汽车构造课教案

200 /200 学年 第 学期 课程名称：汽车构造（一） 授课教师：

班级：

题目：第三章 曲柄连杆机构

第07讲 活塞连杆组 本讲教学目标：

知识点：

·活塞的结构型式及特点 ·活塞环的结构型式及特点 ·活塞销的结构型式及特点 ·连杆组各零件的结构及特点 能力点：

·掌握活塞连杆组的部件组成

·熟悉活塞、活塞环、活塞销、连杆的功用、材料、结构及特点

第 07 讲 第 周 星期

本讲主要内容：

活塞组 连杆组

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时） ·汽车电子技术专业 （2课时） ·汽车制造与维修专业（2课时）

·重点讲解活塞、活塞环、连杆的结构及特点 ·简要介绍活塞销、连杆螺栓的结构及特点

教学重点： ·活塞、连杆的结构及特点 教学难点： ·活塞、连杆的结构及特点

教学方法及手段：重点讲解、简介、重点介绍、对比分析、启发分析、归纳小结、多媒体 作业或课外阅读资料：

本讲教学内容： 由曲柄连杆机构导入活塞连杆组： 重点讲解： ·活塞连杆组包括活塞组和连杆组等。 ·活塞组主要包括活塞、活塞环、活塞销 一、活塞 1．活塞的功用和工作条件 （1）活塞的功用 ·承受燃气压力并将此力传递给连杆、与气缸盖共同组成燃烧室 （2）工作条件 ·高温、高压、高速往复直线运动 ·高温：与活塞顶部相接触的燃气温度最高达2273~2773K，活塞顶部的最高温度可达473~673 K。材料的强度和硬度由于温度升高而降低，温度不均匀易产生热应力［裂纹］。 ·高压：作功冲程中受到燃气的带冲击性的高压力的作用。柴油机瞬时最高压力6~9MPa，汽油机3~5 MPa。导致活塞侧压力增大，加速活塞表面磨损，引起活塞变形。 ·高速：在作往复运动时，活塞还承受本身所产生的往复惯性力侧压力。活塞由于受到上述周期性变化的燃气压力和惯性力的作用，各个部分就产生交变的拉伸，压缩和弯曲应力，使活塞容易变形。 2．活塞的材料及要求 （1）材料及要求 ·要求：活塞的质量要小，可以减小惯性力；热膨胀系数要小，减小受热时的变形；导热性好，防止活塞过热，发生损坏；耐磨性好，防止在往复运动中大量磨损。 ·材料：常用铝合金制造，质量小，导热性好，但是热膨胀系数大，高温下，强度和硬度下降很快。有的柴油机采用高级铸铁或耐热钢制造。 （2）成型方法 ·铸造：高温强度下降较小、成本低，易出现气孔、缩松等铸造缺陷。 ·锻造：强度比铸造高、导热性较好，适用于强化发动机，制造成本高。 ·液态模锻：兼顾锻造与铸造的特点，消除铸造缺陷且提高了毛坯质量。 3．活塞的结构型式 ·根据所起作用的不同，可将活塞分为顶部、头部和裙部（如图3-12） 简要介绍： ·要求学生了解活塞的功用和工作条件 简要介绍： ·要求学生了解活塞的材料及要求 重点介绍： 图3-12：活塞顶部、头部和裙部 ·要求学生比较理解汽（1）活塞顶部 油机与柴油机活塞顶部的结构型式及特点 ·活塞顶部指活塞的顶面，它承受气体压力，并组成燃烧室。 1）汽油机活塞顶部（如图3-13） 图3-13：汽油机活塞顶部 ·多采用平顶、有些采用凹顶，二冲程汽油机多用凸顶。 ·平顶：吸热面积小、制造工艺简单。 ·凹顶：改善混合气形成和燃烧、调节压缩比。 2）柴油机活塞顶部（如图3-14） 图3-14：柴油机活塞顶部 ·多采用各种各样的凹坑 ·凹坑：形状、位置和大小必须与柴油机混合气形成或与燃烧室要求相适应。 ·要求学生了解活塞头部的结构 图3-15：活塞头部 （2）活塞头部（如图3-15） ·活塞环槽以上部位：承受气体的压力，与活塞环一起实现气缸内气体的密封，将热量通过活塞环传给气缸壁。 ·环槽：用来安装气环和油环，一般气环槽有2~3个，油环槽为一个。 ·隔热槽：活塞顶面和燃气接触，使活塞头部温度过高，导致气环损坏，造成漏气，因此有的发动机的活塞在第一到环的上方开一条隔热槽，改变热流方向，降低第一道环的温度。 ·护圈：保护环槽，防止高温下损坏，一般为热负荷较高的发动机采用。护圈的材料一般为耐热且膨胀系数与铝合金接近的高锰奥氏体铸铁。 启发分析： ·要求学生理解掌握活塞裙部的变形及形状 （3）活塞裙部 · 活塞环槽以下部位。在活塞运动的时候起导向作用并承受侧压力。 图3-16：活塞裙部变形 1）活塞裙部变形（如图3-16） ·燃气使裙部弯曲变形， ·侧压力使销座轴线方向增大，使活塞工作时变成轴线沿活塞销轴线方向的椭圆形 ·热变形使销座轴线方向增大 2）活塞裙部形状（如图3-17） ·冷态下把活塞加工成裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形 图3-17：活塞裙部形状 重点讲解： 二、活塞环 1．活塞环功用、工作条件及材料 （1）活塞环功用 ·气环功用：起到封气、导热，即防止高温、高压的燃气窜入曲轴箱，污染机油，同时将活塞顶所吸收的大部分热量传给缸壁的作用。 ·油环功用：刮除缸壁上多余的燃油，形成均匀的油膜，防止窜油，减小磨损。此外，起辅助封气作用 （2）活塞环工作条件 ·高温 高压 高速及润滑条件极差 ·磨损严重， 发动机零件中工作寿命最短 （3）活塞环材料 ·一般活塞环多用优质灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁制造 ·第一道活塞环甚至所有的环，其外表面进行多孔镀铬来减缓磨损 ·其他的环多采用镀锡、磷化或硫化处理来提高磨合性 2．气环结构与工作 （1）气环密封原理（如图3-18） ·气环自由状态非圆，随活塞装入气缸后，靠气弹力紧贴在气缸壁上（F1），形成第一密封面。 ·同时，气环在燃气作用下被压向环槽下端面（F3），形成第二密封面。 ·另外，绕到环背后的燃气使气环更贴紧缸壁（F2），加强了第一密封面的密封效果 ·几道气环切口错开布置，这样形成迷宫式封气系统，这样，窜入曲轴箱内的燃气量已很少了 简要介绍： ·要求学生了解活塞环的功用和工作条件及材料 重点介绍： ·要求学生理解气环密封原理 3-18：气环密封原理 （2）气环切口形状（如图3-19） ·直角型：工艺性好，密封性差 ·阶梯形：密封性好，工艺性差 ·斜切口：密封性和工艺性介于上述二者之间 ·要求学生了解气环三种切口形状及特点 图3-19：气环切口形状 ·直角型 ·阶梯形 ·斜切口 ·要求学生理解掌握气（3）气环断面形状（如图3-20） 环六种断面形状及特点 对比分析： 图3-20：气环断面形状 1）矩形环 ·工艺性和导热效果较好 ·但产生泵油作用 2）扭曲环 ·正扭曲环：扭曲成碟子形。包括内圆上边缘切槽及外圆下边缘切槽的气环 ·反扭曲环：扭曲成盖子形。内圆下边缘切槽的气环 ·进气、压缩和排气行程：环扭曲，消除泵油现象，减轻磨损 ·作功行程：燃气压力作用使环不再扭曲，与矩形环相同 3）锥面环 ·环的外圆面为锥面，理论上为线接触 ·活塞下行时：能刮油； ·活塞上行时：锥面油楔作用浮起，减少磨损，不泵油 ·若扭曲环的外圆面为锥面则为扭曲锥面环，（正反扭曲锥面环） （4）梯形环 ·断面为梯形，抗粘结性好，避免环被粘结而折断 ·侧向力换向活塞左右摆动时，梯形环的侧隙发生变化，将环槽中胶质挤出 ·作功行程中，燃气径向压力加强了环的密封 ·缺点：上下面精磨工艺复杂 （5）桶面环 ·外圆面为外凸圆弧形 ·桶面环上下运动时 均能形成楔形油膜，将环浮起，减轻环与气缸壁磨损 ·其密封性、磨合性、对气缸表面的适应性都比较好 ·缺点：凸圆弧表面加工困难 重点介绍： 3．油环结构与工作 （1）油环刮油原理（如图3-21） ·在油环径向方向开有贯穿的油孔或油槽，在活塞的油环槽内和环岸上开有许多排小孔和斜孔 ·当活塞下行时，刮下的油通过油环径向槽内的小孔或狭缝和环岸上的斜孔流入机体内 ·当活塞上行时，活塞环都贴在环槽下侧面，使气环与油环间的机油通过活塞环槽上的排油孔流入机体内 ·要求学生理解油环刮油原理 图3-21：油环刮油原理 ·要求学生理解油环结构及特点 （2）油环类型与结构 1）普通油环（如图3-22） ·槽孔式油环：刮油靠油环自身弹力、外圆面加工环形集油槽、结构简单加工容易成本低 ·槽孔撑簧式油环：槽孔式油环内圆面加装撑簧、增大接触压力提高刮油能力耐久性 图3-22：普通油环 ·槽孔式油环 ·槽孔撑簧式油环 图3-23：钢带组合油环 2）钢带组合油环（如图3-23） ·接触压力大、刮油能力强、防机油上窜、上下刮片能单独动作、对气缸活塞变形适应能力强、优质钢成本高 简单讲解： 三、活塞销 1．活塞销功用、工作条件及材料 （1）活塞销功用 ·连接活塞和连杆 ·将活塞承受的力传给连杆 （2）活塞销工作条件 ·承受冲击载荷，润滑条件差，所以刚度，强度要求较高，韧性好，耐磨；质量要小，销和销孔适当的配合并要有好的表面质量 （3）活塞销材料 ·低碳钢或低碳合金钢，外表面渗碳淬硬，再精磨和抛光。既提高表面硬度和耐磨性 又保证较高强度和冲击韧性连杆 2．活塞销的结构（内孔形状）（如图3-24） ·圆柱形 ·两段截锥形 ·组合形 ·要求学生了解活塞销的结构 图3-24：活塞销的结构 ·要求学生了解活塞销的功用、工作条件、材料 四、连杆组 ·连杆组的组成（如图3-25） 重点讲解： 图3-25：连杆组的组成 简要介绍： ·要求学生了解活塞连杆组的功用和工作条件及材料 1．连杆组功用、工作条件及材料 （1）连杆组功用 ·将活塞承受的力传给曲轴 ·并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动 （2）连杆组工作条件 ·连杆小头与活塞销连接，同活塞一起作往复运动；连杆大头与曲柄销连接，同曲轴一起作旋转运动，因此连杆作复杂的平面运动 ·连杆组主要受到压缩、拉伸和弯曲交变载荷。最大压缩载荷出现在做功行程上止点附近，最大拉伸载荷出现在进气行程上止点附近。在压缩载荷和连杆组作平面运动时产生的横向惯性力的共同作用下，连杆体可能发生弯曲变形 ·要求： 刚度高，尤其是大头要有足够的刚度；疲劳强度要求，防止断裂；轻巧，减小惯性力 （3）连杆组材料 ·连杆体、连杆盖：优质中碳钢和中碳合金钢，如45、42CrMo 40Cr 、40MnB ·连杆螺栓：优质合金钢，如40Cr、35CrMo 2．连杆构造 ·连杆由连杆大头、连杆小头、连杆杆身等组成（图3-26） ·有的柴油机杆身内还设有润滑油道 重点介绍： 图3-26：连杆的组成 （1）连杆小头（与活塞销连接方式）（如图3-27） 1）全浮式 ·青铜衬套（连杆衬套）以一定的过盈压入小头内部，工作时，活塞销可以在小头内作一定角度的摆动，而且还可在活塞销座孔内摆动 ·全浮式活塞销的连接方法，使活塞销磨损均匀，为防止活塞销两端刮伤气缸壁，在活塞销孔外侧装置活塞销档圈（卡环） 2）半浮式 ·活塞销只在活塞销孔内转动，在小头孔内不转 ·用螺栓将活塞销夹紧在连杆小头孔内 ·另一种方法：首先将小头加热到300℃左右，再将活塞销压入小头孔中，不用紧固螺栓，从而避免了因过度拧紧二使活塞销变形 ·要求学生理解掌握连杆小头构造及特点 图3-27：连杆小头的结构 ·全浮式 ·半浮式 （2）连杆杆身（图3-28）

