发动机构造与维修基础知识

汽车发动机构造与维修主编屈殿银尹维贵模块1发动机构造与维修基础知识【学习目标】1.熟悉发动机的基本术语和工作原理。2.掌握发动机的总体构造及内燃机型号编制规定。3.了解内燃机的分类。4.熟悉发动机维护、修理基础知识。5.掌握发动机维修常用工具、量具的使用方法。【本节目标】熟悉发动机的工作原理和基本术语，了解发动机的基本组成及分类。1.1发动机工作原理【基本理论知识】1.概述汽车的动力来源于发动机，它是将某一形式的能量转化为机械能的装置。现代汽车的发动机多为将热能转化为机械能的发动机，称为热力发动机。热力发动机的能量是由燃料在气缸内燃烧后产生的（称为内燃机）。汽车用的发动机多为往复活塞式发动机。图1⁃1所示为汽油发动机的内部构造。汽车发动机根据不同的特征有以下分类：1)按照使用的燃料分，有汽油发动机、柴油发动机和其他燃料发动机。2)按照点火方式分，有点燃式发动机和压燃式发动机。3)按照工作循环的行程数分，有四冲程发动机和二冲程发动机。4)按照冷却方式分，有水冷发动机和风冷发动机。5)按发动机的缸数分，有单缸发动机和多缸发动机。6)按进气方式分，有增压发动机和非增压发动机。1.1发动机工作原理图1-1汽油发动机的内部构造1—曲轴2—曲轴轴承盖3—曲轴前端封油板4—曲轴正时齿轮5—压缩机传动带6—压缩机传动带轮调整垫片7—正时齿轮拧紧螺栓8—压缩机传动带轮压紧盖9—曲轴传动带轮(压缩机)10—曲轴传动带轮(水泵、发电机)11—正时齿轮下罩盖12—压缩机支架13—中间轴正时齿轮14—中间轴15—正时传动带16—偏心轮张紧机构17—气缸体18—正时齿轮上罩盖19—凸轮轴正时齿轮20—凸轮轴前端油封21—气门室罩22—机㊀加油口23—凸轮轴机油挡油板24—凸轮轴轴承盖25—排气门26—气门弹簧27—进气门28—液压挺柱总成29—凸轮轴30—气缸密封垫片31—气缸盖32—火花塞33—活塞销34—曲轴后端油封挡板35—飞轮齿圈36—油底壳37—活塞38—机油标尺39—连杆总成40—机油集滤器41—中间轴轴瓦42—放油螺塞43—曲轴主轴瓦————————㊀“机油”为“全损耗系统用油”，本书统称“机油”。1.1发动机工作原理2.发动机的基本名词术语发动机的基本名词术语如图1⁃2所示。图1-2发动机的基本名词术语1)上止点2)下止点3)活塞行程S4)曲轴半径R5)气缸的工作容积Vh6)发动机的工作容积Ve7)燃烧室容积Vc8)气缸总容积Va9)压缩比ε10)工作循环11)四冲程发动机12)二冲程发动机1.1发动机工作原理3.四冲程汽油机的工作原理汽油机是将汽油和空气同时吸入气缸或分别进入气缸形成可燃混合气，然后用火花点燃混合气，实现工作循环。四冲程汽油机的工作均经过四个行程，如图1⁃3所示。(1)进气行程(2)压缩行程(3)做功行程(4)排气行程图1-3四冲程汽油机工作循环示意图1.1发动机工作原理4.四冲程柴油机工作原理(1)进气行程进气行程如图1-4a所示。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。(2)压缩行程压缩行程如图1-4b所示。不同于汽油机的是，压缩的是纯空气。(3)做功行程做功行程如图1-4c所示。此行程与汽油机有很大不同。(4)排气行程排气行程如图1-4d所示。与汽油机基本相同，排气终了气缸内压力约为0.105~0.125MPa，温度约为800~1000K。1.1发动机工作原理图1-4单缸四冲程柴油机工作示意图a)进气b)压缩c)做功d)排气1—喷油器2—排气门3—进气门4—气缸5—喷油泵6—活塞7—连杆8—曲轴1.1发动机工作原理【本节目标】掌握发动机的组成机构和系统，熟悉内燃机型号编制规定。了解发动机的动力性、经济性指标。1.2发动机总体构造及主要性能指标【基本理论知识】1.发动机的组成结构和系统图1⁃5和图1⁃6所示为典型汽油发动机和柴油发动机的结构图。现代汽车发动机广泛采用往复活塞式四冲程汽油和柴油机。