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

汽車根底知識

目錄

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第一章汽車概述

4

一、 汽車的根本構(gòu)造

4

二、 汽車分類

5

三、 SUVRVMPV介紹

6

第二章發(fā)動機(jī)根底

8

一、 內(nèi)燃機(jī)的歷史

8

二、 發(fā)動機(jī)根本術(shù)語介紹

8

三、 四行程汽油發(fā)動機(jī)的工作原理

9

四、 發(fā)動機(jī)分類

11

五、 發(fā)動機(jī)的氣缸編號和轉(zhuǎn)動方向

12

第三章發(fā)動機(jī)構(gòu)造

13

一、 概述

13

二、 曲柄連桿機(jī)構(gòu)

14

三、 配氣機(jī)構(gòu)

24

第四章發(fā)動機(jī)正時驅(qū)動系統(tǒng)

29

一、概述

29

二、配氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動型式

29

第五章進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)

32

一、 進(jìn)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(jī)爆震

44

第七章.發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)

45

一、 潤滑系統(tǒng)概述

45

二、 機(jī)油更換

48

三、 潤滑油的規(guī)格

48

第八章發(fā)動機(jī)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(jī)電氣系統(tǒng)

56

一、點(diǎn)火系統(tǒng)

56

二、起動機(jī)系統(tǒng)

58

三、充電系統(tǒng)

59

第十章柴油發(fā)動機(jī)

61

一、介紹

61

二、四沖程柴油發(fā)動機(jī)的工作原理

61

三、柴油發(fā)動機(jī)與汽油發(fā)動機(jī)對照表

62

四、柴油發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造

62

五、柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)

63

六、柴油

63

七、柴油發(fā)動機(jī)爆震

64

八、柴油發(fā)動機(jī)爆震與汽油發(fā)動機(jī)爆震的比擬

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(jī)

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

一、 汽車電路組成

101

二、 汽車線束

102

三、 開關(guān)和繼電器

104

四、 根本的汽車電器系統(tǒng)

105

五、 其他汽車電器系統(tǒng)介紹

107

第一章汽車概述

汽車的根本構(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(yùn)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(yùn)行。

轉(zhuǎn)向：汽車以方向盤控制行駛方向，行駛中用于使方向盤轉(zhuǎn)動的力量大約需要五至十公斤，如果加有輔助機(jī)構(gòu)，可減至一公斤以下。

車體：現(xiàn)在的轎車很少具有底盤，而是在車體結(jié)構(gòu)上安裝整輛車的機(jī)件。車身鈑金的厚度在0.015至0.035英寸之間,因此車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需有足夠強(qiáng)度,能承受汽車行進(jìn)中產(chǎn)生的巨大應(yīng)力。

電路：起動發(fā)動機(jī)的主要電源，由一個12伏特的電瓶供給。這個局部還包括啟動馬達(dá)、車燈、雨刮系統(tǒng)、音響和其它裝置等。

傳動系統(tǒng)：介于發(fā)動機(jī)與車輪之間，包括變速箱與傳動軸等；它將發(fā)動機(jī)的動力加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)校后傳到車輪。

發(fā)動機(jī)：是汽車的動力來源，靠燃燒汽油產(chǎn)生動力來推動車輪。不過只有約四分之一的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿?，其余的熱能都分散到排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)

車輪：輪胎與制動：所有汽車的重量、加速、剎車和轉(zhuǎn)向力都由車輪承受，因此其結(jié)構(gòu)一定要鞏固，而為了控制轉(zhuǎn)向就要使用輕合金鑄造車輪，可以提供所需的剛度；制動是利用摩擦產(chǎn)生減低車速所需的阻力。

懸掛系統(tǒng)：主要包括彈簧與減震器，行駛時，系統(tǒng)每分鐘會震動一千至一千二百次左右，有助于減低車行駛時震動所造成的不適。

汽車分類

(一)按用途分類

汽車有運(yùn)輸汽車和特種用途汽車兩大類:

1、運(yùn)輸汽車

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(jī)排量分級為：

微型轎車——發(fā)動機(jī)工作容積1L以下。

普通級轎車——發(fā)動機(jī)工作容積為1.0～1.6L。

中級轎車——發(fā)動機(jī)工作容積1.6～2.5L。

上述三種級別的轎車的主要特點(diǎn)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(jī)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(jī)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(diǎn)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。

客車：乘坐9個以上乘員，主要供公共效勞用。按照效勞方式不同，客車的構(gòu)造亦不同，可分為城市公

共客車、長途客車、團(tuán)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——長度10～12m。

特大型客車——包括鉸接式客車(車輛長度大于12m)和雙層客車(長度10～12m)兩種。

貨車：用于運(yùn)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(yùn)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1.8～6t。

中型貨車——總質(zhì)量為6～14t。

重型貨車——總質(zhì)量大于14t。

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)有一局部掛車制動裝置及掛車電氣接線板等。

2、特種用途汽車

娛樂汽車：專供假日娛樂消遣的汽車，運(yùn)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。

競賽汽車：是按照特定的競賽標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的汽車。著名的競賽標(biāo)準(zhǔn)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(jì)原理雖然與其他汽車大致相同，但其用途卻很特殊。

特種作業(yè)汽車：是指在汽車上安裝各種特殊設(shè)備進(jìn)行以下特種作業(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(hù)車、公安消防車、機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)還可按其活塞的運(yùn)動方式分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機(jī)等類型。

2、電動汽車

其動力裝置是直流電動機(jī)。電動汽車的優(yōu)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)操縱自動化。電動機(jī)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(jī)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?xì)廨啓C(jī)汽車

與活塞式內(nèi)燃機(jī)相比，燃?xì)廨啓C(jī)功率大、質(zhì)量小，轉(zhuǎn)矩特性好，所使用的燃油無嚴(yán)格限制，但其耗油量大、噪聲較大，制造本錢也較高。

(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(fù)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(fù)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(jī)場和工地內(nèi)的無路地區(qū)或?qū)Ｓ玫缆飞闲旭偟钠嚕硪活愂窃揭捌嚒?/p>

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。

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(yùn)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(fèi)者的歡送。在20世紀(jì)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開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(dú)立懸架，后懸掛是非獨(dú)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向舒適化開展，一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)蓋范圍就比擬廣，沒有嚴(yán)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(diǎn)，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，表達(dá)了一種趣味、實(shí)用與經(jīng)濟(jì)性的結(jié)合，例如鈴木Kei；有些RV那么是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，受到市場歡送并被各大車廠仿效，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(dá)Premacy。

美日歐三大車系特點(diǎn)介紹

國內(nèi)進(jìn)口轎車中以美日歐三大車系為主，盡管各國轎車向更平安、更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)的共同目標(biāo)開展，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(diǎn)。

美國國土遼闊且大多地勢平坦，高速公路四通八達(dá)，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(jì)者的思想之中，加上美國法律面面俱到，

略有過失就有可能吃官司，因此一些美國轎車的鋼板比擬厚實(shí)，質(zhì)量重，車身造型剛毅，平安防御能力強(qiáng)。

車上的輔助設(shè)備簡單實(shí)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(xì)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(biāo)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)，比擬適應(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(jì)富有藝術(shù)韻味，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(xì)算講究效率。日本轎車的特點(diǎn)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(jì)性好，使

