汽车发动机构造与维修一体化教程

汽车发动机构造与维修一体化教程01项目一配气机构的检修学习目标通过本任务的学习，你应当能：解释发动机配气机构的结构、作用和工作原理；正确的检查和更换发动机正时皮带;正确的检查和调整气门间隙；正确的检修气门组；正确地使用工具和设备。一、任务导入(一)客户报修：正时皮带达到更换里程(二)客户报修：发机怠速时上部异响(三)客户保修：气门漏气响二、信息搜集汽车组成引导问题一汽车身份证VIN码的含义是什么？VIN是英文VehicleIdentificationNumber（车辆识别码）的缩写。因为ASE标准规定：VIN码由17位字符组成，所以俗称十七位码。它包含了车辆的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等信息。正确解读VIN码，对于我们正确地识别车型，以致进行正确地诊断和维修都是十分重要的。第1位：生产国家（地区）代码LSGTC52M08Y100211表示：LSG—上海通用；TC—车型；5—三厢4门；2—手动安全带带前气囊；M—发动机类型；0—工厂校检码；8—2008年；Y—装配工厂；Y—代表烟台；100211—生产序号。汽车身份证VIN码在车上的位置引导问题二发动机主要有哪些类型？汽车发动机是汽车的动力源，被喻为汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。将液体燃料或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，热能再转变为机械能，又称内燃机。1.按活塞的运动方式分类往复活塞式发动机转子发动机2.按所用燃料分类汽油机柴油机3.按点火方式分类汽油机柴油机4.按冲程数分类内燃机按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。把曲轴转两圈（720°），活塞在汽缸内上下往复运动四个冲程，完成一个工作循环的内燃机称为四冲程内燃机。而把曲轴转一圈（360°），活塞在汽缸内上下往复运动两个冲程，完成一个工作循环的内燃机称为二冲程内燃机。汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。图1-7四冲程汽油机的工作原理示意图进气行程压缩行程做功行程排气行程5.按冷却方式分类图1-8水冷发动机图1-9风冷发动机6.按汽缸数分类图1-10多缸发动机图1-11单缸柴油机7.按汽缸的排列形式分类图1-12直列发动机图1-13V型发动机图1-14对置发动机图1-15辐射式发动机8.按进气系统是否采用增压方式分类图1-16自然吸气式发动机图1-17强制进气式发动机作业1、汽油机与柴油机的优缺点。2、水冷发动机与风冷发动机的优缺点。3、简述四冲程发动机的工作原理。引导问题三发动机维修中主要有哪些专业术语？下止点：活塞顶离曲轴中心最小距离时的位置称为下止点(BDC)。活塞行程：活塞运行在上下两个止点间的距离称为活塞行程，一般用S表示。冲程：活塞完成一个行程的过程叫冲程。曲柄半径：曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。上止点：活塞顶离曲轴中心最大距离时的位置称为上止点(TDC)。燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶上方的空间，一般用Vc表示。工作容积：活塞从上止点运行到下止点所让出的容积，一般用VH表示。总容积：活塞位于下止点时，活塞顶上方的容积，一般用VA表示，VA＝Vc＋VH。压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值。工作循环：汽车的每一个工作循环包括进气、压缩、做功和排气过程，即完成进气、压缩、做功和排气四个过程叫一个工作循环。压缩比过大的后果名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。发动机排量：多气缸发动机，各气缸工作容积之和，叫发动机排量，一般用VL表示。引导问题四发动机主要性能指标有哪些？动力性指标指发动机通过曲轴对外做功的能力，包括有效转矩、有效功率等。1.动力性是指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的可使用的转矩，即克服摩擦、驱动附件等损失后曲轴对外输出的净转矩，通常用Te表示，单位N/m。