·杆身断面多为工字形，刚度大，质量轻，适于模锻

·要求学生了解连杆杆身构造及特点

图3-28：连杆杆身的结构

（3）连杆大头

1）剖分形式（连杆大头剖分，用连杆螺栓紧固）（图3-29） ①平切口

·结合面与连杆轴线垂直

·这种剖分形式刚度大，变形小，加工简单，成本低，多应用于汽油机 ②斜切口

·柴油机的曲柄销直径较大，所以连杆大头的尺寸相应较大，要使拆卸时能从气缸上断取出连杆体，必须采用斜切口

·结合面与连杆轴线成30°~60°夹角，而且要有一定形式的定位机构

·要求学生理解掌握连杆大头剖分形式及特点

图3-29：连杆大头的剖分形式

·平切口 ·斜切口

·要求学生理解掌握连杆大头定位方式及特点

图3-30：斜切口连杆大头的定位形式

2）定位方式（防止连杆盖横向移动）（图3-30） ①平切口连杆

·利用连杆螺栓上一段精密加工圆柱面与精密加工螺栓孔进行定位 ②斜切口连杆

·连杆螺栓承受较大剪切力，易产生疲劳破坏，应采用能承受横向力的定位方法

·止口定位：利用连杆盖与连杆体大端的止口进行定位，由止口承受横向剪切力。工艺简单，加工方便，但容易造成大头尺寸增大，定位不可靠。 ·锯齿定位：在连杆体与连杆盖的结合面上拉处锯齿，依靠齿面实现横向定位

。优点是锯齿接触面大，贴合紧密，定位可靠，机构紧凑，因此应用广泛 ·套筒定位：在连杆盖上的每个连杆螺栓孔中，同心的压入刚度大、抗剪切的定位套筒，套筒外圆与连杆体大端的定位孔为高精度配合。优点是多向定位，定位可靠；缺点是工艺要求高，若定位孔距不准，则会发生过定位而使大头失圆

·止口定位 ·锯齿定位 ·套筒定位 简要介绍： ·要求学生了解V型发动机连杆的三种结构形式及特点 3．V型发动机连杆（图3-31） （1）并列连杆 ·两个完全相同的连杆一前一后地并列装在同一个曲柄销上，因此左右两列活塞的运动规律完全相同，前后连杆可以通用 ·但是增加了曲轴和发动机长度 （2）主副连杆 ·副连杆通过销轴铰接在主连杆体或主连杆盖上。一列气缸装主连杆，一列气缸装副连杆 ·这种结构主副连杆不能互换，且副连杆对主连杆作用以附加弯矩 ·两列气缸中活塞的运动规律和上止点位置均不相同 ·但发动机的长度可缩短 （3）叉形连杆 ·一列气缸的连杆大头为叉形，另一列气缸的连杆则插在叉形连杆大头的开裆中 ·优点是两列气缸中活塞的运动规律相同 ·但结构复杂，制造和维修困难，且刚度差 图3-31：V型发动机连杆的三种结构形式 归纳小结： ·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容 ·并列连杆 ·主副连杆 ·叉形连杆

《汽车构造》课教案

200 /200 学年 第 学期 课程名称：汽车构造（一） 授课教师：

班级：

题目：第三章 曲柄连杆机构

第08讲 曲轴飞轮组 本讲教学目标：

知识点：

·曲轴的结构特点 ·飞轮的结构特点 ·曲轴轴承的结构特点 能力点：

·掌握曲轴的结构及特点 ·掌握曲轴轴承的结构及特点 ·了解曲轴油封及曲轴扭转减震器 ·了解曲飞轮轴平衡机构

第 08 讲 第 周 星期

本讲主要内容：

·曲轴

·曲轴前后端密封 ·曲轴扭转减震器 ·飞轮 ·曲轴轴承 ·平衡机构

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时） ·汽车电子技术专业 （2课时） ·汽车制造与维修专业（2课时）

