汽油发动机原理

JMC 维 修 技 术 培 训 课 程 一 级 自 学 教 程 课 程 编 码 :JMC1102 更 新 日 期 :2007 年 9 月

安 全 注 意 事 项 安 全 注 意 事 项 下 面 给 出 一 些 进 行 汽 车 维 护 作 业 时 必 须 遵 守 的 一 般 性 警 告 : 佩 戴 安 全 防 护 眼 镜 以 保 护 眼 睛 按 操 作 步 骤 要 求 在 举 升 的 车 辆 下 进 行 工 作 时, 应 在 车 下 使 用 安 全 支 架 确 保 点 火 开 关 始 终 处 于 OFF 位 置, 除 非 操 作 步 骤 另 有 要 求 在 车 上 工 作 时, 应 施 加 驻 车 制 动 如 果 是 自 动 变 速 器 车 辆, 应 将 选 档 杆 置 于 PARK ( 驻 车 ) 档, 除 非 特 定 操 作 要 求 置 于 其 他 档 位 如 果 是 手 动 变 速 器 车 辆, 应 将 档 位 置 于 倒 档 ( 发 动 机 关 闭 时 ) 或 空 档 ( 发 动 机 运 转 时 ), 除 非 特 定 操 作 要 求 置 于 其 他 档 位 必 须 在 通 风 良 好 的 区 域 进 行 发 动 机 的 维 修 工 作, 以 防 一 氧 化 碳 中 毒 在 发 动 机 运 转 时, 身 体 部 位 及 衣 服 应 远 离 转 动 的 部 件, 尤 其 是 风 扇 和 皮 带 为 防 止 严 重 烫 伤, 应 避 免 接 触 高 温 金 属 部 件, 例 如 散 热 器 排 气 歧 管 尾 管 催 化 转 换 器 和 消 声 器 在 车 上 工 作 时 不 得 吸 烟 为 避 免 受 伤, 在 开 始 工 作 前 应 摘 掉 戒 指 手 表 项 链, 脱 去 宽 松 的 衣 服 长 头 发 应 挽 起 固 定 于 脑 后 双 手 及 其 他 物 体 不 得 接 触 风 扇 叶 片 电 动 冷 却 扇 随 时 会 因 发 动 机 温 度 升 高 而 运 转 因 此, 必 须 确 保 电 动 冷 却 扇 的 电 源 完 全 断 开 后, 才 能 在 冷 却 风 扇 附 近 进 行 操 作 警 告 : 许 多 制 动 器 摩 擦 片 含 有 石 棉 纤 维 在 对 制 动 器 部 件 进 行 维 修 时, 应 避 免 吸 入 其 粉 尘 吸 入 石 棉 粉 尘 有 害 健 康, 可 能 导 致 癌 症 当 用 压 缩 空 气 或 干 刷 方 式 清 洁 车 辆 时, 从 车 轮 制 动 器 和 离 合 器 总 成 处 扬 起 的 粉 尘 或 污 垢 可 能 含 有 有 害 健 康 的 石 棉 纤 维 车 轮 制 动 器 总 成 和 离 合 器 面 应 使 用 推 荐 的 石 棉 纤 维 专 用 吸 尘 器 进 行 清 洁 粉 尘 和 污 垢 应 使 用 可 防 止 粉 尘 暴 扬 的 方 法 进 行 处 置, 例 如 使 用 密 封 袋 密 封 袋 必 须 标 有 国 家 职 业 安 全 和 卫 生 部 门 的 使 用 说 明, 并 将 袋 中 所 装 内 容 通 知 垃 圾 承 运 人 如 果 手 边 没 有 用 于 盛 装 石 棉 的 真 空 袋, 清 洁 工 作 必 须 在 水 湿 状 态 下 进 行 如 果 粉 尘 仍 然 产 生, 技 术 人 员 应 戴 上 经 政 府 认 可 的 有 毒 粉 尘 过 滤 净 化 口 罩 1

目 录 目 录 安 全 注 意 事 项... 1 第 1 课 : 基 本 原 理... 5 1.1 内 燃 机 的 历 史...5 1.2 四 行 程 汽 油 发 动 机 的 工 作 原 理...5 1.3 汽 油 机 工 作 循 环 的 四 个 行 程...5 1.3.1 曲 轴 的 第 一 圈... 5 1.3.2 曲 轴 的 第 二 圈... 6 1.4 柴 油 发 动 机 工 作 循 环 的 四 个 行 程...6 1.4.1 曲 轴 的 第 一 圈... 7 1.4.2 曲 轴 的 第 二 圈... 7 1.5 发 动 机 的 一 般 分 类...7 1.6 发 动 机 的 气 缸 编 号 和 转 动 方 向...8 1.6.1 气 缸 编 号... 8 1.6.2 发 动 机 的 转 动 方 向... 8 第 2 课 : 发 动 机 部 件... 9 2.1 四 行 程 发 动 机 的 基 本 构 造...9 2.2 气 缸 盖...9 2.3 燃 烧 室...9 2.3.1 汽 油 机 燃 烧 室 :... 9 2.3.2 柴 油 机 燃 烧 室 :... 10 2.4 气 缸 垫...11 2.5 缸 盖 螺 栓...12 2.6 气 门...12 2.7 凸 轮 轴...13 2.8 挺 柱...13 2.8.1 机 械 挺 柱... 13 2.8.2 液 压 挺 柱... 14 2.8.3 液 压 挺 柱 工 作 原 理... 14 2.9 配 气 机 构...14 2.10 气 缸...15 2.10.1 带 有 湿 式 缸 套 的 气 缸... 16 2.10.2 带 有 干 式 缸 套 的 气 缸... 16 2.11 活 塞...16 2.11.1 活 塞 的 构 造... 16 2.11.2 活 塞 的 类 型... 17 2.11.3 作 用 于 活 塞 的 力... 17 2.11.4 活 塞 上 的 热 负 载... 17 2.11.5 活 塞 环... 18 2.11.6 柴 油 机 的 机 油 喷 嘴... 18 2.12 连 杆...19 2

目 录 2.13 曲 轴...19 2.13.1 轴 承... 20 第 3 课 : 汽 油 发 动 机 正 时...21 3.1 概 述...21 3.2 配 气 机 构 的 驱 动 型 式...21 3.2.1 正 时 齿 轮 驱 动... 21 3.2.2 正 时 链 驱 动... 21 3.2.3 正 时 皮 带 驱 动... 21 3.2.4 不 同 的 齿 形... 22 第 4 课 : 进 气 和 排 气 系 统...23 4.1 进 气 系 统...23 4.1.1 汽 油 机 进 气 系 统 :... 23 4.1.2 柴 油 机 进 气 系 统 :... 23 4.2 排 气 系 统...23 4.2.1 汽 油 机 排 气 系 统 :... 23 4.2.2 柴 油 机 排 气 系 统 :... 24 第 5 课 : 汽 油 发 动 机 燃 油 供 给 系 统...25 5.1 概 述...25 5.2 化 油 器 系 统...25 5.3 燃 油 喷 射...25 5.3.1 节 气 门 体 燃 油 喷 射 (TBI)...25 5.3.2 多 点 燃 油 喷 射... 25 5.4 汽 油...26 5.5 汽 油 机 爆 震...26 第 6 课 : 柴 油 发 动 机 燃 油 供 给 系 统...27 6.1 概 述...27 6.2 柴 油 机 燃 油 系 统 的 功 用...27 6.3 燃 油 系 统 的 组 成 部 分...28 6.4 燃 油 滤 清 器 总 成...28 6.5 喷 油 器...29 6.6 两 级 喷 油 嘴...29 6.7 出 油 阀...30 6.8 预 热 塞...30 6.9 喷 油 泵...30 6.10 柴 油...32 6.11 柴 油 机 爆 震...32 第 7 课 : 发 动 机 支 持 系 统...34 7.1 润 滑 系 统...34 7.1.1 油 路... 34 7.1.2 机 油 承 受 的 各 种 应 力... 34 3

目 录 7.2 机 油 更 换...34 7.2.1 润 滑 油 的 规 格... 35 7.2.2 汽 油 发 动 机 用 机 油... 35 7.2.3 ( 轿 车 ) 柴 油 发 动 机 用 机 油... 35 7.3 水 冷 系 统...35 7.3.1 冷 却 液... 36 7.4 曲 轴 箱 通 风 系 统...36 4

第 1 课 : 基 本 原 理 第 1 课 : 基 本 原 理 1.1 内 燃 机 的 历 史 1860 年 法 国 人 Lenoir 制 造 了 第 一 台 实 用 内 燃 机 该 内 燃 机 由 煤 气 驱 动, 效 率 大 约 为 3% 1867 年 在 巴 黎 世 界 博 览 会 上,Nicolaus August Otto 和 Eugen Langen 展 示 了 一 台 改 进 的 内 燃 机, 效 率 约 为 9% 1878 年 Nicolaus August Otto 制 造 出 第 一 台 根 据 压 缩 原 理 工 作 的 气 体 燃 料 发 动 机 该 发 动 机 根 据 四 行 程 工 作 原 理 工 作 效 率 增 加 到 大 约 15% 1883 年 Gottlieb Daimler 和 Wilhelm Maybach 研 制 出 第 一 台 带 有 热 管 点 火 的 适 于 车 用 的 高 速 四 行 程 汽 油 发 动 机 1887 年 Robert Bosch 研 制 出 用 于 发 动 机 的 断 电 器 点 火 1893 年 Wilhelm Maybach 发 明 喷 射 化 油 器 1897 年 Rudolf Diesel 经 过 4 年 研 发, 将 其 发 动 机 投 入 生 产 这 种 以 他 的 名 字 命 名 的 发 动 机 靠 高 压 空 气 工 作, 借 助 于 压 缩 空 气 将 轻 粗 柴 油 喷 入 发 动 机 多 数 汽 车 的 汽 油 发 动 机 都 是 四 行 程 发 动 机 就 是 说, 需 要 活 塞 进 行 4 个 行 程 和 曲 轴 转 动 两 圈 来 完 成 一 个 全 工 作 循 环 1.3 汽 油 机 工 作 循 环 的 四 个 行 程 第 一 行 程 : 吸 入 新 鲜 的 燃 料 和 空 气 混 合 气 第 二 行 程 : 压 缩 燃 料 和 空 气 混 合 气 第 三 行 程 : 做 功 行 程 ( 燃 烧 燃 料 和 空 气 混 合 气 ) 第 四 行 程 : 排 出 燃 烧 气 体 活 塞 的 往 复 运 动, 通 过 曲 柄 传 动 装 置 转 变 为 旋 转 运 动 曲 柄 传 动 装 置 由 下 列 部 件 组 成 : 活 塞 连 杆 和 曲 轴 活 塞 在 气 缸 内 的 四 个 行 程, 只 有 一 个 ( 燃 烧 行 程 ) 产 生 动 能 其 他 行 程 只 是 为 气 缸 的 下 一 个 燃 烧 行 程 做 准 备 这 些 行 程 有 时 被 称 为 空 行 程 1.3.1 曲 轴 的 第 一 圈 进 气 行 程 : 活 塞 从 其 上 止 点 (TDC) 向 下 止 点 (BDC) 运 动 这 会 在 气 缸 内 产 生 一 个 真 空, 将 可 燃 混 合 气 通 过 打 开 的 进 气 门 吸 入 气 缸 压 缩 行 程 : 活 塞 从 下 止 点 移 向 上 止 点 由 于 两 个 气 门 都 关 闭 了, 所 以 气 缸 内 的 燃 料 和 空 气 混 合 气 被 压 缩 1897 年 - 现 在 在 这 一 阶 段, 发 动 机 设 计 材 料 和 制 造 工 艺 得 到 不 断 改 善, 使 得 各 汽 车 公 司 生 产 的 汽 车 更 为 可 靠, 效 率 更 高 1.2 四 行 程 汽 油 发 动 机 的 工 作 原 理 汽 油 发 动 机 是 一 种 内 燃 机 它 将 汽 油 含 有 的 热 能 转 换 成 推 动 汽 车 所 需 的 机 械 能 汽 油 发 动 机 是 一 种 往 复 活 塞 式 发 动 机 通 过 气 缸 内 活 塞 的 往 复 运 动, 将 空 气 燃 料 混 合 气 吸 入 压 缩 燃 烧 和 排 出 5