用效率高。車廂內(nèi)各種設(shè)備齊全，裝飾做工細(xì)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(jī)根底

內(nèi)燃機(jī)的歷史

1860

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

1867

在巴黎世界博覽會上，NicolausAugustOtto和EugenLangen展示了一臺改良的內(nèi)燃機(jī)，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(jī)。該發(fā)動機(jī)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(diǎn)火的適于車用的高速四行程汽油發(fā)動機(jī)。

1887

RobertBosch研制出用于發(fā)動機(jī)的斷電器點(diǎn)火。

1893

WilhelmMaybach創(chuàng)造噴射化油器。

1897

RudolfDiesel經(jīng)過4年研發(fā)，將其發(fā)動機(jī)投入生產(chǎn)。這種以他的名字命名的發(fā)動機(jī)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(jī)。

1897－現(xiàn)在

在這一階段，發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)、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。

發(fā)動機(jī)根本術(shù)語介紹

上止點(diǎn)

活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，通常指活塞上行到最高位置。

下止點(diǎn)

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(diǎn)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(diǎn)到下止點(diǎn)所讓出的空間容積(L)。

Ⅴ=πD2/(4×106)S(L)

式中：D—?dú)飧字睆?mm)。

發(fā)動機(jī)排量(ⅤL)

發(fā)動機(jī)所有氣缸工作容積之和(L)。設(shè)發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)為i，那么Ⅴ=Ⅴi(L)Lh

燃燒室容積(ⅤC)

活塞在上止點(diǎn)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(diǎn)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(ε)

氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即ε=Ⅴa/Ⅴc=(Ⅴh+Ⅴc)/Ⅴc=1+Ⅴh/Ⅴc

它表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動到上止點(diǎn)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。一般車用汽油機(jī)的壓縮比為6～10，柴油機(jī)的壓縮比為15～22。

發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)

在氣缸內(nèi)進(jìn)行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一系列連續(xù)過程〔進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣〕稱發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)。

二沖程發(fā)動機(jī)

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(jī)。

四沖程發(fā)動機(jī)

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(jī)。

四行程汽油發(fā)動機(jī)的工作原理

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

汽油發(fā)動機(jī)是一種往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)。通過氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)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(jī)都是四行程發(fā)動機(jī)。就是說，需要活塞進(jìn)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(yùn)動，通過曲柄傳動裝置轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動。曲柄傳動裝置由以下部件組成：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(zhǔn)備。這些行程有時被稱為空行程。

曲軸的第一圈

1.進(jìn)氣行程：

活塞從其上止點(diǎn)〔TDC〕向下止點(diǎn)〔BDC〕運(yùn)動。這會在氣缸內(nèi)產(chǎn)生一個真空，將可燃混合氣通過翻開的進(jìn)氣門吸入氣缸。

2.壓縮行程：

活塞從下止點(diǎn)移向上止點(diǎn)。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(jī)處于進(jìn)氣行程

B發(fā)動機(jī)處于壓縮行程

1進(jìn)氣門

2排氣門

3上止點(diǎn)〔TDC〕

4下止點(diǎn)〔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(diǎn)火火花點(diǎn)燃。燃燒產(chǎn)生的氣體增加了壓強(qiáng)，將活塞從上止點(diǎn)推向下止點(diǎn)。

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(dá)〔壓縮行程〕上止點(diǎn)之前的0°和40°之間開始被點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)燃。

4.排氣行程：

活塞從下止點(diǎn)移向上止點(diǎn)?；钊麑U氣通過翻開的排氣門強(qiáng)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(jī)處于做功行程

B發(fā)動機(jī)處于排氣行程

1進(jìn)氣門

2排氣門

3上止點(diǎn)〔TDC〕

4下止點(diǎn)〔BDC〕

發(fā)動機(jī)分類

內(nèi)燃汽車發(fā)動機(jī)根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)分為不同的類別，常見的分類標(biāo)準(zhǔn)有：

氣缸排列

點(diǎn)火型式

混合氣構(gòu)成

冷卻方法

根本動作

配氣機(jī)構(gòu)型式

氣缸充氣方法

燃料類型

發(fā)動機(jī)根據(jù)氣缸排列分類：

－1直列式發(fā)動機(jī)

－2V形發(fā)動機(jī)

－3臥式對置氣缸發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)按點(diǎn)火型式分類

－火花塞點(diǎn)火的汽油發(fā)動機(jī)

－壓燃的柴油發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)按混合氣構(gòu)成分類

－化油器式發(fā)動機(jī)

－燃油噴射式發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)按冷卻方法分類

－水冷式發(fā)動機(jī)

－風(fēng)冷式發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)按根本運(yùn)動分類

－往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)

－轉(zhuǎn)子式發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)根據(jù)配氣機(jī)構(gòu)型式分類

－頂置氣門發(fā)動機(jī)

－頂置凸輪軸發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)按氣缸充氣方法分類

－自然吸氣發(fā)動機(jī)

－增壓式發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)按燃料類型分類

－汽油發(fā)動機(jī)

－柴油發(fā)動機(jī)

－燃?xì)獍l(fā)動機(jī)

－多燃料發(fā)動機(jī)

發(fā)動機(jī)的氣缸編號和轉(zhuǎn)動方向

A直列式發(fā)動機(jī)

BV形發(fā)動機(jī)

C功率輸出端

氣缸編號

發(fā)動機(jī)的氣缸是按標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)依次編號。第一缸通常位于發(fā)動機(jī)的前端。然后氣續(xù)編號至發(fā)動機(jī)后端〔功率輸出端〕。

對于雙缸排發(fā)動機(jī)〔V形發(fā)動機(jī)〕，連續(xù)編號從左側(cè)缸排〔從發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)都順時針轉(zhuǎn)動。

第三章發(fā)動機(jī)構(gòu)造

概述

汽油機(jī)通常由二大機(jī)構(gòu)、五大系統(tǒng)組成；柴油機(jī)由二大機(jī)構(gòu)、四大系統(tǒng)(較汽油機(jī)少點(diǎn)火系)組成。下面以汽油發(fā)動機(jī)為例，介紹發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造：

汽油發(fā)動機(jī)的兩大機(jī)構(gòu)是:

曲柄連桿機(jī)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(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換。

配氣機(jī)構(gòu)

主要由進(jìn)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(jìn)、排氣門，以便可燃混合氣能及時進(jìn)入氣缸、廢氣能及時從缸內(nèi)排出。

汽油發(fā)動機(jī)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(jìn)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(jī)。

點(diǎn)火系

主要由蓄電池、點(diǎn)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(diǎn)燃缸內(nèi)的可燃混合氣。

冷卻系

主要由水泵、散熱器、水套、風(fēng)扇、節(jié)溫器等組成。其作用是把受熱機(jī)件感受的多余熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動機(jī)在正常溫度下工作。

潤滑系

主要由機(jī)油泵、集濾器、潤滑油道、機(jī)油粗濾器、機(jī)油細(xì)濾器等組成。其主要功用是將機(jī)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(jī)等部件組成。其功用是起動發(fā)動機(jī)。