·重点讲解曲轴、曲轴轴承的结构及特点 ·简要介绍飞轮、曲轴油封、曲轴扭转减震器、平衡机构的结构及特点

教学重点： ·掌握曲轴的结构及特点

·掌握曲轴轴承的结构及特点

教学难点： ·曲轴扭转减震器

·平衡机构的结构

教学方法及手段：导入、重点介绍、简要介绍、启发分析、归纳小结、多媒体 作业或课外阅读资料：

本讲教学内容： 由曲柄连杆机构导入曲轴飞轮组： 重点讲解： ·曲轴飞轮组包括曲轴、曲轴轴承、飞轮、曲轴油封、曲轴扭转减震器、曲轴平衡机构等。 一、曲轴 1．曲轴功用和工作条件、材料及要求 （1）曲轴的功用 ·将活塞的直线往复运动转化为曲轴的旋转运动 ·驱动配气机构和其它辅助装置 （2）工作条件 ·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。 ·因此，曲轴应有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度； ·轴径应有足够大的承压表面和耐磨性； ·曲轴的质量应尽量小； ·对各轴径的润滑应该充分 2．曲轴材料及要求 ·一般由45、40Cr、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢模锻而成，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，最后进行精加工。 ·有的柴油机采用球墨铸铁曲轴，价格便宜，耐磨性好，轴颈不需硬化处理。 ·为提高曲轴的疲劳强度，消除应力集中，轴颈表面应进行喷丸处理，圆角处要经滚压处理。 3．曲轴构造 ·曲轴由若干个单元曲拐组成。一个曲柄销（连杆轴颈）、左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐 ·装正时齿轮的一端称为自由端（前端），另一端用来装飞轮，称为输出端（后端） （1）曲轴分类 1）按主轴颈数分类 ·全支撑曲轴：在相邻的两个曲拐间都有主轴颈的曲轴。优点是抗弯能力强，但主轴颈多，加工表面多，曲轴长。 ·非全支撑曲轴：主轴颈数少于全支撑的曲轴，其优缺点与全支撑曲轴相反。 2）按单元曲拐连接方式分类 ·整体式曲轴：各单元曲拐锻制或铸造成一个整体的曲轴。工作可靠，质量轻，结构简单。（如图3-32） 简要介绍： ·要求学生了解曲轴的功用和工作条件 简要介绍： ·要求学生了解曲轴的材料及要求 重点介绍： ·要求学生比较理解曲轴类型及特点 图3-32：整体式曲轴 图3-33：组合式曲轴 ·组合式曲轴：由单元曲拐组合装配而成的曲轴。单元曲拐便于制造，使用中损坏可以更换，不必将整根轴报废，但拆装不便。（如图3-33） （2）单元曲拐结构 ·主轴颈和曲柄销一般是实心，曲柄臂一般是椭圆形 ·部分锻钢曲轴曲柄销空心，减小曲柄销质量及其产生的旋转惯性力（图3-34a） ·部分铸铁曲轴主轴颈和曲柄销铸成空心。空心的连杆轴颈，与主轴颈之间有·要求学生重点掌握油孔相连。或空心的连杆轴颈的润滑靠来自主轴颈的润滑油经压入曲轴的油管单元曲拐结构及特点 而实现（图3-34b） 图3-34：单元曲拐结构 （a） （b） 启发分析： ·要求学生理解分析曲拐布置与发动机工作顺序 3．曲拐布置与发动机工作顺序 各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。当气缸数和气缸排列形式确定之后，曲拐布置就取决于发动机工作顺序。在选择发动机工作顺序时，应注意以下几点： ·应该使连接做功的两个气缸相距尽可能远，以减轻主轴承载荷和避免在进气行程中发生抢气现象 ·各缸发火的间隔时间应该相同 ·V型发动机左右两列气缸应交替发火 （1）直列四缸发动机工作循环（图3-35） ·发火间隔角为：720°/4＝180° ·工作顺序为：1－2－4－3或1－3－4－2 图3-35：直列四缸发动机工作循环 图3-36：直列六缸发动机工作循环 （2）直列六缸发动机工作循环（图3-36） ·发火间隔角为：720°/6＝120° ·工作顺序为：1－5－3－6－2－4或1－4－2－6－3－5 （3）V8发动机工作循环（图3-37） ·发火间隔角为：720°/8＝90° ·工作顺序为：R1-L1-R4-L4-L2-R3-L3-R2或 L1-R4-L4-L2-R3-R2-L3-R1 图3-37：直列六缸发动机工作循环 简要讲解： ·要求学生了解曲轴油封种类、结构及原理 二、曲轴前后端油封 1．曲轴前端的密封（图3-38） ·曲轴前端借助甩油盘和橡胶油封实现密封 ·发动机工作时，落在甩油盘上的机油，在离心力的作用下被甩到定时传动室盖的内壁上，再沿壁面流回油底壳 ·即使有少量机油落到甩油盘前面的曲轴上，也会被装在定时传动室盖上的自紧式橡胶油封挡住 图3-38：曲轴前端的密封 图3-39：曲轴后端密封 2．曲轴后端密封（图3-39） ·由于近年来橡胶油封的耐油、耐热和耐老化性能的提高，再现代汽车发动机上曲轴后端的密封愈来愈多的采用与曲轴前端一样的自紧式橡胶油封 ·自紧式油封由金属保持架、氟橡胶密封环和拉紧弹簧构成 三、曲轴扭转减震器 1．曲轴扭转减震器的功用 ·概念：当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相对扭转的现象称为扭转振动 ·危害：当发动机转矩的变化频率与曲轴扭转的自振频率相同或成倍数时，就会发生共振。共振时扭转振幅加大，并导致传动机构磨损加剧，发动机功率下降，甚至使曲轴断裂 ·功用：为了消减曲轴的扭转振动，现代发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减震器 2．橡胶扭转减震器（图3-40a） ·震器壳体与曲轴连接，减震器壳体与扭转振动惯性质量粘结在硫化橡胶层上 ·发动机工作时，减震器壳体与曲轴一起振动，由于惯性质量之后于减震器壳体，因而在两者之间产生相对运动，使橡胶层来回揉搓，振动能量被橡胶的内摩擦阻尼吸收，从而使曲轴的扭振得以消减 3．硅油扭转减震器（图3-40b） ·由钢板冲压而成的减震器壳体与曲轴连接。侧盖与减震器壳体组成密封腔，其中滑套着扭转振动惯性质量。惯性质量与密封腔之间留有一定的间隙，里面充满高粘度硅油 ·当发动机动作时，减震器壳体与曲轴一起旋转、一起振动，惯性质量则被硅油的粘性摩擦阻尼和衬套的摩擦力所带动。由于惯性质量相当大，因此它近似作匀转动，于是在惯性质量与减震器壳体间产生相对运动。曲轴的振动能量被硅油的内摩擦阻尼吸收，使扭振消除或减轻 简要讲解： ·要求学生了解曲轴扭转减震器种类、结构及原理 图3-40：曲轴扭转减震器 简要讲解： ·要求学生了解曲轴飞轮结构 四、飞轮 1．飞轮功用 （a）橡胶扭转减震器 （b）硅油扭转减震器 ·能量存储器，保证发动机运转平稳 ·摩擦式离合器的主动件 ·轮缘上镶嵌起动用飞轮齿圈 ·刻有上止点记号，用于调整点火正时、喷油正时或配气正时 2．飞轮的结构（图3-41） ·盘形零件 ·轮缘较宽厚以获得较大的转动惯量 ·与曲轴一起进行动平衡，用定位销将飞轮紧固 ·多用灰铸铁制造，也有球墨铸铁或铸钢 图3-41：曲轴飞轮 重点讲解： 五、曲轴轴承 1．主轴承和连杆轴承 （1）载荷及材料要求 ·连杆轴承和主轴承均承受交变载荷和高速摩擦，因此轴承材料必须具有足够的抗疲劳强度，而且要摩擦小、耐磨损和耐腐蚀 （2）结构和材料（图3-42） ·连杆轴承和主轴承均由上下两片轴瓦对合而成。每一片轴瓦都是由钢背和减磨合金层或钢背、减磨合金层和软镀层构成 ·轴瓦一般是等壁厚的，但也有变厚度轴瓦，多用于强化程度较高的发动机 ·轴瓦在自由状态时，两个结合面外端的距离比轴承孔的直径大，其差值称为轴瓦的扩张量。在装配时，轴瓦的圆周过盈变成径向过盈，对轴承孔产生径向压力，使轴瓦紧密贴合在轴承孔内 ·在轴瓦的结合端冲压出定位唇，在轴承孔中加工有定位槽。以便装配时有正确的定位 ·通过连杆小头喷油孔喷油冷却活塞的发动机，在主轴承和连杆轴承的上下轴瓦上均加工有环形油槽和油孔，以便不间断的向连杆小头喷孔供油 ·要求学生理解掌握曲轴主轴承和连杆轴承的结构及材料 图3-42：曲轴轴承的结构和材料 ·要求学生理解掌握曲轴止推轴承的结构及作用 2．曲轴止推轴承（如图3-43） （1）功用 ·保证曲轴轴向定位 （2） 翻边轴承 ·轴瓦止推面与曲轴止推面之间隙:0.06~0.25mm （3）半圆环止推片 ·一般为四片，上下各两片，分别安装在机体和主轴承盖上的浅槽中，用定位舌或定位销定位，防止其转动 ·装配时，需将有减磨合金层的止推面朝向曲轴的止推面，不能装反 （4）止推轴承环 ·止推轴承环为两片止推圆环，分别安装在第一主轴承盖的两侧 图3-43：曲轴止推轴承 （a） 翻边轴承 （b）半圆环止推片 （c）止推轴承环 启发分析： ·从曲轴受力启发学生理解分析平衡机构功用 六、平衡机构 1．平衡机构功用 ·平衡往复惯性力及其力矩（现代轿车重视乘坐舒适性和噪声水平） ·比较曲柄臂平衡重：平衡旋转惯性力及其力矩 ·平衡状况：与气缸数、气缸排列形式及曲拐布置形式等因素有关 2．往复惯性力 ·Fj= FjⅠ+FjⅡ ·FjⅠ：一阶往复惯性力（与曲轴转角余弦成正比） ·FjⅡ：二阶往复惯性力与二倍曲轴转角余弦成正比 3．双轴平衡机构 ·平衡二阶往复惯性力 （1）链传动双轴平衡机构（图3-44a） （2）齿轮传动双轴平衡机构 4．单轴平衡机构（图3-44b） ·平衡一阶往复惯性力矩 图3-44：曲轴平衡机构 归纳小结： ·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容 （a）链传动双轴平衡机构 （b）单轴平衡机构

《汽车构造》课教案

200 /200 学年 第 学期 课程名称：汽车构造（一） 授课教师：

班级：

题目：第 章 配气机构

第 讲 配气机构的传动及配气相位

第 讲 第 周 星期

本讲主要内容：

·配气机构的功用与组成 ·配气相位 ·气门间隙

本讲教学目标：

知识点：

·充气效率的概念

·气门式配气机构的传动过程 ·气门间隙及配气相位 能力点：

·正确理解配气机构的传动过程 ·正确分析气门间隙及配气相位

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时） ·汽车电子技术专业 （2课时） ·汽车制造与维修专业（2课时）