第 1 课 : 基 本 原 理 A B 发 动 机 处 于 进 气 行 程 发 动 机 处 于 压 缩 行 程 1 进 气 门 2 排 气 门 3 上 止 点 (TDC) 4 下 止 点 (BDC) 1.3.2 曲 轴 的 第 二 圈 做 功 行 程 : 两 个 气 门 关 闭 压 缩 混 合 气 被 火 花 塞 发 出 的 点 火 火 花 点 燃 燃 烧 产 生 的 气 体 增 加 了 压 强, 将 活 塞 从 上 止 点 推 向 下 止 点 由 于 燃 烧 过 程 需 要 一 定 的 时 间, 所 以 空 气 与 燃 料 的 混 合 汽 是 在 活 塞 到 达 ( 压 缩 行 程 ) 上 止 点 之 前 的 0 和 40 之 间 开 始 被 点 火 系 统 点 燃 排 气 行 程 : 活 塞 从 下 止 点 移 向 上 止 点 活 塞 将 废 气 通 过 打 开 的 排 气 门 强 行 排 出 气 缸 至 此, 整 个 四 行 程 工 作 循 环 结 束 A B 发 动 机 处 于 做 功 行 程 发 动 机 处 于 排 气 行 程 1 进 气 门 2 排 气 门 3 上 止 点 (TDC) 4 下 止 点 (BDC) 气 门 叠 开 为 了 加 速 气 体 的 交 换 ( 排 出 废 气 并 吸 入 新 鲜 气 体 ), 活 塞 在 排 气 行 程 接 近 上 止 点 时, 排 气 门 和 进 气 门 都 打 开 废 气 排 出 气 缸 的 运 动 所 产 生 的 动 能 有 助 于 将 下 一 批 空 气 / 燃 油 混 合 气 吸 入 气 缸 1.4 柴 油 发 动 机 工 作 循 环 的 四 个 行 程 第 一 行 程 : 吸 入 新 鲜 的 空 气 第 二 行 程 : 压 缩 空 气, 温 度 及 压 力 升 高 第 三 行 程 : 燃 油 喷 入, 燃 烧 做 功 第 四 行 程 : 排 出 燃 烧 气 体 活 塞 的 往 复 运 动, 通 过 曲 柄 传 动 装 置 转 变 为 旋 转 运 动 曲 柄 传 动 装 置 由 下 列 部 件 组 成 : 活 塞 连 杆 和 曲 轴 6

第 1 课 : 基 本 原 理 1.4.1 曲 轴 的 第 一 圈 进 气 行 程 : 活 塞 从 其 上 止 点 (TDC) 向 下 止 点 (BDC) 运 动, 进 气 门 打 开, 排 气 门 关 闭 这 会 在 气 缸 内 产 生 一 个 真 空, 新 鲜 空 气 被 吸 入 气 缸 排 气 行 程 : 活 塞 从 下 止 点 移 向 上 止 点 进 气 门 关 闭, 排 气 门 打 开, 活 塞 将 废 气 强 行 排 出 气 缸 至 此, 整 个 四 行 程 工 作 循 环 结 束, 并 重 新 进 入 下 一 个 循 环 的 工 作 压 缩 行 程 : 活 塞 从 下 止 点 向 上 止 点 运 动 进 排 气 门 都 关 闭, 气 缸 内 的 空 气 被 压 缩, 同 时 温 度 升 高 柴 油 机 的 压 缩 比 一 般 为 14~23 C D 发 动 机 处 于 做 功 行 程 发 动 机 处 于 排 气 行 程 1.5 发 动 机 的 一 般 分 类 A 发 动 机 处 于 进 气 行 程 B 发 动 机 处 于 压 缩 行 程 1.4.2 曲 轴 的 第 二 圈 做 功 行 程 : 进 排 气 门 关 闭 燃 油 喷 入 燃 烧 室 内, 与 高 温 的 空 气 ( 超 过 柴 油 自 燃 温 度 ) 混 合 并 自 燃 燃 烧 产 生 高 压, 将 活 塞 从 上 止 点 推 向 下 止 点 由 于 燃 烧 过 程 需 要 一 定 的 时 间, 所 以 燃 料 是 在 活 塞 到 达 ( 压 缩 行 程 ) 上 止 点 之 前 的 0 ~40 之 间 喷 入 燃 烧 室, 开 始 自 燃 内 燃 汽 车 发 动 机 根 据 不 同 的 标 准 分 为 不 同 的 类 别, 常 见 的 分 类 标 准 有 : - 气 缸 排 列 - 点 火 型 式 - 混 合 气 构 成 - 冷 却 方 法 - 基 本 动 作 - 配 气 机 构 型 式 - 气 缸 充 气 方 法 - 燃 料 类 型 7

第 1 课 : 基 本 原 理 1.6 发 动 机 的 气 缸 编 号 和 转 动 方 向 发 动 机 根 据 气 缸 排 列 分 类 - 直 列 式 发 动 机 - V 形 发 动 机 - 卧 式 对 置 气 缸 发 动 机 发 动 机 按 点 火 型 式 分 类 - 火 花 塞 点 火 的 汽 油 发 动 机 - 压 燃 的 柴 油 发 动 机 发 动 机 按 混 合 气 构 成 分 类 - 化 油 器 式 发 动 机 - 燃 油 喷 射 式 发 动 机 发 动 机 按 冷 却 方 法 分 类 - 水 冷 式 发 动 机 - 风 冷 式 发 动 机 A B C 直 列 式 发 动 机 V 形 发 动 机 功 率 输 出 端 发 动 机 按 基 本 运 动 分 类 - 往 复 活 塞 式 发 动 机 - 转 子 式 发 动 机 发 动 机 根 据 配 气 机 构 型 式 分 类 - 顶 置 气 门 发 动 机 - 顶 置 凸 轮 轴 发 动 机 发 动 机 按 气 缸 充 气 方 法 分 类 - 自 然 吸 气 发 动 机 - 增 压 式 发 动 机 发 动 机 按 燃 料 类 型 分 类 - 汽 油 发 动 机 - 柴 油 发 动 机 - 燃 气 发 动 机 1.6.1 气 缸 编 号 发 动 机 的 气 缸 是 按 标 准 系 统 依 次 编 号 的 第 一 缸 通 常 位 于 发 动 机 的 前 端 然 后 气 缸 连 续 编 号 至 发 动 机 后 端 ( 功 率 输 出 端 ) 对 于 双 缸 排 发 动 机 (V 形 发 动 机 ), 连 续 编 号 从 左 侧 缸 排 ( 从 发 动 机 前 端 看 ) 的 第 一 缸 开 始 但 是 也 有 其 他 的 公 司 采 用 顺 时 针 编 号, 或 者 采 用 交 错 编 号 1.6.2 发 动 机 的 转 动 方 向 转 动 方 向 对 于 功 率 输 出 端 来 说 分 为 逆 时 针 和 顺 时 针 ( 此 处 所 示 为 顺 时 针 ) 多 数 发 动 机 都 顺 时 针 转 动 - 多 燃 料 发 动 机 8

第 2 课 : 发 动 机 部 件 第 2 课 : 发 动 机 部 件 2.1 四 行 程 发 动 机 的 基 本 构 造 下 图 所 示 的 发 动 机 展 示 了 现 代 汽 油 发 动 机 的 主 要 部 件 2.2 气 缸 盖 气 缸 盖 位 于 气 缸 顶 部 它 构 成 燃 烧 室 的 顶 部, 并 装 有 火 花 塞 ( 喷 油 嘴 ) 进 气 和 排 气 口 气 门 及 部 分 配 气 机 构 也 在 气 缸 盖 内 气 缸 盖 需 要 耐 受 极 度 高 温 通 常 由 耐 热 的 灰 铸 铁 或 者 能 够 快 速 散 热 的 轻 金 属 合 金 制 成 根 据 不 同 的 发 动 机 冷 却 类 型, 有 的 气 缸 盖 带 有 散 热 片 ( 风 冷 式 发 动 机 ), 有 的 带 有 冷 却 液 通 道 ( 水 冷 式 发 动 机 ) 1 进 气 凸 轮 轴 2 火 花 塞 ( 喷 油 嘴 ) 3 气 缸 盖 罩 4 排 气 凸 轮 轴 5 气 缸 盖 6 排 气 门 7 排 气 口 8 活 塞 9 连 杆 10 气 缸 体 11 机 油 进 油 管 12 油 底 壳 13 曲 轴 14 进 气 门 15 进 气 口 16 气 门 弹 簧 17 挺 柱 现 代 发 动 机 的 基 本 部 件 可 以 分 为 两 大 类 : 气 缸 盖 和 配 气 机 构 ; 缸 体 以 及 曲 柄 转 动 装 置 在 发 动 机 上, 配 气 机 构 由 凸 轮 轴 挺 柱 和 气 门 组 成 配 气 机 构 装 在 气 缸 盖 内, 上 面 由 气 缸 盖 罩 封 闭 进 气 道 和 排 气 道 也 在 气 缸 盖 内 上 图 中 没 有 画 出 发 动 机 所 用 的 发 动 机 正 时 系 统, 有 关 详 情 将 在 后 面 的 章 节 中 介 绍 曲 柄 转 动 装 置 包 括 活 塞 连 杆 和 曲 轴 等 部 件, 这 些 部 件 位 于 气 缸 体 内 部 了 解 发 动 机 内 的 每 个 部 件, 可 以 使 技 师 懂 得 这 些 部 件 如 何 配 合 工 作, 以 达 到 产 生 动 力 的 目 的 水 冷 式 4 气 门 缸 盖 1 进 气 门 2 排 气 门 3 冷 却 液 通 道 2.3 燃 烧 室 2.3.1 汽 油 机 燃 烧 室 : 燃 烧 室 的 形 状 对 燃 烧 有 重 要 影 响, 设 计 优 秀 的 燃 烧 室 能 够 使 得 进 气 充 分, 并 获 得 良 好 的 混 合 气 涡 流 燃 烧 室 的 设 计 应 简 洁 紧 凑, 燃 烧 空 间 要 小, 并 且 能 迅 速 清 除 排 气 半 球 状 和 屋 顶 状 燃 烧 室 已 在 实 践 中 证 明 有 优 越 性 燃 烧 室 的 大 小 也 是 决 定 压 缩 比 的 一 个 因 素 有 些 发 动 机, 每 个 气 缸 具 有 两 个 进 气 门 和 两 个 排 气 门, 为 的 是 形 成 更 大 的 进 气 和 排 气 通 道 9

第 2 课 : 发 动 机 部 件 1. 直 接 喷 射 式 燃 烧 室 : ω 形 球 形 四 角 形 及 U 形 燃 烧 室 等 如 下 图 所 示 : 屋 顶 状 燃 烧 室 2.3.2 柴 油 机 燃 烧 室 : 柴 油 发 电 机 混 合 气 形 成 特 点 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 气 液 混 合 物 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 气 缸 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 气 液 混 合 物, 最 终 自 行 发 火 燃 烧 与 汽 油 机 相 比, 柴 油 机 混 合 气 形 成 的 时 间 极 短, 无 法 与 空 气 进 行 充 分 混 合 为 了 改 善 柴 油 机 的 气 液 混 合 物 形 成 与 燃 烧, 燃 油 系 统 燃 烧 室 以 及 它 们 之 间 的 相 互 匹 配 起 着 重 要 的 作 用 不 同 形 式 的 燃 烧 室 对 喷 油 始 点 喷 油 持 续 角 喷 油 压 力 喷 油 规 律 喷 注 雾 化 质 量 及 其 在 燃 烧 室 内 的 分 布 等 都 有 不 同 的 要 求 这 些 喷 油 参 数 的 变 化 对 柴 油 机 的 经 济 性 动 力 性 排 放 性 和 噪 声 水 平 都 有 直 接 的 影 响 柴 油 机 燃 烧 室 的 形 状 不 胜 枚 举, 一 般 均 按 其 结 构 形 式 分 为 直 喷 式 燃 烧 室 和 分 隔 式 燃 烧 室 两 大 类 直 喷 式 燃 烧 室 的 容 积 集 中 于 气 缸 之 中, 且 其 大 部 分 集 中 于 活 塞 顶 上 的 燃 烧 室 凹 坑 内 燃 烧 室 凹 坑 的 形 状 多 种 多 样, 极 具 创 造 性 其 中 有 的 为 回 转 体, 有 的 则 是 非 回 转 体 10