曲柄連桿機(jī)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(yùn)動的機(jī)械能，再轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而對外輸出動力。

組成：

機(jī)體組

如下圖：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

如下圖:由活塞、活塞環(huán)、活塞銷和連桿運(yùn)動件組成。

曲軸飛輪組

如下圖: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。現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)的氣

缸體大局部都使用液冷式。

氣缸體由灰鑄鐵或輕合金鑄成。氣缸體鑄成后，使用精細(xì)的切削工具和珩磨機(jī)來加工缸孔外表。如果氣

缸孔外表損壞，通常可以重新進(jìn)行機(jī)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?yàn)檩p合金不夠堅(jiān)硬，經(jīng)不起活

塞上下運(yùn)動產(chǎn)生的負(fù)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，而缸體那么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〔如下圖〕

干式缸套

定義：外外表不直接與冷卻水接觸。

特點(diǎn)：

1〕厚度較薄〔1mm～3mm〕；

2〕與剛體孔過盈配合；

3〕不易漏水漏氣。

濕式缸套

定義：其外外表直接與冷卻水接觸。

特點(diǎn)：

1〕壁厚較厚〔5mm～9mm〕；

2〕散熱效果好；

3〕易漏水漏氣；

曲軸箱的型式〔如下圖〕

平分式

定義：主軸承座孔中心線位于曲軸箱分開面上。

特點(diǎn)：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(jī)。

龍門式

定義：主軸承座孔中心線高于曲軸箱分開面。

特點(diǎn)：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(jī)。

隧道式

定義：主軸承座孔不分開

特點(diǎn)：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(fù)荷較大的柴油機(jī)

油底殼

貯存和冷卻機(jī)油并封閉曲軸箱

構(gòu)造〔如下圖〕

用薄鋼板沖壓而成。

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。

最低處有放油塞。

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(jìn)排氣門島、氣門進(jìn)排氣門座、火花塞孔〔汽油機(jī)〕火噴油器座孔。

燃燒室

盆形燃燒室：其特點(diǎn)為

氣門平行于氣缸軸線；

有擠氣—冷機(jī)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(diǎn)為

1〕氣門斜置，氣流導(dǎo)流較好，充氣效率高；

2〕有擠氣—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(diǎn)為

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；

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(jì)性最好。是高速發(fā)動機(jī)常用的燃燒室；

CO和HC排放最少，而NO的排放較高。

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(bǔ)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(如下圖)

〔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(qiáng)，內(nèi)填

石棉(常摻入銅屑或鋼絲，以堅(jiān)強(qiáng)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(qiáng)化發(fā)動機(jī)。

缸蓋螺栓

缸蓋螺栓將缸蓋緊緊固定在缸體上。有兩種缸蓋螺柱：普通螺栓和扭力屈服螺栓。

普通螺栓是用扭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)定的一個角度。

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，否那么會粘滯在缸孔里〔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(jìn)入曲軸箱，同時阻止機(jī)油進(jìn)入燃燒室?；钊h(huán)區(qū)上方的邊緣可到達(dá)很高的溫度，所以稱為火力岸。活塞裙部在缸孔中引導(dǎo)活塞。活塞銷孔用于固定連接活塞與連桿的活塞銷。活塞銷由卡環(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。

活塞的特性

1火力岸

2活塞頂

3活塞銷孔

4公稱直徑

5裙部

6活塞環(huán)區(qū)

活塞的類型

汽油發(fā)動機(jī)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(jì)的縫隙控制熱膨脹的大小。在負(fù)荷特別高的區(qū)域，還可以采用特殊鑄鐵制成的一體化部件進(jìn)行加強(qiáng)。有的活塞還帶有冷卻油道，可以通過機(jī)油噴嘴對活塞頂噴射機(jī)油進(jìn)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(jī)在做功行程中，作用于活塞頂?shù)娜紵龎毫梢愿哌_(dá)60巴。在這么大的負(fù)荷下，活塞被壓向與曲柺相對的氣缸壁，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(fù)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(fù)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(fù)載下的活塞側(cè)

活塞上的熱負(fù)載

發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，活塞裙部的溫度可到達(dá)150℃，活塞頂那么高達(dá)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(jì)的。為了補(bǔ)償活塞各點(diǎn)熱膨脹的差異，常溫下活塞的截面被設(shè)計(jì)

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(jì)成具有向外擴(kuò)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(jī)油進(jìn)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)和錐面環(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)〕、L-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。它們可通過鍍硬鉻來提高抗腐蝕能力和耐磨性。

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(jī)還可能使用高強(qiáng)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；另一端那么稱為大端，連桿大端裝有可在曲軸軸頸上轉(zhuǎn)動的軸瓦。

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(jī)、配氣機(jī)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(jī)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(diǎn)火次序排列。

發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)通過機(jī)油孔向連桿大端軸承提供機(jī)油。

曲軸分整體式和組合式。轎車用汽油發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)的平穩(wěn)運(yùn)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〕來到達(dá)平衡。

發(fā)動機(jī)后部被螺栓固定在曲軸上的飛輪也有助于發(fā)動機(jī)平穩(wěn)運(yùn)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鉻釩鉬合金鋼，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(qiáng)度。曲柄軸頸和主軸頸軸承的外表經(jīng)過外表硬化和研磨。

曲軸軸承

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

瓦與曲軸之間的間隙正確與否直接關(guān)系到它們的壽命長短。軸瓦生產(chǎn)廠商對軸承間隙有具體規(guī)定。

曲軸必須有足夠的間隙供給潤滑油。然而，如果間隙過大，潤滑油容易從軸承處逸出，導(dǎo)致潤滑缺乏和

軸承嚴(yán)重?fù)p壞。

軸瓦由油泵供給的壓力油進(jìn)行潤滑。

轉(zhuǎn)動的軸頸在一層可以阻止金屬部件相互接觸的油膜上運(yùn)轉(zhuǎn)?！策@有點(diǎn)像輪胎在濕滑路面行駛的情況：

輪胎浮在一層無法排出的水膜上〕。

飛輪

功用

貯存和能量：在作功行程貯存能量，用以完成其它三個行程，使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

利用飛輪上的齒圈起動時傳力。

將動力傳給離合器。

克服短暫的超負(fù)荷。

構(gòu)造〔如下圖〕

飛輪為一外緣有齒圈的鑄鐵圓盤。

有的飛輪上有一缸上止點(diǎn)記號和點(diǎn)火提前角刻度線〔汽油機(jī)〕或供油提前角刻度線〔柴油機(jī)〕，以便調(diào)整

和檢驗(yàn)點(diǎn)火正時，供油提前角和氣門間隙。

配氣機(jī)構(gòu)

配氣機(jī)構(gòu)的功用是按照發(fā)動機(jī)各缸工作過程的需要，定時地開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽

油機(jī))或空氣(柴油機(jī))得以及時進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時排出氣缸。