两种发动机的基本工作原理是相同的，但由于二者所使用的燃料不同，所以在结构上有所不同。(1)曲柄连杆机构(2)配气机构(3)燃料供给系统(4)润滑系统(5)冷却系统(6)点火系统(7)起动系统1.2发动机总体构造及主要性能指标图1-5桑塔纳2000汽油发动机1—正时齿形带护罩2—空调压缩机3—空调压缩机带轮4—多楔带5—曲轴带轮6—张紧轮7—发电机带轮8—导向轮9—动力转向油泵10—动力转向泵带轮11—发电机12—进气歧管13—油尺14—燃油分配管15—气门室罩1.2发动机总体构造及主要性能指标图1-66100型柴油发动机1.2发动机总体构造及主要性能指标2.国产内燃机型号编制规定按照GB/T725—2008的规定，发动机型号应指出发动机使用燃料类型、制造企业名称、发动机主要结构特征和用途等。内燃机型号排列顺序及符号如图1-7所示。发动机性能指标主要用来表征发动机性能特点，比较性能优劣，是评价发动机性能的指标。(1)动力性指标(2)经济性指标图1-7内燃机型号编制规定1.2发动机总体构造及主要性能指标【本节目标】1.了解汽车维护与修理的基本内容。2.了解汽车技术状况变化的规律及原因。3.了解汽车零件的摩擦、润滑和磨损的基础知识。4.熟悉零件的清洗、拆卸原则和常用工具、量具的使用。1.3汽车维护与修理基础知识【基本理论知识】1.汽车维护基础知识汽车维护是对汽车采取的预防性技术措施，维护的内容和时间按预先规定的计划执行，目的是为了预防故障发生和维持汽车的工作能力。汽车维护作业基本内容：(1)清洁作业(2)检查与紧固作业(3)检查与调整作业(4)电器作业(5)润滑作业(6)轮胎作业(7)加注作业2.汽车修理基础知识汽车修理按作业范围可分为汽车大修、总成大修、汽车小修和零件修理四类。(1)汽车大修(2)总成大修(3)汽车小修(4)零件修理1.3汽车维护与修理基础知识3.汽车技术状况变化规律汽车技术状况恶化的主要原因，首先是组成零件间相互作用的结果；其次是汽车使用与保管的环境条件的影响；最后是零件隐伤和过载等为主的偶然因素的作用。图1-8a所示为正常磨损时汽车零件磨损与行驶里程的关系。零件磨损量H随行驶里程的延长而增加，但其磨损率i，即磨损量与产生磨损行程或时间的比值却从运行初期的最大值逐渐降低，随行驶里程而变化，稳定在某一数值，进入正常工作期。当汽车运行累计行程达到一定里程后，磨损率又随行驶里程的延续而增大，进入工作恶化期。图1-8b所示为非正常磨损曲线，磨损率i始终随行驶里程的延长不能趋于一个稳定值。1.3汽车维护与修理基础知识图1-8汽车零件磨损与行驶里程的关系a)正常磨损b)非正常磨损H—磨损量i—磨损率L—汽车行驶里程Ⅰ—磨合期Ⅱ—正常工作期Ⅲ—工作恶化期1.3汽车维护与修理基础知识4.汽车技术变化的主要原因(1)汽车零件的耗损(2)使用条件对汽车技术状况的影响1)道路条件的影响。2)运行条件的影响。3)运输条件的影响。4)气候条件的影响，即环境温度的影响。图1-9所示为汽车故障率与环境温度关系，该图表明故障率有一个最低的环境温度。图1-10所示为气缸磨损与冷却液温度关系，图中也表明有一个气缸最小磨损的冷却液温度。5)环境温度和风速的影响。6)维修水平的影响。1.3汽车维护与修理基础知识图1-9汽车故障率与环境温度关系λ—故障率T—环境温度图1-10气缸磨损与冷却液温度关系H—气缸磨损率T—冷却液温度1.3汽车维护与修理基础知识5.摩擦与润滑两物体作相对运动便会产生摩擦。根据摩擦表面相对运动的特性分为滑动摩擦与滚动摩擦。根据摩擦表面特性分为干摩擦、液体摩擦和边界摩擦等形式。(1)干摩擦(2)液体摩擦根据液体润滑油膜压力形成的方式不同，又可将液体润滑分为液体动压润滑和液体静压润滑。液体动压润滑如图1-11所示。(3)边界摩擦图1-11滑动轴承的液体动压润滑原理P—载荷p′—油楔压力Q—油膜厚度1.3汽车维护与修理基础知识6.零件磨损磨损是指汽车零件工作表面的物质因相对运动而不断损耗的现象。