·重点讲解配气机构的组成与传动过程

·启发分析充气效率的概念、气门间隙及配气相位

教学重点： ·气门式配气机构的布置及传动

·气门间隙及配气相位

教学难点： ·充气效率和配气相位

教学方法及手段：导入、简介、启发分析、重点介绍、归纳小结、多媒体 作业或课外阅读资料：

不同专业本章内容比较： ·汽车检测与维修专业（4课时） ·汽车维修与营销专业（4课时） ·汽车制造与维修专业（4课时） ·汽车电子技术专业 （4课时） ·启发分析充气效率的概念 ·对比讲解配气机构的功用与分类、组成 ·重点讲解配气相位 ·重点讲解气门间隙 本讲教学内容： 由发动机总体结构导入配气机构 简要介绍： ·要求学生了解配气机构的功用 一、配气机构的功用与组成 1．配气机构的功用 ·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，使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸，废气得以从气缸及时排除 2．充气效率 （1）充气效率 ·ηv= M/Mo ·M：在进气行程中实际进入气缸内新气质量 ·Mo：在进气系统进口状态下，充满气缸工作容积的新气质量 （2）对充气效率的分析 ·ηv<1（一般为0.8~09） （3）提高ηv方法 ·减少进气和排气阻力 ·进排气门的开启时刻和持续开启时间适当 3．配气机构的类型（图4-1） （1）气门布置形式 ·气门顶置式（图4-1） ·气门侧置式 （2）凸轮轴布置位置 ·凸轮轴上置式（图4-1） ·凸轮轴下置式 ·凸轮轴中置式 （3）气门驱动形式 ·直接驱动式（图4-1a） ·摇臂驱动式（图4-1b） ·摆臂驱动式（图4-1c） （4）每缸气门数及其排列方式 1）两气门式 2）多气门式 启发分析： ·要求学生理解充气效率的概念 对比介绍： ·要求学生比较理解配气机构的类型及特点 ·3气门式 ·4气门式 ·5气门式（图4-1d） （a） （b） 图4-1：配气机构 （c） （d） （5）凸轮轴传动方式 ·齿形带传动式（图4-2） ·齿轮传动式 ·链传动式 图4-2：凸轮轴齿形带传动方式 重点讲解： ·要求学生理解掌握配气机构的组成与传动过程 图4-3：配气机构的组4．配气机构的组成与传动过程 （1）组成 ·凸轮轴中置、气门顶置、摇臂驱动式配气机构组成（图4-3） （2）传动过程 ·结合组成介绍配气机构的工作过程 成 二、配气相位 1．配气定时（配气相位）（图4-4a） ·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 ·进气提前角α：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度 ·进气迟后角β：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度 ·排气提前角γ：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度 ·排气迟后角δ：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度 2．配气相位图（图4-4b） ·配气相位图：上、下止点曲拐位置时的曲轴转角环形图 ·进气时：进气门提前α角打开，滞后β角关闭。进气时间为：α+180°+β ·排气时：排气门提前γ角开启，滞后δ角关闭， 排气时间为：γ+180°+δ ·气门重叠：活塞在排气上止点附近出现进、排气门同时开启的现象 ·气门重叠角：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α+δ 启发分析： ·要求学生理解掌握配气相位和配气相位图 图4-4：配气相位和配气相位图 （a）配气相位 （b）配气相位图 启发分析： ·要求学生理解掌握气门间隙概念及气门间隙的调整方法 三、气门间隙 1．气门间隙概念 ·冷态时，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙 ·气门间隙过小：漏气、气门烧坏 ·气门间隙过大：传动零件之间、气门和气门座之间撞击严重，加速磨损 2．气门间隙的调整 ·气门间隙调整螺钉（图4-5） ·气门间隙调整块（图4-6） 3．零气门间隙 ·采用液压挺柱或气门间隙自动补偿器可以实现零气门间隙，不用调整气门间隙 图4-5：气门间隙调整螺钉 图4-6：气门间隙调整块 归纳小结： ·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容

《汽车构造》课教案

200 /200 学年 第 学期 课程名称：汽车构造（一） 授课教师：

班级：

题目：第 章 配气机构

第 讲 配气机构主要零部件

第 讲 第 周 星期

本讲主要内容：

·配气机构的零件和组件

·可变配气正时及气门升程机构

本讲教学目标：

知识点：

·气门组主要零件的结构特点 ·气门传动组主要零件的结构特点 ·可变配气正时及气门升程机构 能力点：

·正确理解气门组主要零件结构及特点 ·正确理解传动组主要零件结构及特点

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时） ·汽车电子技术专业 （2课时） ·汽车制造与维修专业（2课时） ·重点讲解配气机构的零件和组件

·启发分析可变配气正时及气门升程机构

教学重点： ·气门组结构及特点

·传动组结构及特点 教学难点： ·可变配气正时及气门升程机构

教学方法及手段：导入、重点分析、简介、重点介绍、归纳小结、多媒体 作业或课外阅读资料：

本讲教学内容： 由配气机构组成导入 重点讲解： 一、配气机构的零件和组件 （一）气门组 1．气门组组成及要求 （1）组成（图4-7） ·有的进气门还设有气门旋转机构 （2）要求 ·气门头部与气门座贴合严密 ·气门导管与气门杆导向良好 ·气门弹簧两端与气门杆的中心垂直 ·气门弹簧的弹力足够 简单介绍： ·要求学生了解气门组组成及要求 图4-7：气门组组成 重点介绍： 2．气门 （1）气门的工作条件及材料 1）气门的工作条件 ·气门工作温度很高（进气门：300~400℃，排气门：600~800℃） ·承受气缸压力、弹簧力、传动组零件惯性力 ·冷却和润滑条件差、易受腐蚀 2）气门的材料 ·足够的强度刚度、耐热、耐磨能力 ·进气门：合金钢（铬钢或镍铬钢） ·排气门：耐热合金钢（硅铬钢）。有的排气门头部用耐热合金钢；杆部用铬钢 （2）气门构造（图4-8） ·要求学生了解气门工作条件及材料 ·要求学生理解掌握气门构造及其特点 图4-8：气门构造 1）气门顶面（图4-9） ·平顶：结构简单、制造方便、受热面积小、质量小；目前应用最多。进排气门均可用 ·凹顶：头部与杆部有较大的过渡圆弧，可以减小进气阻力；头部弹性较大，能较好适应气门座圈的变形。适用于进气门，不宜用于排气门 ·凸顶：头部刚度大，排气阻力小；但受热面积大，质量大，加工较复杂。适用于 排气门 图4-9：气门顶面 2）气门锥面（图4-10） ·气门锥角：气门锥面与气门顶面之间的夹角。一般为45°，少数进气门为30°。 ·较小气门锥角：气门通过断面较大，进气阻力较小，可以增加进气量。但气门头部边缘较薄，刚度较差，致使密封性变差 ·较大气门锥角：可提高气门头部边缘的刚度，气门落座时有较好的自动对中作用及较大的接触压力。有利于密封与传热及挤掉密封锥面上的积炭 图4-10：气门锥面 3）气门传热 ·气门密封锥面必须严密贴合：研磨气门与气门座圈 ·气门杆与气门导管配合间隙小：减少热阻 4）特殊气门 ·中空气门杆气门：减轻气门质量，减小气门运动惯性力，应用某些高度强化发动机 ·充钠排气门：冷却效果明显，应用某些风冷和轿车发动机。钠熔点：97.8 ℃，沸点：880 ℃ （3）每缸气门数 1）两气门：进气门比排气门大，减小进气阻力，增大进气量 2）多气门：现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四、五个气门

·3气门：2个进气门，1个排气门, 排气门比进气门大，进气量有明显增加，火花塞很难布置在中央,对燃烧不利

·4气门和5气门：其中尤以四气门发动机为数最多

3．气门座与气门座圈 （1）气门座的功用

·与气门配合对气缸起密封作用 ·接受气门传来的热量进行散热 （2）气门座的工作条件及材料

·工作条件：工作温度很高，承受频率极高的冲击载荷，容易磨损 ·气门座圈材料（铝气缸盖和多数铸铁缸盖）：合金铸铁、粉末冶金、奥氏体钢。部分铸铁缸盖不镶气门座圈

4．气门导管

（1）气门导管的功用

·对气门的运动导向，保证气门作直线往复运动，使气门和气门座能正确贴合

·将气门杆接受的热量部分传给气缸盖 （2）气门导管的工作条件及材料

·工作条件：工作温度较高，润滑条件较差（靠配气机构飞溅机油润滑），容易磨损

·材料：灰铸铁，球墨铸铁，铁基粉末冶金 （3）气门导管结构

·与气缸盖承孔过盈配合，有的发动机不设气门导管 ·有的气门导管设有卡环槽：防松落

·有的排气气门导管设有排渣槽：清除沉积物和积炭

5．气门油封

（1）气门油封的功用

·气门杆与气门导管孔需要润滑，机油又不能太多，否则机油消耗量增加 ·为了控制和减少机油消耗量，现代汽车发动机装有气门油封 （2）气门油封的结构

6．气门弹簧

（1）气门弹簧的功用

·保证气门关闭时能紧密地与气门座贴合。 ·克服在气门开启时配气机构产生的惯性力 ·使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离 （2）气门弹簧的工作条件及材料 1）工作条件 ·承受交变载荷