類型

配氣機(jī)構(gòu)多采用頂置式氣門。根據(jù)凸輪軸的位置分為下置式、中置式和上置式。

以上置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)為例：

組成；其組成主要有氣門驅(qū)動組和氣門組兩大局部，如下圖。

氣門驅(qū)動組：氣門驅(qū)動組是從正時齒輪開始至推動氣門動作的所有零件。主要由正時齒輪、凸輪軸、氣門挺柱、調(diào)整螺釘和鎖緊螺母、搖臂、搖臂軸、搖臂軸支架等組成。其功用是定時驅(qū)動氣門使其開閉。氣門組：主要由氣門鎖片、氣門彈簧座、氣門彈簧、氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座等組成。其功用主要是維持氣門的關(guān)閉。

氣門

氣門負(fù)責(zé)在交換氣體時翻開進(jìn)氣和排氣孔，在壓縮行程和做功行程盡可能關(guān)緊進(jìn)氣和排氣孔。

在此過程中，它們需經(jīng)受極度高溫。雖然進(jìn)氣門受到流入氣缸的新鮮氣體的冷卻，但它的溫度仍高達(dá)500

℃。排氣門因正處于熾熱燃燒氣體的通道上，溫度能高達(dá)800℃〔氣門頭處〕。

由于排氣門溫度太高，通常會在排氣門內(nèi)填充鈉。發(fā)動機(jī)運(yùn)行時鈉填充物會熔化。移動的熔化物質(zhì)能將

熱從氣門頭帶到氣門桿，從而傳給氣缸蓋。這可將氣門頭處的溫度降低100℃左右。

氣門型式

1雙金屬〔鈉〕氣門

2單金屬氣門

3氣門鎖止凹槽

4氣門桿

5氣門頭

6氣門錐面

7氣門鎖止器

8鈉填充物

9護(hù)甲

由于氣門會受到極大的機(jī)械應(yīng)力，所以在氣門錐面和氣門桿的末端鍍有高強(qiáng)度合金。這種涂層稱為護(hù)甲。

氣門桿末端的鎖止槽能夾住支撐氣門彈簧座的氣門鎖止器。

氣缸蓋內(nèi)的氣門座被加工成1.5–2mm寬。

氣門座可直接在氣缸蓋上加工，或可將一個氣門座鑲座壓入氣缸蓋。

凸輪軸

凸輪軸操縱氣門。它由曲軸驅(qū)動，并以曲軸一半的速度轉(zhuǎn)動。

正時齒輪、正時鏈或帶齒正時皮帶都用于驅(qū)動凸輪軸。

每缸僅帶兩個氣門的發(fā)動機(jī)，每個缸排通常僅需要一個凸輪軸。

對于多數(shù)多氣門發(fā)動機(jī)，或其他氣門排兩排的發(fā)動機(jī)來說，每個缸排需要兩根凸輪軸。

凸輪軸

凸輪軸或者用鋼鍛造而成，或者用黑色回火鑄鐵或者球墨鑄鐵制成。

凸輪的形狀決定氣門啟閉時間的長短、啟閉程度的大小和啟閉速度的快慢。凸輪的形狀對發(fā)動機(jī)的工作特性有重要影響。

尖形凸輪可增大氣門升程。但氣門保持完全翻開的時間那么很短。

帶有陡直側(cè)面的凸輪啟閉氣門的時間較短，但保持完全翻開的時間較長。側(cè)面陡直的凸輪使氣體的吞吐

量較大。側(cè)面陡直的凸輪所受到的應(yīng)力比尖形凸輪大。

凸輪的形狀常常是不對稱的。它們有一個圓的上升面〔使氣門緩慢翻開〕和一個陡直的下降面〔使氣門

保持較長的翻開時間，然后迅速關(guān)閉〕。

凸輪形狀

1尖形凸輪

2帶有陡直側(cè)面的不對稱凸輪

3下降面

4上升面

挺柱

挺柱將凸輪的上升運(yùn)動傳給氣門桿。根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同型式，氣門挺柱有的是直接將上升運(yùn)動傳給氣門，

有的那么通過指狀隨動臂、氣門搖臂或頂桿和搖臂來傳遞。

挺柱的另一個作用是保護(hù)氣門桿不受側(cè)推力的影響。這是因?yàn)橥χ芨咨w內(nèi)導(dǎo)管的導(dǎo)引，可以平衡一部

分推力。

挺柱有兩種不同類型：機(jī)械式挺柱和液壓挺柱。

機(jī)械挺柱

機(jī)械挺柱在凸輪和氣門之間傳遞運(yùn)動。因發(fā)動機(jī)型式而異，可能會有其他零件參與傳動。

推動氣門的各部件之間的間隔量稱為氣門間隙。OHC和DOHC發(fā)動機(jī)所用的筒式挺柱提供了一種調(diào)節(jié)氣門

間隙的方法，凸輪軸和挺柱之間的間隙可通過選用厚度不同的墊片來調(diào)整。

液壓挺柱

液壓梃柱不僅傳遞運(yùn)動，還可以抵消氣門間隙的變化。

液壓挺柱可以補(bǔ)償因熱膨脹和磨損引起的尺寸變化，不需調(diào)整。

液壓挺柱工作原理

液壓挺柱就像一個可膨脹的筒。構(gòu)成筒外壁的兩個部件稱為推力元件和導(dǎo)向套。工作腔中心的壓縮彈簧

將筒撐至其最大尺寸?！矃㈤唸D解〕

挺柱腔通過小孔與發(fā)動機(jī)的機(jī)油油路相連。挺柱有一個凹槽，壓力機(jī)油通過這個凹槽可流入挺柱中心的

儲油室。

當(dāng)凸輪的凸起局部轉(zhuǎn)離挺柱時，推力元件上的負(fù)載消除，推力元件被壓縮彈簧向上壓。這使挺柱與凸輪

之間保持接觸。推力元件向上的運(yùn)動使工作腔內(nèi)形成真空。這將翻開腔內(nèi)的單向閥，使機(jī)油從儲油室流入工

作腔。

當(dāng)凸輪將挺柱壓下時，作用在推力元件上的壓力將單向閥關(guān)閉。將挺柱工作腔中的機(jī)油通路截斷。機(jī)油

在密閉的工作腔內(nèi)不能被壓縮。因此，當(dāng)凸輪向挺柱施壓時，挺柱就像一個剛性接頭，將氣門頂開。

氣門間隙

在搖臂與凸輪之間留有適宜的間隙[大約0.2-0.5mm〔0.008-0.020in〕]，這樣能夠保證凸輪舉升運(yùn)動過程中氣門相關(guān)零件的膨脹、收縮或磨損不會引起氣門在氣門座處的配合不嚴(yán)密。這個間隙稱為氣門間隙。如果氣門間隙太大或太小，氣門正時將被改變，導(dǎo)致對發(fā)動機(jī)性能的不利影響。如果氣門間隙太小，氣門將不能與氣門座緊密配合，這將導(dǎo)致壓縮缺乏。如果氣門間隙太大，氣門翻開時它的端面被強(qiáng)烈拍擊，會產(chǎn)生噪音〔稱為搖臂或氣門挺桿噪音〕。

第四章發(fā)動機(jī)正時驅(qū)動系統(tǒng)