第 2 课 : 发 动 机 部 件 1.ω 形 燃 烧 室 空 间 混 合 方 式 采 用 螺 旋 或 切 向 进 气 道 混 合 气 形 成 特 点 是 : 喷 油 质 量 要 求 高 ; 喷 孔 直 径 较 小, 喷 油 压 力 较 高 20 MPa; 结 构 紧 凑, 热 损 失 小, 故 热 效 率 高, 经 济 性 好, 容 易 起 动 ; 工 作 粗 暴 2. 球 形 燃 烧 室 结 构 特 点 : 采 用 强 涡 流 螺 旋 进 气 道, 在 进 气 过 程 中 绕 气 缸 轴 线 旋 转 的 高 速 涡 流 ; 采 用 单 孔 吸 嘴 或 双 孔 喷 嘴, 喷 射 形 成 的 油 膜 覆 盖 面 占 室 壁 的 40~50% 混 合 气 形 成 的 过 程 和 特 点 是 : 均 匀 的 薄 油 膜 和 火 源 的 形 成 ; 油 膜 逐 层 蒸 发 逐 层 卷 走 逐 层 燃 烧, 形 成 燃 气 涡 流 压 力 升 高 率 小, 工 作 平 稳 ; 喷 油 压 力 要 求 在 17.5MPa~18.5 MPa 范 围 内 ; 为 改 善 其 冷 起 动 性 能, 其 进 气 管 上 多 安 装 加 热 装 置 ( 如 火 焰 加 热 器 等 ) 2. 分 开 式 燃 烧 室 : 涡 流 室 式 和 预 燃 室 式 燃 烧 室 如 下 图 所 示 : 涡 流 室 有 切 向 通 道 与 主 燃 烧 室 相 通 在 压 缩 行 程 中, 气 缸 内 的 空 气 被 活 塞 推 挤, 经 过 通 道 进 入 涡 流 室, 形 成 强 烈 地 有 组 织 的 高 速 旋 转 运 动 ( 几 百 转 / 分 ) 柴 油 喷 入 涡 流 室 中, 在 空 气 涡 流 的 作 用 下, 形 成 较 浓 的 混 合 气 部 分 混 合 气 在 涡 流 室 中 着 火 燃 烧, 已 燃 与 未 燃 的 混 合 气 高 速 ( 经 通 道 ) 喷 入 主 燃 烧 室, 借 活 塞 顶 部 的 双 涡 流 凹 坑, 产 生 第 二 次 涡 流 促 使 进 一 步 混 合 和 燃 烧 要 求 : 顺 气 流 方 向 喷 射, 由 于 涡 流 运 动 促 进 了 混 合 气 的 形 成 与 燃 烧, 可 采 用 较 大 孔 径 的 喷 油 器, 喷 射 压 力 也 较 低 (12~14 MPa) 优 点 : 所 以 工 作 柔 和, 空 气 利 用 率 较 高, 喷 射 压 力 也 较 低 缺 点 : 热 损 失 大, 经 济 性 差, 起 动 困 难 2. 预 燃 室 式 燃 烧 室 缸 盖 上 有 预 燃 室, 占 燃 烧 室 总 容 积 的 1/3, 预 燃 室 与 主 燃 室 有 通 道, 活 塞 为 平 顶 因 为 通 道 不 是 切 向 的, 所 以 压 缩 时 不 产 生 涡 流 连 通 预 燃 室 与 主 燃 室 的 孔 道 直 径 较 小, 由 于 节 流 作 用 产 生 压 力 差, 使 预 燃 室 内 形 成 紊 流 运 动, 油 束 大 部 分 射 在 预 燃 室 的 出 口 处, 只 有 少 部 分 与 空 气 混 合 ( 出 口 处 较 浓, 而 上 部 较 稀 ), 上 部 着 火 后, 产 生 高 压, 已 燃 的 和 出 口 处 较 浓 的 混 合 气 一 同 高 速 喷 入 主 燃 烧 室, 在 主 燃 烧 室 内 产 生 强 烈 的 燃 烧 拢 流 运 动, 使 大 部 分 燃 料 在 主 燃 烧 室 内 混 合 和 燃 烧 优 缺 点 与 涡 流 室 燃 烧 室 基 本 相 同 2.4 气 缸 垫 气 缸 垫 在 气 缸 盖 和 气 缸 体 之 间 构 成 气 密 和 水 密 接 合, 并 能 够 弥 补 接 合 面 上 任 何 微 小 的 凹 凸 不 平 因 此, 气 缸 垫 必 须 用 具 有 一 定 柔 性 的 材 料 制 造 气 缸 垫 有 多 种 型 式 : - 片 材 载 体 面 覆 软 性 材 料 - 软 性 材 料 外 覆 金 属 - 金 属 网 格 外 覆 软 性 软 材 料 - 金 属 垫 1. 涡 流 室 式 燃 烧 室 11

第 2 课 : 发 动 机 部 件 2.6 气 门 气 门 负 责 在 交 换 气 体 时 打 开 进 气 和 排 气 孔, 在 压 缩 行 程 和 做 功 行 程 尽 可 能 关 紧 进 气 和 排 气 孔 在 此 过 程 中, 它 们 需 经 受 极 度 高 温 虽 然 进 气 门 受 到 流 入 气 缸 的 新 鲜 气 体 的 冷 却, 但 它 的 温 度 仍 高 达 500 排 气 门 因 正 处 于 炽 热 燃 烧 气 体 的 通 道 上, 温 度 能 高 达 800 ( 气 门 头 处 ) 汽 缸 垫 剖 面 1 油 孔 和 水 道 孔 2 螺 栓 孔 由 于 排 气 门 温 度 太 高, 通 常 会 在 排 气 门 内 填 充 钠 发 动 机 运 行 时 钠 填 充 物 会 熔 化 移 动 的 熔 化 物 质 能 将 热 从 气 门 头 带 到 气 门 杆, 从 而 传 给 气 缸 盖 这 可 将 气 门 头 处 的 温 度 降 低 100 左 右 2.5 缸 盖 螺 栓 缸 盖 螺 栓 将 缸 盖 紧 紧 固 定 在 缸 体 上 有 两 种 缸 盖 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 渐 加 大 扭 矩 拧 紧 扭 力 屈 服 螺 栓 也 是 分 步 逐 渐 加 大 扭 矩 拧 紧 然 而, 最 后 一 步 是 要 将 螺 栓 拧 至 用 量 角 器 预 定 的 一 个 角 度 此 步 骤 使 螺 纹 略 微 变 形, 形 成 更 大 的 保 持 力 由 于 缸 盖 螺 栓 的 螺 纹 在 紧 固 过 程 中 产 生 变 形, 因 此 扭 力 屈 服 螺 栓 只 有 在 维 修 资 料 规 定 可 以 重 复 使 用 时 才 能 重 复 使 用 气 门 型 式 1 双 金 属 ( 钠 ) 气 门 2 单 金 属 气 门 3 气 门 锁 止 凹 槽 4 气 门 杆 5 气 门 头 6 气 门 锥 面 7 气 门 锁 止 器 8 钠 填 充 物 9 护 甲 由 于 气 门 会 受 到 极 大 的 机 械 应 力, 所 以 在 气 门 锥 面 和 气 门 杆 的 末 端 镀 有 高 强 度 合 金 这 种 涂 层 称 为 护 甲 气 门 杆 末 端 的 锁 止 槽 能 夹 住 支 撑 气 门 弹 簧 座 的 气 门 锁 止 器 用 扭 力 屈 服 螺 栓 紧 固 的 气 缸 盖 1 扭 力 屈 服 螺 栓 2 气 缸 盖 3 气 缸 体 4 气 缸 垫 气 缸 盖 内 的 气 门 座 被 加 工 成 1.5 2 mm 宽 气 门 座 可 直 接 在 气 缸 盖 上 加 工, 或 可 将 一 个 气 门 座 镶 座 压 入 气 缸 盖 12

第 2 课 : 发 动 机 部 件 气 体 的 吞 吐 量 较 大 侧 面 陡 直 的 凸 轮 所 受 到 的 应 力 比 尖 形 凸 轮 大 凸 轮 的 形 状 常 常 是 不 对 称 的 它 们 有 一 个 圆 的 上 升 面 ( 使 气 门 缓 慢 打 开 ) 和 一 个 陡 直 的 下 降 面 ( 使 气 门 保 持 较 长 的 打 开 时 间, 然 后 迅 速 关 闭 ) 气 缸 盖 上 的 气 门 座 镶 座 1 气 门 座 2 气 门 座 镶 座 2.7 凸 轮 轴 凸 轮 轴 操 纵 气 门 它 由 曲 轴 驱 动, 并 以 曲 轴 一 半 的 速 度 转 动 正 时 齿 轮 正 时 链 或 带 齿 正 时 皮 带 都 用 于 驱 动 凸 轮 轴 每 缸 仅 带 两 个 气 门 的 发 动 机, 每 个 缸 排 通 常 仅 需 要 一 个 凸 轮 轴 对 于 多 数 多 气 门 发 动 机, 或 其 他 气 门 排 两 排 的 发 动 机 来 说, 每 个 缸 排 需 要 两 根 凸 轮 轴 凸 轮 形 状 1 尖 形 凸 轮 2 带 有 陡 直 侧 面 的 不 对 称 凸 轮 3 下 降 面 4 上 升 面 2.8 挺 柱 挺 柱 将 凸 轮 的 上 升 运 动 传 给 气 门 杆 根 据 发 动 机 的 不 同 型 式, 气 门 挺 柱 有 的 是 直 接 将 上 升 运 动 传 给 气 门, 有 的 则 通 过 指 状 随 动 臂 气 门 摇 臂 或 顶 杆 和 摇 臂 来 传 递 挺 柱 的 另 一 个 作 用 是 保 护 气 门 杆 不 受 侧 推 力 的 影 响 这 是 因 为 挺 柱 受 缸 盖 内 导 管 的 导 引, 可 以 平 衡 一 部 分 推 力 挺 柱 有 两 种 不 同 类 型 : 机 械 式 挺 柱 和 液 压 挺 柱 凸 轮 轴 凸 轮 轴 或 者 用 钢 锻 造 而 成, 或 者 用 黑 色 回 火 铸 铁 或 者 球 墨 铸 铁 制 成 凸 轮 的 形 状 决 定 气 门 启 闭 时 间 的 长 短 启 闭 程 度 的 大 小 和 启 闭 速 度 的 快 慢 凸 轮 的 形 状 对 发 动 机 的 工 作 特 性 有 重 要 影 响 2.8.1 机 械 挺 柱 机 械 挺 柱 在 凸 轮 和 气 门 之 间 传 递 运 动 因 发 动 机 型 式 而 异, 可 能 会 有 其 他 零 件 参 与 传 动 推 动 气 门 的 各 部 件 之 间 的 间 隔 量 称 为 气 门 间 隙 OHC 和 DOHC 发 动 机 所 用 的 筒 式 挺 柱 提 供 了 一 种 调 节 气 门 间 隙 的 方 法, 凸 轮 轴 和 挺 柱 之 间 的 间 隙 可 通 过 选 用 厚 度 不 同 的 垫 片 来 调 整 尖 形 凸 轮 可 增 大 气 门 升 程 但 气 门 保 持 完 全 打 开 的 时 间 则 很 短 带 有 陡 直 侧 面 的 凸 轮 启 闭 气 门 的 时 间 较 短, 但 保 持 完 全 打 开 的 时 间 较 长 侧 面 陡 直 的 凸 轮 使 13

第 2 课 : 发 动 机 部 件 的 负 载 消 除, 推 力 元 件 被 压 缩 弹 簧 向 上 压 这 使 挺 柱 与 凸 轮 之 间 保 持 接 触 推 力 元 件 向 上 的 运 动 使 工 作 腔 内 形 成 真 空 这 将 打 开 腔 内 的 单 向 阀, 使 机 油 从 储 油 室 流 入 工 作 腔 当 凸 轮 将 挺 柱 压 下 时, 作 用 在 推 力 元 件 上 的 压 力 将 单 向 阀 关 闭 将 挺 柱 工 作 腔 中 的 机 油 通 路 截 断 机 油 在 密 闭 的 工 作 腔 内 不 能 被 压 缩 因 此, 当 凸 轮 向 挺 柱 施 压 时, 挺 柱 就 像 一 个 刚 性 接 头, 将 气 门 顶 开 1 挺 柱 2 凸 轮 轴 3 挺 柱 导 管 4 垫 片 2.8.2 液 压 挺 柱 液 压 梃 柱 不 仅 传 递 运 动, 还 可 以 抵 消 气 门 间 隙 的 变 化 液 压 挺 柱 可 以 补 偿 因 热 膨 胀 和 磨 损 引 起 的 尺 寸 变 化, 不 需 调 整 1 储 油 室 2 推 力 元 件 3 挺 柱 4 工 作 腔 5 挺 柱 腔 6 压 缩 弹 簧 7 导 向 套 8 气 门 杆 油 封 9 供 油 10 单 向 阀 1 凸 轮 轴 2 液 压 挺 柱 3 气 门 杆 2.8.3 液 压 挺 柱 工 作 原 理 液 压 挺 柱 就 像 一 个 可 膨 胀 的 筒 构 成 筒 外 壁 的 两 个 部 件 称 为 推 力 元 件 和 导 向 套 工 作 腔 中 心 的 压 缩 弹 簧 将 筒 撑 至 其 最 大 尺 寸 ( 参 阅 图 解 ) 挺 柱 腔 通 过 小 孔 与 发 动 机 的 机 油 油 路 相 连 挺 柱 有 一 个 凹 槽, 压 力 机 油 通 过 这 个 凹 槽 可 流 入 挺 柱 中 心 的 储 油 室 2.9 配 气 机 构 不 同 的 发 动 机 采 用 不 同 类 型 的 气 门 驱 动 方 式, 常 见 的 驱 动 方 式 有 : - 通 过 摇 臂 驱 动 - 通 过 筒 式 挺 柱 直 接 驱 动 - 通 过 指 状 随 动 臂 驱 动 摇 臂 和 顶 杆 设 计 常 见 于 旧 式 V 形 发 动 机 和 顶 置 气 门 发 动 机 大 量 的 运 动 机 件 使 该 设 计 不 符 合 现 代 发 动 机 高 速 运 转 的 要 求 当 凸 轮 的 凸 起 部 分 转 离 挺 柱 时, 推 力 元 件 上 14

