上带有锁紧螺母，以调整配气机构的气门间隙。螺钉的球头与推杆顶端的凹球座相接触。摇臂内还钻有润滑油道。摇臂一般用45号中碳钢或球墨铸铁精密铸造而成。摇臂通过摇壁衬套空套在摇臂轴上，摇臂轴又支承在安装在气缸盖上的摇臂轴前后端支座上，摇臂轴为空心管状结构。为了防止摇臂的窜动，在摇臂轴上每两摇臂之间都装有弹簧。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室教案首页课程名称汽车构造课时8序号授课班级日期教学方式授课章节第4章汽油机燃料供给系任课教师芮力中教学目的与要求1．了解汽油机供给系的功用，汽油的性质，理解爆燃的含义；2．掌握可燃混合气的形成的形成原理、空然比和过量空气系数的概念；3．了解化油器的基本工作原理。4.掌握电控汽油喷射系统的组成、分类。重点、难点1.空然比和过量空气系数的概念，汽油机不同工况对混合气浓度的要求；2．电控汽油喷射系统的组成与工作原理。3.理解可燃混合气浓度与汽油机性能的关系。主要内容第一节 汽油机的供给系组成及燃料（60分钟）讲清汽油机供给系的组成，汽油的使用性能，辛烷值与汽油标号的关系，理解什么是爆燃。第二节 简单化油器与可燃混合气的形成（80分钟）了解简单化油器的工作原理，讲清混合气浓度的两种表示方法，混合气浓度与汽油机性能的关系以及不同工况对混合气浓度的要求。第三节汽油喷射系统讲清电控汽油喷射系统的组成、分类。（100分钟）其他….小结了解汽油机供给系的功用；理解可燃混合气浓度与汽油机性能的关系；掌握可燃混合气的形成的形成原理、空然比和过量空气系数的概念、汽油喷射系统的组成、分类。作业1.过量空气系数大小对汽油机性能有何影响？2.为什么电控汽油喷射系统取代了化油器装置？课后记组长签字：日期：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第一节汽油机供给系的组成和燃料一、汽油机供给系的作用与组成（一）作用汽油机所用的燃料是汽油。汽油在气缸内燃烧，须先喷成雾状，并进行适当蒸发，与适量空气均匀混合。这种按一定比例混合的汽油与空气的混合物，称为燃混合气。可燃混合气中燃油含量的多少称为可燃混合气的浓度（成分）汽油机燃料供给系的作用是：不断地输送滤清的燃油和清洁的新鲜空气，根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气供入气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀作功，最后，将废气排入大气中。（二）组成一般化油器供给系统由以下装置组成（图4－1）1、汽油供给装置――包括汽油箱12、汽油滤清器7、汽油泵6和油管5等，用以完成汽油的贮存、输送及清洁任务。2、空气供给装置――即空气滤清器1，在轿车上有时还装有进气消声器。主要完成空气的供给和滤清工作。3、可燃混合气的形成装置――化油器34、可燃混合气供给和废气排出装置――包括进气管3、排气管4、和排气消声器10。（三）工作过程汽油：自油箱12→汽油滤清器7（滤去所含杂质和水分）→汽油泵6→化油器2。空气：空气滤清器1（滤去所含灰尘）→化油器2。汽油在化油器中实现雾化和蒸发，并与空气混合形成可燃混合气→进气管3→各个气缸76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室→燃烧膨胀作功。废气：气缸→排气管→排气消声器→大气中。汽油表用来指示油面的高度，以检查油箱的汽油量。从以上过程可知，根据发动机工作的要求配制出不同浓度、不同数量的可燃混合气，是汽油供给系所要解决的主要问题，因些化油器是其中最关键的部件。一、汽油汽油是由200多种碳氢化合物组成的混合物。汽油的主要使用性能指标有：蒸发性、热值、抗爆性。其中抗爆性是最重要的性能指标。1、汽油的蒸发性汽油的蒸发性即汽油蒸发成蒸气的能力。在汽油机中，汽油只有先从液态蒸发成蒸气，并与一定比例的空气混合成为可烯混合气后，才能在气缸内燃烧。对于高速发动机，形成可燃混合气过程的时间很短，一般只有百分之几秒，因此，汽油蒸发性的好坏，即容易蒸发的程度，对于所形成的混合气质量有很大的影响。2、热值燃料的热值是指1Kg燃料完全燃烧后所能产生的热量，汽油的热值约为44000Kj/Kg。3、汽油的抗爆性汽油的搞爆性是指汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力，也就是抵抗自燃的能力。在前面我们讲过，爆燃是汽油机的一种异常燃烧现象，它会引起发动机过热，排气冒烟、油耗增加、功率下降等不良后果。汽油机用抗爆性好的汽油就可以加大压缩比而有会产生爆燃现象。汽油抗爆性能的好坏程度一般用辛烷值表示，辛烷值越高，抗爆性能越好。汽油的标号用汽油的辛烷值来标定。如我们通常说的90号无铅汽油，即说明其研究法辛烷值为90。第二节：汽油供给装置一、汽油箱汽油箱的作用是贮存汽油，其容量一般能使汽车行驶300～600km。普通汽车只有一个油箱。而越野车还设有一个副油箱。以满足军用要求。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室在货车上，汽油箱一般装在车架外侧，驾驶员座下或货箱下面，而轿车的油箱则装在车身的后部。结合图分析CA1091货车的汽油箱：主要分析放油螺栓、油面指示表传感器、出油开关、油箱盖。油箱盖：为了防止汽油在行驶中因振荡而溅出和箱内汽油蒸气的泄出，要对油箱进行密封。一方面，为了防止油面降低后真空度过大，而不能被汽油泵吸出而影响发动机工作；另外，在外界温度高的情况下，汽油蒸气过多，将使箱内压力过大。这样就要求油箱能与大气相通。为此，一般采用装有空气阀和蒸气阀的油箱盖。二汽油滤清器汽油在进入汽油泵之前，必须经过滤清器，除去混入的水分和杂质，否则会引起汽油泵、化油器等部件的故障。结合图4－32讲解汽油滤清器的结构和工作原理。汽油滤清器由外壳、滤芯、和进、出油管接头等组成。当发动机工作时，在汽油泵的作用下，将汽油从汽油箱内吸入油管中，经汽油滤清器过滤，杂质被吸附在滤芯上，过滤后的清洁汽油进入汽油泵。三、汽油泵汽油泵的作用和分类汽油泵的作用是将汽油从油箱中吸出，并以一定压力（一般为30KPa），将汽油送入化油器浮子室中。汽油泵有机械式和电动式两种。第三节简单化油器和可燃混合气的形成由于汽油蒸发性好，自燃点高，粘度小，流动性好，因而汽油机可以将汽油在气缸外部通过化油器初步进行雾化，并与空气按一定比例混合，再在进气过程中适当加热蒸发（汽化），最后在气缸中形成可燃混合气。液体燃料必须在蒸发为气态后才能与空气均匀混合。液体燃油必须在蒸发为气态后才能与空气均匀混合。要使混合气能在很短时间（约0.01～0.02s）内形成，必须先将燃料喷雾成极微小的油滴，使蒸发面积大大增加，并且利用进气系统吸入的空气流的动能来实现汽油的雾化与蒸发。一.简单化油器可燃混合气的形成，是从化油器喷油开始的。简单化油器是现代化油器的基础，为了掌握现代化油器必须先研究简单化油器。（一）简单化油器的组成如右图所示简单化油器主要由带有浮子机构（包括浮子3、针阀2、）和量孔8的浮子室9、喷管4、、喉管5、节气门6以及空气室和混合室组成。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室1）浮子机构用来控制和贮存来自汽油泵的燃油，与汽油泵想配合保持油面的规定高度。浮子多用塑料或胶木制成，能利用其浮力随液面自动升降，使针阀开启或关闭。浮子室与大气相通，其液面压力与大气压力相等，保证化油器正常出油。2）喷管和量孔喷管4的出油口在喉管的咽喉处，其切口应朝下以便喷油，喷口高出浮子室油面2～5mm，以防止燃油溢出。喷管的另一端与浮子室相通，其铜制的油量孔8用来对流出的燃油讲量，量孔流量的多少，取决于量孔的尺寸和量孔内外的压力差的大小。3）喉管它的进口像漏斗，出口像喇叭，直径最小处是咽喉。它用来增大气流的速度，使喉管出口处产生吸油真空度，克服与液面的高度差而喷油。又因气流速度大于燃油流出的速度25倍，燃油被吹散雾化。当节气门开到最大位置时，化油器的充气量就完全由喉管的大小来决定了。因此，不同排量和转速的发动机，喉管尺寸的大小是不同的。4）节气门节气门的作用是控制流入汽油机燃烧室的可燃混合气的流量，改变发动机的功率。它是一个椭圆形的片状蝶形阀门，节气门安装在喉管的上体上，它可以绕其短轴来回转动一定角度。节气门关闭时略成10°倾斜，全开时有80°的转角范围。在汽车上油门踏板通过拉线与化油器节气门相连，由驾驶员根据道路的情况和行驶要求来控制节气门的开启位置，即控制流入汽油机气缸内的可燃混合气量。以发动机转速不变的情况下，当节气门的开度加大时，就有较多的可燃混合气进入气缸，发动机的输出功率增加；反之节气门开度减小时，进入气缸内的可燃混合气量减少，汽油机的输出功率随之降低。但进气量的大小并不与节气门的开启角度成正比。5)空气室和混合气室喉管咽喉处以上为空气室，以下到节气门轴为混合室。它是燃油初步被粉碎并开始与空气混合的地方，可燃混合气的形成是从这里开始的。（一）可燃混合气的形成过程发动机在运转时，空气经滤清器过滤进入喉管，流速发生改变，在喉管主喷渍油嘴与浮子室油面之间形成压差，汽油从浮子室经经主量孔同主喷油嘴喷出，与空气混合，混合气沿进气管进入气缸内燃烧。