发动机构造复习纲要整理版

发动机构造复习纲要

总论

汽车定义:汽车是借助于自身的 动力装置驱动，具有4个（4个以上）车轮的非导轨无架线车辆。 汽车与火车、轮船、飞机相比，最大的优点是什么：汽车是在“面”上发挥作用，并且可以实现“门对门”的便利。

奥托、狄赛尔、奔驰、戴姆勒、福特、保时捷、丰田英二等人在汽车发展史上主要贡献是什么？

奥托：制造出往复活塞四冲程内燃机，并且为现代内燃机发展奠定了四冲程工作循环的理论基础； 迪塞尔：发明了四冲程柴油机

奔驰，戴勒姆：制造了单缸四冲程和汽车。并将汽车与工业生产联系在一起

汽车按用途分为：乘用车，商用车

汽车按动力装置分为：内燃机汽车，电动汽车，喷气式汽车

汽车总体由哪四部分组成：发动机，底盘，车身，电气设备

发动机主要组成 ;机体，曲柄连杆机构，配气机构，燃油供给系统，冷却系统，润滑系统，点火系统，起动系统，有害物排放控制系统，进排气系统

底盘主要组成 ：传动系统，行驶系统，转向系统，制动系统

按发动机和各总成相对位置，现代汽车布置形式有5种：发动机前置后轮驱动（fr），前置前驱（ff），后置后驱（rr），中置后驱（mr），全轮驱动（AWD）

汽车行驶必须具备的两个基本条件 ：1汽车必须有足够的驱动力克服阻力2汽车的驱动力由发动机产生 汽车行驶的附着条件：驱动力小于等于附着力

第一章

活塞式内燃机分类 :1)运动方式：往复活塞式，旋转活塞式2）燃料：汽油机，柴油机，气体燃料发动机3）冷却方式：水冷式，风冷式4）工作行程：四冲程往复活塞式内燃机，二冲程5）进气状态：增压，非增压

6）按照气缸数目分类:单缸发动机，多缸发动机。

发动机各基本术语（10个）工作循环，上下止点，活塞行程，气缸工作容积，内燃机排量，燃烧室容积，气缸总容积，压缩比，工况，负荷率

柴油机与汽油机两个根本区别 ： 柴油机和汽油机在混合气形成方法及着火方式上有着根本的区别，汽油机用电火花点燃，柴油机则是自燃。

有效燃油消耗率：发动机每输出1kw.h的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率。 发动机速度特性 指发动机的主要性能指标有效转矩Te 、有效功率Pe、燃油消耗率be随其转速变化而变化的关系。

发动机外特性：指节气门全开时的速度特性。发动机的外特性表示了发动机所具有最高动力性能 部分速度特性：指在节气门不全开的任意位置所得到的速度特性

第二章

发动机翻倒力矩是如何形成的？

发动机工作时为什么发生振动、产生噪声：往复惯性力，旋转惯性力，翻转惯性力和发动机转矩的周期性变化引起发动机在支承上的振动，产生噪音。

机体组主要组成：机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。 镶气缸套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。

机体常用材料：高强度灰铸铁、铝合金，铝合金优点 ：

1）全铝机体与铝活塞的热膨胀系数相同，因此活塞与气缸的间隙可以控制到最小，降低噪声和机油消耗量 1

2）铝合金导热性好，可以提高压缩比，有利于提高发动机的功率

3）质量轻，有利于前置发动机前轮驱动的桥车前后载荷合理分配。

4）散热性好，可以减少冷却液容量，减少散热器尺寸，是发动机轻量化。

气缸排列形式有3种 ：直列式，V型式，水平对置式

气缸结构形式有3种：无气缸套式、干气缸套式和湿气缸套式

按曲轴箱结构形式的不同机体有：平底式、龙门式和隧道式。

干气缸套式机体： 一般灰铸铁机体的气缸套座孔内压入或装入干式气缸套式气缸套不与冷却液接触。 湿气缸套式机体 ：其气缸套外壁与冷却液直接接触

龙门式机体：底平面下沉到曲轴轴线以下的机体

气缸盖常用材料：优质灰铸铁或合金铸铁

燃烧室、基本要求：1）结构紧凑，减少热损失，提高发动机的热效率2）增大进气门直径，以增加进气量，提高转矩和功率3）能在压缩行程终点产生挤气涡流，提高混合器燃烧随度，保证混合器能及时和充分燃烧。此外，汽油机燃烧室还应保证火焰传播距离最短，以防止发生不正常燃烧。柴油机燃烧室形状还应与燃油喷射、空气涡流运动进行良好的配合。