第 2 课 : 发 动 机 部 件 对 紧 凑 的 结 构, 适 于 发 动 机 高 转 速 C 指 状 随 动 臂 A 通 过 摇 臂 驱 动 1 顶 杆 2 挺 柱 采 用 筒 式 挺 柱 直 接 驱 动 气 门 的 形 式 目 前 运 用 越 来 越 广 泛, 特 别 是 对 于 多 气 门 发 动 机 这 种 形 式 结 构 紧 凑, 运 动 机 件 较 少, 更 加 适 合 发 动 机 高 速 运 转 2.10 气 缸 气 缸 与 缸 盖 一 起 构 成 燃 烧 室 气 缸 的 作 用 是 引 导 活 塞 和 散 发 燃 烧 过 程 中 产 生 的 多 余 热 量 气 缸 体 有 多 种 型 式 有 单 缸 缸 体 和 多 缸 缸 体 另 外, 还 分 为 风 冷 式 和 液 冷 式 气 缸 现 代 汽 车 发 动 机 的 气 缸 体 大 部 分 都 使 用 液 冷 式 1 单 缸 ( 风 冷 式 ) 2 多 缸 气 缸 体 ( 液 冷 式 ) 气 缸 体 由 灰 铸 铁 或 轻 合 金 铸 成 气 缸 体 铸 成 后, 使 用 精 细 的 切 削 工 具 和 珩 磨 机 来 加 工 缸 孔 表 面 如 果 气 缸 孔 表 面 损 坏, 通 常 可 以 重 新 进 行 机 加 工 B 通 过 筒 式 挺 柱 直 接 驱 动 有 的 气 缸 体 中 压 入 缸 套 作 为 气 缸 的 内 壁 轻 2 挺 柱 3 凸 轮 轴 合 金 气 缸 体 通 常 加 装 缸 套, 因 为 轻 合 金 不 够 坚 硬, 经 不 起 活 塞 上 下 运 动 产 生 的 负 荷 指 状 随 动 臂 的 设 计 也 具 有 相 对 少 的 部 件, 相 15

第 2 课 : 发 动 机 部 件 缸 套 分 两 种 : 湿 式 和 干 式 2.10.1 带 有 湿 式 缸 套 的 气 缸 湿 式 缸 套 压 入 缸 体 后, 可 直 接 接 触 冷 却 液 需 要 安 装 橡 胶 密 封 圈 防 止 冷 却 液 进 入 曲 轴 箱 湿 式 缸 套 易 于 更 换, 很 好 修 理 不 必 对 气 缸 进 行 机 加 工, 也 不 必 采 用 加 大 型 活 塞 缺 点 是 易 腐 蚀 和 气 缸 体 刚 性 降 低 1 缸 套 2 冷 却 液 3 气 缸 体 2.11 活 塞 活 塞 与 活 塞 环 在 燃 烧 室 和 曲 轴 箱 之 间 构 成 一 个 动 态 密 封 在 做 功 行 程 中, 活 塞 必 须 通 过 连 杆 将 燃 烧 气 体 的 压 力 传 给 曲 轴 它 必 须 能 够 经 受 并 排 走 燃 烧 产 生 的 高 温 热 膨 胀 不 能 过 大, 否 则 会 粘 滞 在 缸 孔 里 ( 活 塞 咬 死 ) 2.11.1 活 塞 的 构 造 活 塞 的 不 同 部 位 起 的 作 用 不 同 这 些 部 位 包 括 : 火 力 岸 活 塞 顶 活 塞 销 孔 活 塞 裙 部 和 活 塞 环 区 活 塞 的 顶 部 称 为 活 塞 顶 活 塞 顶 充 当 燃 烧 室 的 底 部, 承 受 很 高 的 温 度 和 压 力 湿 式 缸 套 1 缸 套 2 密 封 3 冷 却 液 4 气 缸 体 2.10.2 带 有 干 式 缸 套 的 气 缸 干 式 缸 套 与 冷 却 液 不 接 触, 它 们 被 直 接 或 冷 缩 压 入 气 缸 体 冷 缩 装 配 利 用 了 材 料 热 胀 冷 缩 的 原 理 将 缸 套 冷 却, 缸 体 加 热 该 方 法 使 缸 套 压 入 气 缸 体 更 容 易 在 活 塞 环 区, 各 种 活 塞 环 可 以 确 保 活 塞 和 气 缸 壁 之 间 有 良 好 的 密 封 活 塞 环 应 能 阻 止 燃 烧 气 体 进 入 曲 轴 箱, 同 时 阻 止 机 油 进 入 燃 烧 室 活 塞 环 区 上 方 的 边 缘 可 达 到 很 高 的 温 度, 所 以 称 为 火 力 岸 活 塞 裙 部 在 缸 孔 中 引 导 活 塞 活 塞 销 孔 用 于 固 定 连 接 活 塞 与 连 杆 的 活 塞 销 活 塞 销 由 卡 环 固 定 在 活 塞 内 或 通 过 冷 缩 安 装 法 装 入 连 杆 的 小 端 孔 中 干 式 缸 套 不 能 完 整 拆 卸 干 式 缸 套 活 塞 的 特 性 1 火 力 岸 2 活 塞 顶 3 活 塞 销 孔 4 公 称 直 径 5 裙 部 6 活 塞 环 区 16

第 2 课 : 发 动 机 部 件 2.11.2 活 塞 的 类 型 汽 油 发 动 机 的 活 塞 通 常 由 铝 合 金 制 成, 可 以 采 用 铸 造 或 冲 压 加 工 为 了 抵 消 这 种 作 用, 将 活 塞 销 的 轴 线 从 活 塞 中 心 向 处 于 大 负 载 的 一 侧 略 微 偏 移 ( 约 活 塞 直 径 的 1% 2%), 称 为 活 塞 销 偏 置 单 一 金 属 全 裙 式 活 塞 有 些 活 塞 通 过 嵌 入 钢 带 或 支 撑 来 控 制 热 膨 胀, 有 的 通 过 活 塞 中 预 先 设 计 的 缝 隙 控 制 热 膨 胀 的 大 小 在 负 荷 特 别 高 的 区 域, 还 可 以 采 用 特 殊 铸 铁 制 成 的 一 体 化 部 件 进 行 加 强 有 的 活 塞 还 带 有 冷 却 油 道, 可 以 通 过 机 油 喷 嘴 对 活 塞 顶 喷 射 机 油 进 行 冷 却 作 用 于 带 偏 置 活 塞 销 活 塞 上 的 力 1 活 塞 销 轴 线 2 活 塞 销 偏 置 3 活 塞 轴 线 4 处 于 压 缩 负 载 下 的 活 塞 侧 2.11.4 活 塞 上 的 热 负 载 发 动 机 运 转 时, 活 塞 裙 部 的 温 度 可 达 到 150, 活 塞 顶 则 高 达 350 这 种 不 均 匀 的 受 热 也 会 导 致 活 塞 热 膨 胀 的 不 均 匀, 如 果 不 采 取 应 对 措 施, 将 导 致 活 塞 在 气 缸 中 卡 滞 活 塞 是 按 正 常 工 作 温 度 下 为 圆 柱 形 设 计 的 为 了 补 偿 活 塞 各 点 热 膨 胀 的 差 异, 常 温 下 活 塞 的 截 面 被 设 计 成 椭 圆 形, 与 活 塞 销 轴 线 垂 直 的 直 径 较 大 另 外, 在 常 温 下 活 塞 由 下 向 上 略 带 锥 度, 以 平 衡 活 塞 顶 部 位 较 大 的 热 膨 胀 带 有 横 向 缝 隙 的 抗 热 变 形 活 塞 1 整 体 铸 造 钢 支 撑 2 横 向 缝 隙 2.11.3 作 用 于 活 塞 的 力 汽 油 发 动 机 在 做 功 行 程 中, 作 用 于 活 塞 顶 的 燃 烧 压 力 可 以 高 达 60 巴 在 这 么 大 的 负 荷 下, 活 塞 被 压 向 与 曲 柺 相 对 的 气 缸 壁, 这 种 情 况 会 使 活 塞 的 单 侧 过 度 磨 损 这 意 味 着 活 塞 在 压 缩 行 程 中 不 仅 仅 要 承 受 燃 烧 压 力 产 生 的 冲 击, 还 要 承 受 气 缸 的 负 载 侧 的 压 力 活 塞 冷 态 时 的 形 状 1 活 塞 顶 直 径 17

第 2 课 : 发 动 机 部 件 2 活 塞 裙 部 下 端 直 径 3 活 塞 销 方 向 直 径 4 垂 直 于 活 塞 销 的 直 径 柴 油 机 半 楔 形 活 塞 环 : 2.11.5 活 塞 环 活 塞 环 提 供 活 塞 与 气 缸 壁 之 间 的 密 封 它 们 必 须 具 有 弹 性, 而 且 安 装 时 形 状 不 得 改 变 由 于 燃 烧 压 力 作 用 于 活 塞 环 的 后 面, 所 以 在 做 功 行 程 中 活 塞 环 对 气 缸 壁 的 接 触 压 力 会 增 加 有 两 种 类 型 的 活 塞 环 : 靠 近 活 塞 顶 部 的 两 道 活 塞 环 称 为 压 缩 环 或 气 环, 它 们 的 目 的 是 为 燃 烧 室 提 供 最 大 的 气 密 密 封 下 部 的 活 塞 环 为 油 环, 油 环 的 作 用 是 阻 止 机 油 进 入 燃 烧 室 压 缩 环 有 各 种 型 式, 其 中 包 括 矩 形 环 ( 易 于 制 造 ) 及 内 倒 角 环 和 锥 面 环 ( 由 于 二 者 与 气 缸 壁 的 接 触 面 积 小, 磨 得 较 快, 所 以 可 以 缩 短 磨 合 期 ) 其 他 种 类 的 压 缩 环 还 有 梯 形 环 ( 不 卡 在 槽 内 ) L- 形 环 ( 接 触 压 力 随 燃 烧 压 力 增 加 而 加 大 ) 和 阶 梯 环 ( 具 有 额 外 的 刮 油 作 用 ) 还 有 各 种 型 式 的 油 环, 包 括 带 槽 油 环 ( 带 通 向 环 槽 的 油 道 ) 和 带 有 各 种 撑 簧 的 油 环 活 塞 环 由 铸 铁 或 高 质 合 金 钢 制 成 它 们 可 通 过 镀 硬 铬 来 提 高 抗 腐 蚀 能 力 和 耐 磨 性 因 为 柴 油 机 产 生 的 积 碳 较 多, 所 以 一 般 第 一 道 活 塞 环 采 用 半 楔 形 环 这 种 活 塞 环 的 顶 端 面 是 锥 形 的, 可 防 止 积 碳 使 活 塞 发 涩 在 发 动 机 运 转 时, 这 种 活 塞 在 径 向 会 出 现 稍 微 的 移 动, 使 活 塞 环 槽 和 活 塞 环 之 间 的 间 隙 改 变 这 样 可 使 活 塞 环 槽 内 部 的 积 碳 因 摩 擦 而 脱 落, 随 机 油 一 起 排 至 活 塞 环 槽 外 面 2.11.6 柴 油 机 的 机 油 喷 嘴 目 前 在 许 多 柴 油 发 动 机 上, 气 缸 体 内 安 装 有 机 油 喷 嘴 用 来 冷 却 活 塞 气 缸 体 内 主 油 道 的 压 力 升 高 而 顶 开 单 向 阀 中 的 逆 向 球, 机 油 喷 出, 活 塞 内 部 得 到 冷 却 当 机 油 压 力 降 至 低 至 140 kpa (1.4 kgf/cm2) 左 右, 止 逆 球 在 弹 簧 力 的 作 用 下 关 闭 机 油 通 道 这 样, 可 防 各 种 活 塞 环 1 矩 形 环 2 内 倒 角 环 3 锥 面 环 4 梯 形 环 5 L 形 环 6 阶 梯 环 7 带 槽 油 环 8 带 撑 簧 的 油 环 9 带 螺 旋 形 撑 簧 的 油 环 止 气 缸 体 主 油 道 内 的 机 油 压 力 下 降 得 过 低 而 造 成 润 滑 系 统 润 滑 不 良 机 油 喷 嘴 单 向 阀 有 两 个 类 型 : 1. 一 个 类 型 是 : 所 有 的 机 油 喷 嘴 共 用 一 个 单 向 阀 18