可燃混合气是在o．02s～o．04s极短的时间内形成的。它始于化油器的混合室，持续于进气管和气缸中，直到压缩行程结束才算完成。它是一个复杂的物理变化过程，从开始雾化到全部汽化，可分为三个阶段：1．最初阶段在化油器中。燃油从喷管喷出；并在高速空气流的冲击下分散成大小不等的雾状颗粒，这些雾化了的燃油在混合室与空气初步混合。由于压力的降低，促使燃油最易挥发的部分首先自油粒表面开始蒸发，造成小部分燃油汽化。2．持续阶段76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室在进气管中。当这些大部分雾化、小部分汽化的燃油和空气的混合物流经进气管时，一部分颗粒大的油粒由于相互碰撞会集结在进气管壁上形成油膜，并缓慢流向气缸。这些油膜和急速流动的油粒，由于进气管的降压作用、高速气流的冲刷以及进气管的加热作用，不断地蒸发汽化。为了加快这一过程，汽油机的进气管多利用排气管的热量进行加热。有的在油膜最厚处制有加热套，用废气或冷却系中的热水进行加热。但应看到，由于受热时间很短，而且考虑到发动机充气效率，对进气管加热的温度不能很高，因而进入气缸前，仍有一部分燃油没有汽化。3．最后阶段在气缸中。进入气缸的混合物有三种状态，即油气、油粒、油膜。它与高温机件(气缸、活塞顶、气门)以及上一循环残留的高温废气相接触被加热，并由于进气涡流和压缩涡流的搅拌作用，才使混合物全部或几乎全部汽化，形成可燃混合气。第三节可燃混合气成分与汽油机性能的关系可燃混合气是指空气与燃料的混合物，其成分对发动机的动力性、经济性与排放性都有很大的影响。一、可燃混合气成分的表示方法1、空燃比（A/F）空燃比就是混合气中空气质量（kg）与燃油质量（kg）的比值，即：l理论混合气：理论上1kg汽油完全燃烧需14.7kg空气，即空燃比（A/F）为14.7，这种空燃比的混合气称为理论混合气（或标准混合气）。l稀混合气：空燃比（A/F）大于理论燃比即＞14.7的称为稀混合气。l浓混合气：空燃比（A/F）小于理论燃比即＜14.7的称为浓混合气。不同的燃料其理论空燃比是不同的。2、过量空气系数Фa过量空气系数是指燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧时所需要的空气质量之比。即：l理论混合气：如汽油1kg与空气14.7kg混合后进入气缸燃烧，则，这种混合气称为理论混合气（标准混合气）。l稀混合气：凡Фa＞1的混合气称为稀混合气。l浓混合气：凡Фa＜1的混合气称为浓混合气。过量空气表示方法对于任何燃料都适用。二不同成分的混合气对发动机动力性和经济性的影响1、标准混合气（Фa＝1）76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室这只是理论上完全燃烧的混合比，实际上由于混合时间和空间的限制这种成分的混合气在气缸中不能得到完全的燃烧。即标准混合气在实际中是不存在的。2．稀混合气（Фa＞1)为实际上可能完全燃烧的混合气，它可保证所有汽油分子获得足够的空气而完全燃烧。因而经济性最好，故称经济成分混合气，Фa值多在1.05～1.15范围内。但是空气过量后燃烧速度减小，热量损失加大，平均有效压力和发动机功率稍有下降。若混合气过稀时(Фa>1．15)，因空气量过多，燃烧速度减小，热量损失加大，导致发动机过热、加速性能变坏、化油器回火、排气管中出现突噜声。3．浓混合气(Фa<1)因汽油的含量较多，汽油分子密集，火焰传播快，它可保证汽油分子迅速找到空气中的氧分于相结合而燃烧。。值在0.85～0.95范围内时，燃烧速度最快，热量损失小，平均有效压力和发动机功率大。因此，又称功率成分混合气。但是，浓混合气燃烧不完全，经济性降低。过浓的混合气(Фa1.4)时，虽能着火，但火焰无法传播，将导致发动机熄火，此Фa值为燃烧上限值和下限值。从上表可知，如果要使发动机发了较大功率，动力性好，就使用稍浓的混合气，这样耗油量要大些，即要牺牲一点经济性。如果要耗油率低，经济性好，则要使用稍稀的混合气，这就要牺牲一点功率。混合气过浓或过稀动力性和经济性都不理想；混合气成分在0.88～1.11范围内最有利，不获得动力性就获得经济性，或两者都较好。第三节：化油器的各工作系统76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室化油器主要由主供油系统、怠速系统、加浓系统、加速系统、起动系统等部分组成，在这些系统的单独或协同作用下，保证了化油器在发动机的各种工况下，均能够提供合适的可燃混合气，下面我们分别来介绍以上五大系统的结构和工作原理。一、主供油系统（一）作用保证发动机正常工作时（中小负荷），供给随节气门开度增大而逐渐变稀的混合气（Фa=0.8～1.1）。除怠速工况和极小负荷工况外，其他各种工况都未停止供油，故称主供油系统。（二）构造主供油的结构方案很多，（调节燃油量、调节空气量、燃油和空气量同时调节）目前采用最广泛、最成功的方案是降低主量孔外面真空度的补偿方案。具体结构如图4－6所示：主要由主量孔、空气量孔、通气管和主喷管组成。这种装置最大的特点是在简单化油器的基础上加设了通气管3，管3上设有控制渗入空气流量的空气量孔2。加设空气量孔的目的在于引入少量的空气，适当降低吸油的真空度，借以适当地抑制汽油流量的增长率，使混合气的规律变为由浓变稀，以符合理想化油器的特性要求。（一）工作原理当发动机不工作时，主喷管、通气管、浮子室的油面是等高的，各处的压力是相等的即：P0=Pk=Ph。当发动机进入中小负荷时：1）随着节气门开度的增大，喉管的真空度ΔPh增大，当ΔPh增大到能够克服高度差后，汽油开始喷出。由于喷管尺寸大于主量孔，通气管中的油面下降，空气通过空气量孔流入通气管，并渗入油池中形成气泡，随油流经主喷管喷入喉管。可见，最初供油的瞬间，混合气是浓的成分，同简单化油器。随后发生了两种变化：（1）喷出物体不再是液体，而是泡沫，有利于吹散雾化和蒸发；（2）通气管的压力发生了变化，降低了吸油真空度，使出油量开始得到抑制和减少。2）由于空气室流经空气量孔2进入通气管时有压力损失，所有主量孔处的气压Pk小于大气压力P0但却大于喉管处气压Ph，即Ph＜Pk＜P0这时决定通过主量孔1的汽油流量的压力差不再是P0-Ph=ΔPh,而是通气管中的真空度ΔPk=P0-Pk＜ΔPh，所以出油量比没有空气量孔时要少，混合气变稀。由此可知，降低主量孔外面真空度的实质，是降低了汽油流出的流速和流量。在使用过程中，主量孔的冲刷磨损和堵塞，空气量孔的捅大或堵塞，都会使特性变坏。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室一、怠速系统（一）作用怠速系统的功用是保证在怠速（600r/min～800r/min）和很小负荷时供给Фa=0.6～0.8的少而浓的混合气，燃油量为正常工况的10％。在发动机热起动过程中、短暂停车、更换变速器档位时短时间使用。怠速时节气门接近全关，其前方喉管处的真空度很低，不可能将汽油从主喷管中吸出。但节气门后面的真空度ΔPx却很高（0.05Mpa左右），可利用这个条件，另外设一个油道，其喷孔设在节气门的后面，利用ΔPx将汽油从浮子经主量孔吸入油道，再从喷孔喷出。（二）构造典型的怠速系统如图4－7a所示。它由怠速喷口3、怠速调整螺钉4、怠速过渡孔5、怠速量孔8、怠速空气孔6、怠速油道7及限止螺钉2等组成。结合图4－7a讲述各部件的作用。（一）工作过程发动机怠速时，怠速喷口3处的真空度为ΔPx＝P0-Px，在ΔPx的作用下，浮子室中的汽油经主量孔和怠速量孔8，流入怠速油道7，与从怠速空气量孔6进入的空气混合成泡沫状的没液自怠速喷口喷出。喷出的泡沫状的汽油受到调整流过节气门边缘的空气的冲击，再次地雾化，因为有极少量空气从怠速空气量孔6渗入，所以怠速油道7中的真空度ΔPxx＝P0-Pxx，便小于节气门后面的真空度ΔPx，实际上决定通过怠速量孔的汽油流量的是怠速通道真空度ΔPxx。引入少量空气是必要的，因为节气门后面的真空度太大，而怠速时所需油量却很少。发动机由怠速向小负荷过渡，是靠主供油系统和怠速系统的协同工作来实现的。这个过渡过程可分为四个阶段：1、低怠速时，节气门开度很小，节气门处在怠速喷孔和过渡喷孔之间。此时，主供油系统和过渡喷口都不供油，只有怠速喷口有油喷出。主喷管中的油面降低，过渡喷口有空气进入，使汽油泡沫化。2、高怠速时，节气门开度加大，节气门处在怠速喷孔和过渡喷孔之前，二者同时喷油，主喷管中的油面回升。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室3、联合供油，交接过渡节气门开度进一步开大时，由于喉管真空度ΔPh增大，主供油系统开始喷油，进入了小负荷工况。这样“三孔”同时喷油，主供油系统和怠速系统同时工作。4、彻底交接、怠速停止供油当节气门开度更大时，发动机即进入了中等负荷工况。由于ΔPx的降你低，怠速喷孔和过渡喷孔停止供油，由主供油装置单独供油。（四）怠速的调整怠速工况是少而浓的混合气，燃烧又不完全，排气中的CO和HC含量高。怠速时运转的稳定性、过渡性和排放污染程度，决定于怠速调节的好坏。为了减少污染可将怠速提高到800r/min左右，混合气浓度提高到Фa=0.8～0.9。