·为保证其可靠的工作，应具有合适的刚度和足够的抗疲劳强度 ·避免弹簧锈蚀

·两端面必须磨光并与轴线垂直 2）材料

·优质冷拔弹簧钢丝如高碳锰钢、铬钒钢等并经热处理 ·钢丝表面抛光处理

重点介绍： ·要求学生理解掌握气门座圈功用及结构材料

重点介绍： ·要求学生理解掌握气门导管功用及结构材料

启发介绍： ·要求学生了解气门油封功用及结构

简要介绍： ·要求学生了解气门弹簧功用及结构材料

·表面镀锌、磷化 （3）气门弹簧结构（图4-11） ·等螺距圆柱形螺旋弹簧：会发生共振。防止共振发生。采取如下结构措施： ·变螺距气门弹簧：螺距小端向缸盖顶面 ·锥形气门弹簧：弹簧大端向缸盖顶面 ·双气门弹簧：弹簧旋向相反 ·气门弹簧振动阻尼器 图4-11：气门弹簧 重点讲解： 简要回顾： ·要求学生了解气门传动组成 重点介绍： （二）气门传动组 1．气门传动组组成 ·凸轮轴下置式：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等 ·凸轮轴顶置式：凸轮轴、挺柱、摇臂和摇臂轴等 ·凸轮轴顶置直接驱动气门式：凸轮轴、挺柱等 2．凸轮轴 （1）凸轮轴的功用 ·配置有各缸进、排气凸轮，使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭 （2）凸轮轴的工作条件及材料 1）工作条件 ·承受周期性的冲击载荷 ·表面磨损比较严重 2）要求 ·要求表面耐磨，足够韧性刚度 ·由优质碳钢或合金钢锻造 ·用合金铸铁或球墨铸铁铸造 ·凸轮表面经热处理后磨光 （3）凸轮轴结构 ·4缸发动机凸轮轴（图4-12） ·要求学生理解掌握凸轮轴结构及特点 图4-12：4缸发动机凸轮轴 图4-13：凸轮轮廓 ·r0：实际基圆半径 ·r′0：理论基圆半径 ·要求学生了解凸轮轴功用及要求 1）凸轮轮廓（图4-13） ·控制进排气门开闭时刻、持续时间及开闭的速度 ·AB/DE：缓冲段，气门运动速度小，防止强烈冲击 ·BCD：工作段 ·挺柱：A点开始升起，E点停止运动 ·气门：最迟在B点开始升起，最早在D点完全关闭 2）同名凸轮的相对位置（图4-14） ·与凸轮轴的旋转方向、发动机点火顺序、气缸数、作功间隔角有关 ①四缸机: · 发火顺序：1-3-4-2 ·作功间隔角：180°曲轴转角（90°凸轮轴转角） ·同名凸轮夹角：90° ②六缸机: ·发火顺序：1-5-3-6-2-4 ·作功间隔角：120°曲轴转角（60°凸轮轴转角） ·同名凸轮夹角：60° 图4-14：同名凸轮的相对位置 （4）凸轮轴传动机构定时记号（图4-15） ·要求学生理解凸轮轴传动机构定时记号与配气相位的关系 图4-15：凸轮轴传动机构定时记号 重点介绍： ·要求学生了解挺柱功用及要求 3．挺柱 （1）挺柱的功用 ·是凸轮的从动件，将来自凸轮的运动和作用力传给推杆或气门 （2）挺柱的工作条件及材料 1）工作条件 ·摩擦和磨损都相当严重 ·承受凸轮侧向力而偏磨 2）材料 ·挺柱工作面应耐磨损并得到良好润滑 ·碳钢 合金钢 镍铬合金铸铁和冷激合金铸铁 （3）机械挺柱的结构形式（图4-16） ·要求学生理解掌握机械挺柱结构及特点 图4-16：机械挺柱的结构形式 （4）减轻挺柱底面磨损的结构措施（图4-17） ·挺柱轴线偏离凸轮的对称轴线 ·凸轮工作面为锥角很小的锥面 ·要求学生了解减轻挺柱底面磨损的结构措施 图4-17：减轻挺柱底面磨损的结构措施 （5）液压挺柱 （图4-18） ·零气门间隙 ·结构复杂 ·加工精度高 ·磨损后无法调整，只能更换 ·要求学生理解掌握液压挺柱结构及特点 图4-18：液压挺柱的结构形式 重点介绍： 4．摇臂 ·要求学生了解摇臂功用及要求 （1）摇臂的功用 ·将推杆或凸轮传来的运动和作用力，改变方向传给气门使其开启 （2）摇臂的工作条件及材料 1）工作条件 ·承受很大弯矩、足够强度、足够刚度、较小质量 2）材料 ·锻钢、铸铁、铝合金 （3）摇臂结构（图4-19） ·与其他零部件的连接关系 ·要求学生理解掌握摇臂结构及特点 图4-19：摇臂结构 启发分析： 二、可变配气正时及气门升程机构（雅阁VTEC） 1．VTEC功用 ·VTEC使配气正时和气门升程根据发动机转速变化作出相应的实时调整，使气缸的充气量同时满足发动机低转速和高转速下的不同需要，从而提高了发动机的动力性和经济性 2．VTEC组成（图4-20） ·要求学生了解VTEC功用及组成 图4-20：VTEC组成 ·要求学生理解分析VTEC工作原理 3．VTEC的工作原理 （1）低转速下VTEC原理（图4-21） ·正时活塞无油压作用 ·同步活塞在图示位置 ·主、辅摇臂分别由主、辅进气凸轮驱动 ·主进气门按正常的时间和高度开启 ·辅助进气门由于辅助凸轮的高度小而稍稍打开，以防止燃油阻塞进气口 ·中间进气摇臂由中间凸轮驱动，但对进气门的开启无任何作用 ·进排气门重叠角和升程都较小，满足了低速工况的需要 图4-21：低转速下VTEC原理

《汽车构造》课教案

200 /200 学年 第 学期

课程名称：汽车构造（一） 授课教师：

班级：

题目：第 章 汽油机燃料供给系

第 讲 汽油机燃料供给系 本讲教学目标：

知识点：

·汽油机供给系的组成 ·汽油供给装置的结构 ·简单化油器的构造原理 ·可燃混合气形成的过程

·可燃混合气成分与汽油机性能的关系 能力点：

·了解汽油机供给系的组成及功用 ·了解汽油供给装置的结构

·理解简单化油器的构造原理和可燃混合气形成的过程

·理解可燃混合气成分与汽油机性能的关系

第 讲 第 周 星期

本讲主要内容：

·汽油机供给系的组成 ·汽油供给装置

·可燃混合气的形成和简单化油器

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时） ·汽车电子技术专业 （2课时） ·汽车制造与维修专业（2课时）

·简单讲解汽油机供给系的组成、汽油供给装置

·启发分析可燃混合气形成的过程、简单化油器的构造原理 ·重点讲解可燃混合气成分与汽油机性能的关系

教学重点： ·可燃混合气形成的过程

·可燃混合气成分与汽油机性能的关系

教学难点： ·可燃混合气成分与汽油机性能的关系

教学方法及手段：简要讲解、启发分析、重点分析、重点介绍、归纳小结、多媒体 作业或课外阅读资料：

不同专业本章内容比较： ·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时） ·汽车制造与维修专业（2课时） ·汽车电子技术专业 （2课时） ·简单讲解汽油机供给系的组成 ·简单讲解汽油供给装置、 ·启发分析可燃混合气形成的过程、简单化油器的构造原理 ·重点讲解可燃混合气成分与汽油机性能的关系 本讲教学内容： 由发动机总体结构导入汽油机燃料供给系 简要讲解： ·要求学生了解汽油机供给系的功用 一、汽油机供给系的组成 1．汽油机供给系的功用 ·根据发动机工况配制合适的可燃混合气（按一定比例混合的汽油空气混合物），供给气缸 ·将燃烧产物排至大气中 2．化油器式发动机燃油供给系统组成（图5-1） ·汽油供给装置：油箱（储存燃油），汽油泵 （泵油），油管（输送），汽油滤清器（清洁） ·空气供给装置：空气滤清器，轿车上进气消声器 ·可燃混合气形成装置：化油器 ·可燃混合气供给和废气排出装置：进气管，排气管，排气消声器 ·要求学生了解化油器式发动机燃油供给系统组成 图5-1：化油器式发动机燃油供给系统组成 3．燃料—汽油的使用性能指标 ·汽油的蒸发性：即容易蒸发的程度，对于所形成的混合气质量有很大的影响 ·燃料的热值：1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44000KJ/kg。 ·汽油的抗爆性（辛烷值）：指汽油在发动机气缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力，亦即抗自燃能力。汽油的抗爆性的好坏程度一般用辛烷值表示：辛烷值越高，抗暴性越好。发动机选用抗爆性较好的汽油，就可能采用较高的压缩比而不发生爆燃 二、汽油供给装置 1．汽油供给装置组成（图5-2） ·汽油箱、汽油泵、汽油滤清器 ·要求学生了解汽油的使用性能指标 简单讲解 ·要求学生理解掌握汽油供给装置组成 图5-2：汽油供给装置组成 2．汽油箱（图5-3） ·通常由耐油硬塑料制成，装有油量传感器 ·要求学生了解汽油箱结构 图5-3：汽油箱 3．汽油滤清器 1）功用 ·除去汽油中的杂质和水分，减少化油器和汽油泵等部件的故障 2）类型 ·可拆式汽油滤清器：纸质滤芯、多孔陶瓷滤芯、金属片缝隙式和金属网式滤芯（图5-4：282型汽油滤清器） ·不可拆式汽油滤清器：定期更换总成，轿车多采用 ·要求学生了解汽油滤清器功用及结构类型 图5-4：282型汽油滤清器 ·要求学生了解汽油泵功用及结构类型 4．汽油泵 1）功用 ·将汽油从汽油箱吸出，经油管和汽油滤清器泵入化油器浮子室 2）分类 ①机械驱动膜片式汽油泵（图5-5） ·凸轮轴偏心轮驱动，应有充分的供油能力，其最大供油量为发动机最大耗油量的6～8倍，有效地减小“气阻”现象 ·工作过程：吸油过程，压油过程，供油稳压装置，自动调节供油量，手动泵油装置 图5-5：机械驱动膜片式汽油泵 ②电动汽油泵（图5-6） ·电磁式驱动机构 ·供油机构 ·供油稳压装置 ·自动调节供油量装置 图5-6：电动汽油泵 重点讲解： 三、可燃混合气的形成和简单化油器 ·要求学生理解掌握可燃混合气成分的表示方法 1．可燃混合气成分的表示方法 （1）空燃比（符号R，多为欧美国家采用） ·概念：混合气中所含空气与燃料的质量比，亦即燃烧1kg燃料实际供给的空气质量 ·理论上，1kg汽油完全燃烧需要14.7kg空气，对汽油机而言： ·R=14.7：称为理想混合气 ·R>14.7：称为稀混合气 ·R<14.7：称为浓混合气 （2）燃空比（符号λ，日本工业标准JIS所采用） ·空燃比的倒数，λ=1/R （3）过量空气系数（符号α，中国及前苏联等采用） ·燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上1kg燃料完全燃烧所需的空气质量之比。 ·α=1：称为理想混合气 ·α>1：称为稀混合气 ·α<1：称为浓混合气 2．简单化油器的构造（图5-7） ·燃油与空气混合部分：主要由阻风门、喉管、喷管、节气门等 ·控制燃油油量部分：主要由针阀、浮子、浮子室等 ·要求学生了解简单化油器的构造 图5-7：简单化油器的构造 启发分析： ·要求学生理解可燃混合气形成的过程 重点分析： 3．可燃混合气形成的过程 ·当发动机工作时，空气的流速在喉管处最大、静压力最低，形成一定的真空度。因浮子室通大气，燃油从主喷管被吸出。吸出的燃料被高速空气流击碎，在一定温度下被雾化成微小的颗粒，和空气混合之后向下流动，形成可燃混合气。可燃混合气流量的大小靠节气门调节。 4．可燃混合气的成分与汽油机性能的关系 （1）可燃混合气的成分对发动机性能的影响（图5-8） ·功率点与经济点并不对应。 ·当α=1.11（经济混合气）时，燃油消耗率最低，经济性最好； ·当α=0.88（功率混合气）时，发动机输出功率最大； ·当α<0.88（混合气过浓）、α>1.05～1.15（混合气过稀）时，动力性、经济性均不理想； ·当α=0.88～1.11时，兼顾发动机的动力性、经济性较好； ·当α=1.3～1.4（火焰传播下限）时，发动机不能稳定运转，甚至缺火停转； ·当α=0.4～0.5（火焰传播上限）时，燃烧严重缺氧，使火焰不能传播。 ·要求学生理解可燃混合气的成分对发动机性能的影响 图5-8：可燃混合气的成分对发动机性能的影响 ·要求学生理解发动机各工况对可燃混合气成分的要求 （2）发动机各工况对可燃混合气成分的要求 1）车用汽油机工作的特点 ·工况（负荷和转速）变化范围大，而且有时变化非常迅速；