常见汽油机燃烧室：浴盆式燃烧室，楔形燃烧室，半球形，多球形，蓬形

常见柴油机燃烧室 ：直喷式燃烧室和分隔式燃烧室。 分隔式燃烧室：涡流室燃烧室和预燃室燃烧室 汽缸垫功用 ：保持气缸密封不漏气，保持由机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。

发动机支撑方法、为什么要弹性支撑：三点支承，四点支承；为了消除在汽车行驶中车辆的扭矩变形对发动机的影响，以及减少传给底盘和乘员的振动和噪声；

曲柄连杆机构功用、组成 ：功用:是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动;

组成：曲柄连杆机构由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组的零件组成。

活塞材料、优缺点 、缺点如何克服：一般为铝合金；

优点：比重小，质量轻，产生的往复惯性力小，导热性好，工作温度低，温度分布均匀，对减小热应力，改善工作条件和延缓机油变质都十分有利。

缺点：热膨胀系数大，当温度升高时，其机械强度和硬度下降较快。

活塞冷态形状 ：

活塞销偏移布置 :活塞销孔轴线朝主推力面一侧偏离活塞轴线1~2mm。

活塞表面处理 ：1)活塞顶进行硬模阳极氧化处理，形成高硬度的耐热层，增大热阻，减少活塞顶部的吸热量。2)活塞裙部镀锡或镀锌，可以避免在润滑不良的情况下运转时出现拉缸现象，也可以起到加速活塞与气缸的磨合作用。3)在活塞裙部涂覆石墨，石墨涂层可以加速磨合过程，可使裙部磨损均匀，在润滑不良的情况下可以避免拉缸。

活塞环有两种 ：分气环和油环

气环的主要功用 ：气环的主要功用是密封和传热。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁，避免活塞过热。

油环的主要功用 ：油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。

气环密封原理、为什么开口采用迷宫布置：原理：活塞环在自由状态下不是正圆形，其外廓尺寸比气缸直径大。当活塞环装入气缸后，在其自身的弹力作用下环的外圆面与气缸壁贴紧形成第一密封面，气缸内的高压气体不可能通过第一密封面泄漏。高压气体可能通过活塞顶岸与气缸壁之间的间隙进入活塞环的侧隙和径向间隙中。进入侧隙中的高压气体使环的下侧面与环槽的下侧面贴紧形成第二密封面，高压气体也不可能通过第二密封面泄漏。进入径向间隙中的高压气体只能环的外圆面与气缸壁更加贴紧。

采用迷宫布置：侧隙、径向间隙和端隙都很小，气体在通道内的流动阻力很大，致使气体压力ｐ迅速下降， 2

最后漏入曲轴箱内的气体就很少了

气环开口形状、断面形状 ：开口形状：直开口工艺性好，但密封性差；阶梯形开口密封性好，工艺性差；斜开口的密封性和工艺性介于前两种开口之间，斜角一般为30°或45°。

断面形状:矩形环，锥面环，扭曲环，梯形环，桶形环，开槽环，顶岸环

矩形环泵油作用 ：使机油消耗量增加，活塞顶及燃烧室壁面积炭。

钢带组合油环优点 ：是接触压力大，既可增强刮油能力，又能防止上窜机油。另外，上下刮片能单独动作，因此对气缸失圆和活塞变形的适应能力强。

发动机哪些零件上有记号？（主轴承盖41图2-2、活塞环65、连杆盖与连杆体 71、飞轮81、定时记号107图3-36、）

连杆组组成：杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等零件

连杆组成： 小头、杆身和大头构成

连杆杆身为工字型断面：杆身断面为工字形，刚度大、质量轻、适于模锻。

连杆小头与活塞销连接方式有两种 ：全浮式，半浮式

平切口连杆、斜切口连杆 ：结合面与连杆轴线垂直的为平切口连杆，而结合面与连杆轴线成30°～60°夹角的为斜切口连杆。

平切口连杆的连杆盖与连杆体定位方式：平切口连杆利用连杆螺栓上一段精密加工的圆柱面与精密加工的螺栓孔来实现连杆盖的定位。斜切口连杆的连杆螺栓应该采用能够承受横向力的定位方法。

斜切口连杆的连杆盖与连杆体定位方式：止口定位，套筒定位，锯齿定位

连杆盖与连杆体组合镗孔，配对记号 ：装配是必须对号入座，大头孔表面粗糙度和形状误差很小，以保证能与连杆轴瓦紧密贴合。

曲轴功用 ：把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其

他辅助装置。曲轴在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作，承受弯曲和扭转交变载荷。 曲拐：一个曲柄销，左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐。