有效转矩有效功率是指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的可使用的功率，通常用Pe表示，单位为kW。发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器测出有效转矩和曲轴转速后，用如下公式计算：Pe=Te·n。2310609550MnnePMee2.燃油消耗率是指单位有效功率的燃油消耗量，即发动机每发出1kW有效功率在每小时内所消耗的燃油质量，通常用表示，单位为g/kW·h燃油消耗率有效燃油消耗率越小，标示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少，经济型越好。引导问题五发动机特性？发动机的有效转矩Te，有效功率Pe，有效燃油消耗率ge等主要性能指标随其运转工况（负荷、转速）变化的关系称为发动机的特性，随发动机转速变化的关系称为发动机的速度特性，而随负荷变化的关系称为发动机的负荷特性。图1-19速度特性图1-20工况与负荷示意图作业1、简述什么叫排量？2、简述什么叫压缩比？3、简述什么较有效转矩？引导问题六配气机构的作用和类型是什么？按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火次序的要求，开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜混合气及时地进入气缸，废气得以及时地排出气缸。配气机构的作用？？？1.按凸轮位置分有凸轮轴顶置式、凸轮轴下置式和凸轮轴中置式2.按传动方式分有链条传动、齿形带传动和齿轮传动传动方式图示应用齿轮传动凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动凸轮轴上置式配气机构齿形带传动凸轮轴上置式配气机构1、齿轮传动：凸轮轴下置、中置式配气机构大多数采用圆柱正时齿轮传动。斜齿轮(啮合平稳、减小噪声和磨损)2、链传动：工作可靠性和耐久性不如齿轮传动3、同步带传动：减小噪声、减小结构质量、降低成本3.按每缸气门数目分有二气门、三气门、四气门和五气门4.根据凸轮轴数目分有单凸轮轴式配气机构（SOHC）和双凸轮轴式配气机构(DOHC)。5.根据气门驱动方式分为摇臂式、摆臂式、直接驱动等。中间支点摇臂式顶置凸轮轴末端支点摆臂式顶置凸轮轴直接驱动式顶置凸轮轴作业1、配气机构的作用。2、链条传动、齿形带传动和齿轮传动的优缺点引导问题七配气机构有哪些部件组成？气门式配气机构由气门组和气门传动组（气门驱动机构和凸轮轴传动机构）两部分组成图1-26配气机构的组成1.气门组气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片、卡簧等零件。气门工作条件A、进气门570K～670K，排气门1050K～1200K。B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，C、冷却和润滑条件差，D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。气门要求：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨气门的结构汽车发动机的进、排气门均为菌形气门，由头部、杆身和尾部组成(图1-8)。气门顶面形状有平顶、球面顶和喇叭形顶等(图1-9)。图1-28气门图1-29不同形状的气门头部平顶球面顶喇叭形顶气门锥角锥角作用：A、获得较大的气门座合压力，提高密封性。扩大导热面积，导热性能提高。B、气门落座时有较好的对中、定位作用。C、在相同气门升程的条件下，气门锥度能使气流的通过断面面积增大、进气阻力降低，提高进气速度和进气量。避免气流拐弯过大而降低流速。边缘应保持一定的厚度，1～3mm。装配前应将密封锥面研磨。气门座锥角气门座锥角是与气门锥角相适应的，以保证二者紧密座合，可靠地密封。气门座锥角通常为30（或）45。b450（300）150750气门干涉角定义即气门的锥角比气门座的锥角小0.5～1。0.50~10气门干涉角的作用1）减小二者之间的接触面积，提高了单位压力，加快了磨合速度，同时也提高了密封性；2）可挤出二者之间的夹杂物，即具有自洁作用；3）在气体压力作用下产生弹性变形时，可趋向全锥面接触；4）防止加工时出现负干涉角，而使气门暴露在炽热燃气中的受热面积增加，使气门的热负荷增加。