第 2 课 : 发 动 机 部 件 2. 另 一 个 类 型 是 : 每 个 机 油 喷 嘴 各 配 有 一 个 单 向 阀 2.12 连 杆 连 杆 连 接 活 塞 与 曲 轴, 因 此, 它 会 受 到 极 其 剧 烈 的 反 复 拉 伸 压 缩 和 变 形 载 荷 连 杆 的 双 T 字 形 截 面 使 其 具 有 所 需 的 刚 性 连 杆 通 常 采 用 钢 材 锻 造 并 经 热 处 理 制 成 小 型 发 动 机 还 可 能 使 用 高 强 度 铝 合 金 连 杆 连 杆 主 要 结 构 是 一 个 抗 弯 的 柄 身, 柄 身 的 两 端 分 别 连 接 活 塞 销 和 曲 轴, 与 活 塞 销 连 接 的 一 端 孔 径 较 小, 称 为 连 杆 小 端 ; 另 一 端 则 称 为 大 端, 连 杆 大 端 装 有 可 在 曲 轴 轴 颈 上 转 动 的 轴 瓦 2.13 曲 轴 曲 轴 的 主 要 作 用 是 将 连 杆 的 直 线 作 用 力 转 换 为 驱 动 变 速 器 的 转 动 扭 矩 曲 轴 还 可 用 来 驱 动 油 泵 燃 料 泵 发 电 机 配 气 机 构 和 分 电 器 及 水 泵 和 其 他 辅 助 设 备 连 杆 和 轴 承 1 小 端 孔 2 活 塞 销 衬 套 3 润 滑 油 孔 4 扭 力 屈 服 螺 栓 5 连 杆 杆 身 6 大 端 7 轴 瓦 8 轴 承 盖 曲 轴 装 于 气 缸 体 的 曲 轴 箱 中 在 很 大 程 度 上, 发 动 机 的 型 式 和 气 缸 数 决 定 曲 轴 的 形 状 和 轴 承 数 曲 轴 轴 颈 排 在 一 条 轴 线 上 它 们 用 来 支 撑 曲 轴 箱 中 的 曲 轴 固 定 连 杆 的 曲 柄 销 ( 曲 轴 轴 颈 ) 位 于 曲 轴 的 四 周 根 据 气 缸 数 和 点 火 次 序 排 列 发 动 机 润 滑 系 统 通 过 机 油 孔 向 连 杆 大 端 轴 承 提 供 机 油 曲 轴 分 整 体 式 和 组 合 式 轿 车 用 汽 油 发 动 机 通 常 采 用 整 体 式 曲 轴 曲 轴 会 受 到 各 种 各 样 的 力 活 塞 的 力 产 生 弯 曲 和 扭 转 载 荷 内 燃 机 工 作 产 生 的 力 通 过 活 塞 不 均 匀 地 传 给 曲 轴 由 此 产 生 的 扭 转 振 动 会 影 响 发 动 机 的 平 稳 运 行, 极 端 情 况 下 还 会 损 坏 曲 轴 因 此, 曲 轴 必 须 经 过 精 心 平 衡 这 可 通 过 去 掉 配 重 19

第 2 课 : 发 动 机 部 件 上 的 一 些 材 料 ( 钻 平 衡 孔 ) 来 达 到 平 衡 曲 轴 1 曲 柄 轴 颈 2 曲 柄 3 主 轴 颈 4 配 重 5 平 衡 孔 6 润 滑 油 孔 发 动 机 后 部 被 螺 栓 固 定 在 曲 轴 上 的 飞 轮 也 有 助 于 发 动 机 平 稳 运 转 扭 转 减 振 器 也 有 助 于 减 小 前 端 的 扭 转 振 动 制 造 曲 轴 的 材 料 可 以 是 球 墨 铸 铁 或 铬 钒 钼 合 金 钢, 经 铸 造 或 锻 造 和 热 处 理 制 成 锻 造 使 曲 轴 材 料 中 形 成 完 整 的 纤 维 形 态 这 可 增 加 曲 轴 的 强 度 曲 柄 轴 颈 和 主 轴 颈 轴 承 的 表 面 经 过 表 面 硬 化 和 研 磨 多 镀 层 止 推 轴 承 1 定 位 凸 缘 2 油 槽 3 钢 支 承 轴 瓦 4 支 承 镀 层 5 镍 镀 层 6 表 面 镀 层 7 润 滑 油 孔 8 突 缘 曲 轴 必 须 有 足 够 的 间 隙 供 给 润 滑 油 然 而, 如 果 间 隙 过 大, 润 滑 油 容 易 从 轴 承 处 逸 出, 导 致 润 滑 不 足 和 轴 承 严 重 损 坏 轴 瓦 由 油 泵 供 给 的 压 力 油 进 行 润 滑 转 动 的 轴 颈 在 一 层 可 以 阻 止 金 属 部 件 相 互 接 触 的 油 膜 上 运 转 ( 这 有 点 像 轮 胎 在 湿 滑 路 面 行 驶 的 情 况 : 轮 胎 浮 在 一 层 无 法 排 出 的 水 膜 上 ) 2.13.1 轴 承 曲 轴 由 其 轴 承 支 撑 和 导 向 曲 轴 的 转 动 摩 擦 力 必 须 应 尽 可 能 小 曲 轴 轴 承 是 带 多 镀 层 的 分 开 式 轴 瓦 其 中 一 个 轴 瓦 还 必 须 阻 止 曲 轴 轴 向 移 动 该 轴 承 称 为 止 推 轴 承 轴 瓦 与 曲 轴 之 间 的 间 隙 正 确 与 否 直 接 关 系 到 它 们 的 寿 命 长 短 轴 瓦 生 产 厂 商 对 轴 承 间 隙 有 具 体 规 定 普 通 轴 承 润 滑 油 压 力 的 积 累 1 轴 瓦 2 载 荷 3 轴 4 润 滑 油 压 力 5 供 油 20

第 4 课 : 进 气 和 排 气 系 统 第 3 课 : 汽 油 发 动 机 正 时 3.1 概 述 发 动 机 正 时 系 统 的 作 用 是 使 进 排 气 与 气 缸 内 活 塞 的 上 下 运 动 相 协 调 这 是 通 过 使 缸 体 内 的 曲 轴 与 缸 盖 内 的 凸 轮 轴 保 持 同 步 转 动 完 成 的 气 门 打 开 和 关 闭 的 时 间 以 曲 轴 转 角 表 示 3.2 配 气 机 构 的 驱 动 型 式 凸 轮 轴 有 多 种 驱 动 方 式 配 气 机 构 可 以 通 过 以 下 方 式 驱 动 : - 正 时 齿 轮 - 正 时 链 3 连 杆 4 曲 轴 3.2.2 正 时 链 驱 动 对 于 这 种 驱 动, 凸 轮 轴 是 由 正 时 链 在 各 种 辅 助 部 件 的 协 助 下 来 驱 动 这 类 驱 动 使 用 单 链 条 或 多 链 条 链 条 通 常 利 用 液 压 链 条 张 紧 器 拉 紧, 张 紧 器 由 机 油 压 力 控 制 链 条 另 外 还 受 导 轨 导 引, 以 减 少 链 条 振 动 和 噪 声 注 意 : 链 条 和 链 条 张 紧 器 磨 损 极 小, 无 需 维 修 但 是, 万 一 链 条 过 度 磨 损 需 要 维 修, 必 须 更 换 链 条 链 条 张 紧 器 如 果 损 坏, 需 要 整 体 更 换 - 正 时 皮 带 由 于 四 行 程 发 动 机 完 成 一 个 完 整 的 工 作 循 环 需 要 曲 轴 旋 转 两 周, 所 以 曲 轴 与 凸 轮 轴 的 传 动 比 必 须 是 2:1 3.2.1 正 时 齿 轮 驱 动 凸 轮 轴 由 正 时 齿 轮 驱 动, 实 际 等 于 直 接 由 曲 轴 驱 动 这 类 驱 动 一 般 常 见 于 旧 式 发 动 机 ( 顶 置 气 门 发 动 机 V 形 发 动 机 ) 1 凸 轮 轴 链 轮 2 正 时 链 3 曲 轴 链 轮 4 链 条 张 紧 器 5 导 轨 3.2.3 正 时 皮 带 驱 动 1 凸 轮 轴 2 正 时 齿 轮 纤 维 增 强 塑 料 制 成 的 带 齿 正 时 皮 带 重 量 轻, 用 其 驱 动 凸 轮 轴 可 降 低 运 转 噪 声, 特 别 适 合 于 高 发 动 机 转 速 正 时 皮 带 的 材 料 与 机 油 和 冷 却 液 不 相 容 切 21

第 4 课 : 进 气 和 排 气 系 统 勿 让 发 动 机 的 正 时 皮 带 接 触 机 油 或 冷 却 液 由 于 有 磨 损, 维 修 时 应 根 据 需 要 检 查 和 校 正 正 时 皮 带 的 松 紧 度 必 须 按 规 定 的 保 养 间 隔 更 换 正 时 皮 带 如 果 检 查 发 现 正 时 皮 带 背 面 开 裂 或 带 齿 或 纤 维 绽 裂, 必 须 更 换 新 的 正 时 皮 带, 即 使 还 没 有 到 规 定 的 保 养 间 隔 1 凸 轮 轴 皮 带 轮 2 正 时 皮 带 3 曲 轴 皮 带 轮 4 导 轮 ( 为 水 泵 提 供 驱 动 ) 5 张 紧 轮 3.2.4 不 同 的 齿 形 正 时 皮 带 有 各 种 齿 形 更 换 正 时 皮 带 时, 务 必 确 保 新 的 正 时 皮 带 具 有 正 确 的 齿 形, 因 为 正 时 皮 带 轮 都 有 特 定 的 齿 形 注 意 : 高 压 缩 比 发 动 机 的 正 时 皮 带 或 链 条 如 果 断 齿 或 缺 齿, 活 塞 会 与 打 开 的 气 门 接 触, 导 致 发 动 机 严 重 损 坏 1 齿 形 2 圆 齿 形 22

第 5 课 : 燃 油 供 给 系 统 第 4 课 : 进 气 和 排 气 系 统 4.1 进 气 系 统 4.1.1 汽 油 机 进 气 系 统 : 进 气 系 统 的 作 用 是 清 洁 进 气 并 向 气 缸 提 供 燃 气 混 合 气 进 气 系 统 由 进 气 管 空 气 滤 清 器 和 进 气 歧 管 组 成 多 数 进 气 歧 管 用 铝 合 金 铸 成 更 新 式 的 进 气 歧 管 由 塑 料 制 成 为 确 保 气 缸 充 气 良 好, 进 气 歧 管 内 表 面 须 非 常 光 滑, 以 最 大 限 度 减 小 进 气 阻 力 如 果 各 缸 进 气 道 的 长 度 和 直 径 相 同, 进 气 时 各 缸 的 情 况 一 样, 气 缸 充 气 就 会 均 匀 一 致 在 暖 机 阶 段, 进 气 歧 管 内 壁 上 会 凝 结 一 些 燃 油 为 尽 量 减 少 这 种 因 凝 结 造 成 的 燃 油 损 失, 进 气 歧 管 往 往 装 有 预 热 器 进 气 系 统 必 须 与 外 界 完 全 隔 绝 通 过 漏 气 处 的 未 经 计 量 的 进 气 会 干 扰 发 动 机 的 管 理, 导 致 发 动 机 工 作 不 稳, 尤 其 是 在 怠 速 时 进 气 歧 管 真 空 可 以 用 于 多 种 目 的 利 用 真 空 膜 片 装 置 可 以 操 纵 制 动 助 力 装 置 和 自 动 阻 风 门 系 统 进 气 歧 管 上 装 有 用 于 这 些 不 同 功 能 的 专 用 连 接 器 1 进 气 歧 管 4.1.2 柴 油 机 进 气 系 统 : 因 为 柴 油 机 的 功 率 只 由 喷 入 到 燃 烧 室 内 的 燃 油 量 决 定, 所 以 在 柴 油 机 的 进 气 系 统 中, 一 般 不 采 用 类 似 于 汽 油 机 节 气 门 的 结 构 同 时, 不 采 用 节 气 门 结 构 也 起 到 减 少 进 气 阻 力 的 作 用 另 外, 因 为 柴 油 机 单 位 排 量 的 功 率 相 对 于 汽 油 机 较 低, 为 了 提 高 动 力 输 出, 一 般 采 用 增 压 技 术 增 加 进 气 量 来 提 高 单 位 排 量 功 率, 例 如 涡 轮 增 压 器 超 级 增 压 器 等 涡 轮 增 压 器 是 利 用 发 动 机 的 排 气 来 带 动 涡 轮 和 泵 轮, 从 而 对 进 气 进 行 加 压, 增 加 进 气 量 涡 轮 增 压 器 在 发 动 机 低 速 时 基 本 不 起 作 用, 因 为 低 速 是 排 气 能 量 不 足 超 级 增 压 器 由 曲 轴 通 过 皮 带 带 动, 增 压 器 内 部 转 子 旋 转 并 对 进 气 进 行 加 压 因 为 由 曲 轴 驱 动, 即 使 在 低 速 时 超 级 增 压 器 也 起 到 明 显 的 增 压 作 用, 所 以 装 备 超 级 增 压 器 的 车 辆 的 低 速 加 速 性 能 很 好 4.2 排 气 系 统 4.2.1 汽 油 机 排 气 系 统 : 排 气 系 统 负 责 将 发 动 机 排 气 送 至 汽 车 后 部, 23