归纳小结：

·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容

·发动机大部分时间在中等负荷下工作。

2）车用汽油机各种使用工况对混合气成分的要求 ①稳定工况对混合气成分的要求 ·怠速和小负荷工况 化油器提供的混合气必须较浓：怠速(n=400～800r/min)时α=0.6～0.8，小负荷时α=0.7～0.9；

·中等负荷工况 发动机大部分时间在中等负荷下工作，燃油经济性要求是首要的，化油器提供的混合气接近相应于燃油消耗率最小的α=1.0～1.15；

·大负荷和全负荷 达到全负荷之前的大负荷范围内，化油器提供的混合气应从以满足经济性要求为主逐渐转到以满足动力性要求为主；达到全负荷时，要求化油器能提供相应于最大功率的浓混合气α=0.85～0.95； ②过渡工况对混合气浓度的要求

·冷起动 发动机起动时转速极低（n=100r/min）,空气流速非常低，不能使汽油得到良好雾化，要求化油器提供给极浓的混合气α=0.4～0.6；

·暖机 化油器提供的混合气的α从起动时的极小值逐渐加大到稳定怠速所要求的数值；

·加速 加速时节气门突然加大，空气流量瞬时随之增加，致使混合气暂时过稀，不仅不能加速，发动机还可能熄火。化油器应能在节气门突然开大时，额外添加供油量，以便及时使混合气加浓到足够的程度；

《汽车构造》课教案

200 /200 学年 第 学期 课程名称：汽车构造（一） 授课教师：

班级：

题目：第六章 电控汽油喷射系统

第12讲 电控汽油喷射系统概述与类型

第 1 讲 第 周 星期

本讲主要内容：

·汽油喷射系统概述

·电控汽油喷射系统基本类型

本讲教学目标：

知识点：

·汽油喷射技术的发展 ·电控汽油喷射系统的分类 ·电控汽油喷射系统的特点 ·汽油喷射系统的基本类型 能力点：

·能够正确分析理解电控汽油喷射系统的特点 ·具备判断电控汽油喷射系统不同类型的能力

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时） ·汽车电子技术专业 （2课时） ·汽车制造与维修专业（2课时） ·启发分析汽油喷射系统概述

·重点讲解电控汽油喷射系统基本类型

教学重点： ·电控汽油喷射系统的基本分类

·电控汽油喷射系统的特点

教学难点： ·电控汽油喷射系统的基本分类

教学方法及手段：导入、启发分析、对比讲解、重点讲解、归纳总结、多媒体 作业或课外阅读资料：

不同专业本章内容比较： ·汽车检测与维修专业（8课时） ·汽车维修与营销专业（8课时） ·汽车制造与维修专业（2课时） ·启发分析电控汽油喷射系统概述与类型 ·重点讲解燃油供给系统构造与原理 ·重点讲解空气供给系统构造与原理 ·重点讲解电子控制系统构造与原理 ·启发分析电控汽油喷射系统的功能 ·启发分析电控汽油喷射系统概述与类型 ·其它内容在《汽车电子技术》课中重点讲解 ·汽车电子技术专业 ·启发分析电控汽油喷射系统概述与类型 （2课时） ·其它内容在《电喷发动机》课中重点讲解 本讲教学内容： 由化油器式燃料供给系导入 启发分析： 一、电控汽油喷射系统概述 1．汽油喷射的基本概念 （1）汽油喷射 ·一定数量和压力的汽油经过喷油器直接喷入气缸或进气歧管 （2）汽油喷射系统 ·汽油喷射式发动机燃油供给装置的简称。包括：燃油系统、空气系统、控制系统 2．汽油喷射的优点 ·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，分配均匀性较好 ·提高了发动机充气效率，从而增加了发动机的功率和扭矩 ·减少油耗和改善排放性 ·发动机冷起动性和加速性较好 3．汽油喷射的发展 ·汽油喷射技术最初为航空发动机设计 ·60年代前，大多采用机械式柱塞喷射泵 ·60年代，欧美日制定严格的汽车排放法规 ·70年代，各国制定汽车燃油经济性法规 ·1967年，Bosch公司K-Jetronic机械式汽油喷射系统，后改进为KE-Jetronic机电混合控制式 ·60~70年代，电控汽油喷射经历了晶体管、集成电路和微机控制 ·90年代后，电控汽油喷射已占统治地位 4．汽油喷射系统的分类 （1）按喷油器安装位置（图6-1） ·单点喷射（SPI）：也称节气门体喷射（TBI） ·多点喷射（MPI） ·要求学生了解汽油喷射的基本概念 ·对比化油器式发动机讲解其优点 ·要求学生了解汽油喷射的发展 ·要求学生理解掌握汽油喷射的分类 图6-1：按喷油器安装位置分类 （2）按喷射时序（图6-2） ·同时喷射：所有喷油器同时喷油 ·分组喷射：两个喷油器同时喷油 ·顺序喷射：按各缸进气行程的顺序轮流喷射 图6-2：按喷射时序分类 （3）按喷油方式 ·连续喷射：多用于机械式或机电结合式汽油喷射系统，喷油量大小不取决于喷油器 ·间歇喷射：广泛应用于现代电控汽油喷射系统， 喷油量大小取决于喷油器喷油阀开启时间 （4）按喷射部位 ·缸内喷射：汽油直接喷射入气缸内（目前应用少）， 需要较高喷射压力（约3~5MPa），喷油器结构和布置比较复杂 ·缸外喷射：将喷油器安装在进气管或歧管上，喷射压力低压（约0.20~0.35MPa） （5）按控制装置 ·机械式汽油喷射系统：汽油的计量是通过机械方式实现的。如Bosch公司K-Jetronic系统 ·机电结合式汽油喷射系统：汽油的计量是通过机械和电液方式实现的。如Bosch公司KE-Jetronic系统 ·电控式汽油喷射系统：汽油的计量是通过电控单元和电磁喷油器实现的。如Bosch公司Motronic系统 （6）按空气量检测方式 ·直接测量式（压力型）：将歧管绝对压力和转速信号输送到ECU计算出进气量。如Bosch公司D-Jetronic系统 ·间接测量式（流量型）：用空气流量计测量进气量。如Bosch公司L-Jetronic系统 二、电控汽油喷射系统基本类型 1．Bosch公司Motronic M3.8.2系统（SANTANA 2000 GSi）（图6-3） ·热膜式空气流量计测量进气量 ·无分电器电控点火系统 ·节气门直动式怠速进气控制 ·全电脑控制冷起动喷油 重点讲解： ·要求学生理解掌握Bosch公司Motronic系统组成及特点 图6-3：Bosch公司Motronic M3.8.2系统 2．Bosch公司D-Jetronic系统（奔驰 280SE 丰田CROWN等）（图6-4） ·进气压力传感器测量进气量 ·补充空气阀和怠速调节螺钉控制怠速进气（早期电控系统采用，后采用怠速控制阀） ·热时间开关控制冷起动喷油 ·有分电器的电控点火系统 ·要求学生理解掌握Bosch公司D-Jetronic系统组成及特点 图6-4：Bosch公司D-Jetronic系统 ·要求学生理解掌握Bosch公司L-Jetronic系统组成及特点 图6-5：Bosch公司L-Jetronic系统 3．Bosch公司L-Jetronic系统（图6-5） ·空气流量计测量进气量 ·补充空气阀和怠速调节螺钉控制怠速进气（早期电控系统采用，后采用怠速控制阀） ·热时间开关控制冷起动喷油 ·有分电器的电控点火系统 4. Bosch公司Mono-Jetronic系统（图6-6） ·汽油单点喷射系统，喷射压力低，结构简单、成本低、工作可靠 ·采用怠速控制阀控制怠速进气 ·有分电器的电控点火系统 ·要求学生理解掌握Bosch Mono-Jetronic系统组成及特点 图6-6：Bosch公司Mono-Jetronic系统 归纳小结： ·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容

《汽车构造》课教案

200 /200 学年 第 学期 课程名称：汽车构造（一） 授课教师：

班级：

题目：第六章 电控汽油喷射系统

第13讲 燃油供给系统 本讲教学目标：

知识点：

·电动燃油泵的结构原理及控制过程 ·燃油压力调节器的结构原理及控制过程 ·喷油器的结构原理及控制过程

·冷起动喷油器的结构原理及控制过程 能力点：

·能够正确理解燃油供给系统主要元件的结构原理

·能够正确分析燃油供给系统主要元件的控制电路及控制过程

第 2 讲 第 周 星期

本讲主要内容：

·电动燃油泵 ·燃油压力调节器 ·喷油器

·冷起动喷油器和热时间开关

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时）

·重点讲解电动燃油泵、燃油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器和热时间开关的结构原理 ·启发分析电动燃油泵、燃油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器和热时间开关的控制电路及控制过程