气门头部接受的热量一部分经气门座圈传给汽缸盖；另一部分则通过气门杆和气门导管传给汽缸盖，最终都被汽缸盖水套中的冷却液带走。为了增强传热，气门与气门座圈的密封锥面必须严密贴合。为此，二者要配对研磨，研磨之后不能互换。图1-30气门锥角杆身与头部制成一体，装在气门导管内起导向和散热作用。杆身与头部采用圆滑过渡连接，与气门导管保持较小的配合间隙。一些强化发动机为降低气门的质量和惯性力，常采用中空的气门杆。为了降低排气门的温度，增强排气门的散热能力，中空的气门内还填入部分钠以加强冷却。图1-31充钠排气门气门尾端制有凹槽（锥形槽或环形槽），用以安装气门锁夹，并固定上气门弹簧座。图1-32气门尾端和气门锁夹气门导管和气门座(圈)的结构气门导管气门座圈气门导管作用：为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。工作条件：工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。气门导管气缸盖过盈配合卡环：防止气门导管在使用中脱落。伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。气门座气门座概念：气缸盖(或气缸体)的进、排气道与气门锥面相结合的部位。作用：靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。气门座汽油机：排气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座气门座圈：以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。镶嵌式气门座特点：优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。气门座圈气门弹簧和气门弹簧座的结构气门弹簧气门弹簧类型气门弹簧功用：保证气门的回位。要求：合适的弹力、足够的刚度和抗疲劳强度气门弹簧座锁片气门弹簧气门关闭保证气门及时关闭、密封气门开启保证气门不脱离凸轮气门油封是一个橡胶密封圈，既能密封气门导管，防止机油泄漏到汽缸内；又能够让极少量的机油流过橡胶密封圈，润滑气门杆和气门导管。气门油封的作用？？？气门旋转机构的结构和工作原理在气门旋转机构壳体上有8个变深度的凹槽，凹槽内部装有钢球和复位弹簧。碟形弹簧安装在旋转机构壳体与气门弹簧座圈之间。气门关闭时，碟形弹簧没有压紧在钢球上。钢球在复位弹簧的作用下位于凹槽的最浅处。气门开启时，气门杆尾端受到的压力传到碟形弹簧，使碟形弹簧变形并压紧在钢球上，钢球沿凹槽斜面滚动，带动旋转机构壳体和气门一起旋转一定的角度。2.凸轮轴传动机构凸轮轴正时标记3.气门驱动机构气门驱动机构要按照规定时刻(配气定时)和次序(点火次序)开启和关闭进、排气门，并保证一定的开度和升程。气门驱动机构包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂和气门间隙调整螺钉等。凸轮轴的结构凸轮轮廓挺柱的结构和分类挺柱将凸轮推力传给推杆或气门，同时将侧向力经过挺柱导管传给汽缸体。挺柱一般用钢或铸铁制成，可分为机械挺柱和液压挺柱。(1)机械挺柱各种机械挺柱平面挺柱球面挺柱滚子挺柱（2）液力挺柱（3）摇臂的结构和作用调节螺钉在推杆一侧调节螺钉在气门一侧摇臂的功用是将推杆和凸轮传来的运动和作用力，改变方向传给气门使其开启。摇臂在摆动过程中承受很大的弯矩，因此应有足够的强度和刚度以及较小的质量。摇臂由锻钢、可锻铸球、球墨铸铁或铝合金制造。摇臂是一个双臂杠杆，以摇臂轴为支点，两臂不等长。短臂端加工有螺纹孔，用来拧入气门间隙调整螺钉。长臂端加工成圆弧面，是推动气门的工作面。摇臂的功用？？？(4)摆臂的结构和作用摆臂是单臂杠杆，支点在摆臂的一端，又称末端支点摇臂。摆臂的作用与摇臂相同，为减轻摩擦和磨损，可将凸轮与摆臂的接触方式由滑动改为滚动。摆臂以摆臂支座为支点，在很多轿车上采用气门间隙自动补偿器代替摆臂支座。自动补偿器的结构和工作原理与液力挺柱相似。（5）推杆的结构和作用推杆将从凸轮轴和挺柱传来的运动传给摇臂，是传统配气机构中最容易弯曲的零件之一。要求有很大的刚度和纵向稳定性，在动载荷大的发动机中，推杆应尽量做得短些。常采用硬铝合金、锻铝、无缝钢管等制成，两边