第 5 课 : 燃 油 供 给 系 统 减 小 燃 烧 产 生 的 噪 声 并 净 化 排 气 ( 如 有 净 化 装 置 ) 排 气 系 统 包 括 排 气 歧 管 排 气 管 消 声 器 和 催 化 转 化 器 ( 依 车 型 而 定 ) 排 气 系 统 必 须 与 特 定 的 发 动 机 和 汽 车 精 确 调 谐, 以 便 最 佳 发 挥 发 动 机 性 能 与 降 低 噪 声 由 于 排 气 歧 管 是 排 气 系 统 中 承 受 温 度 最 高 的 部 分, 所 以 采 用 铸 铁 制 造 排 气 管 和 消 声 器 可 以 用 钢 板 或 不 锈 钢 制 造 排 气 系 统 会 受 到 来 自 内 部 ( 酸 性 排 气 ) 和 外 部 ( 水 防 冻 盐 ) 的 腐 蚀 高 温 和 振 动 也 会 减 少 排 气 系 统 的 寿 命 氮 氧 化 物 (NOX) 三 种 有 害 成 分 同 时 得 到 净 化 处 理, 它 要 求 发 动 机 的 空 燃 比 精 确 地 控 制 在 理 论 空 燃 比 附 近 的 最 佳 范 围 内, 以 保 证 同 时 对 三 种 有 害 成 分 高 效 率 净 化, 因 此, 三 元 催 化 反 应 装 置 一 般 与 燃 油 电 子 喷 射 发 动 机 一 起 使 用, 用 氧 传 感 器 检 测 排 气 中 的 氧 浓 度, 反 馈 控 制 发 动 机 的 空 燃 比 范 围, 只 能 在 汽 油 机 上 应 用 而 柴 油 机 由 于 排 气 中 残 留 的 氧 量 较 多, 使 氧 传 感 器 的 控 制 不 灵 敏, 故 柴 油 机 一 般 不 使 用 三 元 催 化 反 应 装 置 而 采 用 氧 化 催 化 反 应 装 置 和 微 粒 捕 集 器 如 果 排 气 系 统 受 损 或 漏 泄, 必 须 进 行 修 理 或 更 换 否 则, 有 毒 排 气 可 能 进 入 汽 车 客 舱 另 外, 空 气 进 入 排 气 系 统 也 会 使 发 动 机 管 理 系 统 受 到 不 利 影 响 排 气 管 的 柔 性 管 使 排 气 系 统 可 在 有 限 范 围 内 移 动 这 将 保 证 热 膨 胀 和 振 动 不 会 在 材 料 中 产 生 过 大 应 力 从 而 避 免 开 裂 和 故 障 4.2.2 柴 油 机 排 气 系 统 : 柴 油 机 的 排 放 系 统 与 汽 油 机 基 本 一 致 因 为 柴 油 机 废 气 成 分 与 汽 油 机 废 气 成 分 有 一 定 区 别 ( 柴 油 机 废 气 主 要 污 染 物 是 碳 烟, 汽 油 机 主 要 是 碳 氢 化 合 物 一 氧 化 碳 氮 氧 化 合 物 ), 所 以 在 废 气 催 化 转 化 处 理 上 与 汽 油 机 也 有 所 差 别 目 前 催 化 净 化 装 置 有 氧 化 催 化 反 应 装 置 和 三 元 催 化 反 应 装 置 氧 化 催 化 反 应 装 置 仅 依 靠 氧 化 反 应 降 低 有 害 成 分 一 氧 化 碳 (CO) 和 碳 氢 化 合 物 (HC), 柴 油 机 和 汽 油 机 都 适 用 三 元 催 化 反 应 装 置 则 氧 化 与 还 原 反 应 同 时 进 行, 能 使 一 氧 化 碳 (CO), 碳 氢 化 合 物 (HC) 和 1 排 气 歧 管 2 催 化 转 化 器 ( 或 三 元 催 化 器 ) 3 柔 性 管 4 排 气 5 消 声 器 第 5 课 : 汽 油 发 动 机 燃 油 供 给 系 统 24

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 5.1 概 述 毫 无 疑 问, 内 燃 机 需 要 燃 油 来 运 转 用 于 汽 车 发 动 机 的 燃 油 供 应 系 统 有 多 种 类 型 本 节 简 要 介 绍 的 是 汽 车 所 用 的 各 类 燃 油 供 应 系 统 混 合 气 形 成 系 统 有 两 种 基 本 类 型 : 5.3.1 节 气 门 体 燃 油 喷 射 (TBI TBI) 节 气 门 体 燃 油 喷 射 (TBI) 由 电 子 系 统 控 制 燃 油 通 过 单 个 电 磁 式 燃 油 喷 射 器 喷 入 进 气 歧 管 电 动 泵 产 生 将 燃 油 供 给 喷 射 器 所 需 的 压 力 - 化 油 器 系 统 - 燃 油 喷 射 系 统 5.2 化 油 器 系 统 化 油 器 通 过 一 个 喉 管 在 进 气 系 统 中 产 生 真 空 该 真 空 通 过 专 门 的 喷 嘴 系 统 从 浮 子 室 抽 出 燃 油, 并 使 燃 油 以 微 小 雾 滴 形 式 与 流 过 化 油 器 的 空 气 混 合 1 供 油 2 空 气 3 节 气 门 板 4 进 气 歧 管 5 气 缸 盖 6 燃 油 喷 射 器 5.3.2 多 点 燃 油 喷 射 多 点 燃 油 喷 射 可 为 机 械 式 (K-Jetronic) 或 电 子 式 下 列 为 电 子 控 制 式 多 点 燃 油 喷 射 系 统 : 多 点 燃 油 喷 射 (MFI MFI): 燃 油 喷 射 器 分 两 组 工 作 发 动 机 每 转 一 圈, 一 组 燃 油 喷 射 器 喷 射 两 次 燃 油 顺 序 多 点 燃 油 喷 射 (SFI SFI): 燃 油 喷 射 器 按 点 火 顺 序 分 别 工 作 有 关 燃 油 喷 射 系 统 更 详 细 的 说 明 参 见 汽 油 发 动 机 管 理 系 统 课 程 化 油 器 的 工 作 原 理 1 浮 子 针 阀 2 浮 子 3 混 合 管 4 喉 管 5 混 合 室 6 节 气 门 板 7 进 气 歧 管 8 主 量 孔 5.3 燃 油 喷 射 燃 油 喷 射 有 两 种 基 本 形 式 : - 节 气 门 体 燃 油 喷 射, - 多 点 燃 油 喷 射 1 供 油 2 空 气 3 节 气 门 板 4 进 气 歧 管 5 燃 油 喷 射 器 6 气 缸 25

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 5.4 汽 油 汽 油 的 分 类 - 按 辛 烷 值 分 类 - 含 铅 和 无 铅 汽 油 含 铅 燃 油 : - 燃 油 含 有 一 定 量 可 提 高 抗 爆 性 的 铅 化 合 物 - 为 了 保 护 环 境, 含 铅 燃 油 只 能 用 于 需 要 用 铅 化 合 物 的 燃 烧 产 物 为 排 气 门 润 滑 的 发 动 机 无 铅 燃 油 : 铅 会 破 坏 催 化 转 化 器 的 活 性 贵 金 属 镀 层 所 以, 装 有 催 化 转 化 器 的 汽 车 需 要 使 用 无 铅 燃 料 因 此, 所 谓 无 铅 汽 油 的 铅 含 量 被 减 少 到 最 低 限 度 ( 实 际 上 不 可 能 完 全 无 铅 ) 然 而, 这 会 降 低 抗 爆 性, 必 须 用 专 用 添 加 剂 来 纠 正 辛 烷 值 和 抗 爆 性 : 辛 烷 值 是 对 燃 油 抗 爆 性 的 一 种 度 量 方 法 在 欧 洲, 为 燃 油 规 定 了 最 低 辛 烷 值 普 通 汽 油 的 最 低 辛 烷 值 为 91 ROZ/RON, 高 级 汽 油 的 最 低 辛 烷 值 为 95 ROZ/RON, 超 级 汽 油 的 最 低 辛 烷 值 为 98 ROZ/RON 5.5 汽 油 机 爆 震 在 点 火 前 很 短 的 时 间 里, 火 花 点 燃 燃 气 混 合 气 推 进 的 火 焰 前 锋 增 加 了 燃 气 混 合 气 的 压 缩 由 于 压 缩 行 程 延 续 至 上 止 点, 混 合 气 会 被 进 一 步 压 缩 燃 烧 室 也 相 应 升 高 一 旦 火 花 塞 排 气 门 等 零 件 或 沉 积 物 的 温 度 达 到 850, 就 会 点 燃 燃 烧 室 中 的 未 燃 混 合 气 这 种 非 受 控 燃 烧 产 生 的 压 力 波 会 与 ( 点 火 火 花 控 制 的 ) 受 控 燃 烧 产 生 的 压 力 波 发 生 冲 突 这 些 气 压 波 碰 撞, 会 导 致 振 动, 就 是 我 们 听 见 的 发 动 机 爆 震 爆 震 引 起 的 压 力 冲 击 导 致 功 率 下 降 和 对 曲 柄 传 动 装 置 产 生 过 度 压 力 如 果 允 许 发 动 机 持 续 爆 震 燃 烧 运 转, 会 导 致 轴 承 或 活 塞 顶 损 坏 发 动 机 内 会 不 受 控 自 燃 爆 震 的 另 一 个 可 能 原 因 是 过 早 产 生 点 火 火 花 由 于 压 缩 过 程 继 续, 燃 烧 高 温 被 进 一 步 提 高 升 高 的 燃 烧 室 温 度 会 过 早 触 发 点 火 和 非 受 控 燃 烧 ( 爆 震 ) 加 速 爆 震 加 速 爆 震 发 生 于 发 动 机 低 速 时 加 速 相 对 来 说, 加 速 爆 震 对 发 动 机 造 成 的 负 载 不 会 损 坏 发 动 机 高 速 爆 震 高 速 爆 震 发 生 于 汽 车 重 载 高 速 行 驶 如 果 发 动 机 有 加 速 爆 震, 就 更 容 易 发 生 危 险 的 高 速 爆 震 一 般 说 来, 发 动 机 长 时 间 高 速 行 驶, 驱 动 噪 声 掩 盖 了 爆 震 噪 声 所 以, 司 机 很 难 发 觉 高 速 爆 震 高 速 爆 震 隐 藏 着 极 大 的 危 险 发 动 机 温 度 急 速 上 升 是 高 速 爆 震 唯 一 的 迹 象 爆 震 的 原 因 燃 油 抗 爆 性 低 辛 烷 值 低 以 及 燃 油 的 品 质 低 劣 是 爆 震 燃 烧 最 常 见 的 原 因, 因 为 这 些 燃 油 在 发 动 机 内 会 不 受 控 而 自 燃 26

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 第 6 课 : 柴 油 发 动 机 燃 油 供 给 系 统 6.1 概 述 柴 油 机 与 汽 油 机 不 同, 它 使 用 的 燃 料 是 柴 油 柴 油 粘 度 大, 不 易 挥 发, 一 般 不 能 通 过 化 油 器 在 气 缸 外 部 形 成 均 匀 的 混 合 气, 故 采 用 高 压 喷 射 的 方 法, 在 接 近 压 缩 行 程 上 止 点 时, 柴 油 以 高 压 喷 入 气 缸, 直 接 在 气 缸 内 部 形 成 混 合 气, 自 燃 并 对 外 作 功 因 此, 柴 油 机 供 给 系 的 组 成 构 造 及 工 作 原 理 与 汽 油 机 供 给 系 有 较 大 区 别 6.2 柴 油 机 燃 油 系 统 的 功 用 1) 在 适 当 的 时 刻 将 一 定 数 量 的 洁 净 柴 油 增 压 后 以 适 当 的 规 律 喷 入 燃 烧 室 喷 油 定 时 和 喷 油 量 各 缸 相 同 且 与 柴 油 机 运 行 工 况 相 适 应 喷 油 压 力 喷 注 雾 化 质 量 及 其 在 燃 烧 室 内 的 分 布 与 燃 烧 室 类 型 相 适 应 2) 在 每 一 个 工 作 循 环 内, 各 气 缸 均 喷 油 一 次, 喷 油 次 序 与 气 缸 工 作 顺 序 一 致 3) 根 据 柴 油 机 负 荷 的 变 化 自 动 调 节 循 环 供 油 量, 以 保 证 柴 油 机 稳 定 运 转, 尤 其 要 稳 定 怠 速, 限 制 超 速 4) 储 存 一 定 数 量 的 柴 油, 保 证 汽 车 的 最 大 续 驶 里 程 27

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 6.3 燃 油 系 统 的 组 成 部 分 柴 油 机 燃 油 系 统 包 括 喷 油 泵 喷 油 器 柴 油 箱 油 水 分 离 器 柴 油 滤 清 器 和 高 低 压 油 管 等 6.4 燃 油 滤 清 器 总 成 燃 油 滤 清 器 总 成 一 般 由 燃 油 滤 清 器 油 水 分 离 器 起 动 泵 三 部 分 组 合 而 成 滤 清 器 滤 芯 : 对 燃 油 管 路 中 的 燃 油 进 行 过 滤, 滤 芯 一 般 可 以 单 独 更 换 油 水 分 离 器 : 把 燃 油 中 的 水 分 进 行 分 离, 并 沉 淀 到 底 部, 当 油 水 分 离 警 告 灯 点 亮 时 打 开 底 下 的 放 水 阀 把 积 水 排 除 起 动 泵 : 起 动 泵 是 人 工 油 泵, 用 来 排 除 当 燃 油 箱 或 更 换 燃 油 滤 清 器 时, 进 入 燃 油 管 的 空 气 28