1、速调整螺钉4用以调节流出喷孔的泡沫量，因而就改变了混合气的成分。拧入时出油量减少，混合气变稀，但偏稀时易熄火，过渡性不好；拧出时出油量增多，混合气变浓，但偏浓时油耗增大，排放污染严重。2、限止螺钉，用以调整节气门的最小开度和空气量，从而改变怠速的高低。拧入时开度加大，转速升高，油耗量加大。拧出时开度减小，转速降低，油耗量减小。两个螺钉配合交替进行调节来改变混合气的质和量，以保证发动机的最低稳定转速和最小的油耗量及最轻的排气污染。一、加浓系统（省油器）由于主供油系统的作用，化油器供给的混合气是随负荷的增加而变稀的，即使在大负荷范围直到全负荷时，也是如此。这就不能满足大负荷时的加浓要求，不能保证发动机不足够的动力性。为此，化油器加装了一加浓系统，当发动机负荷增大到85％以上时，加浓系统起作用，额外供给部分燃油，以得到较浓的混合气（Фa=0.9）使发动机发出最大功率，以克服较大的外部阻力或长时间的加速行驶。此时的总供油量比在中小负荷时多15％～20％。有了加浓系统后，可使主供油系统在很大的范围内以经济混合气成分工作，达到省油的目的，故加浓系统又名省油器。根据结构和工作原理的不同，加浓系统可分为机械加浓和真空加浓两种。（二）机械式加浓系统1、构造如图4－9a所示，机械式系统是在浮子室内装有加浓量孔1和加浓阀3。加浓量孔1与主量孔2并联。加浓阀3上方有推杆4，与拉杆5固连为一体。拉杆又通过摇臂6与节气门轴相连。2、工作原理1）发动机未进入大负荷时节气门开启，摇臂6转动，带动拉杆5和推杆4同时向下移动。由于推杆4到加浓阀3有一定距离，在中小负荷开度时压不着加浓阀。因此，加浓阀处于关闭状态。1）当发动机进入大负荷时76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室这时节气门开度达到80％～85％时，推杆4开始压开加浓阀3，额外的燃油从浮子室经加浓量孔1流入主喷管，与从主量孔2流出的燃油汇合，一起由主喷管喷出。这样，便增加了汽油的供给量，使混合气变浓。当节气门开度减小时，拉杆和推杆上移，加浓阀在弹簧的作用下关闭进油口，加浓系统不起作用。这种加浓系统起作用的时刻只与节气门的开度有关，也就是只与负荷有关，而与发动机的转速无关。（一）真空式加浓系统在一定的真空度条件下起作用的加浓系统称为真空式加浓系统。真空式加浓系统有活塞式和膜片式两种，我们只一起来学习应用最为广泛的活塞式真空加浓系统。1、构造图4－9b是活塞式真空加浓系统，推杆4与位于空气缸内中的活塞10相连，在推杆上装有弹簧7。空气缸的下方借空气通道与喉管前面的空间连通，空气缸的上方有空气通道11通到节气门后面。2、工作原理1）发动机在中小负荷下工作时，喉管前面的压力几乎等于大气压力P0,节气门后面的压力Px则比大气压力P0小很多，真空度较大，在真空度ΔPx＝P0-Px的作用下，克服了活塞10的质量和弹簧7的张力将活塞吸到最高位置。此时的加浓阀其弹簧关闭，加浓系统不起作用。2）发动机进入大负荷时，节气门加大，节气门后面的压力Px增加，这样ΔPx＝P0-Px减小，当减小到不能克服弹力和自重时，活塞在弹簧张力和重力的作用下向下压开加浓阀，额外的燃油经加浓量孔1流入主喷管中，与从主量孔2流出燃油汇合，一起由主喷管喷出，使混合气变浓。.真空式加浓系统起作用的时刻完全取决于节气门后面的真空度ΔPx。只要Δ76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室Px低到一定程度，真空加浓系统就不起作用。一、加速系统（加速泵）（一）作用在节气门突然开大时，及时将一定量的额外燃油一次性地喷入喉管，使混合气临时加浓，使发动机的转速和功率迅速升高，以适应发动机加速的需要。加速系统多为机械驱动，分活塞式和膜片式两种。在此，我们一起来学习应用最为广泛的活塞式加速系统。（二）活塞式加速系统1、构造活塞式加速系统的构造如图4－12所示，它由加速泵、喷管和量孔、驱动件三部分组成。1）加速泵：由活塞2、活塞杆3、加速泵弹簧4、出油阀5、进油阀11等组成。2）加速量孔和喷管它的作用是计量并喷射油柱。3）驱动件它由连动板8、拉杆9通过摇臂与节气门轴相连。当节气门迅速大开时，连动板先压缩弹簧，弹簧再压活塞向下运动而形成弹性驱动。2、工作原理1）当节气门关小时，活塞在泵腔内向上运动，泵腔内产生吸油真空度，出油阀关闭，进油阀开启，燃油从浮子室进入泵腔。2）当节气门缓慢开大时，活塞缓慢向下移动，由于泵腔内油压小，不能将进油阀关闭，于时燃油从进油阀流回浮子室，此时加速泵不起作用。3）节气门迅速开大时，连动板通过弹簧将活塞急速压下，泵腔内油压剧增，使进油阀关闭，具有一定压力的燃油顶开出油阀从喷孔喷出，向化油器额外供油。由于弹簧被压缩，所以当节气门停止运动后，在弹簧的作用下活塞仍可继续下行一段距离，延长了喷油时间。喷油量的多少，决定于活塞行程的大小和泵腔的尺寸;而出油时间的早晚和持续时间的长短决定于弹簧的张力。五、起动系统（一）作用起动系统的作用是在发动机冷态起动时，在化油器内形成极浓的混合气（Фa=0.2～0.6），使进入气缸的混合气中有足够的汽油蒸气，以保证发动机能够顺利起动。（二）构造和工作原理目前广泛应用阻风门式起动系统（如图4－13）。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室教案首页课程名称汽车构造课时6序号授课班级日期教学方式授课章节第5章柴油机燃料供给系任课教师芮力中教学目的与要求1.掌握柴油机供给系的基本组成；2.熟悉柴油机燃烧室混合气形成特点；3.掌握喷油器结构及工作原理。4.了解VE式喷油泵的特点、结构及工作原理，理解液压式喷油提前器的原理。重点、难点1.喷油器结构及工作原理。2．掌握柱塞式喷油泵的泵油原理、柱塞有效供油行程的概念；3．VE式喷油泵的特点、结构及工作原理；4.掌握柱塞泵和VE泵供油量的调节方法和供油定时的调节方法主要内容第一节 柴油机供给系的组成及可燃混合气形成（25分钟）讲解柴油的使用特性、柴油的标号与使用；讲清柴油机混合气形成的特点，供给系的功用及组成，柱塞泵供给系与VE泵供给系组成的区别。第二节输油泵（20分钟）讲解输油泵的构造及其工作原理。第三节喷油器（50分钟）讲解喷油器的功用、构造及原理，讲清孔式喷油器与轴针式喷油器使用区别，与燃烧室的配合等。第四节柱塞式喷油泵（80分钟）讲解柱塞泵的功用、要求，A型柱塞泵的结构及工作原理；讲清柱塞的有效供油行程、供油量的调节方法、供油定时的调节方法、影响供油提前角的因素及最佳供油提前角自动调节方法。第五节VE式分配泵（90分钟）讲解VE泵的特点、结构及工作过程，讲清VE泵柱塞的有效供油行程和液压式喷油提前器的工作原理。其他…….小结掌握两种喷油泵的结构与工作原理，理解影响供油提前角的因素以及两种喷油泵供油量与供油正时的调节方法；作业P86思考与练习课后记组长签字：日期：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第一节　　　概述长途运输车、重型汽车均以柴油机为动力，在一些轻型汽车上也使用了柴油机。如今欧洲的柴油轿车增加很快，是因为柴油机比汽油机有更多的优点。一、柴油机的优点（略）1、压缩比大，柴油机为15～22，而汽油机为6～10。2、热效率较高，柴油机为30％～40％，而汽油机为20％～30％，柴油机能使热能更多地转变为机械能。3、柴油机的燃油消耗率比汽油机低，柴油的价格也比汽油便宜，因此经济性好。4、柴油机没有点火系，油路系统机件精密，故障相对减少，工作可靠性高。5、由于柴油机是将燃油喷入大量的高温空气中进行燃烧，CO和HC的生成量比汽油机少得多，所以排放物污染小，但Nox较多，容易产生碳烟。二、柴油的使用性能及选用。（略）（一）柴油的使用性能指标：1、发火性发火性是指柴油的自燃能力。用十六烷值进行评定。柴油的十六烷值大，发火性能好，容易自燃。2、蒸发性蒸发性是指柴油蒸发汽化的能力。柴油的蒸发性愈好，愈有利于可燃混合气的形成和燃烧。3、低温流动性（凝点）柴油的低温流动性一般用柴油的凝点来评定。凝点是指柴油失去流动性而开始凝固时的温度。我国柴油的牌号是根据凝点编定的10号表示凝点不高于10℃，－35表示凝点不高于－35℃。凝点的高低是选用柴油的主要依据。4、粘度是评定柴油稀稠度的一项指标，它决定柴油的流动性。粘度随温度的变化而变化，温度升高时，粘度减小，流动性增强；反之，当温度降低时，粘度增大，流动性减弱。（二）选用：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室汽车柴油机应选用十六烷值较高、蒸发性较好，凝点和粘度合适、不含水分和机械杂质的柴油。第二节：柴油机供给系的功用、组成以及混合气的形成一、功用完成燃料的贮存、滤清和输送工作，根据柴油机的工作要求，定时、定量、地向燃烧室供给具有一定压力的雾状柴油，与吸入气缸的清洁空气形成可燃混合气进行燃烧，并将燃烧后的废气排入大气。二、组成柴油机燃料供给系由燃料供给、空气供给、混合气形成及废气排出四部分组成。（如图）1、燃油供给由柴油箱、输油泵、低压油管、滤清器、喷油泵、高压油管和喷油器及回油管组成。2、空气供给由空气滤清器、进气管等组成。有的装有增压器。3、混合气的形成燃烧室4、废气的排出由排气管及排气消声器组成。