一、概述

發(fā)動機(jī)正時系統(tǒng)的作用是使進(jìn)排氣與氣缸內(nèi)活塞的上下運(yùn)動相協(xié)調(diào)。

這是通過使缸體內(nèi)的曲軸與缸蓋內(nèi)的凸輪軸保持同步轉(zhuǎn)動完成的。

氣門翻開和關(guān)閉的時間以曲軸轉(zhuǎn)角表示。

二、配氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動型式

凸輪軸有多種驅(qū)動方式。配氣機(jī)構(gòu)可以通過以下方式驅(qū)動：

－正時齒輪

－正時鏈

－正時皮帶

由于四行程發(fā)動機(jī)完成一個完整的工作循環(huán)需要曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，所以曲軸與凸輪軸的傳動比必須是2:1。

正時齒輪驅(qū)動

凸輪軸由正時齒輪驅(qū)動，實(shí)際等于直接由曲軸驅(qū)動。

這類驅(qū)動一般常見于舊式發(fā)動機(jī)〔頂置氣門發(fā)動機(jī)、V形發(fā)動機(jī)〕

正時鏈驅(qū)動

對于這種驅(qū)動，凸輪軸是由正時鏈在各種輔助部件的協(xié)助下來驅(qū)動。

這類驅(qū)動使用單鏈條或多鏈條。

鏈條通常利用液壓鏈條張緊器拉緊，張緊器由機(jī)油壓力控制。

鏈條另外還受導(dǎo)軌導(dǎo)引，以減少鏈條振動和噪聲。

注意：鏈條和鏈條張緊器磨損極小，無需維修。但是，萬一鏈條過度磨損需要維修，必須更換鏈條。鏈條張緊器如果損壞，需要整體更換。

正時皮帶驅(qū)動

纖維增強(qiáng)塑料制成的帶齒正時皮帶重量輕，用其驅(qū)動凸輪軸可降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲，特別適合于高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。

正時皮帶的材料與機(jī)油和冷卻液不相容。切勿讓發(fā)動機(jī)的正時皮帶接觸機(jī)油或冷卻液。

由于有磨損，維修時應(yīng)根據(jù)需要檢查和校正正時皮帶的松緊度。必須按規(guī)定的保養(yǎng)間隔更換正時皮帶。

如果檢查發(fā)現(xiàn)正時皮帶反面開裂或帶齒或纖維綻裂，必須更換新的正時皮帶，即使還沒有到規(guī)定的保養(yǎng)間隔。

不同的齒形的正時皮帶

正時皮帶有各種齒形。更換正時皮帶時，務(wù)必確保新的正時皮帶具有正確的齒形，因?yàn)檎龝r皮帶輪都有特定的齒形。

注意：高壓縮比發(fā)動機(jī)的正時皮帶或鏈條如果斷齒或缺齒，活塞會與翻開的氣門接觸，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)嚴(yán)

重?fù)p壞。

第五章進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)

進(jìn)氣系統(tǒng)

進(jìn)氣系統(tǒng)是燃料供給系的一局部，負(fù)責(zé)向發(fā)動機(jī)氣缸提供清潔的空氣。進(jìn)氣系統(tǒng)主要由進(jìn)氣軟管、空氣濾清器、進(jìn)氣歧管等部件構(gòu)成。對于帶有可變進(jìn)氣岐管的發(fā)動機(jī)，在進(jìn)氣歧管上還會帶有控制岐管長度的閥門等部件。

空氣濾清器

空氣濾清器安裝在節(jié)氣體之前。它能夠使吸入發(fā)動機(jī)的空氣中的灰塵及微粒得以去除。

空氣中懸浮的灰塵含有一些雜物，一旦進(jìn)入氣缸，就會造成氣缸及活塞環(huán)的磨損?；煸跐櫥椭械幕覊m將磨損發(fā)動機(jī)相關(guān)零件。

目前使用的空氣濾清器根據(jù)濾芯種類分為紙型〔干紙型〕和粘紙型〔濕紙型〕，前者應(yīng)用最為廣泛。

進(jìn)氣歧管

進(jìn)氣歧管負(fù)責(zé)將由節(jié)氣門處吸入的清潔空氣平均分配給各個氣缸。通常進(jìn)氣歧管可以用鋁合金鑄成。也可以由塑料制成。為確保氣缸充氣良好，進(jìn)氣歧管內(nèi)外表須非常光滑，以最大限度減小進(jìn)氣阻力。如果各缸進(jìn)氣道的長度和直徑相同，進(jìn)氣時各缸的情況一樣，氣缸充氣就會均勻一致。進(jìn)氣系統(tǒng)必須與外界完全隔絕。

通過漏氣處的未經(jīng)計(jì)量的進(jìn)氣會干擾發(fā)動機(jī)的管理，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)，尤其是在怠速時。

可變進(jìn)氣歧管長度技術(shù)應(yīng)用

通過改變進(jìn)氣歧管的長度，來適應(yīng)發(fā)動機(jī)在高速工況和低速工況對進(jìn)氣量的不同需求。在低速工況時，主要是利用進(jìn)氣氣流的慣性來進(jìn)氣，所以應(yīng)用長行程的進(jìn)氣道；而在高速工況，由于節(jié)氣門前后的真空度的降低，氣流的慣性也降低，這時，通過改變進(jìn)氣歧管的長度，改用短行程的進(jìn)氣道來加大進(jìn)氣量，滿足高速的需求。

在以下圖處于關(guān)閉狀態(tài)的翻板閥門，使進(jìn)氣道長度變長；通過翻開翻板閥門，相應(yīng)就會使進(jìn)氣道長度縮短。

關(guān)閉狀態(tài)開啟狀態(tài)

配氣相位

用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門開閉時刻和開啟持續(xù)時間，稱為配氣相位。

理論上，氣門開關(guān)時刻是在活塞的上下止點(diǎn)處。但實(shí)際情況并非如此。由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很高，一個行程的時間極短，如四沖程發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速3000r/min時，一個行程時間只有0.01s，再加上用凸輪驅(qū)動氣門開啟需要一個過程，氣門全開的時間就更短了，這樣短的時間難以做到進(jìn)氣充分，排氣徹底。為了改善換氣過程，提高發(fā)動機(jī)性能，實(shí)際發(fā)動機(jī)的氣門開啟和關(guān)閉并不恰好在活塞的上下止點(diǎn)，而是適當(dāng)?shù)奶崆昂瓦t后，以延長進(jìn)排氣時間。也就是說，氣門開啟過程中曲軸轉(zhuǎn)角都大于180°。

相應(yīng)的減小發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時進(jìn)排氣門的重疊角，可以減少過多的廢氣進(jìn)入進(jìn)氣門，使怠速更加穩(wěn)定；相應(yīng)增大發(fā)動機(jī)在高速時的進(jìn)排氣門的重疊角，使更多的排氣進(jìn)入進(jìn)氣門，可以降低氮氧化合物的排放，又可以利用排氣的慣性增大進(jìn)氣量，進(jìn)而提高發(fā)動機(jī)的輸出功率。在較新型的發(fā)動機(jī)上，可變氣門正時與升程的技術(shù)越來越多的應(yīng)用在發(fā)動機(jī)上，象豐田汽車所采用的VVT-i技術(shù)，和本田汽車所采用的VTEC技術(shù)正是利