全支撑曲轴、非全支撑曲轴 ：全支承：在相邻的两个曲拐间都有主轴颈的曲轴，优点是抗弯曲能力强，并可以减轻主轴承的载荷；

非全支承：主轴颈数少于全支承曲轴，优缺点与全支承相反。

曲轴曲拐布置取决于：气缸数，气缸排列形式和发动机工作顺序。

发动机工作顺序原则：1)应该使接连作功的两个气缸相距尽可能的远，以减轻主轴承载荷和避免在进气行程中发生抢气现象。

2)各气缸发火的间隔时间应该相同。3)V型发动机左右两列气缸应交替发火。

3)四冲程四缸发动机工作循环表 ：1324，,1243,

四冲程六缸发动机工作循环表 ：153624,142635

发动机飞轮作用：飞轮是摩擦式离合器的主动件；在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈2；在飞轮上还刻有上止点记号，用来校准点火定时或喷油定时以及调整气门间隙。

第三章 配气机构

1、配气机构功用：是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出。

2、气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成。

3、四冲程发动机曲轴与凸轮轴转速关系:曲轴与凸轮轴的转速比或传动比为2∶1。

4、凸轮轴上置式配气机构、优点:凸轮轴置于气缸盖上的配气机构为凸轮轴上置式配气机构(OHC)。其主要优点是运动件少，传动链短，整个机构的刚度大，适合于高速发动机。由于气门排列和气门驱动形式的不同，凸轮轴上置式配气机构有多种多样的结构形式。

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5、配气定时:以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间称作配气定时。

6、进气提前角：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度，记作 α。

7、进气迟后角：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度，记作 β。

8、排气提前角：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度，记作 γ。

9、排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度，记作 δ。

10、进气门早开晚关的目的：早开是为了在进气开始时进气门能有较大的开度或者较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进气顺畅。晚关是为了充分利用气流的惯性，在进气迟后角内继续进气，以增加进气量。

11、排气门早开晚关的目的：早开是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能一很高的速度自由排出，并在极短的时间内排出大量废气。晚关是为了利用废气流动的惯性，在排气迟后角内继续排气，以减少气缸内的残余气量。 12、气门重叠：由于进气门早开和排气门晚关，致使活塞在上止点附近出现进、排气门同时开启的现象.重叠期间的曲轴转角称为气门重叠角，它等于进气提前角与排气迟后角之和，即 α＋δ。

13、可变配气相位中，进气迟后角、气门重叠、气门升程与发动机转速之间关系:发动机在低速运转时，气流惯性小，若此时配气定时保持不变，则部分进气将被活塞推出气缸，使进气量减少，气缸内残余废气将会增多。当发动机在高速运转时，气流惯性大，若此时增大进气迟后角和气门重叠角，则会增加进气量和减少残余废气量，使发动机的换气过程臻于完善。总之，四冲程发动机的配气定时应该是进气迟后角和气门重叠角随发动机转速的升高而加大。如果气门升程也能随发动机转速的升高而加大，则将更有利于获得良好的发动机高速性能。 14、气门间隙：发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙。气门间隙既不能过大，也不能过小。间隙过小，造成气缸漏气，从而使发动机功率下降，起动困难，甚至不能正常工作；间隙过大，在气门与气门座以及各传动件之间将产生撞击和响声。

15、进气门头部比排气门头部大15%-30%。 16、四气门发动机优点 ：四气门发动机每缸两个进气门，两个排气门。其突出的优点是气门通过断面积大，进、排气充分，进气量增加，发动机的转矩和功率提高。其次是每缸四个气门，每个气门的头部直径较小，每个气门的质量减轻，运动惯性力减小，有利于提高发动机转速。最后，四气门发动机多采用篷形燃烧室，火花塞布置在燃烧室中央，有利于燃烧。 17、气门座:气缸盖上与气门锥面相贴合的部位称气门座。气门座的温度很高，又承受频率极高的冲击载

荷，容易磨损。铝气缸盖和大多数铸铁气缸盖均镶嵌由合金铸铁或粉末冶金或奥氏体钢制成的气门座圈。在气缸盖上镶嵌气门座圈可以延长气缸盖的使用寿命。

18、配气机构双气门弹簧优点 在 柴油机和高性能汽油机上广泛采用每个气门安装两个直径不同，旋向相反的内、外弹簧。由于两个弹簧的固有频率不同，当一个弹簧发生共振时，另一个弹簧能起到阻尼减振作用。采用双气门弹簧可以减小气门弹簧的高度，而且当一个弹簧折断时，

另一个弹簧仍可维持气门工作。弹簧旋向相反，可以防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧圈内使其不能工作或损坏。