空气的供给与废气的排出部分的结构、功用、原理与汽油机供给系大体相同，本章不再讲述。三、柴油机可燃混合气的形成1、形成方法1）空间雾化混合：将柴油以雾状喷向燃烧室空间，并在空间蒸发形成可燃混合气。（主要的混合方法）76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室2）油膜蒸发混合：将柴油大部分喷到燃烧室壁面上形成油膜，油膜受热并在强烈的旋转气流的作用下，逐渐蒸发，与空气混合形成可燃混合气。2、形成过程在汽油机中，可燃混合气形成过程在化油器中即已开始，并在进气管和气缸中继续进行直到压缩行程终了为止，因此进入汽油机燃烧室的是可燃混合气。而柴油机以柴油为燃料，由于柴油的蒸发性和流动性都比汽油差，因此柴油机不能像汽油机那样在气缸外部形成可燃混合气。柴油机的混合气只能在气缸内部形成，即在接近压缩行程终点时，通过喷油器把柴油喷入燃烧室内，柴油油滴在炽热的空气中受热、蒸发、扩散，并与空气混合形成可燃混合气。3、燃烧室由于柴油机混合气的形成和燃烧是在燃烧室内进行的，所以燃烧室的形状对可燃混合气的形成和燃烧好坏有着直接的影响。根据混合气的形成方式及燃烧室的结构特点，柴油机燃烧室可分为两大类。1）统一式（直接喷射式）燃烧室―—ω形、四角形、球形及U形燃烧室。统一式燃烧室的容积集中于气缸之中，且大部分集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内。2）分开式燃烧室——　涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。分开式燃烧室由位于活塞顶上面的主燃烧室和位于气缸盖内的副燃烧室组成。二者再与一个或两个小通道连通。在以上各燃烧室中球形燃烧室是属于油膜蒸发混合燃烧方式。其它各类燃烧室属于空间雾化混合燃烧方式。而U形燃烧室属于两者兼有的复合式燃烧室。a、ω形燃烧室：由平的气缸盖底面和活塞顶内的ω形凹坑及气缸壁组成。属于直接喷射式燃烧室和空间雾化混合方式。应用最为广泛，品种最多。如东风EA6102D型柴油机、解放6110A型柴油机以及上海柴油机厂生产的6135D型柴油机等均采用ω形燃烧室。b、球形燃烧室：活塞顶的燃烧室呈大半个球形，利用螺旋进气道形成进气涡流。属于油膜蒸发混合燃烧方式，柴油喷射到燃烧室壁面上形成油膜。因其具有制造工艺要求高、起动性能差、排烟严重的缺点，所以只用在缸径为130mm以下的柴油机。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室c、预燃室式燃烧室：整个燃烧室分为两部分：预燃室（V1）位于气缸内；活塞上方为主燃烧室（V2）。所以Vc=V1+V2。属于空间雾化混合方式，喷油嘴安装在预燃室中心线附近，为便于冷起动，多装有电热塞。少部分燃油在预燃室内燃烧，利用这部分燃烧能量将大部分未燃烧的浓混合气高速喷入在主燃烧室，形成强烈的燃烧涡流，在主燃烧室内完全燃烧。第三节柴油滤清器　输油泵　喷油器一、柴油滤清器1、作用：使柴油中的杂质和水分得到过滤，以保证输油泵、喷油泵、喷油器正常工作。柴油滤清器有粗细之分。2、柴油粗滤器：柴油粗滤器一般安装在输油泵之前，用来清除柴油中颗粒较大的杂质。滤芯有片式、网式、纸质式。3、柴油细滤器：柴油细滤器一般安装在输油泵之后，用来清除柴油中的微小杂质。滤芯有毛毡式、金属网式和纸质。二、输油泵1、功用：使燃油具有一定的压力，并能克服滤清器及管道的阻力，保证有足够数量的燃油自油箱供入到喷油泵。其输油量为柴油机最大消耗量的3～4倍。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室2、分类：输油泵主要有活塞式和膜片式两种。其中活塞式输油泵与柱塞式喷油泵配套使用，应用最广。膜片式输油泵与分配式喷油泵配套使用。输油泵一般均安装在喷油泵的壳体上，由喷油泵凸轮轴的偏心轮驱动。3、活塞式输油泵的结构和工作原理活塞式输油泵的结构和工作原理如图所示，活塞式输油泵由机械泵（泵体、活塞、进油阀、出油阀）及手油泵等组成。输油泵活塞将泵体内腔分为上、下两个泵腔。当喷油泵凸轮轴转动时，活塞在顶杆和活塞弹簧的作用下作往复运动。1）工作原理　　准备压油行程　　当偏心轮凸起部分推动顶杆时，克服弹簧的弹力使活塞下行，这时下泵腔油压增高，进油阀关闭，出油阀开启，由于上泵腔的容积增大，原来处于下泵腔的燃油便经油道流到上泵腔。吸油和压油行程　　当偏心轮凸起部分转过后，活塞便在弹簧的作用下向上运动。这时上泵腔油压增高，出油阀关闭，燃油便经出油道流向滤清器；同时，下泵腔由于容积增大，进油阀被推开，燃油从进油管接头进入下泵腔。即活塞向上运动时，同时完成了吸油和向外输油两个过程。2）油量调节调节活塞的行程就可以改变输油泵输出的燃油量。当发动机需要的油量减少时，喷油泵对外供油就少，活塞上泵腔的油压就会增高。弹簧的弹力还没有将活塞推到全行程时便和上泵腔的油压相平衡，因而缩短了活塞行程而减少了输油量；反之，则会增大活塞行程而增加输油量。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室3）手油泵工作　　输油泵上装有手油泵。当柴油机长时间停止工作后，或低压油路中有空气时，可利用手油泵输油或放气。用手油泵泵油时，利用活塞在泵体内抽动，形成一定的真空，进油阀被吸开，柴油被吸入泵体，然后再压入下泵室，并推开出油阀而输出。停止使用手油泵后，应将手柄拧紧在手泵体上，以防止空气渗入油路，影响输油泵工作。三、喷油器喷油器是柴油机燃油供给系中实现燃油喷射的重要部件，它安装在气缸盖的座孔内，其喷油嘴直接和高温燃气接触，工作条件恶劣，是易出故障和易损件之一。1、功用和要求1）功用：喷油器的功用是将喷油泵供给的高压柴油喷散雾化成细微的油滴，合理分布到燃烧室特定的部位。2）要求：喷油器应满足不同类型的燃烧室对喷雾特性的要求。即：1）应具有一定的喷射压力和射程，合适的喷雾锥角和雾化质量；2）喷停要迅速，不发生燃油滴漏现象；3）最好的喷油特性是在每一循环的供油量中，开始喷油少，中期喷油多，后期喷油少。以便工作柔和，改善后期燃烧条件。2、喷油器的工作原理孔式和轴针式喷油器的工作原理相同，如左图所示，圆柱形的针阀杆较粗，起密封导向作用，下端有两个圆锥形面，大的为承压锥面3、小的为密封锥面4。针阀上端用调压弹簧压紧，产生关闭压力P1。从进油道1进入高压油室5的油压作用力，形成一个向上的轴向推力P2，称为开启压力。喷油与停喷的关系式是：喷油泵供油：P2＞P1――喷油；喷油泵停供：P2＜P1――停喷。针阀升程h的大小，决定了喷油量的多少，h＝0.4～0.5mm。3、孔式喷油器的结构孔式喷油器一般由喷油嘴、壳体、调压件三部分组成，如图所示。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室1）喷油嘴　　由针阀11和阀体12组成，通过拧紧螺母10与喷油器壳体9固定在一起。并借助定位销14便喷孔在气缸中保持所定的方位。为保证气缸的密封在针阀体上套有铜锥体保护套。2）壳体　　用来安装调压件和进油管等部件，并利用其定位销将喷油器固装在气缸盖座孔中。为防止细小杂质堵塞喷孔，在进油管接头15中装有滤芯16，利用其磁性吸附金属磨料。3）调压件　是控制和调节喷嘴开启压力的装置。由调压弹簧7、调压螺钉5、护帽3及顶杆8组成。喷油压力可通过调压螺钉5改变调压弹簧的预紧力，并得用护帽3紧固。第三节喷油泵喷油泵又称为高压油泵。它是柴油机燃料供给系中最重要的一个总成。它的工作好坏直接影响柴油机的动力性、经济性和排放净化性能。因此它又被称为柴油机的“心脏”。一、喷油泵的功用和类型。一）、功用：喷油泵接收输油泵送来的低压柴油，根据发动机的不同工况，定时、定量地向喷油器人输送高压柴油。在输送过程中，完成下列任务：1、提高油压（定压）　为使燃油高速喷入燃烧室中，获得好的喷雾质量，须将喷油压力提高到10Mpa以上。2、控制喷油时间（定时）　　按规定的时间喷油和停止喷油。为此，喷油泵凸轮轴的转速和配气机构凸轮轴的转速是一致的。3、控制喷油量（定量）　　根据柴油机的工作情况，改变喷油量的多少，以调节柴油机的转速和功率。二）、类型：喷油泵一般固定在柴油机机体一侧的支架上，由柴油机曲轴通过齿轮驱动。车用柴油机的喷油泵按作用原理的不同，大体分为三类：1、柱塞式喷油泵　性能良好，工作可靠。应用最为广泛，为大多数车用柴油机所采用。2、泵－喷油器式　将喷油泵和喷油器结合为一体，安装在气缸盖上。省掉了高压油管。它多用在二冲程柴油机上。3、转子分配式喷油泵　它依靠转子的旋转，实现燃油的增压和分配。在本章我们只学习应用最为广泛的柱塞式喷油泵。二、柱塞式喷油泵柱塞式喷油泵有A型、B型、P型之分，在此以A型泵为例来介绍柱塞式喷油泵的结构和工作原理。一）柱塞式喷油泵的结构柱塞式喷油泵由泵油机构、供油量调节机构、驱动机构和喷油泵体等部分组成。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室1、泵油机构：在多缸柴油机上，每一个气缸需要一套泵油机构进行供油。这套泵油机构称为分泵，将各分泵组装在同一个喷油泵壳体内，共用一根凸轮轴驱动，并通过调节机构调节供油量，即构成一个喷油泵总成。