(1)粘着磨损(2)磨粒磨损(3)疲劳磨损(4)腐蚀磨损7.汽车零件的清洗由于各种污物的性质不同，其清除方法也不一样。(1)油污的清洗(2)积炭的清除(3)水垢的清除8.汽车零件的拆卸原则(1)拆装前必须熟悉被拆总成的结构(2)掌握合适的拆卸程度(3)采用合理的拆卸顺序(4)正确使用拆卸工具(5)核对和做好装配记号(6)零件应分类存放1.3汽车维护与修理基础知识图1-12常用螺钉旋具类型a)一字头螺钉旋具b)十字头螺钉旋具9.汽车维护常用工具及量具(1)手工工具1)螺钉旋具。螺钉旋具主要用于旋松或旋紧有槽螺钉。螺钉旋具有较多的类型，其区别主要是头部形状，每种类型螺钉旋具都按长度不同分为若干规格。常用的螺钉旋具是一字和十字头，如图1-12所示。1.3汽车维护与修理基础知识图1-13常用钳子类型1—鲤鱼钳2—夹紧钳3—钩钳4—尖嘴钳5—组合钢丝钳6—剪钳2)钳子。钳子有很多类型和规格，常用钳子类型如图1-13所示。钳子多用来弯曲或安装小零件、剪断导线或螺栓等。在汽车维修中，应根据作业内容选用适当类型和规格的钳子，不能用钳子拧紧或拧松螺纹联接件，以防破坏螺纹，也不可用钳子当锤子使用，以免损坏钳子。1.3汽车维护与修理基础知识图1-14常用扳手类型a)呆板手b)活扳手c)组合扳手d)梅花扳手3)扳手。扳手主要用来拧松或拧紧螺栓或螺母。常用扳手的类型如图1-14所示。每一类型的扳手都有不同的规格，一般都成套购置。除活扳手的规格按尺寸大小划分外，其他扳手规格均按标准螺纹件规格划分。1.3汽车维护与修理基础知识图1-15常用套筒扳手类型4)套筒扳手。套筒扳手一般是由不同规格的套筒、加长杆和各种手柄等组成的成套工具，如图1-15所示。套筒的规格按标准螺纹件划分。1.3汽车维护与修理基础知识图1-16常用扭力扳手类型5)扭力扳手。扭力扳手用于拧紧对拧紧力矩有严格要求的螺纹件，通常需要与套筒扳手配合使用，使用时可直接显示出所施加的拧紧力矩。常用扭力扳手如图1-16所示。6)锤子。1.3汽车维护与修理基础知识图1-17火花塞套筒(2)专用工具1)火花塞套筒。火花塞套筒是用于拆装火花塞的专用工具，为内六角式结构，筒身上加工有手柄穿入孔，如图1-17所示。火花塞套筒有两种规格，一种适用于14.8mm的火花塞螺套，一种适用于10mm的火花塞螺套。1.3汽车维护与修理基础知识图1-18活塞环拆装钳2)活塞环拆装钳。活塞环拆装钳是用于拆装活塞环的专用工具，如图1-18所示。使用时应将活塞环拆装钳上的环卡卡在活塞环的开口上，轻握手柄慢慢收缩使活塞环张开，以便拆装。1.3汽车维护与修理基础知识3)气门拆装钳。气门拆装钳是用于拆装气门的专用工具，如图1-19所示。在拆装气门时，将气门拆装钳托架抵住气门，压环对正气门弹簧座，压下手柄即可使气门弹簧压缩，然后取出气门弹簧锁止零件，再慢慢放松手柄，便能很容易地取下气门弹簧和气门等。图1-19气门拆装钳1.3汽车维护与修理基础知识图1-20顶拔器1—齿轮2—垫板3—拉器4)顶拔器。顶拔器是用于拆卸过盈配合安装在轴上的齿轮或轴承等零件的专用工具。常用顶拔器为手动式，在一杆式弓形叉上装有压力螺杆和拉爪。使用时，在轴端压力螺杆之间垫一垫板，用顶拔器的拉爪拉住齿轮或轴承，然后拧紧压力螺杆，即可从轴上拉下齿轮等过盈配合安装零件，如图1-20所示。1.3汽车维护与修理基础知识图1-21分度值为0.10mm的游标卡尺结构图及其读数方法1—固定螺钉2—游标3—尺身4—固定卡脚5—活动卡脚(3)常用工具1)游标卡尺。游标卡尺由尺身、游标、活动卡脚和固定卡脚组成。常用分度值为0.10mm的游标卡尺如图1-21所示，其尺身上每一刻度为1mm，游标上每一刻度表示0.10mm。1.3汽车维护与修理基础知识图1-22外径千分尺1—尺架2—固定座3—活动座4—锁紧装置5—螺纹套筒6—固定套筒7—活动套筒8—螺母9—接头10—棘轮2)外径千分尺。外径千分尺是比游标卡尺更精密的量具，其分度值为0.01mm。外径千分尺的规格按量程划分，常用的