19、凸轮轴上各同名凸轮(各进气凸轮或各排气凸轮)的相对角位置与凸轮轴旋转方向、发动机工作顺序及气缸数或作功间隔角有关。 2021、液力挺柱的功用：在配气机构中预留气门间隙将使发动机工作时配气机构产生撞击和噪声。为了消除这一弊端，有些发动机尤其是轿车发动机采用液力挺柱，借以实现零气门间隙。气门及其传动件因温度升高而膨胀，或因磨损而缩短，都会由液力作用来自行调整或补偿。原理：（平面液力挺柱）当气门关闭时，在柱塞弹簧的作用下，柱塞与推杆支座一起上移，使气门及其传动件互相接触而无间隙。当凸轮顶起挺住时，挺住体上移，高压腔内的机油压力骤然升高，使单向阀关闭，机油被封闭在高压腔内。由于机油不能压缩，因此液力挺柱如同机械挺柱一样向上移动，使气门开启。

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第四章 汽油机燃油系统

1、汽油蒸发性对发动机性能的影响：良好的汽油在极短的时间内完全蒸发气化，并与空气均匀混合形成可燃混合气，保证发动机在各种条件下都能迅速起动，加速和正常运转。若蒸发性不好则汽油不能完全气化，不能形成均匀的混合气，致使燃烧不完全从而造成燃油消耗量增加、有害排放物增多。同时，未蒸发的汽油还会冲掉气缸壁上的润滑油膜，使气缸和活塞磨损加剧，因此不宜使汽油用汽油蒸发性不好的汽油。但是汽油的蒸发性太好，在使用中容易发生“气阻”，即汽油在管道中蒸发形成气泡，阻碍汽油流通，使供油不畅，甚至中断，造成发动机熄火。

2、爆燃：在火焰传播过程中，末端混合气自行发火燃烧，这时气缸内的压力急剧增高，并发生强烈的震荡，在气缸内产生清脆的金属敲击声，称这种不正常的燃烧现象为爆燃

3、汽油的抗爆性用辛烷值评定，辛烷值越高，抗爆性越好与汽油牌号有关。

抗爆指数Ai=(RON+MON)/2

4、过量空气系数：燃烧1kg燃油实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃油的化学计量空气质量之比为过量空气系数，记作 φa。

5、空燃比：可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比，记作 σ

6、经济混合气：当燃用 φa =1.05-1.15的可燃混合气时，燃烧完全，燃油消耗率最低。称这种混合气为经济混合气。其混合比为经济混合比。 7、功率混合气：当 φa =0.85-0.95时，混合气的燃烧速度最快，热损失最小。这

时发动机的有效功率最大，故称这种混合气为功率混合气，气混合比为功率混合比。 5、汽油机各工况对混合气成分的要求： （1）冷起动（2）怠速：3.小负荷4.中等负荷

5.大负荷和全负荷6.加速

6、理想化油器特性：在中等负荷下工作的汽车发动机，为了保持其正常的运转，从小负荷到中等负荷要求化油器能随着负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的混合气，直到供给经济混合气，以保证发动机工作的经济性。从大负荷到全负荷阶段，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到功率混合气，以保证发动机发出最大功率。满足上述要求的化油器特性称为理想化油器特性，即为理想化油器特性。

7、与化油器相比，汽油喷射系统具有下列优点：1)能根据发动机工况的变化供给最佳空燃比的混合气；供入各气缸内的混合气，其空燃比相同，数量相等；3)由于进气管道中没有狭窄的喉管，因此进气阻力小，充气性能好。

8、按喷射部位的不同汽油喷射系统可分为缸内喷射和缸外喷射两种。

9、按汽油喷射系统的控制方法可分为机械控制式、电子控制式及机电混合控制式

10、多点喷射：进气道喷射系统是每个气缸设置一个喷油器，各个喷油器分别向各缸进气道喷油。

11、间隙喷射：是指在发动机工作期间，汽油被间隙地喷入进气道内。电控汽油喷色系统都采用间隙喷射方式。

12、按序喷射：是指喷油器按发动机各缸的工作顺序进行喷射。

13、油压调节器的功用是使燃油供给系统的压力与进气管压力之差即喷油压力保持恒定。

14、基本喷油量：是指电控单元根据进气管压力和发动机转速计算出的喷油量。

15、限压阀的作用：当油压超过0.45Mpa是开启，使汽油回流到进油口，以防止油压过高损坏汽油阀。 16、单向止向阀的作用：当发动机停机时，止向阀关闭，防止管路中的汽油倒流回汽油泵，借以保持管路中有一定的油压，目的是再启动发动机是比较容易。

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