在泵油机构中最主要的组件是两套精密偶件：1）柱塞和柱塞套是一对精密偶件，经配对研磨后不能互换，要求有高的精度和光洁度和好的耐磨性，其径向间隙为0.002～0.003mm柱塞为一光滑的圆柱体，在其上部铣有螺旋槽或斜槽，并利用直切槽或中心孔使槽和柱塞上端的喷油室相通，以便完成供油任务。柱塞的下部制有安装弹簧座的圆柱体和十字凸块，以便使柱塞能往复运动，调节供油量。柱塞套筒安装在喷油泵壳体座孔内，为了防止柱塞套筒转动，用定位螺钉9固定。柱塞弹簧14的上端通过柱塞弹簧座13支承在喷油泵体上，下端则通过下柱塞弹簧座支承于柱塞尾端。借助柱塞弹簧的预紧力使柱塞始终压紧在挺柱17上的供油定时调节螺钉16上，同时使挺柱的滚轮19始终与喷油泵凸轮21保持接触。2）出油阀和出油阀座76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室也是一对精密偶件，配对研磨后不能互换，其配合间隙为0.01。出油阀是一个单向阀，在弹簧压力作用下，阀上部圆锥面与阀座严密配合，其作用是在停供时，将高压油管与柱塞上端空腔隔绝，防止高压油管内的油倒流入喷油泵内。出油阀偶件位于柱塞偶件的上方，出油阀座的下端面与柱塞套的上端面接触，通过拧紧出油阀紧座3使两者的接触面保持密合。同时，出油阀弹簧将出油阀压紧在出油阀座上。出油阀的下部呈十字断面，既能导向，又能通过柴油。出油阀的锥面下有一个小的圆柱面，称为减压环带，其作用是在供油终了时，使高压油管内的油压迅速下降，避免喷孔处产生滴油现象。当环带落入阀座内时则使上方容积很快增大，压力迅速减小，停喷迅速。2、供油量调节机构喷油泵油量调节机构的功用是，根据柴油机负荷的变化，通过转动柱塞来改变各分泵的供油量。供油量调节机构或由驾驶员直接操纵，或由调速器自动控制。油量调节机构有拨叉式和齿杆式两种。其中A型泵采用齿杆式。齿杆式油量调节机构，由调节齿杆1、调节齿圈2和控制套筒等零件。喷油泵柱塞4下端的十字凸块（榫体）装在控制套筒3的切槽中。控制套筒松套在柱塞套筒上，其上部套有齿圈，并用螺钉夹紧。调节齿圈与调节齿杆相啮合。当驾驶或调速器拉动齿杆时，调节齿圈连同控制套筒带动柱塞相对柱塞套转动，以达到调节供油量的目的。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室3、驱动机构喷油泵的驱动机构包括凸轮轴和挺柱体等传动件。它的作用是推动柱塞往复运动，完成进油、压油和回油过程。凸轮轴的前、后端通过滚动轴承支承在喷油泵体上。凸轮轴上的凸轮数目与缸数相同。凸轮轴一般由曲轴定时齿轮驱动，四冲程柴油机喷油泵凸轮轴的转速与配气机构的凸轮轴相同是曲轴转速的一半，以实现在凸轮轴一转之内向各气缸供油一次。挺柱体部件安装在喷油泵体上的挺柱孔内，其结构如图5—17所示。加长的滚轮销2的两端插入挺柱孔6的定位长槽5中，使挺柱在挺柱孔中只能作上下往复运动，而不能绕其自身的轴线旋转，以避免滚轮与凸轮卡死，滚轮3在滚轮销2上转动。在滚轮与滚轮销之间镶有滚针轴承4，也可镶衬套。在挺柱的顶端拧人供油定时调整螺钉7和锁紧螺母8，4．喷油泵体泵体是喷油泵的基础零件，泵油机构、供油量调节机构和驱动机构等都安装在喷油泵体上，它在工作中承受较大的作用力。因此，泵体应有足够的强度、刚度和良好的密封性。此外，还应该便于拆装、调整和维修。A型喷油泵泵体为整体式，由铝合金硬模铸造而成。其结构紧凑体积小、重量轻。泵体侧面开有窗口，底部用盖板封闭，侧盖和底盖均用螺栓固定，使喷油泵的拆装、调整和维修极为方便。二）柱塞式喷油泵的工作原理工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务，泵油过程可分为以下三个阶段。1、进油过程当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧力的作用下，柱塞向下运动，柱塞上部空间（称为泵油室）产生真空度，当柱塞上端面把柱塞套上的进油孔打开后，充满在油泵上体油道内的柴油经油孔进入泵油室，柱塞运动到下止点，进油结束。2、供油过程76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起滚轮体时，柱塞弹簧被压缩，柱塞向上运动，燃油受压，一部分燃油经油孔流回喷油泵上体油腔。当柱塞顶面遮住套筒上进油孔的上缘时，由于柱塞和套筒的配合间隙很小（0.0015-0.0025mm）使柱塞顶部的泵油室成为一个密封油腔，柱塞继续上升，泵油室内的油压迅速升高，泵油压力>出油阀弹簧力+高压油管剩余压力时，推开出油阀，高压柴油经出油阀进入高压油管，通过喷油器喷入燃烧室。3、回油过程柱塞向上供油，当上行到柱塞上的斜槽（停供边）与套筒上的回油孔相通时，泵油室低压油路便与柱塞头部的中孔和径向孔及斜槽沟通，油压骤然下降，出油阀在弹簧力的作用下迅速关闭，停止供油。此后柱塞还要上行，当凸轮的凸起部分转过去后，在弹簧的作用下，柱塞又下行。此时便开始了下一个循环。柱塞行程：柱塞由下止点移动到上止点所经过的距离称作柱塞行程，也就是喷油泵凸轮的最大升程。柱塞有效行程：柱塞顶面封闭柱塞套油孔到柱塞螺旋槽或斜槽打开柱塞套油孔这段柱塞行程。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室喷油泵并不是在整个柱塞行程内都供油，只是在有效行程内才供油。柱塞有效行程越大，供油持续时间越长，喷油泵每一次的泵油量即循环供油量越多。4、供油量的调节调节柱塞的有效行程就可以改变喷油泵的供油量。当供油量调节机构的调节齿杆拉动柱塞转动时，柱塞上的螺旋槽与柱塞套油孔之间的相对位置发生变化，从而改变了柱塞的有效行程，也就改变了喷油泵的供油量。供油量的调节须在专门的试验台上进行。5、供油定时的调节供油定时：喷油泵对柴油机有正确的供油时刻，而供油时刻用供油提前角表示。供油提前角：指从柱塞顶面封闭柱塞套油孔起到活塞上止点为止，曲轴所转过的角度。供油提前角对柴油机性能有很大的影响，供油提前角无穷大或过小均使柴油机的动力性和经济性恶化。为了保证柴油机有良好的使用性能，必须在最佳供油提前角下工作。当转速和供油量一定时，能获得最大功率和最小燃油消耗率的供油时刻，称为最佳供油提前角，它随转速和负荷的变化而变化，转速越高，负荷越大，最佳供油提前角也越大。多缸喷油泵各缸供油提前角和供油间隔角应该相等，不相等时应该进行调节。调节方法是改变供油定时调整螺钉伸出挺柱体外的高度，旋出时挺柱高度增加，柱塞位置升高，柱寒套油孔提前被封闭，供油提前，即供油提前角增大。欲要大幅度地调节供油提前角，须借助于喷油提前器。6、喷油提前器喷油提前器实际上是喷油泵供油提前角自动调节装置。它安装在喷油泵凸轮轴的前端，有联轴器来驱动。目前应用最为广泛的是机械离心式自动喷油提前器，只能响应柴油机转速的变化进行供油提前角的自动调节。由主动件、从动件和离心件（飞锤）三部分组成。它是一个密封体，内腔充满润滑油。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第三节　调速器一、调速器的功用调速器是一种自动调节装置，它根据柴油机负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够以稳定的转速运行，限制最高转速，防止超速（飞车）并且保持稳定的怠速。在柴油机上增设调速器，是由柴油机的工作特性决定的。汽车柴油机的负荷经常变化，当负荷突然减小时，若不及时减少喷油泵的供油量，柴油机的转速将迅速增高出现“飞车”现象。柴油机性能急剧恶化，并可能造成机件损坏。相反，当负荷突然加大时，若不及时增加喷油泵的供油量，则柴油机的转速将急速下降直至熄火。为了防止飞车和熄火，在柴油机上加装调速器，它能够对柴油机转速的变化作出快速反应，及时调节喷油泵的供油量，保持柴油机稳定运行。二、调速器的分类1、按工作原理分：机械式、气动式、液压式、机械气动复合式，机械液压复合式、电子式等。其是应用最多的是机械式。2、按起作用的转速范围分：　　a、两极式（两速式）―――只在怠速和最高转速起自动调节作用，中、小型柴油机上采用。保持平稳的怠速，防止熄火，又能防止超速（飞车）。中间转速则由驾驶员进行调节。b、全程式（全速式）―――在柴油机工作转速范围内的任何转速起自动调节作用。使柴油机在各种转速下都能稳定运转。多在工况多变和突变的重型柴油机采用。如矿用车，越野车等。三、两速式调速器车用柴油机多用机械离心式两速调速器，与柱塞式喷油泵配套使用。广泛采用的是德国波许公司生产的RQ型调速器。它工作的基本原理是利用飞锤旋转时产生的离心力与调速弹簧张力之间的平衡过程来控制供油拉杆，即控制喷油泵的供油量，达到调速的目的。下面我们以RQ型调速器为例来分析调速器的结构和工作原理。R：表示机械离心式，　　　Q：表示可变杠杆比。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室教案首页课程名称汽车构造课时4序号授课班级日期教学方式授课章节第6章进排气系统和排放控制装置任课教师芮力中教学目的与要求1．了解发动机的有害排放物的成分等知识；2．掌握发动机的有害排放物的控制方法。3．了解车用发动机机械增压和涡轮增压的结构和基本原理。重点、难点1.有害排放物的组成2.