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 孔 式 喷 油 器 用 于 直 喷 式 燃 烧 室 柴 油 机 上 孔 式 喷 油 器 的 喷 油 嘴 头 部 加 工 有 1 个 或 多 个 喷 孔, 有 1 个 喷 孔 的 称 单 孔 喷 油 器, 有 两 个 喷 孔 的 称 双 孔 喷 油 器, 有 3 个 以 上 喷 孔 的 称 多 孔 喷 油 器 一 般 喷 孔 数 目 为 1~7 个 共 轨 柴 油 喷 射 系 统 也 普 遍 采 用 该 型 喷 油 器 轴 针 式 喷 油 器 轴 针 式 喷 油 器 与 孔 式 喷 油 器 的 工 作 原 理 相 同, 结 构 相 似, 不 同 之 处 是 喷 油 嘴 头 部 结 构 在 轴 针 式 喷 油 器 中, 针 阀 密 封 锥 面 以 下 有 一 段 轴 针, 它 穿 过 针 阀 体 上 的 喷 孔 且 稍 突 出 于 针 阀 体 之 外, 使 喷 孔 呈 圆 环 形 轴 针 有 圆 柱 形 和 截 锥 形, 这 样 便 可 以 得 到 不 同 形 6.5 喷 油 器 状 的 喷 注, 以 适 应 不 同 形 状 燃 烧 室 的 需 要 喷 油 器 是 柴 油 机 燃 油 供 给 系 中 实 现 燃 油 喷 射 的 重 要 部 件, 其 功 用 是 根 据 柴 油 机 混 合 气 形 成 的 特 点, 将 燃 油 雾 化 成 细 微 的 油 滴, 并 将 其 喷 射 到 燃 烧 室 特 定 的 部 位 喷 油 器 应 满 足 不 同 类 型 的 燃 烧 室 对 喷 雾 特 性 的 要 求 一 般 说 来, 喷 注 应 有 一 定 的 贯 穿 距 离 和 喷 雾 锥 角, 以 及 良 好 的 雾 化 质 量, 而 且 在 喷 油 结 束 时 不 发 生 滴 漏 现 象 根 据 喷 油 器 结 构 形 式 的 不 同, 喷 油 器 又 可 分 为 孔 式 喷 油 器 和 轴 针 式 喷 油 器 ; 根 据 喷 射 次 数 可 分 为 单 级 喷 油 嘴 和 两 级 喷 油 器 孔 式 喷 油 器 结 构 6.6 两 级 喷 油 嘴 在 一 些 柴 油 发 动 机 中 使 用 了 两 级 喷 油 嘴 喷 油 嘴 内 装 有 两 个 调 压 压 力 弹 簧, 一 软 一 硬, 以 此 达 到 了 两 级 喷 射 的 目 的 采 用 两 级 喷 油 嘴 可 降 低 喷 29

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 油 嘴 针 阀 的 开 启 压 力, 因 此, 在 怠 速 时 以 及 在 低 载 范 围 内 它 的 喷 油 稳 定 性 比 常 规 喷 油 器 好 而 且, 由 于 喷 油 量 少 而 改 善 了 柴 油 发 动 机 的 爆 震 冷 却 液 实 际 温 度 情 况, 还 将 对 空 气 继 续 加 热 一 定 时 间, 这 样 可 以 减 少 柴 油 发 动 机 的 爆 震 和 冒 出 白 烟 6.9 喷 油 泵 双 级 喷 油 器 6.7 出 油 阀 出 油 阀 安 装 在 喷 油 泵 的 分 配 头 上 弹 簧 和 出 油 阀 安 装 在 出 油 阀 座 内 为 了 保 证 密 封 良 好, 出 油 阀 座 的 表 面 制 作 非 常 精 密 每 次 喷 油 结 束 时 出 油 阀 迅 速 关 闭 燃 油 管 路 来 保 持 高 压 油 管 内 的 残 余 压 力 同 时, 出 油 阀 关 闭 燃 油 管 路 后 还 继 续 回 移, 使 出 油 阀 至 喷 油 器 之 间 的 油 管 体 积 稍 微 变 大, 油 压 变 小, 致 使 喷 油 器 迅 速 关 闭 这 样, 避 免 了 喷 后 滴 漏, 同 时 提 高 了 燃 油 经 济 性 和 排 放 性 能 6.8 预 热 塞 柴 油 机 预 热 塞 从 气 缸 盖 侧 安 装 到 燃 烧 室 内 对 进 入 涡 流 室 的 空 气 进 行 加 热 喷 油 泵 是 柴 油 发 动 机 的 心 脏, 其 作 用 是 将 燃 油 变 成 高 压, 按 照 柴 油 机 的 各 种 不 同 工 况, 定 时 定 量 和 定 压 将 高 压 燃 油 经 喷 油 器 分 配 供 给 各 气 缸 的 燃 烧 室 喷 油 泵 必 须 达 到 以 下 要 求 : 1) 按 照 柴 油 机 的 发 火 次 序 定 时 给 各 气 缸 供 油, 并 有 一 定 的 供 油 延 续 时 间 2) 根 据 柴 油 机 负 荷 的 大 小, 即 按 照 不 同 的 工 况 供 给 适 量 的 燃 油 3) 向 喷 油 器 供 给 压 力 足 够 高 的 柴 油, 以 获 得 良 好 的 燃 油 喷 雾 质 量 发 动 机 冷 态 启 动 时, 即 使 压 缩 充 分, 压 缩 压 4) 保 证 各 缸 工 作 喷 油 的 均 匀 性, 即 要 求 各 缸 的 力 也 会 从 活 塞 环 等 地 方 泄 漏 掉 在 有 些 情 况 下, 喷 油 提 前 角 供 油 量 和 供 油 压 力 等 参 数 相 同 喷 入 的 燃 油 并 未 升 温 至 自 燃 温 度 所 以, 必 须 用 5) 供 油 开 始 和 结 束 必 须 迅 速, 避 免 喷 油 器 产 生 预 热 系 统 来 改 善 点 火 性 能 滴 漏 现 象 预 热 系 统 在 发 动 机 冷 态 启 动 前, 先 加 热 空 气, 喷 油 泵 按 作 用 原 理 不 同 可 以 分 为 三 种 类 型 : 提 高 了 发 动 机 的 启 动 性 能 即 使 在 启 动 后, 根 据 柱 塞 式 喷 油 泵 转 子 分 配 式 喷 油 泵 和 喷 油 泵 - 喷 油 30

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 器 柱 塞 式 喷 油 泵 ( 直 列 式 喷 油 泵 ) 柱 塞 式 喷 油 泵 又 称 为 直 列 式 喷 油 泵 在 多 缸 柴 油 分 配 式 喷 油 泵 简 称 分 配 泵, 转 子 分 配 式 喷 油 泵 按 照 柱 塞 的 运 动 方 向 分 为 径 向 型 分 配 泵 和 轴 向 型 分 配 泵 (VE) 分 配 泵 与 柱 塞 式 喷 油 泵 相 比, 有 许 多 特 点 : 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 壳 体 中, 共 用 一 根 凸 轮 轴 驱 动, 并 对 供 油 量 进 行 统 一 的 调 整, 即 为 直 列 柱 塞 式 喷 油 泵 直 列 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 1) 小 型 重 量 轻 且 零 件 数 少 2) 安 装 拆 卸 便 利 在 柴 油 机 的 水 平 和 垂 直 位 置 上 均 可 安 装, 且 分 配 泵 的 体 积 小, 安 装 简 单 3) 可 实 现 高 速 运 转 如 装 直 列 泵 的 四 缸 柴 油 机 的 最 高 转 速 为 4000RPM, 而 装 分 配 泵 最 高 转 速 可 达 6000RPM 4) 柴 油 机 运 行 噪 音 小 由 于 VE 泵 的 柱 塞 数 与 柴 油 机 缸 数 无 关, 一 只 柱 塞 即 能 实 现 较 为 均 匀 地 向 各 缸 喷 射 燃 油, 使 柴 油 机 的 噪 音 减 小 5) 使 用 柴 油 润 滑, 保 养 方 便 直 列 泵 需 要 另 加 机 油 进 行 润 滑, 而 分 配 泵 是 由 充 满 整 个 泵 腔 的 柴 油 来 润 滑, 无 需 特 别 的 润 滑 油, 省 去 了 日 常 保 养 检 查 工 作 7) 停 机 方 便 分 配 式 喷 油 泵 分 配 泵 上 安 装 的 电 磁 阀 和 点 火 开 关 相 联 接, 当 点 火 开 关 置 于 OFF 位 置 时, 燃 油 切 断 电 磁 阀 断 电, 喷 油 停 止, 发 动 机 即 时 熄 火 31

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 8) 对 应 各 种 发 动 机 性 能 要 求 匹 配 容 易 各 种 控 制 机 构 可 以 独 立 装 入 泵 内 例 如 : 校 正 装 置 正 时 和 负 荷 提 前 器 和 增 压 补 偿 器 等 9) 可 防 止 柴 油 机 反 向 运 转 VE 泵 的 构 造 使 得 柴 油 机 万 一 发 生 反 向 运 转 时 不 喷 油 6.10 柴 油 为 了 保 证 高 速 柴 油 机 正 常 高 效 地 工 作, 柴 油 应 具 有 良 好 的 发 火 性 低 温 流 动 性 蒸 发 性 化 学 安 定 性 防 腐 性 和 适 当 的 粘 度 等 诸 多 的 使 用 性 能 1) 发 火 性 指 柴 油 的 自 燃 能 力, 用 十 六 烷 值 评 定 柴 油 的 十 六 烷 值 大, 发 火 性 好, 容 易 自 燃 国 家 标 准 规 定 轻 柴 油 的 十 六 烷 值 不 小 于 45 2) 蒸 发 性 指 柴 油 蒸 发 汽 化 的 能 力,, 此 温 度 越 低, 柴 油 的 蒸 发 性 越 好 为 了 控 制 柴 油 的 蒸 发 性 不 致 过 强, 标 准 中 规 定 了 闪 点 的 最 低 数 值 柴 油 的 闪 点 指 在 一 定 的 试 验 条 件 下, 当 柴 油 蒸 气 与 周 围 空 气 形 成 的 混 合 气 接 近 火 焰 时, 开 始 出 现 闪 火 的 温 度 闪 点 低, 蒸 发 性 好 3) 低 温 流 动 性 用 柴 油 的 凝 点 和 冷 滤 点 评 定 低 温 流 动 性 凝 点 是 指 柴 油 失 去 流 动 性 开 始 凝 固 时 的 温 度, 而 冷 滤 点 则 是 指 在 特 定 的 试 验 条 件 下, 在 1min 内 柴 油 开 始 不 能 流 过 过 滤 器 20mL 时 的 最 高 温 度 一 般 柴 油 的 冷 滤 点 比 其 凝 点 高 4~6 4) 粘 度 是 评 定 柴 油 稀 稠 度 的 一 项 指 标, 与 柴 油 的 流 动 性 有 关 粘 度 随 温 度 而 变 化, 当 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 采 用 的 是 自 燃 燃 烧 系 统, 所 以 在 某 个 程 度, 柴 油 发 动 机 爆 震 上 不 可 避 免 的 以 下 是 柴 油 发 动 机 爆 震 产 生 的 原 因 : 1 柴 油 发 动 机 的 温 度 过 低 2 吸 入 的 空 气 温 度 过 低 3 燃 油 点 火 温 度 高 ( 十 六 烷 值 低 ) 4 喷 油 正 时 过 早 ( 当 压 缩 温 度 仍 然 低 时 就 开 始 喷 射 燃 油 ) 5 喷 射 条 件 不 好 ( 燃 油 与 空 气 混 合 不 充 分 ) 为 了 防 止 柴 油 发 动 机 爆 震, 可 以 采 用 的 以 下 方 法 : 1 使 用 高 十 六 烷 值 的 燃 油 2 提 高 压 缩 压 力 和 吸 入 空 气 温 度 直 到 燃 油 开 始 喷 射 3 提 高 燃 烧 室 温 度 4 保 持 合 适 的 冷 却 温 度 5 保 持 合 适 的 喷 油 正 时 喷 油 压 力 和 雾 化 条 件 柴 油 机 爆 震 与 汽 油 机 爆 震 的 比 较 柴 油 发 动 机 爆 震 与 汽 油 发 动 机 爆 震 都 是 在 燃 烧 阶 段 压 缩 压 力 的 突 然 升 高 造 成 然 而 它 们 在 时 间 原 因 和 条 件 上 却 有 所 不 同 柴 油 发 动 机 爆 震 由 于 自 燃 点 火 困 难 而 发 生 而 且 当 空 气 - 燃 油 混 合 气 立 刻 燃 烧 并 且 导 致 压 力 迅 速 上 升 时 也 产 生 爆 震 在 柴 油 发 动 机 中, 区 分 正 常 燃 烧 和 爆 震 是 很 困 难 的 因 此 一 般 仅 仅 通 过 突 然 噪 音 增 大 或 发 动 机 振 动 来 判 断 汽 油 发 动 机 爆 震 发 生 在 点 火 时 在 汽 油 发 动 机 中, 正 常 燃 烧 和 爆 震 完 全 不 一 样 6.11 柴 油 机 爆 震 在 点 火 延 迟 阶 段 积 累 的 燃 油 在 火 焰 传 播 阶 段 同 时 燃 烧 因 此 燃 烧 室 的 压 力 迅 速 上 升 燃 烧 室 内 的 压 力 迅 速 上 升 与 在 点 火 延 迟 阶 段 的 喷 射 燃 油 总 量 成 比 例 压 力 波 使 柴 油 发 动 机 振 动 并 且 发 出 很 大 的 噪 音. 这 就 是 柴 油 发 动 机 爆 震 柴 油 发 动 机 32

