壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。ε=Va/Vc

現(xiàn)代發(fā)動機(jī)壓縮比一般為6～9(轎車有的達(dá)9～11)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2,用93號汽油（92-95號）。桑塔納2000為9.5，用95（95-100號）曲柄連桿機(jī)構(gòu)

曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并從曲軸對外輸出動力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動。

配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。燃料供給系統(tǒng)汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。潤滑系統(tǒng)潤滑系的功用是向作相對運(yùn)動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。冷卻系統(tǒng)冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。點(diǎn)火系統(tǒng)在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。起動系統(tǒng)要使發(fā)動機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運(yùn)動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機(jī)開始自動地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機(jī)的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機(jī)的起動系。有效扭矩指發(fā)動機(jī)通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩，通常用Me表示，單位為N·m。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸產(chǎn)生的扭矩，并克服了摩擦，驅(qū)動附件等損失之后從曲軸對外輸出的凈扭矩。

有效功率指發(fā)動機(jī)通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動機(jī)的有效功率可以在專用的試驗(yàn)臺上用測功器測定，測出有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速，然后用下面公式計(jì)算出有效功率。

式中：Te

－

有效扭矩，單位為N·m；

n－

曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。

轉(zhuǎn)速指發(fā)動機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。發(fā)動機(jī)產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。按照汽車發(fā)動機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的規(guī)定汽車發(fā)動機(jī)應(yīng)能在額定工況下連續(xù)運(yùn)行300～1000小時(shí)。

燃油消耗率是指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)動機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kW·h，計(jì)算公式如下

式中：GT

－

每小時(shí)的燃油消耗量，kg/h；

Pe

－

有效功率，kW。

很明顯，有效燃油消耗率越小，表示發(fā)動機(jī)曲軸輸出凈功率所消耗的燃油越少，其經(jīng)濟(jì)性越好。通常發(fā)動機(jī)銘牌上給出的有效燃油消耗率ge是最小值。

排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。

如果把汽油發(fā)動機(jī)CO排放量當(dāng)作1的話，則液化氣發(fā)動機(jī)的CO排放量為1/2，而柴油發(fā)動機(jī)的CO排放量為1/100?？梢钥闯?，柴油發(fā)動機(jī)與其有發(fā)動機(jī)相比，其CO排出量要小得多。而且，柴油發(fā)動機(jī)的HC排出量也較少，但NOx排出量則和汽油機(jī)差不多，且會排出令人討厭的黑煙。

速度特性

發(fā)動機(jī)的速度特性指發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)Te，Pe，ge，隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱為速度特性曲線。發(fā)動機(jī)的外特性：節(jié)氣門全開時(shí)的速度特性；部分特性：節(jié)氣門不全開的任意位置所得到的速度特性。發(fā)動機(jī)的外特性代表了發(fā)動機(jī)所具有的最高動力性能。

一般轎車發(fā)動機(jī)的最大輸出扭矩多在3千至4千轉(zhuǎn)/分之間的轉(zhuǎn)速中產(chǎn)生。因此選擇汽車時(shí)，要注意最大扭矩指標(biāo)，數(shù)字愈大愈好，同時(shí)也要考慮最大扭矩輸出時(shí)的轉(zhuǎn)速值，轉(zhuǎn)速越高的汽車對路面的適應(yīng)性就越強(qiáng)，換檔次數(shù)越少2000350048005045322720I、節(jié)氣門全開IIIIIdcbaf發(fā)動機(jī)的工況用功率（或負(fù)荷）與曲軸的轉(zhuǎn)速來表示P第一章發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造基本術(shù)語四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造二沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)的分類單缸發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖§1.1基本術(shù)語Vh=πD2·S×10-6/4（L）VL=Vh×iD——?dú)飧字睆絤mS——活塞行程mm上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發(fā)動機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)工作循環(huán)§1.2四沖程發(fā)動機(jī)的簡單工作原理一、四沖程汽油機(jī)的工作原理1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程1、進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa示功圖大氣壓力線PVra上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。 2、壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600~800K，壓力600~1500kPa3、作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞V示功圖Pra大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPaPVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)4、排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣二、四沖程柴油機(jī)的工作原理吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么相同之處呢？共同特點(diǎn)：

每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。只有作功行程產(chǎn)生動力。不同點(diǎn)

汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點(diǎn)火系無點(diǎn)火系無噴油器有噴油器§1.3二沖程發(fā)動機(jī)的工作原理二沖程發(fā)動機(jī)二沖程汽油發(fā)動機(jī)工作原理二沖程柴油發(fā)動機(jī)工作原理一、二沖程汽油機(jī)工作原理1-進(jìn)氣孔2-排氣孔3-掃氣孔A圖、活塞向上運(yùn)動，將三排孔都關(guān)閉，活塞上部開始壓縮B圖、當(dāng)活塞繼續(xù)上行時(shí)，活塞下方打開了進(jìn)氣孔，可燃混合氣進(jìn)入曲軸箱C圖、接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞點(diǎn)燃混合氣，氣體燃燒膨脹，推動活塞向下運(yùn)動，進(jìn)氣孔關(guān)閉，曲軸箱內(nèi)的混合氣受到壓縮D圖、當(dāng)活塞接近下止點(diǎn)時(shí)，排氣孔打開，排出廢氣，活塞再向下運(yùn)動，換氣孔打開，受到壓縮的混合氣便從曲軸箱經(jīng)進(jìn)氣孔流入氣缸內(nèi)，并掃除廢氣

二、二沖程柴油機(jī)工作原理第一行程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，行程開始前不久，進(jìn)氣孔和排氣門均以開啟，利用從掃氣泵流出的空氣使氣缸換氣。當(dāng)活塞繼續(xù)向上運(yùn)動進(jìn)氣孔被關(guān)閉，排氣門也關(guān)閉，空氣受到壓縮，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，燃油和空氣混合后燃燒，使氣缸內(nèi)壓力增大。第二行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動，開始時(shí)氣體膨脹，推動活塞向下運(yùn)動，對外作功，當(dāng)活塞下行到大約2/3行程時(shí)，排氣門開啟，排出廢氣，氣缸內(nèi)壓力降低，進(jìn)氣孔開啟，進(jìn)行換氣，換氣一直延續(xù)到活塞向上運(yùn)動1/3行程進(jìn)氣孔關(guān)閉結(jié)束。思考二沖程發(fā)動機(jī)與四沖程發(fā)動機(jī)相比，有何優(yōu)點(diǎn)？理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動機(jī)的二倍。由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動部件數(shù)量較少?！?.4發(fā)動機(jī)的分類1、按照所用燃料分類2、按照行程分類3、按照冷卻方式分類4、按照氣缸數(shù)目分類

5、按照氣缸排列方式分類6、按是否采用增壓方式分

多缸發(fā)動機(jī)的工作原理前面介紹的是單缸發(fā)動機(jī)的工作過程，而現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)都是多缸四行程發(fā)動機(jī)，那么，多缸四行程發(fā)動機(jī)與單缸四行程發(fā)動機(jī)的工作過程有什么區(qū)別呢？

就能量轉(zhuǎn)換過程，發(fā)動機(jī)的每一個(gè)氣缸和單缸機(jī)的工作過程是完全一樣的，都要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程。但是單缸發(fā)動機(jī)的四個(gè)行程中只有一個(gè)行程作功，其余三個(gè)行程不作功，即曲軸轉(zhuǎn)兩圈，只有半圈作功，所以運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性較差，功率越大，平穩(wěn)性就越差。為了使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，單缸機(jī)一般都裝有一個(gè)大飛輪。而多缸發(fā)動機(jī)的作功行程是差開的，按照工作順序作功，即曲軸轉(zhuǎn)兩圈交替作功，因此，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小。缸數(shù)越多，作功間隔角越小，同時(shí)參與作功的氣缸越多，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)越平穩(wěn)。多缸機(jī)使用最多的有四缸發(fā)動機(jī)，六缸發(fā)動機(jī)和八缸發(fā)動機(jī)?！?.5發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)燃料供給系五大系統(tǒng)點(diǎn)火系冷卻系潤滑系起動系連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時(shí)齒輪■

配氣機(jī)構(gòu)■曲柄連桿機(jī)構(gòu)搖臂凸輪軸桑塔納發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系示意圖四、發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)和特性動力性能指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)排放性能速度特性負(fù)荷特性

有效扭矩

有效功率轉(zhuǎn)速

燃油消耗率

動力性能指標(biāo)特性內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則首部：為產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時(shí)，由制造廠選用適當(dāng)符號表示表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號CA6102：8V100：表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號CA488：表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號汽油的標(biāo)號及其選用1）根據(jù)汽車生產(chǎn)廠家規(guī)定選用汽油2）根據(jù)發(fā)動機(jī)壓縮比選用汽油。汽油使用的一般的原則是：

壓縮比為7.O-8.0的汽油機(jī)應(yīng)選用90號汽油；

壓縮比在8.0以上的汽油機(jī)應(yīng)選用93號或97號汽油。

高壓縮比的發(fā)動機(jī)選用低標(biāo)號汽油，發(fā)動機(jī)極容易產(chǎn)生爆震，發(fā)動機(jī)爆震過久，容易造成活塞燒頂、環(huán)岸燒損、活塞環(huán)斷裂等故障，加速了機(jī)件的損壞；若低壓縮比的發(fā)動機(jī)選用高標(biāo)號的汽油，不僅生產(chǎn)成本增加，而且對發(fā)動機(jī)也沒什么好處。如果發(fā)動機(jī)使用電噴系統(tǒng)和廢氣凈化裝置，汽車種類性能特點(diǎn)汽油標(biāo)號化油器式發(fā)動機(jī)壓縮比7.0-8.090壓縮比8.0以上93或97電噴式發(fā)動機(jī)（壓縮比8.0以上）使用有鉛汽油93或97使用無鉛汽油93號以上汽油選用參考表發(fā)動機(jī)冷卻系