教学重点： ·燃油供给系统主要元件的结构原理及控制过程 教学难点： ·燃油供给系统主要元件的控制电路及控制过程

教学方法及手段：导入、重点讲解、对比介绍、启发分析、对比分析、归纳总结、多媒体 作业或课外阅读资料：

本讲教学内容： ·燃油供给系统组成：燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器、油压脉冲衰减器等。（图6-7） ·燃油供给系统功用：供给喷油器一定压力的汽油，喷油器根据电脑指令喷油。 由电控燃油喷射系统组成导入燃油供给系统及功用 图6-7：燃油供给系统组成 重点讲解： 重点介绍： 一、电动燃油泵 1．电动燃油泵结构与原理 ·要求学生理解滚柱式（1）滚柱式电动汽油泵（图6-8） 电动汽油泵的结构与原理 图6-8：滚柱式电动汽油泵结构 1）工作过程 ·转子偏心地安装在泵体内，滚柱装在转子的凹槽中。当转子旋转时，滚柱在离心力的作用下紧压在泵体的内表面上；同时在惯性力的作用下，滚柱总是与转子凹槽的一个侧面贴紧，从而形成若干个工作腔。 ·在汽油泵工作过程中，进油口一侧的工作腔容积增大，成为低压吸油腔，汽油经进油口被吸入工作腔内。在出油口一侧的工作腔容积减小，成为高压油腔，高压汽油从压油腔经出油口流出。 ·限压阀（溢流阀）的作用是当油压超过0.45MPa时开启，使汽油回流到进油口，以防止油压过高损坏汽油泵。 ·在出油口处装设单向止回阀（出油阀），当发动机停机时，止回阀关闭，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，目的是再起动发动机时比较容易。 2）特点 ·运转噪声大、油压脉动大、泵内表面和转子易磨损 对比介绍： （2）叶片式电动汽油泵（图6-9） ·要求学生理解叶片式电动汽油泵的结构与原理 图6-9：叶片式电动汽油泵 1）工作原理 ·叶轮是一个圆形平板，在平板的圆周上加工有小槽，形成泵油叶片。 叶轮旋转时，小槽内的汽油随同叶轮一同高速旋转。由于离心力的作用，使出口处油压增高，而在进口处产生真空，从而使汽油从进口吸人，从出口排出 2）特点 ·运转噪声小、泵油压力高、叶片磨损小、使用寿命长 启发分析： 2．电动燃油泵的控制 ·要求学生分析理解燃（1）燃油泵继电器控制电路（图6-10） 油泵继电器控制电路及控制过程 图6-10：燃油泵继电器控制电路 ·点火开关STA：起动机继电器闭合，同时ECU有STA信号，起动机起动。 ·STA信号和NE信号输入ECU：Tr1接通，开路继电器闭合，燃油泵运转。 ·起动或重负荷时：ECU中的Tr2断开，燃油泵继电器闭合，燃油泵高速运转； ·怠速或轻负荷时：ECU中的Tr2接通，燃油泵继电器断开，电流流过燃油泵电阻器，燃油泵低速运转 对比分析： （2）燃油泵ECU控制电路（图6-11） ·要求学生分析理解燃油泵ECU控制电路及控制过程 图6-11：燃油泵ECU控制电路 ·起动或重负荷时：发动机ECU通过FPC端子向燃油泵ECU发出高电平信号，燃油泵ECU向燃油泵输出高电压(约12V)，燃油泵高速运转 ·怠速或轻负荷时：发动机ECU通过FPC端子向燃油泵ECU发出低电平信号，燃油泵ECU向燃油泵输出低电压(约9V)，燃油泵低速运转 对比分析： （3）燃油泵开关控制电路（图6-12） ·要求学生分析理解燃油泵开关控制电路及控制过程 图6-12：燃油泵开关控制电路 ·起动时：起动机继电器闭合，开路继电器线圈L1通电，开路继电器触点闭合，燃油泵运转。 ·起动后正常运转：翼片式空气流量计中的翼片因进气气流转动，使燃油泵开关闭合，开路继电器线圈L2通电，开路继电器触点闭合，燃油泵运转 重点讲解： 二、油压调节器 1．油压调节器功用 ·喷油压力 = 供油压力–进气管压力 （使燃油供给系统的压力与进气管重点介绍： 压力之差即喷油压力保持恒定） ·要求学生理解油压调2．油压调节器结构及工作过程（图6-13） 节器功用、结构及工作·当进气管压力减小时，油压调节器中的膜片克服弹簧的弹力向上弯曲，过程 回油阀口开启，汽油经回油口流回汽油箱，使燃油供给系统的压力下降，但两者的压差保持不变。 ·当进气管压力增大，膜片向下弯曲，将回油阀口关闭，回油终止，燃油供给系统的压力增大，使两者的压差仍然保持不变。 ·燃油供给系统的压力与进气管压力之差由油压调节器中的弹簧的弹力限定，调节弹簧预紧力即可改变两者的压力差，也就是改变喷油压力 图6-13：油压调节器结构及工作过程 启发分析： 3．燃油压力控制（图6-13） ·要求学生理解掌握油燃油压力控制过程及功用 图6-13：燃油压力控制 ·改善高温起动性能：高温状态下起动发动机，ECU接收到冷却液的高温信号，便会接通VSV，将空气抽入压力调节器的膜片室，提高燃油压力，防止高温时的燃油气阻。 ·高温起动后约90~120s，控制终止，燃油压力恢复正常。 重点讲解： 三、喷油器 1．喷油器的功用 ·按电控单元指令将一定数量的汽油适时地喷入进气管内 2．喷油器的类型 ·要求学生理解喷油器·按喷油口结构：轴针式、孔式 功用及类型 ·按线圈电阻值：高阻（13～16Ω）、低阻（2～3Ω） ·按用途分：MPI用、SPI用 ·按燃料位置：上端供油式、侧面供油式 ·要求学生理解掌握喷3．喷油器的结构和工作原理（图6-14） 油器结构和工作原理 图6-14：喷油器的结构和工作原理 ·喷油器相当于电磁阀 ·通电时电磁线圈产生电磁力，衔铁及针阀吸起，喷油器开启，汽油经喷孔喷入进气道或进气管 ·断电时电磁力消失，衔铁及针阀在复位弹簧的作用下将喷孔封闭，喷油器停止喷油。 ·喷油器的通电、断电由电控单元以电脉冲控制。 ·喷油量由电脉冲宽度决定。脉冲宽度=喷油持续时间=喷油量 ·一般针阀升程约为0.1mm，而喷油持续时间在2~l0ms范围内 ·要求学生理解分析喷油器的三种控制电路 重点讲解： 4．喷油器的控制电路 ·顺序喷射控制电路 ·分组喷射控制电路 ·同时喷射控制电路 四、冷起动喷嘴及热时间开关 1．冷起动喷嘴功用 ·当发动机低温起动时, 喷入附加汽油,以加浓混合气 2．冷起动喷油工作状态（图6-14） ·要求学生理解掌握冷起动喷油工作状态 图6-14：冷起动喷油工作状态 （a）导通喷油状态 （b）断开不喷油状态 ·要求学生理解掌握热时间开关的工作 3．热时间开关 ·当水温低于14°C时，触点闭合（视具体车型而异） ·当水温高于25°C时，触点断开（视具体车型而异） ·当反复起动时，热电丝发热，金属片保持弯曲，使触点始终断开，停止冷起动喷油，避免起动失败时混合气过浓 ·要求学生理解掌握冷起动喷油的类型 4．冷起动喷油的类型 ·热时间开关+冷起动喷嘴控制（早期常用） ·ECU+热时间开关+冷起动喷嘴控制 ·ECU通过喷油器控制，取消了冷起动喷嘴 五、燃油分配管 ·燃油分配管功用：将汽油均匀等压输送给各缸喷油器（图6-15） ·因其容积大，故有储油蓄压、减缓油压脉动的作用 简要介绍： ·要求学生了解燃油分配管结构及功用 图6-15：燃油分配管 六、油压脉冲衰减器 1．油压脉冲衰减器功用 ·衰减喷油器喷油时引起的燃油压力脉动，使燃油系统保持压力稳定 简要介绍： 2．油压脉冲衰减器原理（图6-16） ·要求学生了解油压脉·油压脉动时膜片弹簧被压缩或膨胀，膜片下方的容积略有增大或减小以冲衰减器功用及原理 稳定油压 图6-16：油压脉冲衰减器 归纳小结： ·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲主要教学内容