用改變配氣相位來增大發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時的扭矩輸出和高速時的功率輸出。

進(jìn)氣歧管

進(jìn)氣歧管負(fù)責(zé)將由節(jié)氣門處吸入的清潔空氣平均分配給各個氣缸。通常進(jìn)氣歧管可以用鋁合金鑄成。也可以由塑料制成。為確保氣缸充氣良好，進(jìn)氣歧管內(nèi)外表須非常光滑，以最大限度減小進(jìn)氣阻力。如果各缸進(jìn)氣道的長度和直徑相同，進(jìn)氣時各缸的情況一樣，氣缸充氣就會均勻一致。進(jìn)氣系統(tǒng)必須與外界完全隔絕。

通過漏氣處的未經(jīng)計(jì)量的進(jìn)氣會干擾發(fā)動機(jī)的管理，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)，尤其是在怠速時。

可變進(jìn)氣歧管長度技術(shù)應(yīng)用

通過改變進(jìn)氣歧管的長度，來適應(yīng)發(fā)動機(jī)在高速工況和低速工況對進(jìn)氣量的不同需求。在低速工況時，主要是利用進(jìn)氣氣流的慣性來進(jìn)氣，所以應(yīng)用長行程的進(jìn)氣道；而在高速工況，由于節(jié)氣門前后的真空度的降低，氣流的慣性也降低，這時，通過改變進(jìn)氣歧管的長度，改用短行程的進(jìn)氣道來加大進(jìn)氣量，滿足高速的需求。

在以下圖處于關(guān)閉狀態(tài)的翻板閥門，使進(jìn)氣道長度變長；通過翻開翻板閥門，相應(yīng)就會使進(jìn)氣道長度縮短。

關(guān)閉狀態(tài)開啟狀態(tài)

排氣系統(tǒng)

排氣歧管

排氣歧管將各氣缸排出的廢氣收集起來并以最小的阻力將廢氣通過排氣管排出。排氣歧管的設(shè)計(jì)應(yīng)使各

氣缸排出的廢氣互不干擾。

由于排出廢氣流的限制，殘留在氣缸內(nèi)的燃燒氣體使隨后的進(jìn)氣沖程不能吸入充足的空氣-燃油混合氣，

這將導(dǎo)致發(fā)動機(jī)輸出功率降低。

三元催化轉(zhuǎn)換器

汽車排出的廢氣，含有有害成分如：無色無味有毒氣體CO；對呼吸系統(tǒng)有刺激作用，對農(nóng)作物有害的HC；對人體有害，引起肺炎，肺氣腫的NOX。催化轉(zhuǎn)換器就是要降低這三種成分的含量。催化器內(nèi)裝有催化劑，促進(jìn)空氣與這些有害成分起化學(xué)反響，使CO氧化為CO2，CH氧化為CO2和H2O，NOX復(fù)原為N2。

廢氣再循環(huán)技術(shù)

為了降低氮氧化合物的排放量，在今天的汽車上，通過采用EGR〔廢氣再循環(huán)〕閥將局部的廢氣重新引入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管再燃燒，進(jìn)而降低燃燒室的溫度，來降低氮氧化合物的排放量。

第六章燃油供給系統(tǒng)

概述

毫無疑問，內(nèi)燃機(jī)需要燃油來運(yùn)轉(zhuǎn)。用于汽車發(fā)動機(jī)的燃油供給系統(tǒng)有多種類型。本節(jié)簡要介紹的是汽

車所用的各類燃油供給系統(tǒng)。

混合氣形成系統(tǒng)有兩種根本類型：

－化油器系統(tǒng)、

－燃油噴射系統(tǒng)

化油器系統(tǒng)

化油器通過一個喉管在進(jìn)氣系統(tǒng)中產(chǎn)生真空。該真空通過專門的噴嘴系統(tǒng)從浮子室抽出燃油，并使燃油

以微小霧滴形式與流過化油器的空氣混合。

燃油噴射

燃油噴射有兩種根本形式：

－節(jié)氣門體燃油噴射

－多點(diǎn)燃油噴射

節(jié)氣門體燃油噴射〔TBI〕

節(jié)氣門體燃油噴射〔TBI〕由電子系統(tǒng)控制。

燃油通過單個電磁式燃油噴射器噴入進(jìn)氣歧管。

電動泵產(chǎn)生將燃油供給噴射器所需的壓力。

多點(diǎn)燃油噴射

多點(diǎn)燃油噴射可為機(jī)械式〔K-Jetronic〕或電子式。以下為電子控制式多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)：多點(diǎn)燃油噴射〔MFI〕：燃油噴射器分兩組工作。發(fā)動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，一組燃油噴射器噴射兩次燃油。順序多點(diǎn)燃油噴射〔SFI〕：燃油噴射器按點(diǎn)火順序分別工作。

電子燃油噴射系統(tǒng)

根據(jù)車輛每一時刻的行駛情況，微電腦將燃油噴射、發(fā)動機(jī)怠速、燃油泵控制在最正確狀態(tài)，降低燃油消耗，減少尾氣排放污染，同時又保障足夠的動力性?？刂齐娮尤加蛧娚涞姆椒ㄊ鞘孪葘⒏鞣N工況下的最正確控制數(shù)值輸入到控制模塊中。它通過傳感器偵測發(fā)動機(jī)狀態(tài)，并根據(jù)傳感器發(fā)回的信號從事先存儲在控制模塊中的數(shù)據(jù)里選擇最優(yōu)化值。它也會向執(zhí)行器發(fā)出信號來控制其工作。

目的

*提高發(fā)動機(jī)性能

*改善燃油經(jīng)濟(jì)性

*減少空氣污染

*提高動力性

*提高冷起動性

電子燃油噴射流動系統(tǒng)

雖然每個車型的個別部件有些區(qū)別，但是根本上電子燃油噴射系統(tǒng)都監(jiān)視和控制這四個主要系統(tǒng)來保證

發(fā)動機(jī)的最正確性能。

*燃油噴射控制系統(tǒng)

*怠速控制系統(tǒng)

*點(diǎn)火正時控制系統(tǒng)

*排放控制系統(tǒng)

通過不斷的調(diào)整來保持這些系統(tǒng)之間一定的關(guān)系。理解這些關(guān)系可以使你更易于化整為零地理解發(fā)動機(jī)

全面的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。對于每一種控制系統(tǒng)都需要使用三個根本部件：

*傳感器

*控制器

*執(zhí)行器

這幾個部件相互的工作關(guān)系如以下圖所示：

燃油噴射控制

根據(jù)進(jìn)氣量〔空氣質(zhì)量〕，這個燃油噴射控制系統(tǒng)確定符合發(fā)動機(jī)狀況的燃油噴射量。例如，當(dāng)起動發(fā)動機(jī)時，根據(jù)冷卻液溫度，優(yōu)化燃油噴射量。怠速后，通過自適應(yīng)功能可以正確地控制空燃比。

點(diǎn)火正時控制

根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量，電腦來計(jì)算點(diǎn)火時刻，確定最優(yōu)的點(diǎn)火時間。怠速控制在節(jié)氣門全閉時，怠速控制裝置通過調(diào)節(jié)通過旁通進(jìn)氣道來控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