冷卻系的主要功用是把受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。一、概述冷卻程度后果過冷熱量散失過多，增加燃油消耗，冷凝在氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤滑油，磨損加劇。不足發(fā)動機(jī)過熱，充氣量減少,燃燒不正常，發(fā)動機(jī)功率下降,潤滑不良，加劇磨損

冷卻系按照冷卻介質(zhì)不同可以分為風(fēng)冷和水冷，風(fēng)冷系——把發(fā)動機(jī)中高溫零件的熱量直接散入大氣而進(jìn)行冷卻。水冷系——把這些熱量先傳給冷卻水，然后再散入大氣而進(jìn)行冷卻由于水冷系冷卻均勻，效果好，而且發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小，目前汽車發(fā)動機(jī)上廣泛采用的是水冷系。正常冷卻：系統(tǒng)溫度范圍水冷系氣缸蓋內(nèi)冷卻水溫度在80~90℃風(fēng)冷系鋁氣缸壁的溫度為150~180℃，鋁氣缸蓋為160~200℃

水冷卻系是以水作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。目前汽車發(fā)動機(jī)上采用的水冷系大都是強(qiáng)制循環(huán)式水冷系，利用水泵強(qiáng)制水在冷卻系中進(jìn)行循環(huán)流動。它由散熱器、水泵、風(fēng)扇、冷卻水套和溫度調(diào)節(jié)裝置等組成冷卻循環(huán)圖

散熱器內(nèi)的冷卻水加壓后通過氣缸體進(jìn)水孔壓送到氣缸體水套和氣缸蓋水套內(nèi)，冷卻水在吸收了機(jī)體的大量熱量后經(jīng)氣缸蓋出水孔流回散熱器。由于有風(fēng)扇的強(qiáng)力抽吸，空氣流由前向后高速通過散熱器。因此，受熱后的冷卻水在流過散熱器芯的過程中，熱量不斷地散發(fā)到大氣中去，冷卻后的水流到散熱器的底部，又被水泵抽出，再次壓送到發(fā)動機(jī)的水套中，如此不斷循環(huán)，把熱量不斷地送到大氣中去，使發(fā)動機(jī)不斷地得到冷卻通常，冷卻水在冷卻系內(nèi)的循環(huán)流動路線有兩條，一條為大循環(huán)，另一條為小循環(huán)。所謂大循環(huán)是水溫高時(shí)，水經(jīng)過散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動；而小循環(huán)就是水溫低時(shí)，水不經(jīng)過散熱器而進(jìn)行的循環(huán)流動，從而使水溫升高。

1、散熱器2、水泵3、風(fēng)扇4、冷卻水套5、溫度調(diào)節(jié)裝置功用：增大散熱面積，加速水的冷卻。冷卻水經(jīng)過散熱器后，其溫度可降低10～15℃，為了將散熱器傳出的熱量盡快帶走，在散熱器后面裝有風(fēng)扇與散熱器配合工作。散熱器又稱為水箱，由上水室、散熱器芯和下水室等組成1、散熱器1-1、散熱器上水室頂部有加水口，冷卻水由此注入整個(gè)冷卻系并用散熱器蓋蓋住。在上水室和下水室分別裝有進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管分別用橡膠軟管和氣缸蓋的出水管和水泵的進(jìn)水管相連，這樣，既便于安裝，而且當(dāng)發(fā)動機(jī)和散熱器之間產(chǎn)生少量位移時(shí)不會漏水。在散熱器下面一般裝有減震墊，防止散熱器受振動損壞。在散熱器下水室的出水管上還有放水開關(guān)，必要時(shí)可將散熱器內(nèi)的冷卻水放掉。1-2、散熱器芯由許多冷卻管和散熱片組成，對于散熱器芯應(yīng)該有盡可能大的散熱面積，采用散熱片是為了增加散熱器芯的散熱面積。散熱器芯的構(gòu)造形式有多樣，常用的有管片式和管帶式。管片式冷卻管的斷面大多為扁圓形，它連通上、下水室。和圓形斷面的冷卻管相比，不但散熱面積大，而且萬一管內(nèi)的冷卻水結(jié)冰膨脹，扁管可以借其橫斷面變形而避免破裂。采用散熱片不但可以增加散熱面積，還可增大散熱器的剛度和強(qiáng)度。這種散熱器芯強(qiáng)度和剛度都好，耐高壓，但制造工藝較復(fù)雜，成本高管帶式采用冷卻管和散熱帶沿縱向間隔排列的方式，散熱帶上的小孔是為了破壞空氣流在散熱帶上形成的附面層，使散熱能力提高。這種散熱器芯散熱能力強(qiáng)，制造工藝簡單，成本低，但結(jié)構(gòu)剛度不如管片式大。目前汽車發(fā)動機(jī)多采用閉式水冷系，這種冷卻系的散熱器蓋具有自動閥門，發(fā)動機(jī)熱態(tài)工作正常時(shí)，閥門關(guān)閉，將冷卻系與大氣隔開。防止水蒸汽逸出，使冷卻系內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力，從而可增高冷卻水的沸點(diǎn)。加注防銹，防凍液的汽車發(fā)動機(jī)，為了減少冷卻液的損失，保證冷卻系的正常工作，采用散熱器＋貯水箱結(jié)構(gòu)。貯水箱的上方用一根軟管通大氣，另一根軟管與散熱器的溢流管相連。當(dāng)散熱器內(nèi)蒸汽壓力升高到某一值時(shí)，其蓋上的壓力閥打開，冷卻液通過壓力閥通過溢流管進(jìn)入貯水箱；當(dāng)溫度下降時(shí)，冷卻液又從貯水箱通過真空閥流回到散熱器內(nèi)部。這樣可以防止冷卻水損失。貯水箱內(nèi)部印有兩條液面高度標(biāo)記線，貯水箱內(nèi)的液面高度應(yīng)位于這兩種刻線之間。功用：提高通過散熱器芯的空氣流速，增加散熱效果，加速水的冷卻。風(fēng)扇通常安排在散熱器后面，并與水泵同軸。當(dāng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，對空氣產(chǎn)生吸力，使之沿軸向流動?？諝饬饔汕跋蚝笸ㄟ^散熱器芯，使流經(jīng)散熱器芯的冷卻水加速冷卻。2、風(fēng)扇皮帶發(fā)電機(jī)風(fēng)扇曲軸功用：對冷卻水加壓，加速冷卻水的循環(huán)流動，保證冷卻可靠。車用發(fā)動機(jī)上多采用離心式水泵，離心式水泵具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、排水量大、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。離心式水泵主要由泵體、葉輪和水泵軸組成，葉輪一般是徑向或向后彎曲的，其數(shù)目一般為6－9片3、水泵當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水泵中的水被葉輪帶動一起旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，水被甩向葉輪邊緣，然后經(jīng)外殼上與葉輪成切線方向的出水管壓送到發(fā)動機(jī)水套內(nèi)。與此同時(shí)，葉輪中心處的壓力降低，散熱器中的水便經(jīng)進(jìn)水管被吸進(jìn)葉輪中心部分。如此連續(xù)的作用，使冷卻水在水路中不斷地循環(huán)。如果水泵因故停止工作時(shí)，冷卻水仍然能從葉輪葉片之間流過，進(jìn)行熱流循環(huán)，不致于很快產(chǎn)生過熱。

冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置是根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況和不同使用條件，改變冷卻系的散熱能力，即改變冷卻強(qiáng)度，從而保證發(fā)動機(jī)經(jīng)常在最有利的溫度狀態(tài)下工作。改變冷卻強(qiáng)度通常有兩種調(diào)節(jié)方式，一種是改變通過散熱器的空氣流量；另一種是改變冷卻液的循環(huán)流量和循環(huán)范圍。4、冷卻強(qiáng)度調(diào)節(jié)裝置4-1、改變通過散熱器的空氣流量通常利用百葉窗和各種自動風(fēng)扇離合器來實(shí)現(xiàn)改變通過散熱器的空氣流量。百葉窗是調(diào)節(jié)空氣流量并防止冬季凍壞水箱，多用人工調(diào)節(jié)，也有采用自動調(diào)節(jié)裝置的。自動風(fēng)扇離合器是根據(jù)發(fā)動機(jī)的溫度自動控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)扇風(fēng)量以達(dá)到改變通過散熱器的空氣流量，它不僅能減少發(fā)動機(jī)的功率損失，節(jié)省燃油，而且還能提高發(fā)動機(jī)的使用壽命，降低發(fā)動機(jī)的噪聲。4-2、改變通過散熱器的冷卻水的流量通常利用節(jié)溫器來控制通過散熱器冷卻水的流量。節(jié)溫器裝在冷卻水循環(huán)的通路中（一般裝在氣缸蓋的出水口），根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷大小和水溫的高低自動改變水的循環(huán)流動路線，以達(dá)到調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度。節(jié)溫器有蠟式和乙醚皺紋筒式兩種，目前多數(shù)發(fā)動機(jī)采用蠟式節(jié)溫器。蠟式節(jié)溫器蠟式節(jié)溫器在橡膠管和感應(yīng)體之間的空間里裝有石蠟，為提高導(dǎo)熱性，石蠟中常摻有銅粉或鋁粉。常溫時(shí)，石蠟呈固態(tài)，閥門壓在閥座上。這時(shí)閥門關(guān)閉了通往散熱器的水路，來自發(fā)動機(jī)缸蓋出水口的冷卻水，經(jīng)水泵又流回氣缸體水套中，進(jìn)行小循環(huán)。當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫升高時(shí)，石蠟逐漸變成液態(tài)，體積隨之增大，迫使橡膠管收縮，從而對反推桿上端頭產(chǎn)生向上的推力。由于反推桿上端固定，故反推桿對橡膠管、感應(yīng)體產(chǎn)生向下反推力，閥門開啟，當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫達(dá)到80℃以上時(shí)，閥門全開，來自氣缸蓋出水口的冷卻水流向散熱器，而進(jìn)行大循環(huán)。節(jié)溫器實(shí)物圖風(fēng)冷卻系是利用高速空氣流直接吹過氣缸蓋和氣缸體的外表面，把從氣缸內(nèi)部傳出的熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動機(jī)在最有利的溫度范圍內(nèi)工作。雖然風(fēng)冷卻系與水冷卻系比較，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、故障少，無需特殊保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但是由于材料質(zhì)量要求高，冷卻不夠均勻，工作噪音大等缺點(diǎn)，目前在汽車上很少使用本章完發(fā)動機(jī)的潤滑系概述潤滑系的油路潤滑系的主要部件曲軸箱通風(fēng)§1 概述一、潤滑系的作用：1、潤滑作用：將機(jī)油不斷地供給各零件的摩擦表面，減少零件的摩擦和磨損。2、清洗作用：清除摩擦表面上的磨屑等雜質(zhì)。3、冷卻作用：氣缸壁上形成的油膜可冷卻摩擦表面。4、密封作用：在運(yùn)動零件之間、氣缸壁上形成的油膜可以提高密封性，防止漏氣和漏油。5、防銹作用：在零件表面形成油膜，防止零件生銹。6、液壓作用：利用潤滑油作液壓油。7、緩沖作用：在運(yùn)動零件表面形成油膜，吸收沖擊減小振動。潤滑的作用機(jī)理：軸承軸潤滑油二、發(fā)動機(jī)潤滑方式潤滑方式應(yīng)用范圍壓力潤滑負(fù)荷大，相對運(yùn)動速度高的工作表面。飛濺潤滑外露、負(fù)荷小、相對運(yùn)動速度小的工作表面。定期潤滑輔助機(jī)件(需定期加注潤滑脂)三、潤滑油發(fā)動機(jī)的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂。潤滑油習(xí)慣上稱為機(jī)油，品種很多。汽油機(jī)和柴油機(jī)使用的潤滑油不同，汽油機(jī)潤滑系使用的潤滑油俗稱汽油機(jī)機(jī)油，柴油機(jī)潤滑系使用的潤滑油俗稱柴油機(jī)機(jī)油。機(jī)油的粘度隨溫度變化而變化，溫度高則粘度小，溫度低則粘度大，因此，要根據(jù)季節(jié)選用不同牌號的潤滑油。四、發(fā)動機(jī)潤滑系的組成放油螺栓油底殼機(jī)油濾清器油路集濾器§2 潤滑系油路桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系§3

、潤滑系的主要部件一、機(jī)油泵 功用：

提高機(jī)油壓力，保證機(jī)油在潤滑系系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)。 分類：

A、齒輪式機(jī)油泵

B、轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵A、齒輪式機(jī)油泵出油腔進(jìn)油腔主動齒輪從動齒輪殼體齒輪式機(jī)油泵的工作演示特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、工作可靠、使用壽命長應(yīng)用：捷達(dá)、桑塔納、奧迪、切諾基等轎車B、轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵泵殼外轉(zhuǎn)子內(nèi)轉(zhuǎn)子機(jī)油進(jìn)油腔出油腔轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵特點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、外形尺寸小、泵油量大、供油均勻度好、成本低、應(yīng)用： 夏利轎車、紅旗轎車二、機(jī)油濾清器作用：使循環(huán)流動的機(jī)油在送往運(yùn)動零件表面之前，濾去機(jī)油中的金屬屑和大氣中的塵埃及燃料燃燒不完全所產(chǎn)生的炭粒。分類： 集濾器、粗濾器、細(xì)濾器、復(fù)合式濾清器連接方式： 串聯(lián)——一般為粗濾器 并聯(lián)——一般為細(xì)濾器1、集濾器功用：防止較大的機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)油泵。分類：浮式集濾器浮于機(jī)油表面，能吸入油面上較為清潔的機(jī)油，但當(dāng)油面上的泡沫被吸入時(shí)，油道中機(jī)油壓力降低，潤滑欠可靠。固定式集濾器集濾器淹沒于機(jī)油下面，吸入的機(jī)油清潔度較差，但可防止泡沫吸入，潤滑可靠，結(jié)構(gòu)簡單。浮式集濾器結(jié)構(gòu)固定管吸油管罩油網(wǎng)浮子浮式集濾器的工作情況正常工作時(shí)濾網(wǎng)被堵塞時(shí)油網(wǎng)浮子罩2、粗濾器作用： 濾去機(jī)油中粒度較大(直徑為0.05—0.1mm以上)的雜質(zhì)。安裝：串聯(lián)在機(jī)油泵與主油道之間。拉桿紙濾芯外殼進(jìn)油口旁通閥紙質(zhì)濾芯式折疊型波紋型上端蓋下端蓋芯筒微孔濾紙粗濾器的工作方式3、細(xì)濾器作用：用來清除機(jī)油中細(xì)?。ㄖ睆皆?.001mm）的雜質(zhì)。安裝：由于對機(jī)油的流動阻力較大，采用并聯(lián)方式。分類：過濾式細(xì)濾器、離心式細(xì)濾器離心式機(jī)油濾清器工作演示三、機(jī)油散熱器作用：使機(jī)油保持在最有利的溫度范圍內(nèi)工作。安裝：1、裝在冷卻水散熱器前面。2、裝在冷卻水路中。§4 曲軸箱通風(fēng)原因：1、汽油蒸汽冷凝 稀釋機(jī)油2、廢氣中二氧化硫 遇水 亞硫酸 遇氧 硫酸3、廢氣進(jìn)入 曲軸箱壓力增大 機(jī)油泄漏

作用：為了延長機(jī)油的使用期限，減少摩擦零件的磨損和腐蝕，發(fā)動機(jī)漏油，通風(fēng)方式1、自然通風(fēng)：從曲軸箱內(nèi)抽出的氣體直接導(dǎo)入大氣中去。2、強(qiáng)制通風(fēng)：將曲軸箱內(nèi)抽出的氣體導(dǎo)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管道中。曲軸箱通風(fēng)裝置工作演示自然通風(fēng)從曲軸箱抽出的氣體直接導(dǎo)入大氣中的通風(fēng)方式稱為自然通風(fēng)。柴油機(jī)多采用這種曲軸箱自然通風(fēng)方式。在曲軸箱連通的氣門室蓋或潤滑油加注口接出一根下垂的出氣管，管口處切成斜口，切口的方向與汽車行駛的方向相反。利用汽車行駛和冷卻風(fēng)扇的氣流，在出氣口處形成一定真空度，將氣體從曲軸箱抽出。強(qiáng)制通風(fēng)從曲軸箱抽出的氣體導(dǎo)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管，吸入氣缸再燃燒。這種通風(fēng)方式稱為強(qiáng)制通風(fēng)，汽油機(jī)一般都采用這種曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)方式，這樣，可以將竄入曲軸箱內(nèi)的混合氣回收使用，有利于提高發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。本章完第二章曲柄連桿機(jī)構(gòu)

功用：曲柄連桿機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的傳動機(jī)構(gòu)，用來傳遞力和改變運(yùn)動方式。概述

曲柄連桿機(jī)構(gòu)在作功行程中把活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，對外輸出動力。

而在其他三個(gè)行程（即進(jìn)氣、壓縮、排氣行程）中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動。

總的來說，曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)產(chǎn)生并傳遞動力的機(jī)構(gòu)。通過它把燃料燃燒后發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

工作條件：發(fā)動機(jī)工作時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)直接與高溫高壓氣體接觸，曲軸的旋轉(zhuǎn)速度又很高，活塞往復(fù)運(yùn)動的線速度相當(dāng)大，同時(shí)與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機(jī)構(gòu)還受到化學(xué)腐蝕作用，并且潤滑困難?？梢?，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件相當(dāng)惡劣，它要承受高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕作用。1、機(jī)體組2、活塞連桿組——3、曲軸飛輪組活塞活塞環(huán)活塞銷連桿總體組成

機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動機(jī)的骨架，是發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動機(jī)的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機(jī)體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。機(jī)體組返回總體結(jié)構(gòu)氣缸體曲軸箱（油底殼）氣缸蓋、氣缸墊發(fā)動機(jī)的支承機(jī)體組主要組成：

氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運(yùn)動的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強(qiáng)筋，冷卻水套和潤滑油道等。