有害排放物的控制3.涡轮增压器的结构和工作原理主要内容第一节进气排气装置（30分钟）第二节排气净化装置和废气再循环系统的工作原理（20分钟）第三节EGR系统和后处理系统装置的原理（10分钟）第四节废气涡轮增压器的结构及工作原理（20分钟）其他…..小结应了解发动机排放后处理方法，理解机械增压、废气涡轮增压的原理，掌握有害排放物及其产生机理。作业P93思考与练习课后记组长签字：日期：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第一节排气净化装置一、发动机的有害排放物在大气污染中，由汽车排放所造成的污染占有相当比重，已成为严重的社会公害。汽车的排放污染主要来自四个方面：①尾气占65％以上；②曲轴箱漏出占20％；③化油器蒸发占5％～10％；④汽油箱蒸气占5％。主要有害排放物为一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOx以及其它微料（主要是柴油机）。二、催化转换器催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和Nox转换成对人体无害的气体的一种排气净化装置。常用的催化剂有金属铂、钯或铑。在化学反应过程中，催化剂只促进反应的进行，不是反应物的一部分。催化转换器有氧化催化转换器和三效（元）催化转换器。氧化催化转换器只将排气中的CO和HC氧化为CO2和H2O，因此这种催化转换器也称做二效催化转换器必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才以使其有效地工作。三效（元）催化转换器可同时减少CO、HC和NOx的排放，它以排气中的CO和HC作为还原剂，把NOx还原为氮（N2）和氧(O2)，而CO和HC在还原反应中被氧化为CO2和H2O。汽车上装有催化转换器必须使用无铅汽油，催化装置在柴油车上无法使用。三、柴油机微粒过滤器微粒是柴油机排放的突出问题。对车用柴油机微粒的处理，主要采用过滤法。微粒过滤器的滤芯由多孔陶瓷制造，有较高的过滤效率。在过滤器入口处还加装有一个燃烧器，通过喷油器向燃烧器内喷入少量燃油，并供入二次空气，利用火花塞或电热塞将其点燃，将滞留在滤芯上的微粒烧掉。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室四、排气再循环（EGR）系统EGR――ExhaustGasRecirculation。排气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2，而CO2不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了Nox的生成量。排气再循环是净化排气中NOx的主要方法。第一节　强制式曲轴箱通风系统一、概述在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。这些物质如不及时清除，将加速润滑油变质并使机件受到腐蚀或锈蚀。又因为窜入曲轴箱内的气体中含有HC及其他污染物，所以不准许把这种气体排放到大气中。为此，一般汽车发动机都有曲轴箱通风装置，以便及时将进入曲轴箱内的混合气和废气抽出，使新鲜气体进入曲轴箱，形成不断的对流。曲轴箱通风方式一般有两种，一种是自然通风，另一种是强制通风。现在应用得最多的是强制式曲轴通风系统。二、强制式曲轴箱通风的结构和工作原理强制式曲轴通风系统又称PCV系统。工作原理如图6－9所示，当发动机工作时，进气管真空度作用到PCV阀6，此真空度还吸引新鲜空气经空气滤清器1、滤网2、空气软管3进入气缸盖罩4内，再由气缸盖和机体上的孔道进入曲轴箱。在曲轴箱内，新鲜空气与曲轴箱气体混合并经气－液分离器5、PCV阀6和曲轴箱气体软管7进入进气管8，最后经进气门进入燃烧室烧掉。被气－液分离器分离出来的液体返回曲轴箱。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室三、PCV阀在PCV系统中最重要的控制元件是PCV阀（单向阀），其功用是根据发动机工况的变化自动调节进入气缸的曲轴箱气体的数量。1、动机不工作时，PCV阀关闭。2、发动机在怠速或减速时，因为窜入曲轴箱的气体很少，PCV阀开度很小，但足以使曲轴箱气体流出曲轴箱。3、发动机在中等负荷时，发动机进气歧管内真空度下降，PCV阀在弹簧的张力下离开阀座，使通风量适当增大，保证了曲轴箱内的气体抽出和空气的更新。4、发动机在大负荷时，PCV阀完全打开，通风量最大，保证了曲轴箱内新旧气体的大量对流。第一节涡轮增压涡轮增压是汽车发动机上应用得最为普遍的一种增压方式，在柴油机上应用涡轮增压已经有半个多世纪了。涡轮增压也称废气涡轮增压，它是利用柴油机排气驱动的涡轮机拖动压气机，来提高进气压力增加充气量。涡轮增压器与发动机没有机械的联系。与前两种增压方式相比涡轮增压的优点是经济性好，并可大幅度地降低有害气体的排放和噪声。涡轮增压器由涡轮机2和压气机3构成，如图7－2所示。将发动机排出的废气引入涡轮机，利用废气所包含的能量推动涡轮机叶轮旋转，并带动与其同轴安装的压气机叶轮工作，新鲜空气在压气机内增压后进入气缸(图7—2)。涡轮增压的缺点是低速时转矩增加不多，而且在发动机工况发生变化时，瞬态响应差，致使汽车加速性，特别是低速加速性较差。一、涡轮增压系统76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室涡轮增压系统分为单涡轮增压系统和双涡轮增压系统。只有一个涡轮增压器的增压系统为单涡轮增压系统，（一般应用到四缸发动机上）如图7－9所示。涡轮增压系统除涡轮增压器之外，还包括进气旁通阀1、排气旁通阀9和排气旁通阀控制装置10等。双涡轮增压系统有两个涡轮，这两个涡轮增压器并列布置在排气管中，六个气缸分为两组，分别驱动一个涡轮增压器。这种增压系统加装了中冷器3、谐振室4和增压压力传感器5等。二、涡轮增压器的结构及工作原理。一）结构车用涡轮增压器的结构如图7－11所示，由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体三部分组成。增压器轴5通过两个浮动轴承9支承在中间体14内。中间体内不润滑和冷却轴承的油道，还有防止润滑油泄漏的密封装置。1、离心式压气机离心式压气机由进气道6、压所机叶轮3、无叶式扩压管2及压气机蜗壳1等组成。叶轮包括叶片和轮毂，并由增压器轴带动旋转。压气机的作用是通过叶轮的旋转提高进入空气的流速、压力和温度，然后通过蜗壳引向压气机出口。2、径流式涡轮机涡轮机是将发动机排气的能量转变为机械功的装置。径流式涡轮机由蜗壳、喷管、叶轮和出气道等组成。3、转子76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室涡轮机叶轮、压气机叶轮和密封套等零件安装在增压器轴上，构成涡轮增压转子。转子在工作过程中，高速旋转，因此必须保持转子的平衡。1、增压器轴承现代车用涡轮增压器一般都采用浮动轴承。在增压器工作时，轴承在轴与轴承座之间转动。为了减少轴承的摩擦在轴承的两端加工有布油槽，另外在轴承上还加工有进油孔，以保证止推面的润滑和冷却。一）工作原理废气涡轮增压器主要由涡乾机和压气机(增压器)两大部分组成。涡轮机将柴油机排出的废气能量转变为机械能。压气机则利用涡轮输出的机械能，把空气的压力提高，然后送至气缸内，以达到增压的目的。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室左图为废气涡轮增压器的工作原理图。排气管1接到增压器的涡轮壳4上。柴油机排出的具有一定压力的高温废气经排气管1进入涡轮壳4里的喷嘴环2，由于喷嘴环通过的面积是逐渐收缩的，因而废气的压力和温度下降，速度提高，使它的动能增加。这股高速的废气流，按一定的方向冲击涡轮3，使涡轮高速旋转。废气的压力、温度和速度越高，涡轮转速也越快，通过涡轮的废气最后排人大气。因为涡轮3和离心式压气机叶轮8安装在同一转子轴5上，所以两者同速旋转。经过空气滤清器并吸入压气机壳内的空气，被高速旋转的压气机叶轮甩向叶轮的外缘，使其速度和压力增加，并进入扩压器7。扩压器的形状为进口小出口大，因此气流的流速下降，压力升高，再通过断面由小到大的环形压气机壳9使空气流的压力继续提高，这些被压缩的空气经柴油机进气管10进入气缸，以提高发动机的充气量。三、增压压力的调节在涡轮增压系统中都设有进气旁通阀和排气旁通阀，用以控制增压压力。当增压压力低于限定值时，旁通阀处于关闭状态；当增压压力超过限定值时，增压压力克服膜片弹簧力，旁通阀打开，将一部分排气直接排放到大气中，达到控制增压压力的目的。四、涡轮增压器的润滑及冷却来自发动机润滑系统主油道的机油，经增压器中间体上的机油进口1进入增压器，润滑和冷却增压器轴和轴承。在增压器上装有油封，用来防止机油窜入压气机或涡轮机蜗壳内，如油封损坏，将会导致机油消耗量增加和排气冒蓝烟。在汽油机上，常常在增压器中间体的涡轮机两侧设置冷却水套，并通过软管与发动机冷却系连通来冷却涡轮增压器。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室教案首页课程名称汽车构造课时4序号授课班级日期教学方式授课章节第7章发动机冷却系任课教师芮力中教学目的与要求1．