排放控制

在發(fā)動機(jī)的所有工作狀態(tài)，控制尾氣中碳?xì)浠衔?，一氧化碳，氮氧化合物的排放量。在今天的汽車上，常采用的尾氣排放裝置有：曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，三元催化轉(zhuǎn)換器等。控制模塊控制模塊有時被稱為“ECM〞，或簡單地稱為“電腦〞。控制模塊接收來自各種傳感器和開關(guān)的信號，進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果與內(nèi)存中存儲的數(shù)據(jù)相比擬，然后輸出優(yōu)化信號給執(zhí)行器。這個模塊是電子燃油噴射系統(tǒng)的核心。

缸內(nèi)直噴技術(shù)〔GDI〕介紹

GDI為英文“GasDirectInjection〞的縮寫，意為汽油缸內(nèi)直噴，與常規(guī)MPI發(fā)動機(jī)不同的是汽油直接噴入氣缸內(nèi)而不是進(jìn)氣道，噴油正時也改在進(jìn)氣沖程和壓縮沖程進(jìn)行控制，極大地提高了壓縮比而實(shí)現(xiàn)較大功率的輸出。由于采用豎式直通進(jìn)氣道和曲形外表頂部活塞，可以在氣缸內(nèi)形成分層的空燃比混合氣，稀到40：1的混合氣也可以獲得穩(wěn)定的燃燒，極大地提高了燃油的經(jīng)濟(jì)型。

燃油輸送系統(tǒng)

為發(fā)動機(jī)提供適當(dāng)?shù)目?燃混合氣，主要構(gòu)成部件有儲存燃油的燃油箱、去除混在燃油中的水分和雜質(zhì)的

燃油濾清器、向燃油壓力調(diào)節(jié)器輸油的燃油泵、燃油壓力調(diào)節(jié)器、燃油噴射器和輸油管。

燃油泵

一般燃油泵裝在燃油箱內(nèi)。因?yàn)槿加痛┻^燃油泵馬達(dá)內(nèi)部，馬達(dá)在燃油內(nèi)旋轉(zhuǎn)。平安閥的開啟壓力大約

在343至441kPa〔3.43至4.41bar，3.5至4.5kg/cm2，50至65psi〕。電子式燃油泵裝有單向閥以改善

發(fā)動機(jī)起動性，并保持適宜的燃油系統(tǒng)剩余壓力防止產(chǎn)生氣阻。

燃油濾清器

燃油過濾器也稱為燃油濾清器，通常在系統(tǒng)內(nèi)安裝于燃油泵與燃油壓力調(diào)節(jié)器之間。燃油中包含灰塵、

膠類物質(zhì)及水。因?yàn)榛覊m和膠類物質(zhì)會堵塞化油器中的狹窄通道，水和灰塵會導(dǎo)致凍結(jié)，所以這些雜質(zhì)都必

須予以去除。燃油過濾器是不可維修零件，所以它們需要更換。

燃油濾清器可以內(nèi)置在燃油泵總成上面，也可外置在油箱外面。

圖示為一外置的燃油濾芯。

燃油壓力調(diào)節(jié)器

調(diào)節(jié)器的作用用來調(diào)節(jié)燃油系統(tǒng)中的油路壓力，根據(jù)輸油方式的不同，調(diào)節(jié)器可以外置，也可以內(nèi)置于油泵總成上面。外置的油壓調(diào)節(jié)器常根據(jù)進(jìn)氣歧管的真空度對燃油壓力進(jìn)行調(diào)整。

圖為一內(nèi)置的油壓調(diào)節(jié)器。

汽油

汽油種類

按辛烷值分類。

含鉛和無鉛汽油。

含鉛燃油：

－燃油含有一定量可提高抗爆性的鉛化合物。

－為了保護(hù)環(huán)境，含鉛燃油只能用于需要用鉛化合物的燃燒產(chǎn)物為排氣門潤滑的發(fā)動機(jī)。

無鉛燃油：

鉛會破壞催化轉(zhuǎn)化器的活性貴金屬鍍層。所以，裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車需要使用無鉛燃料。因此，所謂“無鉛汽油〞的鉛含量被減少到最低限度〔實(shí)際上不可能完全無鉛〕。然而，這會降低抗爆性，必須用專用添加劑來糾正。

辛烷值和抗爆性：

辛烷值是對燃油抗爆性的一種度量方法。在歐洲，為燃油規(guī)定了最低辛烷值。

普通汽油的最低辛烷值為91ROZ/RON，高級汽油的最低辛烷值為95ROZ/RON，超級汽油的最低辛烷值為

98ROZ/RON。

汽油發(fā)動機(jī)爆震

在點(diǎn)火前很短的時間里，火花點(diǎn)燃燃?xì)饣旌蠚?。推進(jìn)的火焰前鋒增加了燃?xì)饣旌蠚獾膲嚎s。由于壓縮行

程延續(xù)至上止點(diǎn)，混合氣會被進(jìn)一步壓縮。燃燒室也相應(yīng)升高。一旦火花塞、排氣門等零件或沉積物的溫度

到達(dá)850℃，就會點(diǎn)燃燃燒室中的未燃混合氣。這種非受控燃燒產(chǎn)生的壓力波會與〔點(diǎn)火火花控制的〕受控

燃燒產(chǎn)生的壓力波發(fā)生沖突。這些氣壓波碰撞，會導(dǎo)致振動，就是我們聽見的發(fā)動機(jī)爆震。

爆震引起的壓力沖擊導(dǎo)致功率下降和對曲柄傳動裝置產(chǎn)生過度壓力。如果允許發(fā)動機(jī)持續(xù)爆震燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)，

會導(dǎo)致軸承或活塞頂損壞。發(fā)動機(jī)內(nèi)會不受控自燃。

爆震的另一個可能原因是過早產(chǎn)生點(diǎn)火火花。由于壓縮過程繼續(xù)，燃燒高溫被進(jìn)一步提高。升高的燃燒

室溫度會過早觸發(fā)點(diǎn)火和非受控燃燒〔爆震〕。

加速爆震

加速爆震發(fā)生于發(fā)動機(jī)低速時加速。相對來說，加速爆震對發(fā)動機(jī)造成的負(fù)載不會損壞發(fā)動機(jī)。

高速爆震

高速爆震發(fā)生于汽車重載高速行駛。如果發(fā)動機(jī)有加速爆震，就更容易發(fā)生危險的高速爆震。一般說來，發(fā)動機(jī)長時間高速行駛，驅(qū)動噪聲掩蓋了爆震噪聲。所以，司機(jī)很難覺察高速爆震。高速爆

震隱藏著極大的危險。

發(fā)動機(jī)溫度急速上升是高速爆震唯一的跡象。

爆震的原因

燃油抗爆性或辛烷值低或品質(zhì)低劣是爆震燃燒最常見的原因，因?yàn)檫@些燃油在發(fā)動機(jī)內(nèi)會不受控自燃。

第七章.發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)