氣缸體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度氣缸體(1)一般式氣缸體其特點(diǎn)是油底殼安裝平面和曲軸旋轉(zhuǎn)中心在同一高度。這種氣缸體的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體高度小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；但其缺點(diǎn)是剛度和強(qiáng)度較差(2)龍門式氣缸體

其特點(diǎn)是油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉(zhuǎn)中心。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的機(jī)械負(fù)荷；但其缺點(diǎn)是工藝性較差，結(jié)構(gòu)笨重，加工較困難。

(3)隧道式氣缸體

這種形式的氣缸體曲軸的主軸承孔為整體式，采用滾動軸承，主軸承孔較大，曲軸從氣缸體后部裝入。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、剛度和強(qiáng)度好，但其缺點(diǎn)是加工精度要求高，工藝性較差，曲軸拆裝不方便。

為了能夠使氣缸內(nèi)表面在高溫下正常工作，必須對氣缸和氣缸蓋進(jìn)行適當(dāng)?shù)乩鋮s。冷卻方法有兩種，一種是水冷，另一種是風(fēng)冷。水冷發(fā)動機(jī)的氣缸周圍和氣缸蓋中都加工有冷卻水套，并且氣缸體和氣缸蓋冷卻水套相通，冷卻水在水套內(nèi)不斷循環(huán)，帶走部分熱量，對氣缸和氣缸蓋起冷卻作用?，F(xiàn)代汽車上基本都采用水冷多缸發(fā)動機(jī).

氣缸的排列形式(1)直列式

發(fā)動機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的。單列式氣缸體結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但發(fā)動機(jī)長度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動機(jī)多采用單列式。例如捷達(dá)轎車、富康轎車、紅旗轎車所使用的發(fā)動機(jī)均采用這種直列式氣缸體。有的汽車為了降低發(fā)動機(jī)的高度，把發(fā)動機(jī)傾斜一個(gè)角度。

(2)V型

氣缸排成兩列，左右兩列氣缸中心線的夾角γ＜180°，稱為V型發(fā)動機(jī)，V型發(fā)動機(jī)與直列發(fā)動機(jī)相比，縮短了機(jī)體長度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發(fā)動機(jī)的重量，但加大了發(fā)動機(jī)的寬度，且形狀較復(fù)雜，加工困難，一般用于8缸以上的發(fā)動機(jī)，6缸發(fā)動機(jī)也有采用這種形式的氣缸體。

(3)對置式

氣缸排成兩列，左右兩列氣缸在同一水平面上，即左右兩列氣缸中心線的夾角

γ＝180°，稱為對置式。它的特點(diǎn)是高度小，總體布置方便，有利于風(fēng)冷。這種氣缸應(yīng)用較少。

整體式氣缸：氣缸直接鏜在氣缸體上，強(qiáng)度和剛度都好，能承受較大的載荷，這種氣缸對材料要求高，成本高。氣缸套：將氣缸制造成單獨(dú)的圓筒形零件，然后再裝到氣缸體內(nèi)。這樣，氣缸套采用耐磨的優(yōu)質(zhì)材料制成，氣缸體可用價(jià)格較低的一般材料制造，從而降低了制造成本。同時(shí)，氣缸套可以從氣缸體中取出，因而便于修理和更換，并可大大延長氣缸體的使用壽命。氣缸套有干式氣缸套濕式氣缸套氣缸套1、干式氣缸套的特點(diǎn)是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁不直接與冷卻水接觸，而和氣缸體的壁面直接接觸，壁厚較薄，一般為1～3mm。它具有整體式氣缸體的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度和剛度都較好，但加工比較復(fù)雜，內(nèi)、外表面都需要進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不良。2、濕式氣缸套的特點(diǎn)是氣缸套裝入氣缸體后，其外壁直接與冷卻水接觸，氣缸套僅在上、下各有一圓環(huán)地帶和氣缸體接觸，壁厚一般為5～9mm。它散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內(nèi)表面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便，但缺點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度都不如干式氣缸套好，而且容易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。應(yīng)該采取一些防漏措施。返回機(jī)體組油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動機(jī)的總體布置和機(jī)油的容量。油底殼內(nèi)裝有穩(wěn)油擋板，以防止汽車顛動時(shí)油面波動過大。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機(jī)的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤?/p>

曲軸箱（油底殼）返回機(jī)體組曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部位。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。

氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。它經(jīng)常與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|，因此承受很大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導(dǎo)熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多氣缸蓋1、冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環(huán)水來冷卻燃燒室等高溫部分。2、進(jìn)、排氣門座，氣門導(dǎo)管孔，用于安裝進(jìn)、排氣門，還有進(jìn)氣通道和排氣通道等。3、火花塞孔，噴油器孔。4、頂置凸輪軸式發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔，用以安裝凸輪軸。

氣缸蓋的結(jié)構(gòu)要求：汽油機(jī)燃燒室常見的三種形式1、半球形燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，火花塞布置在燃燒室中央，火焰行程短，故燃燒速率高，散熱少，熱效率高。這種燃燒室結(jié)構(gòu)上也允許氣門雙行排列，進(jìn)氣口直徑較大，故充氣效率較高，雖然使配氣機(jī)構(gòu)變得較復(fù)雜，但有利于排氣凈化，在轎車發(fā)動機(jī)上被廣泛地應(yīng)用。

2、楔形燃燒室結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，散熱面積小，熱損失也小，能保證混合氣在壓縮行程中形成良好的渦流運(yùn)動，有利于提高混合氣的混合質(zhì)量，進(jìn)氣阻力小，提高了充氣效率。氣門排成一列，使配氣機(jī)構(gòu)簡單，但火花塞置于楔形燃燒室高處，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長些，切諾基轎車發(fā)動機(jī)采用這種形式的燃燒室。

3、盆形燃燒室，氣缸蓋工藝性好，制造成本低，但因氣門直徑易受限制，進(jìn)、排氣效果要比半球形燃燒室差。捷達(dá)轎車發(fā)動機(jī)、奧迪轎車發(fā)動機(jī)采用盆形燃燒室。

氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。

氣缸墊

氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補(bǔ)償結(jié)合面的不平度，以確保密封，同時(shí)要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應(yīng)用較多的是銅皮——棉結(jié)構(gòu)的氣缸墊，由于銅皮——棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時(shí)較之石棉不易變形。有的發(fā)動機(jī)還采用在石棉中心用編織的綱絲網(wǎng)或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結(jié)劑壓成的氣缸墊。返回機(jī)體組1、三點(diǎn)支承前二后一前二發(fā)動機(jī)后一變速箱處前一后二均為發(fā)動機(jī)2、四點(diǎn)支承前二后二

發(fā)動機(jī)在車架上采用彈性支承，并設(shè)有縱向拉桿以防止制動、加速的縱向位移發(fā)動機(jī)支承返回機(jī)體組活塞連桿組由活塞

1、高溫：活塞直接與高溫氣體接觸，瞬時(shí)溫度可達(dá)2500K以上，因此，受熱嚴(yán)重，而散熱條件又很差，所以活塞工作時(shí)溫度很高，頂部高達(dá)600～700K，且溫度分布很不均勻；2、高壓、活塞頂部承受氣體壓力很大，特別是作功行程壓力最大，汽油機(jī)高達(dá)3～5MPa，柴油機(jī)高達(dá)6～9MPa，這就使得活塞產(chǎn)生沖擊，并承受側(cè)壓力的作用；3、高速：活塞在氣缸內(nèi)以很高的速度(8～12m/s)往復(fù)運(yùn)動，且速度在不斷地變化，這就產(chǎn)生了很大的慣性力，使活塞受到很大的附加載荷?；钊谶@種惡劣的條件下工作，會產(chǎn)生變形并加速磨損，還會產(chǎn)生附加載荷和熱應(yīng)力，同時(shí)受到燃?xì)獾幕瘜W(xué)腐蝕作用。工作條件：活塞連桿組——活塞活塞連桿組

功用：活塞的功用是承受氣體壓力，并通過活塞銷傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。要求：

(1)要有足夠的剛度和強(qiáng)度，傳力可靠；

(2)導(dǎo)熱性能好，要耐高壓、耐高溫、耐磨損；

(3)質(zhì)量小，重量輕，盡可能地減小往復(fù)慣性力。

功用與要求

鋁合金材料基本上滿足上面的要求，因此，活塞一般都采用高強(qiáng)度鋁合金，但在一些低速柴油機(jī)上采用高級鑄鐵或耐熱鋼。

活塞頂部活塞頭部活塞裙部。

在結(jié)構(gòu)上可分為活塞結(jié)構(gòu)1活塞頂部

活塞頂部承受氣體壓力，它是燃燒室的組成部分，其形狀、位置、大小都和燃燒室的具體形式有關(guān)，都是為滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求，

1、平頂活塞頂部是一個(gè)平面，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，受熱面積小，頂部應(yīng)力分布較為均勻，一般用在汽油機(jī)上，柴油機(jī)很少采用。

2、凸頂活塞頂部凸起呈球頂形，其頂部強(qiáng)度高，起導(dǎo)向作用，有利于改善換氣過程，二行程汽油機(jī)常采用凸頂活塞。

3、凹頂活塞頂部呈凹陷形，凹坑的形狀和位置必須有利于可燃混合氣的燃燒，有雙渦流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等等。