《汽车构造》课教案

200 /200 学年 第 学期 课程名称：汽车构造（一） 授课教师：

班级：

题目：第六章 电控汽油喷射系统

第14讲 空气供给系统 本讲教学目标：

知识点：

·空气流量计的结构原理及控制过程

·进气绝对压力传感器的结构原理及控制过程 ·怠速控制阀的结构原理及控制过程 ·惯性增压进气系统的原理及控制过程 能力点：

·能够正确理解空气供给系统主要元件的结构原理

·能够正确分析空气供给系统主要元件的控制电路及控制过程

第 3 讲 第 周 星期

本讲主要内容：

·空气流量计

·进气绝对压力传感器 ·怠速控制阀 ·补充空气阀

·惯性增压进气系统

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时） ·汽车维修与营销专业（2课时）

·重点讲解空气流量计、进气绝对压力传感器、怠速控制阀的结构原理

·启发分析空气流量计、进气绝对压力传感器、怠速控制阀的控制电路及控制过程

·简单讲解补充空气阀、惯性增压进气系统

教学重点： ·空气供给系统主要元件的结构原理及控制过程 教学难点： ·空气供给系统主要元件的控制电路及控制过程

教学方法及手段：导入、重点讲解、对比介绍、启发分析、对比分析、归纳总结、多媒体 作业或课外阅读资料：

本讲教学内容： 由电控燃油喷射系统组成导入空气供给系统 ·空气供给系统功用：供给与发动机负荷相适应的清洁空气，直接和间接计量空气质量，与喷油器喷出的汽油形成最佳混合气。 ·空气供给系统组成：空气计量装置（空气流量计或进气压力传感器）、怠速控制阀、补充空气阀、惯性增压进气系统、节气门位置传感器、进气温度传感器等（后两个传感器在下讲介绍）。 ·L-Jetronic空气供给系统（图6-17） 图6-17：L-Jetronic空气供给系统 ·D-Jetronic空气供给系统（图6-18） 图6-18：D-Jetronic空气供给系统 重点讲解： 一、空气流量计 1．翼片式空气流量计 （1）结构及功能（图6-19） ·为体积流量型，六七十年代较为流行 ·缓冲片（视频）：缓冲室内空气对缓冲片的阻尼作用，使翼片转动平稳 简单介绍： ·旁通空气调节螺钉：调节怠速时旁通空气量的大小，从而调节怠速混合·要求学生了解翼片式气的成分 空气流量计主要结构、·电位计：将翼片转动的角度转换为电信号 工作原理及控制电路 （2）工作原理 ·翼片全关时，没有进气量，产生电压信号最强 ·翼片打开时，进气量由小变大，产生电压信号有强变弱 ·翼片全开时，进气量最大，产生电压信号最弱 图6-19：翼片式空气流量计结构 （3）控制电路（图6-20） ·下图为早期凌志ES300发动机翼片式空气流量计，集成有三个元件 ·空气流量计：VC（电源）、VS（空气流量信号）、E2（接地） ·进气温度传感器：THA（温度信号）、E1（接地） ·燃油泵开关 图6-20：早期凌志ES300发动机翼片式空气流量计控制电路 对比介绍： ·要求学生理解掌握光电式卡门漩涡式空气流量计主要结构、工作原理及控制电路 图6-21：光电式卡门漩涡式空气流量计结构原理 2．卡门漩涡式空气流量计 （1）光电式 1）结构与原理（图6-21） ·卡门漩涡原理：流体流过涡流发生体时，流体会产生系列漩涡，且漩涡频率与流体流速成正比。 ·光电式传感器：由发光二极管、振动反光镜、光敏三极管组成。漩涡频率通过压力孔使振动反光镜振动，光敏三极管接受因振动产生变化的光能，转化为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比 2）控制电路（图6-22） ·图中某款车型卡门漩涡式空气流量计，集成有二个元件 ·空气流量计：V1（电源）、V2（空气流量信号）、E（接地） ·进气温度传感器：ATS（温度信号）、E1（接地） 图6-22：光电式卡门漩涡式空气流量计控制电路及接口 ·要求学生理解掌握超声波式卡门漩涡式空气流量计主要结构、工作原理及控制电路 （2）超声波式（图6-23） ·超声波式传感器：由超声波发射器、超声波接受器组成。漩涡频率使超声波发射器产生的超声波发生变化，超声波接受器接受该超声波转化为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比 图6-23：超声波式卡门漩涡式空气流量计结构与原理 重点介绍： ·要求学生理解掌握热线式空气流量计主要结构、工作原理及控制电路 图6-24：热线式空气流量计组成 3.热线式空气流量计 （1）组成（图6-24） ·一般还带有自洁电路：熄火后自动加热帕丝1000°C维持1s，烧掉帕丝上的灰尘 （2）工作原理（图6-25） ·控制电路自动控制电桥平衡 ·当进气量越大，因进气的散热使帕热丝电阻减小，电桥平衡受到破坏。控制电路自动增大电流，增大帕热丝电阻使电桥重新恢复平衡。因电路中电流的增大，使精密电阻的电位增大。该电位与进气量成正比，作为进气量信号电压传输给发动机ECU 图6-25：热线式空气流量计工作原理 （3）控制电路（图6-26） ·下图为凌志LS400发动机热线式空气流量计原车电路图 ·空气流量计：VG（空气流量信号）、EVG（接地） 图6-26：热线式空气流量计控制电路 对比介绍： ·要求学生理解掌握热膜式空气流量计主要结构、工作原理及控制4.热膜式空气流量计 （1）组成及原理（图6-27） ·工作原理：与热线式相同 ·热膜：帕金属片固定在树脂薄膜上。优点是提高可靠性和耐用性，不粘电路 附灰尘 图6-27：热膜式空气流量计组成 （2）控制电路（图6-28） ·图为桑塔纳2000AJR发动机热膜式空气流量计原车电路图 ·空气流量计：端子2（电源12V）、端子4（参考电压5V）、端子5和3（空气流量信号与接地） 图6-28：热膜式空气流量计控制电路 5．四种空气流量计的比较 ·二十世纪七十年代，翼片式空气流量计在电子控制汽油喷射系统上应用比较四种空气流量计： 较广。这种空气流量计结构简单，价格便宜，且具有良好的可靠性。但翼片式空气流量计也存在一些缺点，如体积大、不便于安装、急加速响应滞后较长、进气阻力较大以及需要补偿大气压力和温度的变化等。 ·为了克服这些缺点，80年代初相继出现了热线式、热膜式和卡门旋涡式等空气流量计。尤其是热线式和热膜式空气流量计能测出空气质量流量，避免了海拔高度引起的误差，再加上该空气流量计响应时间短，测量精度高。因此，已成为现代汽车电子汽油喷射系统较流行的空气流量计。 重点讲解： 重点介绍： ·要求学生理解掌握半导体压敏电阻型进气压力传感器主要结构、工作原理及控制电路 图6-29：半导体压敏电阻型结构示意图 二、进气压力传感器 1．半导体压敏电阻型 （1）结构示意图（图6-29） ·主要特点：尺寸小、精度高、成本低，响应速度快，输出信号与进气歧管绝对压力呈线性关系，测量精度基本不受温度的影响 （2）工作原理（图6-30） ·进气歧管压力越高（真空度越低）→硅膜片变形越大→应变电阻变化越大→电信号放大输出给发动机ECU 图6-30：半导体压敏电阻型工作原理 （3）控制电路（图6-31） ·图为皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气压力传感器电路图 ·进气压力传感器：端子VCC（电源5V）、端子PIM（进气压力信号电压）、端子E2（传感器接地） 图6-31：半导体压敏电阻型控制电路 对比介绍： ·要求学生理解掌握真空膜盒型进气压力传感器主要结构、工作原理及控制电路 图6-32：真空膜盒型结构 2．真空膜盒型 （1）结构（图6-32） （2）工作原理（图6-33） 图6-33：真空膜盒型工·电感式传感器（线性变化压差变压器）：进气歧管压力变化→铁芯移动→作原理 输出信号电压变化→输送给发动机ECU 重点讲解： 三、怠速控制阀 1．怠速进气量的控制方法 （1）旁通空气式（图6-34） 1）特点 ·怠速时，节气门完全关闭，怠速进气量由怠速控制阀控制的旁通空气道提供 2）怠速控制阀的类型 ·步进电机型 简单介绍： ·旋转电磁阀型 ·要求学生了解旁通空·占空比控制电磁阀型 气式和节气门直动式·开关控制电磁阀型 怠速进气量的控制方法 图6-34：旁通空气式怠速控制 （2）节气门直动式（图6-35） ·怠速进气量由节气门较小的开度提供，不设旁通空气道。节气门在怠速状态的开度大小由发动机ECU通过怠速电机控制 图6-35：节气门直动式怠速控制 2．步进电机型怠速控制阀 （1）组成（图6-36） 重点介绍： ·要求学生理解掌握步进电机型怠速控制阀组成、原理、控制电路 图6-36：步进电机型怠速控制阀组成 （2）步进工作原理（图6-37） ·定子相线按1-2-3-4顺序搭铁，定子N极逆时针移动，转子逆时针步进 ·定子相线按1-4-3-2顺序搭铁，定子N极顺时针移动，转子顺时针步进 ·转子转动一圈分为4个步级进行，每级步进90° 图6-37：步进工作原理 （3）丰田车系步进电机型怠速控制阀工作过程（图6-38） ·转子八对磁极 ·定子A、B各16个爪极，定子线圈A的两组线圈与定子线圈B的两组线圈反极性，定子共分为32个磁极爪 ·步进一个爪极转角11.25°，步进32步转子转一圈，丰田车系步进电机0~125步。 图6-38：丰田车系步进电机型怠速控制阀工作过程 图6-39：步进电机定子绕组控制电路 （4）定子绕组控制电路（图6-39） 对比介绍： ·要求学生理解掌握占空比控制电磁阀型怠速控制阀原理 图6-40：占空比控制电磁阀型工作原理 3．占空比控制电磁阀型 （1）工作原理（图6-40） ·是一个比例电磁阀：占空比大，驱动电流大，电磁吸力大，怠速控制阀开度大 （2）占空比 四、补充空气阀 简单介绍： 1.功用 ·要求学生了解补充空·提高冷起动怠速，加快暖机预热过程，增加暖机过程中所需的空气量，气阀的功用及工作过也称高怠速控制 程 ·发动机完成暖机后，通过辅助空气阀的空气被自动切断，恢复正常怠速 ·现代发动机集中管理系统，高怠速控制由怠速控制阀完成 2．石腊式补充空气阀（图6-41） ·当冷却液温度>80℃时，阀门完全关闭 图6-41：石腊式补充空气阀 （a）怠速状态 （b）热起后状态 图6-42：双金属片式补充空气阀 3．双金属片式补充空气阀（图6-42） （1）怠速状态 ·双金属片的动作由加热线圈通电时间或发动机水温决定 ·当水温<-20℃时，阀门全开 ·当水温>60℃时，阀门全闭 （2）热起后状态 （a）怠速状态 （b）热起后状态 五、惯性增压进气系统 1．组成与功用（图6-43） 功用：利用进气气流惯性所形成的压力波来提高充气效率 简单介绍： ·要求学生理解惯性增压进气系统功用及工作过程 图6-43：惯性增压进气系统的组成 归纳小结： ·概括基本内容，归纳 重点内容，布置下一讲2.工作过程 主要教学内容 （1）发动机中低速时：ECU控制VSV断电关闭，IACV关闭，脉动压力波传递长度增大，形成低速惯性增压效果 （2）发动机高速时：ECU控制VSV通电打开， IACV打开，脉动压力波传递长度缩短，形成高速惯性增压效果