理解水冷系的功用、分类和基本组成；水冷却系冷却强度的调节方法；2．掌握蜡式节温器工作原理和冷却水的大小循环路线；重点、难点1．蜡式节温器工作原理和冷却水的大小循环路线；2．节温器的结构、冷却水路3.润滑油路主要内容第一节冷却系统的功用及组成（25分钟）第二节冷却液的选择和特点（15分钟）第三节散热器（30分钟）第四节冷却风扇（50分钟）第五节节温器（30分钟）第六节水泵（10分钟）其他…..（风冷系）小结理解硅油风扇离合器的工作原理，掌握节温器的原理、冷却系的大小循环系统和冷却水温调节方法；作业P102思考与练习课后记组长签字：日期：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第一节发动机冷却系的功用及组成一、冷却系的作用冷却系的主要功用是把受热零件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。在发动机工作期间，最高温度可达到2500℃，怠速或中等负荷也可达到1000℃以上，这么高的温度使发动机零件爱到强烈的加热。发动机温度过高过低都会对发动机的正常造成不利影响。二、发动机的冷却方式（一）水冷式――以水为介质，热量先由机件传给水，靠水的流动把热量带走后再散入大气中进行冷却。（二）风冷式――以空气为冷却介质，把发动机高温零件的热量直接散入空气进行冷却。因为水冷系具有冷却均匀、效果好、而且发动机运转噪音小的优点，所在在汽车上大多都采用水冷系，只有摩托车和少部分汽车采用风冷系。因此本章只介绍水冷系。水冷式发动机保持正常工作，其冷却水的温度应在80℃～90℃之间，这样才能使零件处于正常的工作温度。三、水冷系的组成76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室目前汽车发动机上采用强制循环式水冷却系，即得用水泵提高冷却水的压力，强制冷却水在发动机中循环流动。它的组成如图8－1所示：基本由水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶（储水箱）、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附属装置等组成。一、却水的循环路线1、小循环：节温器关闭，冷却水不经过散热器而是只在水泵和水套之间流动。这时发动机温度上升。2、大循环：冷却水→水泵增压→分水管10→机体水套9→气缸盖水套7→节温器6→散热器。使发动机水温降低。第二节冷却液冷却液是水与防冻剂的混合物。冷却液用水最好是软水即雨水、河水、自来水等。对于泉水、井水、海水等含盐类矿物质多的硬水，必须进行软化后才能用，否则会在水套和散热器中产生水垢，影响冷却效果。软化方法：加碱。水在0℃时结冰，水结冰后体积增大，会使气缸体、气缸盖或散热器胀裂。所以在冬季的时候必须加防冻液防止冷却水结冰。第三节　散热器一、散热器散热器俗称为水箱，它的作用是将冷却水在水套中所吸收的热量传给外界大气，使水温下降。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室散热器由进水室、出水室、散热器芯以及散热器盖四部分构成。冷却水在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。按照散热器中冷却水流动的方向，可将散热器分为纵流式和横流式两种。散热器芯的结构形式主要有管片式和管带式两种：1、管片式散热器芯由散热管和散热片组成。散热管是焊在进、出水室之间的直管，作为冷却水的通道。在散热管的外面焊有散热片以增加散热面积，增强散热能力，同时还增大了散热器的刚度和强度。管片式散热器的优点是散热面积大、气流阻力小、结构刚度好。2、管带式散热器芯由散热管及波形用热带组成。散热管为扁管并与波形散热带相间地焊在一起。管带式散热器的优点是散热能力强，制造简单，成本低，但是其结构刚度差。散热器一般用导热性好的铜或铝制成。二、散热器盖散热器盖的作用是密封水冷系并调节系统的工作压力。对于闭式冷却系统来说，系统与外界大气不直接相通，所以散热器盖上带有蒸汽－空气阀，使冷却系的压力高于大气压力，冷却水的沸点有所提高。当散热器内压力上升到预定值（130Kpa左右）时，蒸汽阀开启，部分水蒸汽排入大气，避免损坏散热器。当散热器内压力降到一定值（85Kpa左右）时，空气阀打开，散热器与大气相通，防止散热器芯管被大气压坏。三、补偿水桶（储水箱）补偿水桶由塑料制造并用软管与散热器加冷液口上的溢流管连接。其作用是防止冷却液流失并起到消除水冷系中气泡的作用。四、散热器百叶窗76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室百叶窗的作用是通过改变吹过散热器的空气流量来调节发动机的冷却强度，以保证发动机经常在适当的温度范围内工作。当百叶窗关闭时，吹过散热器的空气流量减少，冷却液的温度迅速升高；当打开时，增大吹过散热器的空气流量使冷却液的温度降低。百叶窗由驾驶员通过手柄来操纵其开闭也可用感温器自动控制。第四节冷却风扇一、风扇的功用及结构冷却风扇安装于散热器的后面。风扇一般安装在水泵轴上，并由驱动水泵和发电机的同一根V形皮带传动。风扇的功用是：当风扇旋转时吸进空气，使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加速冷却液的冷却。汽车发动机水冷系多采用风量大、效率高的轴流式风扇。轴流式：风扇旋转时，空气沿着风扇旋转轴的轴线方向流动。在风扇外装设导风罩，使风扇吸进的空气全部通过散热器，以提高风扇效率。二、硅油风扇离合器（略）一）作用风扇是发动机功率的消耗者，最大时约为发动机功率的10％。实验证明水冷系只有25％的时间需要风扇工作，在冬季时间更短。为了降低风扇功率消耗，减少噪声和磨损，防止发动机过冷，在风扇带轮与冷却风扇之间装有风扇离合器。风扇离合器一般有电磁式和硅油式，目前用得最多的是硅油式。二）结构1．硅油风扇离合器的结构76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室如图8—9所示，主动轴11固定在风扇带轮上由曲轴驱动。主动板7紧圃在主动轴的左端随主动轴一起旋转。从动板8、前盖2和壳体9用螺钉连成一体。风扇15固定在壳体上，壳体则通过轴承10支承在主动轴上。在前盏上装有螺旋形双金属感温器4。感沮器的一端固定在前盖上，另一端嵌在阀片传动销5中。前盖与从动板之间的空腔为贮油腔，中贮有高粘度硅油。壳体与从动板之间的空腔为工作腔。从动板上有进油孔A、回油孔6及泄油孔C。三）工作原理1、当发动机在小负荷下工作时，冷却水及通过散热器的气流温度不高，进油孔被阀片6封闭。这贮油腔内的硅油不能进入工作腔，离合器处于分离状态。这时，风扇于停转或空转状态。2、当发动机负荷增加时，冷却液和通过散热器的气流温度随之升高，当超过65℃时，感温器受热变形而带动阀片轴及阀片转过一定的角度，从动板上进油孔被打开，硅油进入工作腔，硅油十分粘稠，主动板得用硅油的粘性带动壳体和风扇转动。风扇离合器接合，风扇转速提高，起到冷却的目的。当发动机负荷减小，流经感温器的气流温度低于35℃时，感温器恢复原状，阀片将进油孔关闭，这时硅油不再进入工作腔，原先进入工作腔中的油液也在离心力的作用下流回贮油腔，直到甩空为止，离合器又处于分离状态。三、电动风扇近年来，有的轿车采用了以蓄电池为动力的电动风扇，其转速与发动机的转速无关。现在红旗CA7220、奥迪100、捷达和桑塔纳等轿车均采用电动风扇，风扇有低速和高速两个档位。风扇转速由温控热敏电阻开关控制。当冷却液温度达到92～97℃时，热敏开关接通低速档，这时风扇转速为2300r/min。当冷却液温度升高到99～105℃时，热敏开关接通高速档，这时风扇转速为2800r/min。当温度降到92～98℃76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室时，风扇电动机恢复低速档，当冷却液温度降到92℃以下时，热敏开关切断电源，风扇停转。第五节　　节温器一、节温的功用节温器是一个控制冷却液流动路径的阀门。它根据冷却液温度的高低，打开或关闭冷却液通向散热器的通道，保证发动机在适宜的温度下工作。二、节温器的结构和工作原理1、分类：节温器分为蜡式和折叠式两种，根据其阀门的多少分单阀式和双阀式。目前大部分汽车上采用蜡式双阀节温器。2、结构：东风EQ6100发动机所用的双阀蜡式节温器的结构如下图所示。上支架与阀座、下支架铆成一体，反推杆的一端紧固在上支架上，而另一端则插入橡胶套的中心孔中。在感温体外壳与橡胶套中间充满石蜡。3、工作原理常温时，石腊呈固态，当冷却液温度低于76℃76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室时，弹簧将主阀门压在阀座上，主阀门完全关闭，也就是说冷却液流向散热器的通道被关闭。同时将副阀门向上带动离开副阀门座，使副阀门开启，此时冷却水经水泵流回发动机进行小循环。使水温长高。