活塞頭部：指第一道活塞環(huán)槽到活塞銷孔以上部分。它有數(shù)道環(huán)槽，用以安裝活塞環(huán)，起密封作用，又稱為防漏部。活塞頂部吸收的熱量主要也是經(jīng)過防漏部通過活塞環(huán)傳給氣缸壁，再由冷卻水傳出去。2活塞頭部頭部柴油機(jī)壓縮比高，一般有四道環(huán)槽，上三道為氣環(huán)，下一道油環(huán)。汽油機(jī)一般有三道環(huán)槽，其中有兩道氣環(huán)槽和一道油環(huán)槽，第一道環(huán)槽工作條件最惡劣，一般應(yīng)離頂部較遠(yuǎn)些?；钊^部作用：1、安裝活塞環(huán)2、密封、傳熱作用，與活塞環(huán)一起密封氣缸，防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)，同時(shí)還將(70～80)%的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。

活塞裙部：指從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括裝活塞銷的銷座孔?；钊共繉钊跉飧變?nèi)的往復(fù)運(yùn)動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。裙部的長短取決于側(cè)壓力的大小和活塞直徑。3活塞裙部裙部

所謂側(cè)壓力是指在壓縮行程和作功行程中，作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向氣缸壁。壓縮行程和作功行程氣體的側(cè)壓力方向正好相反，由于燃燒壓力大大高于壓縮壓力，所以，作功行程中的側(cè)壓力也大大高于壓縮行程中的側(cè)壓力?；钊共砍惺軅?cè)壓力的兩個(gè)側(cè)面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——1、預(yù)先做成橢圓形

由于厚度很不均勻，銷孔部分的金屬厚，受熱膨脹量大，沿活塞銷座軸線方向的變形量大于其他方向。另外，裙部承受氣體側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致沿活塞銷軸向變形量較垂直活塞銷方向大。這樣，如果活塞冷態(tài)時(shí)裙部為圓形，那么工作時(shí)活塞就會變成一個(gè)橢圓，使活塞與氣缸之間圓周間隙不相等，造成活塞在氣缸內(nèi)卡住，發(fā)動機(jī)就無法正常工作。

活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。為了使工作時(shí)活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——2、預(yù)先做成階梯形、錐形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——3、活塞群部開槽

為了減小活塞裙部的受熱量，通常在裙部開橫向的隔熱槽，為了補(bǔ)償裙部受熱后的變形量，裙部開有縱向的膨脹槽。槽的形狀有“T”形或“Π”形槽。

橫槽一般開在最下一道環(huán)槽的下面，裙部上邊緣銷座的兩側(cè)(也有開在油環(huán)槽之中的)，以減小頭部熱量向裙部傳遞，故稱為隔熱槽。豎槽會使裙部具有一定的彈性，從而使活塞裝配時(shí)與氣缸間具有盡可能小的間隙，而在熱態(tài)時(shí)又具有補(bǔ)償作用，不致造成活塞在氣缸中卡死，故將豎槽稱為膨脹槽。裙部開豎槽后，會使其開槽的一側(cè)剛度變小，在裝配時(shí)應(yīng)使其位于作功行程中承受側(cè)壓力較小的一側(cè)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——4、拖板式活塞或短活塞

有些活塞為了減輕重量，在裙部開孔或把裙部不受側(cè)壓力的兩邊切去一部分，以減小慣性力，減小銷座附近的熱變形量，形成拖板式活塞或短活塞，拖板式結(jié)構(gòu)裙部彈性好，質(zhì)量小，活塞與氣缸的配合間隙較小，適用于高速發(fā)動機(jī)。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——5、嵌入鋼片

為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，由于恒范鋼為含鎳33%～36%的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——5、活塞銷偏置

有的汽油機(jī)上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了1～2mm（圖2-19）。這種結(jié)構(gòu)可使活塞在從壓縮行程到作功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。在安裝時(shí)，這種活塞銷偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會增大，使裙部受損。

返回總體結(jié)構(gòu)

活塞環(huán)是具有彈性的開口環(huán)， 氣環(huán) 油環(huán)

活塞環(huán)2、油環(huán)起布油和刮油的作用，下行時(shí)刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，上行時(shí)在氣缸壁上鋪涂一層均勻的油膜。這樣既可以防止機(jī)油竄入氣缸燃燒掉，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力，此外，油環(huán)還能起到封氣的輔助作用。

活塞環(huán)的功用

功用：

1、氣環(huán)是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并且要把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，由冷卻水帶走。工作條件：活塞環(huán)在高溫、高壓、高速和潤滑極其困難的條件下工作，是發(fā)動機(jī)上使用壽命最短的零件。

1、溫度很高(特別是第一道環(huán)溫度可高達(dá)600K)，

2、活塞環(huán)在氣缸內(nèi)隨活塞一起作高速運(yùn)動，

3、高溫下機(jī)油可能變質(zhì)，使環(huán)的潤滑條件變壞，磨損嚴(yán)重。

4、環(huán)受到交變應(yīng)力而容易折斷，由于氣缸壁的錐度和橢圓度，活塞環(huán)隨活塞往復(fù)運(yùn)動時(shí)，沿徑向會產(chǎn)生一張一縮運(yùn)動，

活塞環(huán)的工作條件要求活塞環(huán)：彈性好，強(qiáng)度高、耐磨損。目前廣泛采用的活塞環(huán)材料是合金鑄鐵(在優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵中加入少量銅、鉻、鉬等合金元素)，第一道環(huán)鍍鉻，其余環(huán)一般鍍錫或磷化。

1氣環(huán)

氣環(huán)開有切口，具有彈性，在自由狀態(tài)下外徑大于氣缸直徑，它與活塞一起裝入氣缸后，外表面緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面，氣環(huán)密封效果一般與氣環(huán)數(shù)量有關(guān)，汽油機(jī)一般采用2道氣環(huán)，柴油機(jī)一般多采用3道氣環(huán)。

氣環(huán)的斷面形狀1、矩形環(huán)：斷面為矩形，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，易于生產(chǎn)，應(yīng)用最廣。但是矩形環(huán)隨活塞往復(fù)運(yùn)動時(shí)，會把氣缸壁面上的機(jī)油不斷送入氣缸中。這種現(xiàn)象稱為“氣環(huán)的泵油作用”

2、錐面環(huán)斷面呈錐形，外圓工作面上加工一個(gè)很小的錐面，減小了環(huán)與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨合和密封?；钊滦袝r(shí)，便于刮油；活塞上行時(shí)，由于錐面的"油楔"作用，能在油膜上"飄浮"過去，減小磨損，安裝時(shí)，不能裝反。3：扭曲環(huán)是在矩形環(huán)的內(nèi)圓上邊緣或外圓下邊緣切去一部分，使斷面呈不對稱形狀，在環(huán)的內(nèi)圓部分切槽或倒角的稱內(nèi)切環(huán)，在環(huán)的外圓部分切槽或倒角的稱外切環(huán)。裝入氣缸后，由于斷面不對稱，產(chǎn)生不平衡力的作用，使活塞環(huán)發(fā)生扭曲變形。活塞上行時(shí)，扭曲環(huán)在殘余油膜上浮，可以減小摩擦，減小磨損?；钊滦袝r(shí)，則有刮油效果，避免機(jī)油燒掉。同時(shí)，由于扭曲環(huán)在環(huán)槽中上、下跳動的行程縮短，可以減輕"泵油"的副作用。目前被廣泛地應(yīng)用于第2道活塞環(huán)槽上，安裝時(shí)必須注意斷面形狀和方向，內(nèi)切口朝上，外切口朝下，不能裝反。4、梯形環(huán)斷面呈梯形，工作時(shí)，梯形環(huán)在壓縮行程和作功行程隨著活塞受側(cè)壓力的方向不同而不斷地改變位置，這樣會把沉積在環(huán)槽中的積炭擠出去，避免了環(huán)被粘在環(huán)槽中而折斷。可以延長環(huán)的使用壽命。但是主要缺點(diǎn)是加工困難，精度要求高。

5、桶面環(huán)桶面環(huán)的外圓為凸圓弧形，是近年來興起的一種新型結(jié)構(gòu)。當(dāng)桶面環(huán)上下運(yùn)動時(shí)。均能與氣缸壁形成楔形空間，使機(jī)油容易進(jìn)入摩擦面，減小磨損。由于它與氣缸呈圓弧接觸，故對氣缸表面的適應(yīng)性和對活塞偏擺的適應(yīng)性均較好，有利于密封，但凸圓弧表面加工較困難。1、活塞下行時(shí)，由于環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力及環(huán)的慣性，環(huán)被壓靠在環(huán)槽的上端面上，氣缸壁面上的油被刮入下邊隙和內(nèi)邊隙；氣環(huán)的泵油作用2、活塞上行時(shí)，環(huán)又被壓靠在環(huán)槽的下端面。結(jié)果第一道環(huán)背隙里的機(jī)油就進(jìn)入燃燒室，竄入燃燒室的機(jī)油，會在燃燒室內(nèi)形成積炭，造成機(jī)油的消耗量增加，另外上竄的機(jī)油也可能在環(huán)槽內(nèi)形成積炭，使環(huán)在環(huán)槽內(nèi)卡死而失去密封作用，劃傷氣缸壁2油環(huán)1、普通油環(huán)普通油環(huán)又叫整體式油環(huán)。環(huán)的外圓柱面中間加工有凹槽，槽中鉆有小孔或開切槽，活塞運(yùn)動時(shí)，將缸壁上多余的機(jī)油刮下，通過小孔或切槽流回曲軸箱。有些普通環(huán)還在其外側(cè)上邊制有倒角，使環(huán)在隨活塞上行時(shí)形成油楔，可起均布潤滑油的作用，下行刮油能力強(qiáng)，減少了潤滑油的上竄2、組合式油環(huán)組合環(huán)由上下兩片側(cè)軌環(huán)與中間的擴(kuò)脹器組成，側(cè)軌環(huán)用鍍鉻鋼片制成，擴(kuò)脹器的周邊比氣缸內(nèi)圓周略大一些，可裝側(cè)軌環(huán)緊緊壓向氣缸壁。這種油環(huán)的接觸壓力高，對氣缸壁面適應(yīng)性好，而且回油通路大，重量小，刮油效果明顯。返回總體結(jié)構(gòu)活塞銷