潤滑系統(tǒng)概述

發(fā)動機(jī)內(nèi)部有許多運(yùn)動零件，當(dāng)兩塊金屬互相摩擦，在接觸面會產(chǎn)生熱量和擦傷甚至抱死。因此需要潤

滑系統(tǒng)在金屬滑動面上形成一層油膜，以防抱死。

潤滑系統(tǒng)作用：

潤滑

將潤滑油不斷地供給各零件的摩擦外表，形成潤滑油膜，減小零件的摩擦、磨損和功率消耗。

清潔

發(fā)動機(jī)工作時，不可防止地要產(chǎn)生金屬磨屑，空氣所帶入的塵埃及燃燒所產(chǎn)生的固體雜質(zhì)等。這些顆粒

假設(shè)進(jìn)入零件的工作外表，就會形成磨料，大大加劇零件的磨損。而潤滑系通過潤滑油的流動將這些磨料從零件外表沖洗下來，帶回到曲軸箱。在這里，大的顆粒沉到油底殼底部，小的顆粒被機(jī)油濾清器濾出，從而起到清潔的作用。

冷卻

由于運(yùn)動零件的摩擦和混合氣的燃燒，使某些零件產(chǎn)生較高的溫度。而潤滑油流經(jīng)零件外表時可吸收其

熱量并將局部熱量帶回到油底殼散入大氣中，起到冷卻作用。

密封

發(fā)動機(jī)氣缸壁與活塞、活塞環(huán)與環(huán)槽之間間隙中的油膜，減少了氣體的泄漏，保證氣缸的應(yīng)有壓力，起到了密封作用。

防蝕

由于潤滑油粘附在零件外表上，防止了零件與水、空氣、燃?xì)獾鹊闹苯咏佑|，起到了防止或減輕零件銹

蝕和化學(xué)腐蝕的作用。

機(jī)油泵

有幾種形式的機(jī)油泵，通常使用的是齒輪式和轉(zhuǎn)子式。

內(nèi)齒輪機(jī)油泵

內(nèi)齒輪和外齒輪偏心安裝，兩個齒輪之間的空間裝有一個月牙形零件。當(dāng)內(nèi)齒輪被驅(qū)動時，帶動外齒輪

轉(zhuǎn)動，潤滑油從進(jìn)油口被吸入外齒輪、內(nèi)齒輪和月牙鐵之間的空腔內(nèi)并從出油口排出。這種泵的驅(qū)動方式簡單，因?yàn)閮?nèi)齒輪直接由曲軸驅(qū)動。

轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵

該型稱為旋轉(zhuǎn)型。內(nèi)轉(zhuǎn)子有四個凸耳，由凸輪軸或曲軸驅(qū)動齒輪驅(qū)動。外轉(zhuǎn)子有5個凹口與內(nèi)轉(zhuǎn)子嚙合，兩者偏心地組裝在一個殼體內(nèi)。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，潤滑油被吸進(jìn)內(nèi)外轉(zhuǎn)子之間的空腔并經(jīng)出油口壓出。

機(jī)油壓力調(diào)節(jié)器

潤滑油在壓力下傳送，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越高機(jī)油壓力越大。每個被潤滑的零件都處于高壓之下，需要大量的

機(jī)油。然而，過大的機(jī)油壓力導(dǎo)致機(jī)油泵負(fù)荷過大，機(jī)油消耗過多，使發(fā)動機(jī)功率損失。

因此，在機(jī)油泵內(nèi)安裝了壓力調(diào)節(jié)器以正確調(diào)節(jié)機(jī)油壓力。

圖中顯示一個機(jī)油壓力調(diào)節(jié)器的剖面圖。如果機(jī)油壓力超過彈簧壓力，平安閥將移動翻開旁通孔，使一

些機(jī)油回到進(jìn)油口，這樣就調(diào)節(jié)了壓力。

機(jī)油濾清器

在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，灰塵和金屬顆粒可能污染機(jī)油。為防止阻滯及過度磨損，必須徹底去除這些異物。機(jī)

油濾清器就是用于這個目的。

有許多形式的濾清器可用。近來筒式機(jī)油集濾器由于其易于保養(yǎng)而被廣泛采用。旁通閥的設(shè)計(jì)使得在濾芯堵塞時機(jī)油也能通過。

更換機(jī)油濾清器時，一定要使用純粹零件。某些市售機(jī)油濾清器可能價格低，但其濾芯質(zhì)量低，會導(dǎo)致

故障。

機(jī)油更換

機(jī)油擔(dān)負(fù)著整個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的潤滑和清潔工作，對于發(fā)動機(jī)的正常工作起著及其重要的作用，務(wù)必要按

規(guī)定的保養(yǎng)間隔更換機(jī)油。一定要在發(fā)動機(jī)處于正常工作溫度時更換機(jī)油，因?yàn)檫@時機(jī)油較稀易于流動，能

將雜質(zhì)帶走。

更換機(jī)油時，一定要更換機(jī)油濾清器，因?yàn)樵瓩C(jī)油濾清器可能被雜質(zhì)阻塞。阻塞的濾清器會減緩機(jī)油的

流動，降低發(fā)動機(jī)的潤滑。另外，殘留在濾清器中的舊油會降低新油的品質(zhì)。

添加新油時，數(shù)量正確至關(guān)重要。機(jī)油加得過多，發(fā)動機(jī)工作時會損壞密封墊。另外，如果機(jī)油進(jìn)入進(jìn)

氣或排氣系統(tǒng)可能使催化劑中毒。

發(fā)動機(jī)換油后第一次起動時，在油泵將濾清器充滿機(jī)油并到達(dá)所需油壓前切勿加載。

潤滑油的規(guī)格

潤滑油按照SAE粘度等級分類。這些等級是由汽車工程師學(xué)會〔SAE〕規(guī)定的。機(jī)油是按粘度來區(qū)分的，

粘度與環(huán)境溫度有關(guān)。

機(jī)油分單級機(jī)油，如SAE50W，和多級機(jī)油，如SAE15W40。多級機(jī)油覆蓋假設(shè)干粘度等級，因此占有優(yōu)勢。

注意：粘度信息不說明機(jī)油質(zhì)量。

API〔美國石油學(xué)會〕分級

美國石油學(xué)會〔API〕與SAE及ASTM〔美國測試和材料學(xué)會〕合作，開發(fā)了一套按機(jī)油性能分類的方法。

API機(jī)油分級主要分兩級：

－柴油發(fā)動機(jī)用的C級機(jī)油

－汽油發(fā)動機(jī)用的S級機(jī)油

對于這些級別的機(jī)油，還在規(guī)格上加了一些字母，表示不同的品質(zhì)等級〔例如：APISG/CD〕。

CCMC分級

API分級法是一個基于北美條件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。全部測試用美國發(fā)動機(jī)進(jìn)行。這說明進(jìn)行測試的發(fā)動機(jī)都是大排量和低比功率的發(fā)動機(jī)。同樣，測試周期也是由美國使用條件決定的。因此，API分級法不符合歐洲的要求。為此，20世紀(jì)70年代初，CCMC〔歐洲共同市場汽車制造商委員會〕與歐洲汽車制造商合作，制定了CCMC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于在開發(fā)機(jī)油測試方法時考慮了諸多因素，如