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 33

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 第 7 课 : 发 动 机 支 持 系 统 7.1 润 滑 系 统 发 动 机 润 滑 系 统 的 主 要 的 作 用 是 : - 减 少 摩 擦 和 磨 损, - 冷 却 和 保 护 发 动 机 的 内 部 零 件, - 对 一 个 在 另 一 个 上 滑 动 的 零 件 之 间 进 行 密 封 ( 例 如 活 塞 环 在 汽 缸 壁 上 滑 动 ), - 清 除 并 滤 掉 沉 淀 物 和 燃 烧 残 留 物, - 防 锈 机 油 通 过 滤 清 器 后, 在 压 力 作 用 下 进 到 缸 盖 和 缸 体 的 润 滑 点 油 泵 中 的 一 个 卸 压 阀 可 以 保 证 机 油 不 会 超 过 约 4 5 巴 的 最 大 油 压 对 于 高 热 负 载 的 发 动 机, 机 油 飞 溅 喷 嘴 安 在 缸 体 的 下 部 它 们 将 机 油 喷 在 活 塞 顶 的 下 面 如 果 机 油 太 热, 会 变 得 非 常 稀, 润 滑 能 力 就 会 降 低 有 时 使 用 机 油 冷 却 器 来 避 免 机 油 温 度 过 高 机 油 冷 却 器 将 机 油 的 热 能 释 放 到 大 气 或 冷 却 液 回 路 7.1.2 机 油 承 受 的 各 种 应 力 发 动 机 的 润 滑 油 必 须 承 受 很 大 的 负 载 它 必 须 在 温 度 高 达 300 ( 活 塞 火 力 岸 处 ) 时 仍 能 保 持 其 润 滑 能 力 它 还 要 承 受 由 于 燃 烧 气 体 通 过 活 塞 渗 入 曲 轴 箱 所 产 生 的 化 学 应 力 另 外, 灰 尘 研 磨 颗 粒 和 燃 烧 残 渣 会 污 染 机 油 并 形 成 沉 淀 物 7.2 机 油 更 换 为 此, 务 必 要 按 规 定 的 保 养 间 隔 更 换 机 油 以 这 个 发 动 机 的 油 路 为 例 1 机 油 滤 清 器 2 机 油 压 力 开 关 3 液 压 筒 形 梃 杆 4 机 油 飞 溅 喷 嘴 5 油 底 壳 6 进 油 管 和 过 滤 器 7 油 泵 7.1.1 油 路 上 面 的 油 路 图 解 显 示 了 4 行 程 发 动 机 最 常 用 的 润 滑 系 统 : 强 制 循 环 润 滑 机 油 存 于 缸 体 下 面 的 一 个 容 器 ( 油 底 壳 ) 中 油 泵 将 所 存 的 机 油 通 过 集 滤 器 抽 出, 并 使 其 强 制 通 过 滤 清 器 一 定 要 在 发 动 机 处 于 正 常 工 作 温 度 时 更 换 机 油, 因 为 这 时 机 油 较 稀 易 于 流 动, 能 将 杂 质 带 走 更 换 机 油 时, 一 定 要 更 换 机 油 滤 清 器, 因 为 原 机 油 滤 清 器 可 能 被 杂 质 阻 塞 阻 塞 的 滤 清 器 会 减 缓 机 油 的 流 动, 降 低 发 动 机 的 润 滑 另 外, 残 留 在 滤 清 器 中 的 旧 油 会 降 低 新 油 的 品 质 添 加 新 油 时, 数 量 正 确 至 关 重 要 机 油 加 得 过 多, 发 动 机 工 作 时 会 损 坏 密 封 垫 另 外, 如 果 机 油 进 入 进 气 或 排 气 系 统 可 能 使 催 化 剂 中 毒 发 动 机 换 油 后 第 一 次 起 动 时, 在 油 泵 将 滤 清 器 充 满 机 油 并 达 到 所 需 油 压 前 切 勿 加 载 34

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 7.2.1 润 滑 油 的 规 格 润 滑 油 按 照 SAE 粘 度 等 级 分 类 这 些 等 级 是 由 汽 车 工 程 师 学 会 (SAE) 规 定 的 机 油 是 按 粘 度 来 区 分 的, 粘 度 与 环 境 温 度 有 关 机 油 分 单 级 机 油, 如 SAE 50W, 和 多 级 机 油, 如 SAE 15W40 多 级 机 油 覆 盖 若 干 粘 度 等 级, 因 此 占 有 优 势 注 意 : 粘 度 信 息 不 说 明 机 油 质 量 由 于 在 开 发 机 油 测 试 方 法 时 考 虑 了 诸 多 因 素, 如 不 断 增 加 的 换 油 间 隔 比 功 率 的 提 高 和 越 来 越 快 的 行 驶 速 度 等 等, 所 以 CCMC 技 术 标 准 在 欧 洲 变 得 日 益 重 要 7.2.2 汽 油 发 动 机 用 机 油 - SD: 用 于 1968-1971 年 制 造 的 轿 车 / 商 用 车 汽 油 发 动 机 具 有 良 好 的 抗 锈 蚀 和 磨 损 性 能 - SE: 与 SD 级 机 油 相 比, 进 一 步 提 高 了 防 护 性 能 用 于 1972-1979 年 制 造 的 发 动 机 - SF: 经 过 比 较 严 格 的 沉 积 和 氧 化 实 验 用 于 1980-1988 年 制 造 的 发 动 机 - SG: 经 过 更 为 严 格 的 沉 积 和 氧 化 实 验 用 于 1988 年 后 制 造 的 发 动 机 7.2.3 ( 轿 车 ) 柴 油 发 动 机 用 机 油 - CC: 自 然 吸 气 式 发 动 机 用 机 油 根 据 环 境 温 度 制 定 的 粘 度 等 级 1 S 配 方 合 成 机 油 2 XR+ 高 性 能 高 润 滑 车 用 机 油 3 超 级 多 级 车 用 机 油 4 超 级 多 级 车 用 机 油 5 环 境 温 度 API( ( 美 国 石 油 学 会 ) 分 级 美 国 石 油 学 会 (API) 与 SAE 及 ASTM( 美 国 测 试 和 材 料 学 会 ) 合 作, 开 发 了 一 套 按 机 油 性 能 分 类 的 方 法 API 机 油 分 级 主 要 分 两 级 : - 柴 油 发 动 机 用 的 C 级 机 油 - 汽 油 发 动 机 用 的 S 级 机 油 对 于 这 些 级 别 的 机 油, 还 在 规 格 上 加 了 一 些 字 母, 表 示 不 同 的 品 质 等 级 ( 例 如 :API SG/CD) CCMC 分 级 API 分 级 法 是 一 个 基 于 北 美 条 件 的 质 量 标 准 全 部 测 试 用 美 国 发 动 机 进 行 这 说 明 进 行 测 试 的 发 动 机 都 是 大 排 量 和 低 比 功 率 的 发 动 机 同 样, 测 试 周 期 也 是 由 美 国 使 用 条 件 决 定 的 因 此,API 分 级 法 不 符 合 欧 洲 的 要 求 - CD: 自 然 吸 气 式 和 涡 轮 增 压 发 动 机 用 机 油 旧 的 CCMC 分 级 法 将 机 油 分 为 : - CCMC-G1 -G2 -G3: 汽 油 发 动 机 机 油 (G 代 表 汽 油 机 ) 数 字 代 表 机 油 的 性 能 指 标 数 字 较 大, 机 油 品 质 较 高 - CCMC-PD1: 轿 车 涡 轮 增 压 柴 油 机 发 动 机 机 油 (P 代 表 轿 车,D 代 表 柴 油 机 ) - CCMC-D1 -D2 -D3: 商 用 车 柴 油 发 动 机 用 机 油 - 现 用 的 CCMC 分 级 法 将 机 油 分 为 : - CCMC-G4: 使 用 最 新 技 术 的 汽 油 发 动 机 用 机 油 - CCMC-PD2: 使 用 最 新 技 术 的 柴 油 发 动 机 用 机 油 - CCMC-D4 -D5: 最 新 型 商 用 车 柴 油 发 动 机 用 机 油 7.3 水 冷 系 统 由 于 发 动 机 部 件 的 耐 热 性 有 限, 所 以 冷 却 对 于 内 燃 机 的 安 全 运 行 尤 为 重 要 为 此,20 世 纪 70 年 代 初,CCMC( 欧 洲 共 同 通 常 使 用 两 种 冷 却 方 法 : 市 场 汽 车 制 造 商 委 员 会 ) 与 欧 洲 汽 车 制 造 商 合 作, 通 过 冲 压 空 气 或 风 扇 进 行 空 气 冷 却 ; 制 定 了 CCMC 技 术 标 准 35

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 通 过 冷 却 液 泵 和 不 通 过 冷 却 液 泵 进 行 液 体 冷 却 在 汽 车 结 构 中, 主 要 使 用 带 冷 却 液 泵 的 液 冷 系 统 因 此 这 里 仅 介 绍 这 类 冷 却 系 统 发 动 机 温 度 低 时, 冷 却 液 靠 水 泵 推 动 在 缸 体 内 循 环 多 数 发 动 机 的 冷 却 液 还 流 过 暖 气 散 热 器 人 们 有 时 管 这 叫 做 小 循 环 冷 却 ( 灰 白 色 部 分 ) 等 冷 却 液 温 度 升 高 后, 节 温 器 开 启 通 向 散 热 器 的 通 路 这 时, 这 就 是 所 谓 的 大 循 环 冷 却 ( 深 灰 色 部 分 ) 冷 却 液 流 回 发 动 机 之 前, 热 量 被 通 过 散 热 器 的 空 气 带 走 冷 却 液 温 度 进 一 步 升 高 后, 热 敏 开 关 开 启 电 动 冷 却 扇, 提 高 流 过 散 热 器 的 空 气 量 还 有 一 种 风 扇 是 用 皮 带 驱 动, 由 热 敏 离 合 器 控 制 膨 胀 水 箱 为 冷 却 液 留 出 热 膨 胀 的 余 地 这 样 可 使 冷 却 系 统 中 的 液 量 保 持 不 变 该 根 据 冰 点 的 要 求 来 使 用 不 同 的 混 合 比, 环 境 温 度 很 低 时, 就 应 该 加 大 防 冻 液 的 比 例 7.4 曲 轴 箱 通 风 系 统 由 于 活 塞 环 无 法 在 燃 烧 室 和 曲 轴 箱 之 间 提 供 完 全 的 密 封, 所 以 带 有 高 浓 度 未 烧 尽 碳 氢 化 合 物 的 气 体 会 绕 过 活 塞 环 聚 集 在 曲 轴 箱 中 排 放 控 制 法 规 规 定 这 些 气 体 不 准 排 入 大 气 我 们 在 图 中 可 以 看 到, 曲 轴 箱 和 缸 盖 中 的 所 有 蒸 气 都 通 过 相 应 的 软 管 送 入 进 气 系 统 蒸 气 随 后 进 入 燃 烧 室 进 行 重 新 燃 烧 新 型 汽 车 使 用 了 一 种 压 敏 系 统 来 计 量 从 曲 轴 箱 排 除 的 蒸 气 量 怠 速 和 部 分 载 荷 时, 曲 轴 箱 蒸 气 通 过 PCV( 曲 轴 箱 强 制 通 风 ) 阀 ( 较 浅 箭 头 ) 通 入 进 气 歧 管 满 负 荷 时, 进 气 歧 管 中 的 真 空 低,PCV 阀 关 闭 曲 轴 箱 蒸 气 通 过 空 气 滤 清 器 通 入 进 气 系 统 ( 较 深 箭 头 ) 1 膨 胀 水 箱 2 水 泵 3 暖 气 散 热 器 4 发 动 机 5 节 温 器 6 散 热 器 7.3.1 冷 却 液 常 用 的 冷 却 液 有 水 和 防 冻 液, 以 及 它 们 的 混 合 物 水 可 以 作 为 冷 却 液 安 全 使 用, 但 是 没 有 防 止 冰 冻 和 减 少 腐 蚀 的 作 用 曲 轴 箱 通 风 1 进 气 歧 管 2 油 气 分 离 器 3 空 气 滤 清 器 4 曲 轴 箱 强 制 通 风 阀 5 连 接 进 气 歧 管 纯 的 防 冻 液 主 要 由 乙 二 醇 组 成, 另 外 含 有 一 些 减 缓 腐 蚀 作 用 的 添 加 剂 以 及 其 他 成 分 通 常 被 染 成 黄 色 绿 色 或 红 色 来 与 其 他 液 体 区 分 开 来 纯 的 防 冻 液 冰 点 低 沸 点 高 粘 度 大 流 动 性 稍 差 推 荐 使 用 的 冷 却 液 是 水 和 防 冻 液 的 混 合 液 体 50%:50% 的 混 合 比 例 可 以 提 供 -35 的 冰 点 和 103 的 沸 点 其 他 混 合 比 例 也 可 以 安 全 使 用 应 36

第 6 课 : 发 动 机 支 持 系 统 备 注 37