活塞銷的功用是連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿?；钊N在高溫下周期地承受很大的沖擊載荷，其本身又作擺轉(zhuǎn)運(yùn)動，而且處于潤滑條件很差的情況下工作，因此，要求活塞銷具有足夠的強(qiáng)度和剛度，表面韌性好，耐磨性好，重量輕。所以活塞銷一般都做成空心圓柱體，采用低碳鋼和低碳合金鋼制成，外表面經(jīng)滲碳淬火處理以提高硬度，精加工后進(jìn)行磨光，有較高的尺寸精度和表面光潔度?；钊N的內(nèi)孔：a圓柱形；b兩段截錐與圓柱組合；c兩段截錐形?；钊N與活塞銷座孔及連桿小頭襯套孔的連接1、"全浮式"安裝，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時(shí)，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運(yùn)動，這樣，活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，使磨損均勻。這種安裝方式應(yīng)用較廣泛。2、"半浮式"安裝的特點(diǎn)是活塞中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺動，而和連桿小頭沒有相對運(yùn)動。活塞銷不會作軸向竄動，不需要鎖片。小轎車上應(yīng)用較多。"全浮式""半浮式"返回總體結(jié)構(gòu)連桿

功用：連接活塞與曲軸。連桿小頭通過活塞銷與活塞相連，連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連。并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

要求：連桿強(qiáng)度高，剛度大，重量輕。連桿一般都采用中碳鋼或合金鋼經(jīng)模鍛或輥鍛而成，然后經(jīng)機(jī)加工和熱處理，1、平分——分面與連桿桿身軸線垂直（圖2-29），汽油機(jī)多采用這種連桿。因?yàn)椋话闫蜋C(jī)連桿大頭的橫向尺寸都小于氣缸直徑，可以方便地通過氣缸進(jìn)行拆裝，故常采用平切口連桿。2、斜分——分面與連桿桿身軸線成30～60°夾角。柴油機(jī)多采用這種連桿。因?yàn)?，柴油機(jī)壓縮比大，受力較大，曲軸的連桿軸頸較粗，相應(yīng)的連桿大頭尺寸往往超過了氣缸直徑，為了使連桿大頭能通過氣缸，便于拆裝，一般都采用斜切口，最常見的是45°夾角。大頭分開形式

把連桿大頭分開可取下的部分叫連桿蓋，連桿與連桿蓋配對加工，平切口連桿蓋與連桿的定位多采用連桿螺栓定位，斜切口連桿常用的定位方法有鋸齒定位、圓銷定位、套筒定位和止口定位。連桿蓋和連桿大頭用連桿螺栓連在一起，連桿螺栓在工作中承受很大的沖擊力，為此，連桿螺栓都采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，并精加工和熱處理特制而成。安裝連桿蓋擰緊連桿螺栓螺母時(shí)，要用扭力板手分2～3次交替均勻地?cái)Q緊到規(guī)定的扭矩，擰緊后還應(yīng)可靠的鎖緊。連桿螺栓損壞后絕不能用其它螺栓來代替。連桿蓋

連桿大頭孔內(nèi)裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個(gè)半片，目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其內(nèi)表面澆鑄有耐磨合金層。耐磨合金層具有質(zhì)軟，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨損等特點(diǎn)。耐磨合金常采用的有巴氏合金，銅鋁合金，高錫鋁合金。連桿軸瓦上制有定位凸鍵，供安裝時(shí)嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中，以防軸瓦前后移動或轉(zhuǎn)動，有的軸瓦上還制有油孔，安裝時(shí)應(yīng)與連桿上相應(yīng)的油孔對齊。

連桿軸瓦叉形連桿V型發(fā)動機(jī)左右兩側(cè)對應(yīng)兩個(gè)氣缸的連桿是裝在曲軸的一個(gè)連桿軸頸上的，稱為叉形連桿返回總體結(jié)構(gòu)曲軸飛輪組曲軸飛輪附件組成：

曲軸——發(fā)動機(jī)最重要的機(jī)件之一

它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力。同時(shí)，驅(qū)動配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機(jī)等。

工作時(shí)，曲軸承受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復(fù)雜，并且承受交變負(fù)荷的沖擊作用。同時(shí)，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。

加工：曲軸一般用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。為提高耐磨性和耐疲勞強(qiáng)度，軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理，并經(jīng)精磨加工，以達(dá)到較高的表面硬度和表面粗糙度的要求。

曲軸的支承方式1、全支承曲軸：即每一個(gè)連桿軸頸兩邊都有一個(gè)主軸頸。如六缸有七個(gè)主軸頸。四缸有五個(gè)主軸頸。這種支承，曲軸的強(qiáng)度和剛度都比較好，并且減輕了主軸承載荷，減小了磨損。柴油機(jī)和大部分汽油機(jī)多采用這種形式。2、非全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目少或與氣缸數(shù)目相等。這種支承方式叫非全支承曲軸，雖然這種支承的主軸承載荷較大，但縮短了曲軸的總長度，使發(fā)動機(jī)的總體長度有所減小。有些汽油機(jī)，承受載荷較小可以采用這種曲軸型式。

直列發(fā)動機(jī)的連桿軸頸數(shù)目和氣缸數(shù)相等。V型發(fā)動機(jī)的連桿軸頸數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。

曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來平衡發(fā)動機(jī)不平衡的離心力矩，有時(shí)還用來平衡一部分往復(fù)慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

曲拐的布置曲拐的布置:曲軸的形狀和曲拐相對位置

氣缸數(shù)氣缸排列發(fā)動機(jī)的發(fā)火順序

取決于：

四行程發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火間隔角為720°/i，(i為氣缸數(shù)目)四缸四行程的發(fā)火順序和曲拐布置

四缸四行程發(fā)動機(jī)的發(fā)火間隔角為720°/4＝180°，可使曲軸獲得均勻的轉(zhuǎn)速。對于每一個(gè)氣缸來說，其工作過程和單缸機(jī)完全相同。多缸發(fā)動機(jī)的工作順序(發(fā)火順序)就是各缸完成同名行程的次序。四缸發(fā)動機(jī)四個(gè)曲拐布置在同一平面內(nèi)。1，4缸在上，2，3缸在下，互相錯(cuò)開180°，其發(fā)火順序的排列只有兩種可能，即為1-3-4-2或?yàn)?-2-4-3，直列六缸發(fā)動機(jī)的發(fā)火順序和曲拐布置

四行程直列六缸發(fā)動機(jī)發(fā)火間隔角為

720°/6=120°，六個(gè)曲拐分別布置在三個(gè)平面內(nèi)，一種發(fā)火順序是1-5-3-6-2-4，國產(chǎn)汽車的六缸直列發(fā)動機(jī)都用這種。另一種發(fā)火順序是1-4-2-6-3-5。

V型八缸發(fā)動機(jī)的發(fā)火順序

八缸發(fā)動機(jī)的發(fā)火間隔角為720°/8=90°，V型發(fā)動機(jī)左右兩列中對應(yīng)的一對連桿共用一個(gè)曲拐，所以V型八缸發(fā)動機(jī)只有四個(gè)曲拐。曲拐布置可以與四缸發(fā)動機(jī)相同，四個(gè)曲拐布置在兩個(gè)互相錯(cuò)開90°的平面內(nèi)，使發(fā)動機(jī)得到更好地平衡。發(fā)火順序?yàn)?-8-4-3-6-5-7-2。飛輪

飛輪的主要功用:1用來貯存作功行程的能量，用于克服進(jìn)氣、壓縮和排氣行程的阻力和其它阻力，使曲軸能均勻地旋轉(zhuǎn)。2、飛輪外緣壓有的齒圈與起動電機(jī)的驅(qū)動齒輪嚙合，供起動發(fā)動機(jī)用；3、汽車離合器也裝在飛輪上，利用飛輪后端面作為驅(qū)動件的摩擦面，用來對外傳遞動力。在飛輪輪緣上作有記號(刻線或銷孔)供找壓縮上止點(diǎn)用(四缸發(fā)動機(jī)為1缸或4缸壓縮上止點(diǎn)；六缸發(fā)動機(jī)為1缸或6缸壓縮上止點(diǎn))。當(dāng)飛輪上的記號與外殼上的記號對正時(shí)，正好是壓縮上止點(diǎn)。奧迪100飛輪上有－“0”標(biāo)記。

飛輪是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要進(jìn)行精確地平衡校準(zhǔn)靜平衡和動平衡。在拆裝時(shí)為了不破壞它們之間的平衡關(guān)系，飛輪與曲軸之間應(yīng)有嚴(yán)格不變的相對位置。通常用定位銷和不對稱布置的螺栓來定位。