当水温升高时，石蜡逐渐变为液态，其体积膨胀，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆端头产生向上的推力。由于反推杆上端是固定的，故反推杆对橡胶套、感温器外壳产生向下的反推力。当水温达76℃时，反推力可以克服弹簧的张力使主阀门打开。水温超过86℃时，主阀门全开，而副阀门全闭，冷却水进行大循环。使冷却水温度降低。当水温在76℃～86℃时，大小循环同时进行。第五节水泵一、水泵的作用水泵是冷却水动力的来源它的作用是对冷却水进行加压，使之在冷却系中循环流动。二、水泵的结构和工作原理目前车用发动机上，绝大多数使用离心式水泵。它主要由水泵壳体1、水泵轴2、叶轮3及进、出水管组成。水泵壳体由铸铁或铝铸制。叶轮由铸铁或塑料制造。进、出水管与水泵壳体铸成一体。它的工作原理如图8－13所示。当水泵叶轮按图示方向旋转时，水泵中的冷却液被叶轮带动起旋转，并在离心力的作用下被甩向水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从出水管流向发动机水套内。与此同时，叶轮中心处压力降低，散热器中的水便经水泵进水管被吸进叶轮中心处。三、水泵的传动水泵一般由曲轴通过皮带传动，传动带环绕在曲轴带轮与水泵带轮之间。有的发动机的水泵由凸轮轴直接驱动。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室教案首页课程名称汽车构造课时4序号授课班级日期教学方式授课章节第8章发动机润滑系任课教师芮力中教学目的与要求1．了解润滑系的作用、发动机主要零件的润滑方式，离心式细滤器的工作原理；2．掌握润滑系的润滑油路。重点、难点1.润滑油路2.润滑系主要部件3.曲轴箱通风主要内容第一节润滑系统的功用及组成（20分钟）第二节润滑剂（10分钟）第三节机油泵（10分钟）第四节机油滤清器（10分钟）其他………小结掌握润滑油的功用曲轴箱通风的作用作业P111思考与练习课后记组长签字：日期：76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第一节润滑系的功用及组成一、润滑系的功用1、润滑发动机润滑系的基本任务就是将润滑油不断地供给各零件的摩擦表面，形成油膜，减小零件的摩擦、磨损和功率消耗。2、清洁通过润滑油的流动将发动机工作时产生的金属磨屑、空气所带入的尘埃及燃烧产生的固体杂质等冲洗下来，带回曲轴箱。3、冷却润滑油的流经零件表面时可吸收其热量，并把部分热量带回到油底壳散入大气中，起到冷却作用。4、密封利用形成的油膜充满在可能漏气的间隙中，减少了气体的泄漏，保证气缸压力，起到密封作用。5、防锈在零件表面开成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈。二、润滑方式由于发动机传动件的工作条件不尽相同，因此，对负荷及相对运动速度不同的传动件采用不同的润滑方式。(1)压力润滑压力润滑是以一定的压力把润滑油供人摩擦表面的润滑方式。这种方式主要用于主轴承、连杆轴承及凸轮轴承等负荷较大的摩擦表面的润滑。(2)飞溅润滑利用发动机工作时运动件溅泼起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式，称飞溅润滑。该方式主要用来润滑负荷较轻的气缸壁面和配气机构的凸轮、挺柱、气门杆以及摇臂等零件的工作表面。(3)润滑脂润滑通过润滑脂嘴定期加注润滑脂来润滑零件的工作表面水泵及发电机轴承等。三、润滑系组成为了实现润滑系的功用，汽车发动机润滑系由下列零部件组成。(1)机油泵其功用是保证润滑油在润滑系内循环流动，并在发动机任何转76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室速下都能以足够高的压力向润滑部位输送足够数量的润滑油。(2)机油滤清器它用来滤除润滑油中的金属磨屑、机械杂质和润滑油氧化物。若这些杂质随同润滑油进入润滑系，将加剧发动机零件的磨损，还可能堵塞油管或油道。(3)机油冷却器在热负荷较高的发动机上装备有机油冷却器，用来降低润滑油的温度。润滑油在循环过程中，由于吸热而温度升高。若润滑油温度过高，则其粘度下降，不利于在摩擦表面形成油膜。此外，还会加速润滑油老化变质，缩短润滑油使用期。(4)油底壳它是存储润滑油的容器。(5)集滤器它是用金属丝编织的滤网中粗大的杂质，防止其进入机油泵。除此之外，润滑系还包括润滑油压力表是润滑系的进口，用来滤除润滑油温度表和润滑油管道等四、润滑系油路现代汽车发动机的润滑系油路大致相同。图9—2所示为桑塔纳轿车Ⅳ型1．8L发动机润滑系示意。在此系统中，曲轴的主轴颈、曲柄销、凸轮轴颈及中间轴(分电器和机油泵的传动轴)颈均采用压力润滑，其余部分则用飞溅润滑或润滑脂润滑。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室当发动机工作时，润滑油从油底壳4经集滤器3被机油泵2送人机油滤清器7。如果油压太高，则润滑油经机油泵上的安全阀6返回机油泵人口。全部润滑油经滤清器滤清之后进入发动机主油道8。滤清器盖上设有旁通阀l，当滤清器堵塞时，润滑油不经过滤清器滤清，而由旁通阀直接进入主油道。润滑油经主油道进入五条分油道9，分别润滑五个主轴承。然后，润滑油经曲轴上的斜油遭，从主轴承流向连杆轴承润滑曲柄销。主油道中的部分润滑油经第6条分油道供人中间轴11的后轴承。中间轴的前轴承由机油滤清器出油口的一条油道供油润滑。主油道的另一条分油道直通凸轮轴轴承润滑油道，此油道也有五个分油道，分别向五个凸轮轴承供油。在凸轮轴轴承润滑油道的后端，也就是整个压力润滑油道的的终端，装有最低机油压力报警开关。当发动机起动后，机油压力较低，最低油压报警开关触点断开，指示灯熄灭。另外，当机油滤清器上也装有润滑油压力开关，当发动机转速超过2150r/min时，机油压力若低于180Kpa，这时开关触点闭合，报警灯闪亮，同时蜂鸣器也鸣响报警。第二节机油泵机油泵的作用是将一定压力和数量的润滑油供到润滑表面。汽车发动机常用的机油泵有齿轮式和转子式两种。一、齿轮式机油泵齿轮式机油泵分外啮合式和内啮合式两种，其工作原理是一样的。在此，我们只学习外啮合式。1、结构在机油泵体6内安装有一对外啮合式齿轮2和5，齿轮的端面由机油泵盖封闭。泵体、泵盖和齿轮的各个齿槽组成工作腔。2工作原理76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室齿轮式机油泵的工作原理如图9－4所示。当齿轮按图示方向旋转时，进油腔1的容积由于轮齿逐渐脱离啮合而增大，腔内产生一定的真空，润滑油从油底经进油口被吸入进油腔，随后又被轮齿带到出油腔。出油腔3的容积由于轮齿逐渐进入啮合而减小，使润滑油压力升高，润滑油经出油口被压入发动机机体上的润滑油道。在发动机工作时，机油泵齿轮不停地旋转，进油腔和出油腔的容积不断地变化，润滑油便连续不断地流入润滑油道，经过滤清之后被送到各润滑部位。二、转子式机油泵1结构转子式机油泵如图9－8所示。主要由内、外转子，机油泵体及机油泵盖等零件组成。内转子固定在机油泵传动轴上，外转子自由地安装在泵体内，并与内转子啮合转动。内外转子之间有一定的偏心距。一般内转子有四个或四个以上的凸齿，外转子的凸齿比内转子多一个。2工作原理转子式机油泵的工作原理如图9－9所示。当机油泵工作时，主要轴带动内转子旋转，内转子则带动外转子朝同一方向转动。内外转子间的接触点将外转子的内腔分成四个工作腔。当某一工作腔转过进油口时，容积增大，产生真空，润滑油经进油口被吸入工作腔内。当该工作腔转过出油口时，容积减小，没压升高，润滑油经出油口被压出进入润滑油道。三、安全阀为了防止油压过高，在润滑油路中高置安全阀或限压阀。一般安全阀装在机油泵或机体的主油道上。当安全阀安装在机油泵上时，如果油压达到规定什，安全阀开启，多余的润滑油返回机油泵进口。如果安全阀安装在主油道上，则当油压达到规定值时，多余的润滑油经过安全阀流回油底壳。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室第二节机油滤清器一、作用机油滤清器的作用是过滤掉进入润滑油中的杂质和胶质，保持润滑油的清洁，延长其使用期限。一般润滑系中装有几个不同滤清能力的滤清器――集滤器、粗滤器和细滤器。分别串联或并联在主油道中（与主油道串联的叫全流式滤清器，与之并联的叫分流式滤清器）。其中粗滤器一串联在主油道中，为全流式；细滤器并联在主油道中，为分流式。二、集滤器集滤器一般为滤网式，装在机油泵之前，滤除较大的机械杂质。集滤器可分为浮式和固定式两种。其中应用较广的是固定式。浮式集滤器漂浮于机油表面吸油，能吸入油面上较清洁的机油，但油面上的泡沫易被吸入，使机油压力降低，润滑欠可靠，目前应用不多。固定式集滤器淹没在油面之下，吸入的机油清洁度较差，但可防止泡沫吸入，润滑可靠，结构简单，逐渐取代浮式集滤器。三、粗滤器粗滤器是用来过滤润滑油中颗粒较大的杂质。粗滤器机油流动阻力小，通常串联在机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器。四、细滤器机油细滤器用来消除微小杂质、胶质和水分。机油流动较大，通常与主油道并联，属于分流式滤清器。76 陇东职业中等专业学校汽车维修教研室76