飛輪邊緣部分做的厚些，可以增大轉(zhuǎn)動慣量齒圈在發(fā)動機(jī)起動時(shí)與起動機(jī)齒輪嚙合，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。一缸上止點(diǎn)記號曲軸扭轉(zhuǎn)減振器

曲軸是一種扭轉(zhuǎn)彈性系統(tǒng)，其本身具有一定的自振頻率。在發(fā)動機(jī)工作過程中，經(jīng)連桿傳給連桿軸頸的作用力的大小和方向都是周期性變化的，所以曲軸各個(gè)曲拐的旋轉(zhuǎn)速度也是忽快忽慢呈周期性變化。

安裝在曲軸后端的飛輪轉(zhuǎn)動慣量最大，可以認(rèn)為是勻速旋轉(zhuǎn)，由此造成曲軸各曲拐的轉(zhuǎn)動比飛輪時(shí)快時(shí)慢，這種現(xiàn)象稱之為曲軸的扭轉(zhuǎn)振動

扭轉(zhuǎn)減振器一般由橡膠制成，來吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動的能量，消減扭轉(zhuǎn)振動，避免發(fā)生強(qiáng)烈的共振及其引起的嚴(yán)重惡果。曲軸剛度小、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量大、缸數(shù)多及轉(zhuǎn)速高的發(fā)動機(jī)，由于自振頻率低，強(qiáng)迫振動頻率高，容易達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速而發(fā)生強(qiáng)烈的共振。因而加裝扭轉(zhuǎn)減振器就很有必要。慣性盤橡膠墊減振器圓盤曲軸前端氣門側(cè)置式

氣門位于氣缸體側(cè)面稱為氣門側(cè)置式配氣機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗倪M(jìn)、排氣門在同側(cè)，壓縮比受到限制，進(jìn)排氣門阻力較大，發(fā)動機(jī)的動力性和高速性均較差，逐漸被淘汰。

氣門頂置式

氣門位于氣缸蓋上稱為氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)，進(jìn)氣阻力小，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，氣流攪動大，有好的抗爆性和高速性，因而能達(dá)到較高的壓縮比，目前國產(chǎn)的汽車發(fā)動機(jī)都采用氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)。

凸輪軸下置式

主要缺點(diǎn)：氣門和凸輪軸相距較遠(yuǎn)，因而氣門傳動另件較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，發(fā)動機(jī)高度也有所增加。

凸輪軸中置式凸輪軸中置,凸輪軸位于氣缸體的中部,由凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂，省去推桿，

凸輪軸上置式1、是凸輪軸直接通過搖臂來驅(qū)動氣門，這樣既無挺柱，又無推桿，往復(fù)運(yùn)動質(zhì)量大大減小。

2、是凸輪軸直接驅(qū)動氣門或帶液力挺柱的氣門，此種配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動質(zhì)量更小，特別適應(yīng)于高速發(fā)動機(jī)，

齒輪傳動曲軸凸輪軸

凸輪軸下置，中置的配氣機(jī)構(gòu)大多采用圓柱形正時(shí)齒輪傳動，一般從曲軸到凸輪軸只需一對正時(shí)齒輪傳動，若齒輪直徑過大，可增加一個(gè)中間齒輪。為了嚙合平穩(wěn)，減小噪聲，正時(shí)齒輪多用斜齒。

小齒輪鋼制，大齒輪用鑄鐵或膠木，裝配時(shí)有正時(shí)記號對齊鏈輪傳動

鏈輪傳動適用于凸輪軸上置的配氣機(jī)構(gòu)，但其工作可靠性和耐久性不如齒輪傳動。

齒帶傳動

近年來高速汽車發(fā)動機(jī)上廣泛采用齒形皮帶來代替?zhèn)鲃渔?，齒形帶傳動，噪聲小、工作可靠、成本低

4、5氣門式

一般發(fā)動機(jī)都采用每缸兩個(gè)氣門，即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門的結(jié)構(gòu)。為了改善換氣，在可能的條件下，應(yīng)盡量加大氣門的直徑，特別是進(jìn)氣門的直徑。但是由于燃燒室尺寸的限制，氣門直徑最大一般不能超過氣缸直徑的一半。

當(dāng)氣缸直徑較大，活塞平均速度較高時(shí)，每缸一進(jìn)一排的氣門結(jié)構(gòu)就不能保證良好的換氣質(zhì)量。因此，在很多新型汽車發(fā)動機(jī)上多采用每缸四個(gè)氣門結(jié)構(gòu)。即兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門。

配氣機(jī)構(gòu)作者：劉步豐配音：李榮華2004年春1．功用：

配氣機(jī)構(gòu)是進(jìn)、排氣管道的控制機(jī)構(gòu)，它按照氣缸的工作順序和工作過程的要求，準(zhǔn)時(shí)地開閉進(jìn)、排氣門、向氣缸供給可燃混合氣（汽油機(jī)）或新鮮空氣（柴油機(jī)）并及時(shí)排出廢氣。另外，當(dāng)進(jìn)、排氣門關(guān)閉時(shí)，保證氣缸密封。四行程發(fā)動機(jī)都采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)。一、概述2．充氣效率

新鮮空氣或可燃混合氣被吸入氣缸愈多，則發(fā)動機(jī)可能發(fā)出的功率愈大。新鮮空氣或可燃混合氣充滿氣缸的程度，用充氣效率hv表示。hv越高，表明進(jìn)入氣缸的新氣越多，可燃混合氣燃燒時(shí)可能放出的熱量也就越大，發(fā)動機(jī)的功率越大。hv總小于1（0.8~0.9）進(jìn)氣終了壓力↓，溫度↓，

hv↑

3．配氣機(jī)構(gòu)的布置型式

氣門頂置式

按氣門安裝位置分氣門側(cè)置式

凸輪軸下置式

凸輪軸中置式

凸輪軸上置式

按凸輪軸布置分齒輪傳動鏈輪傳動

齒帶傳動

按曲軸、凸輪軸傳動分2氣門式

按每缸氣門數(shù)分4、5氣門式

氣門間隙

氣門間隙：為保證氣門關(guān)閉嚴(yán)密，通常發(fā)動機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。氣門桿搖臂氣門間隙氣門間隙進(jìn)氣門0.25~0.30mm排氣門0.30~0.35mm作用：給熱膨脹留有余地保證氣門密封

間隙過大：進(jìn)、排氣門開啟遲后，縮短了進(jìn)排氣時(shí)間，降低了氣門的開啟高度，改變了正常的配氣相位，使發(fā)動機(jī)因進(jìn)氣不足，排氣不凈而功率下降，此外，還使配氣機(jī)構(gòu)零件的撞擊增加，磨損加快。

間隙過?。喊l(fā)動機(jī)工作后，零件受熱膨脹，將氣門推開，使氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏氣，功率下降，并使氣門的密封表面嚴(yán)重積碳或燒壞，甚至氣門撞擊活塞。采用液壓挺柱的配氣機(jī)構(gòu)不需要留氣門間隙。

轎車發(fā)動機(jī)由于轉(zhuǎn)速較快，每分鐘轉(zhuǎn)速可達(dá)5000轉(zhuǎn)以上，為保證進(jìn)排氣效率，采用頂置式氣門裝置，但是，如果采用下置式或者中置式的凸輪軸，由于氣門與凸輪軸的距離較遠(yuǎn)需要?dú)忾T挺桿和挺柱等輔助零件，造成氣門傳動機(jī)件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)動機(jī)體積大，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下還容易產(chǎn)生噪聲，而采用頂置式凸輪軸則可以改變這種現(xiàn)象。

所以，現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)一般都采用了頂置式凸輪軸，將凸輪軸配置在發(fā)動機(jī)的上方，縮短了凸輪軸與氣門之間的距離，省略了氣門的挺桿和挺柱，將發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更加緊湊。更重要的是，這種安裝方式可以減少整個(gè)系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動的質(zhì)量，提高了傳動效率

任何事物都有其兩面性，頂置凸輪軸一方面縮短了與氣門的距離，另一方面卻拉大了凸輪軸與曲軸之間的距離。由于凸輪軸是由曲軸帶動的，因此兩者之間一拉開距離就必須要用鏈條及鏈輪做轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)比下置式凸輪軸的齒輪嚙合傳動復(fù)雜得多。

盡管如此，人們衡量利弊還是喜歡采用頂置式凸輪軸。轎車發(fā)動機(jī)按照頂置凸輪軸的數(shù)目，分為單頂置凸輪軸(SOHC)和雙頂置凸輪軸(DOHC)，由于中高檔轎車發(fā)動機(jī)一般是多氣門及V型氣缸排列，需采用雙凸輪軸分別控制進(jìn)排氣門，因此雙頂置凸輪軸被不少名牌發(fā)動機(jī)所采用。

現(xiàn)在，頂置式凸輪軸有多種驅(qū)動氣門的形式，有用搖臂過渡驅(qū)動式，也有直接驅(qū)動式，其中直接驅(qū)動式對凸輪軸和氣門彈簧的設(shè)計(jì)要求相對較低，往復(fù)運(yùn)動的慣量最少，特別適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轎車發(fā)動機(jī)上。OHCoverheadcamshaftSOHCsingle~DOHCdouble~OHC是凸輪軸直接裝置在氣缸頭上，經(jīng)由皮帶或練條帶動、驅(qū)動氣門，它是現(xiàn)代引擎的主流，省略了很多繁雜機(jī)件，工作效率大幅提高。

DOHC則是SOHC引擎的最佳演化，使用兩根凸輪軸分別控制進(jìn)排氣。

因?yàn)楝F(xiàn)代SOHC引擎已經(jīng)成為主流，氣門也從8V進(jìn)展到16V（6缸為24V），如此眾多的氣門單靠一支凸輪軸控制，此凸輪軸負(fù)荷太大，故使用兩軸，可以降低負(fù)荷并且減少磨擦受力。為什么兩根凸輪軸？二、配氣相位配氣相位是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門的開啟時(shí)刻和開啟延續(xù)時(shí)間，通常用環(huán)形圖表示-配氣相位圖

理論上的配氣相位

理論上講進(jìn)、壓、功、排各占180°，也就是說進(jìn)、排氣門都是在上、下止點(diǎn)開閉，延續(xù)時(shí)間都是曲軸轉(zhuǎn)角180°。但實(shí)際表明，簡單配氣相位對實(shí)際工作是很不適應(yīng)的，它不能滿足發(fā)動機(jī)對進(jìn)、排氣門的要求

1、氣門的開、閉有個(gè)過程開啟

總是

由小→大

關(guān)閉

總是

由大→小2、氣體慣性的影響同樣造成進(jìn)氣不足、排氣不凈3、發(fā)動機(jī)速度的要求實(shí)際發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時(shí)都很短，當(dāng)轉(zhuǎn)速為5600r/min時(shí)一個(gè)行程只有60/（5600×2）=0.0054s，就是轉(zhuǎn)速為1500r/min，一個(gè)行程也只有0.02s，這樣短的進(jìn)氣或排氣過程，使發(fā)動機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈。理論配氣的不足實(shí)際的配氣相位

為了使進(jìn)氣充足，排氣干凈，除了從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)外（如增大進(jìn)、排氣管道），還可以從配氣相位上想點(diǎn)辦法，即氣門能否早開晚閉，延長進(jìn)、排氣時(shí)間呢

進(jìn)氣門早開：可使進(jìn)氣一開始就有一個(gè)較大的通道面積，可增加進(jìn)氣量。

進(jìn)氣門晚關(guān)：活塞到達(dá)進(jìn)氣下止點(diǎn)時(shí)，由于進(jìn)氣吸力的存在，氣缸內(nèi)氣體壓力仍然低于大氣壓，在大氣壓的作用下仍能進(jìn)氣；另外，此時(shí)進(jìn)氣流還有較大的慣性，可以增加進(jìn)氣量。氣門早開、晚閉

排氣門早開：在作功行程快要結(jié)束時(shí)，排氣門打開，可以利用作功的余壓使廢氣高速沖出氣缸，排氣量約占50%。排氣門早開，勢必造成功率損失，但因氣壓低，損失并不大，而早開可以減少排氣所消耗的功，又有利于廢氣的排出，所以總功率仍是提高的。

排氣門晚關(guān)：從示功圖上還可以看出，活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)廢氣壓力仍然高于外界大氣壓，加之排氣氣流的慣性，排氣門晚關(guān)可使廢氣排得更凈一些。氣門重疊

把兩個(gè)氣門同時(shí)開啟時(shí)間相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角叫作氣門重疊角。進(jìn)、排氣流各自有自己的流動方向和流動慣性，而重疊時(shí)間又很短，不至于混亂，即吸入的可燃混合氣不會隨同廢氣排出，廢氣也不會經(jīng)進(jìn)氣門倒流入進(jìn)氣管，而只能從排氣門排出；進(jìn)氣門附近有降壓作用，有利于進(jìn)氣。在這段時(shí)間內(nèi)，可燃混合氣和廢氣是否會亂串呢？

10°~30°

40°~80°

40°~80°

10°~30°氣門重疊角α+δ=20°～60°

三、配氣機(jī)構(gòu)的組件(一)、氣門組氣門組實(shí)物圖1、氣門

功用：控制進(jìn)、排氣管的開閉工作條件：A、進(jìn)氣門570K~670K，排氣門1050K~1200K。B、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力等，C、冷卻和潤滑條件差，D、被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕。性能： 強(qiáng)度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨進(jìn)氣門570K~670K（鉻鋼或鉻鎳鋼）排氣門1050K~1200K（硅鉻鋼）A、氣門頭部一個(gè)具有圓錐斜面的圓盤，氣門錐角一般為450，也有300，氣門頭邊緣應(yīng)保持一定厚度，一般為1-3mm，以防工作中沖擊損壞和被高溫?zé)g。氣門密封錐面與氣門座配對研磨。

錐面的作用？氣門頭部的結(jié)構(gòu)形式平頂式結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進(jìn)、排氣門都可采用。凸頂式（球面頂）適用于排氣門，因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受勢面積大，質(zhì)量和慣性力大加工較復(fù)雜。凹頂式（喇叭頂）凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進(jìn)氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進(jìn)氣門，而不宜用于排氣門。氣門實(shí)物圖進(jìn)氣門排氣門二者大小如何，為什么？B、氣門桿較高的加工精度，表面經(jīng)過熱處理和磨光，保證同氣門導(dǎo)管的配合精度和耐磨性氣門桿尾部：環(huán)形槽、鎖銷孔凹槽易斷裂處功用：①起導(dǎo)向作用，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動。

②起導(dǎo)熱作用，將氣門頭部傳給桿身的熱量，通過氣缸蓋傳出去。

2、氣門導(dǎo)管

為了保證導(dǎo)向，導(dǎo)管應(yīng)有一定的長度，氣門導(dǎo)管的工作溫度也較高，約500k。氣門導(dǎo)管和氣門的潤滑是靠配氣機(jī)構(gòu)飛濺出來的機(jī)油進(jìn)行潤滑的，因此易磨損。為了改善潤滑性能，氣門導(dǎo)管常用灰鑄鐵或球墨鑄鐵或鐵基粉未治金制造氣門導(dǎo)管氣缸蓋過盈配合卡環(huán)：防止氣門導(dǎo)管在使用中脫落。伸入深度應(yīng)適量。錐度可減少氣流阻力。3、氣門座

氣門座與氣門頭部密封錐面配合密封氣缸，氣門頭部的熱量亦經(jīng)過氣門座外傳。氣門座可以在缸蓋或缸體上直接鏜出，也可以采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)。鑲嵌式結(jié)構(gòu)氣門座都采用較好的材料（合金鑄鐵、奧氏體鋼等）單獨(dú)制作。

氣門座鋁合金氣缸蓋為何氣門座都要鑲嵌氣門座圈4、氣門彈簧功用：保證氣門的回位。材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼氣門彈簧氣門彈簧座鎖片

在氣門關(guān)閉時(shí)，保證氣門與氣門座之間的密封，在氣門開啟時(shí)，保證氣門不因運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的慣性力而脫離凸輪。

圓柱形螺旋彈簧圓柱等螺距彈簧不等距彈簧隨著有效圈數(shù)的減少，自然頻率提高。雙彈簧布置旋向相反的兩個(gè)彈簧應(yīng)用車型：奧迪100，捷達(dá)，桑塔納,廣州標(biāo)致5055氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

錐形套筒鎖片

為了使氣門頭部溫度均勻，防止局部過熱引起的變形和清除氣門座積炭，可設(shè)法使氣門在工作中相對氣門座緩慢旋轉(zhuǎn)。氣門緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)在密封錐面上產(chǎn)生輕微的摩擦力，有阻止沉積物形成的自潔作用。

(二)、氣門驅(qū)動組功用：定時(shí)驅(qū)動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當(dāng)?shù)臍忾T間隙。凸輪軸挺柱推桿搖臂凸輪軸正時(shí)齒輪搖臂軸

作用： 驅(qū)動和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動機(jī)的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。 工作條件： 承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。 材料： 優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵凸輪凸輪軸軸頸驅(qū)動分電器的螺旋齒輪1、凸輪軸凸輪

工作條件：承受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。 凸輪性能：表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。

凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大，磨損快。凸輪的輪廓凸輪輪廓與氣門的運(yùn)動規(guī)律氣門開啟點(diǎn)消除氣門間隙階段氣門升程最大時(shí)刻氣門關(guān)閉點(diǎn)出現(xiàn)氣門間隙階段緩沖結(jié)束點(diǎn)揚(yáng)程凸輪的位移曲線同名凸輪的相對角位置

同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對角位置是與相應(yīng)的配氣相位相對應(yīng)的。四缸發(fā)動機(jī)凸輪投影點(diǎn)火順序：1—2—4—3凸輪軸的軸向定位：

作用：為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力。正時(shí)齒輪止推板隔圈（調(diào)節(jié)環(huán)）凸輪軸頸凸輪軸的軸向間隙氣缸體利用調(diào)節(jié)環(huán)控制軸向竄動竄動量凸輪軸的驅(qū)動A、齒輪傳動：應(yīng)用在下置凸輪軸發(fā)動機(jī)。采用斜齒齒輪。B、鏈條和齒形皮帶傳動：鏈條傳動噪聲小，用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動機(jī)。

曲軸正時(shí)齒形帶輪中間軸齒形帶輪張緊輪凸輪軸正時(shí)齒形帶輪2、挺柱（1）作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。（2）挺柱的分類：菌式氣門