汽车构造发动机教案

汽车构造发动机教案

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公交技工学校培训部

作者 | 刀剑如梦

绪 论

一、教学目的：

1、了解汽车工业发展、汽车类型、国产汽车型号编制规则、汽车行驶基本原理及现代汽车技术的发展与应用。

2、掌握汽车总体构造及汽车的主要技术参数。 二、教学重点：汽车总体构造及主要技术参数 三、教学难点：汽车的主要技术参数 四、教学手段： 课堂教学：结合模型、实物、挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：2课时 七、教学过程： 一、汽车的定义、作用 1、定义：汽车是借助于自身的动力装置驱动，且具有4个（或4个以上）车轮的非轨道无架线车辆。二轮或三轮机动车（摩托车），具有武器和装甲的作战车辆不算汽车。 2、作用：①最重要的现代化交通工具 ②汽车工业带动整个国民经济的发展 ③是科学技术发展水平的标志 ④堵塞交通、碰撞事故、耗能巨大、污染环境 二、汽车的类型 1L以下 〈3.5m <1.8t 1.0～1.6L 3.5～7m 载货 1.8～6t 轿车1.6～2.5L 客车 7～10m 汽车 6～14t 2.5～4.0L 10～12m >14t 按用途与结构特征分 4.0以上 >12m 专用车 全挂 中型 轻型 牵引车 自卸车 越野车 中型 半挂 重型 重型

汽油车 按动力装置 柴油车 电动车 新能源车 三、汽车工业发展概况 四、国产汽车型号编制规则 首部 中 部 尾部 □□ ○ ○○ ○ □□ 企业名称 类别代号 主参数代号 产品序号 企业自定代号 BJ、NJ 1……9 t、m 0、1、2… 五、汽车的总体构造 基本构造由四发动机、底盘、车身和电气设备四大部分组成。 六、汽车的主要技术参数 1、质量参数 （1）、整车装备质量 （2）、最大装载质量 （3）、最大总质量 （4）、最大轴载质量 2、主要尺寸参数 （1）、总长（2）、总宽（3）、总高（4）、轴距（9）（5）、轮距（6）、前悬（7）、后悬（8）、最小离地间隙 (9)、接近角、离去角（4）（6）（7）（1）（2）（3）（5）（8） 3、性能参数 （1）、最高车速

（2）、最大爬坡度 （与车轮材料、最大功率有关） （3）、最小转弯半径 （跟前轮转向角、轴距有关） （4）、平均燃油消耗量

（5）、驱动方式（4驱、2驱、前驱、后驱、优缺点） 七、汽车行驶基本原理 驱动力：推动汽车运动的力 阻力：阻碍汽车运动的各种力 1、驱动力的产生

2、影响汽车运行的主要阻力 （1）、滚动阻力Ff （2）、空气阻力Fw （3）、上坡阻力Fi 3、汽车运动状态分析 （1）、∑F＝Ff＋Fw＋Fi （2）、∑F>Ff＋Fw＋Fi （3）、∑F1、 夏令伟.《汽车电控发动机构造与维修》 .人民交通出版社.2002 2、 曹建国.《汽车维修实用技术》 .重庆大学出版社.2003 九、课后小结

概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容 十、作业

1、简述汽车的总体构造？

2、CA1091 、 BJ2020 、 SK6120 、 TJ7100 各是什么含义？ 3、轿车可分几个级别？依据是什么 ？

第一章 汽车发动机总体构造与工作原理

一、教学目的：

1、了解发动机的总体构造。

2、了解发动机的类型、型号编制规则。

3、掌握发动机基本术语、四行程发动机的工作原理。 4、掌握汽油机与柴油机的区别。 二、教学重点：四冲程发动机的工作原理 三、教学难点：四冲程发动机的工作原理 四、教学手段：

1、课堂教学：结合模型、实物、挂图、多媒体课件. 2、实践操作：在实习老师指导下独立操作。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时

第一节 发动机分类、一般构造及常用术语

一、教学目的：

1、熟悉发动机分类与一般构造。 2、掌握发动机的常用术语。 3、掌握发动机的主要结构参数。 二、教学重点：发动机的主要结构参数 三、教学难点：发动机的主要结构参数 四、教学手段：

1、课堂教学：结合模型、实物、挂图、多媒体课件. 2、实践操作：在实习老师指导下独立操作。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时 七、教学过程： 一、发动机的分类

按使用的燃料 汽油机（点燃式） 按工作循环 四冲程发动机 柴油机（压燃式） 二冲程发动机

按冷却方式 水冷式发动机 按进气状态 增压内燃机（增压器） 风冷式发动机 非增压内燃机（自然吸气） 按活塞运动方式 往复活塞式 旋转活塞式

目前应用最广、数量最多的汽车发动机为水冷、四冲程、往复活塞式内燃机，其中汽油机用于轿车和轻型客、货车上，大客车和中、重型货车发动机多为柴油机。 二、常用术语 1、上止点 2、下止点 3、活塞行程 4、曲柄半径 5、燃烧室容积 6、气缸总容积Vc 7、工况——内燃机在某一刻的运行状况简称工况。 8、负荷率——内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，简称为负荷。 三、主要结构参数 1、排量 2、长行程、短行程发动机 3、压缩比∑＝ 行程上止点下止点第二节 四冲程发动机工作原理 一、教学目的：

1、掌握四冲程汽油机的工作原理 2、掌握四冲程柴油机的工作原理

二、教学重点：结合四冲程汽油机的示功图讲述四个行程

三、教学难点：四冲程汽油机的工作原理 四、教学手段：

1、课堂教学：结合模型、实物、挂图、多媒体课件。 2、现场教学：认识零件及材料、零件间相互关系、特点。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：2课时 七、教学过程： 一、

四冲程汽油机的工作原理

四冲程往复活塞式内燃机在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功和排气四个过程，即在一个活塞行程只进行一个过程。因此，活塞行程可分别用四个过程命名。示功图——气缸内的气体压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系，它能直观地显示气缸内气体压力的变化。

（1）

（2）

（3）

（4） 二、四冲程柴油机工作原理

1、进气行程：纯空气、0.085～0.095MPa、310～340K 2、压缩行程：压缩比大，3.5～4.5MPa、750～1000K 3、作功行程：PMax:6～9 MPa，TMax:2000～2500K， P终了：0.2～0.5MPa，T终了：1000～1200K 3、 排气行程：0.105～0.120MPa、700～900K 二、

汽油机与柴油机的比较

1、 共同点：（1）每个工作循都包含进气、压缩、作功、排气四个活塞行程，每个行程各占1800曲轴转角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。 （2）四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余三个是耗功行程。 2、不同点：（1）燃料不同；（2）混合气形成方式不同； （3）压缩比高低不同；（4）着火方式不同 四、爆燃与表面点火现象

汽油机有两种不正常燃烧：爆燃、表面点火（早燃，后燃） 1、 爆燃

（1） 定义：可燃混合气在压缩过程终了时利用火花塞点燃。在正常燃烧的情况

下，火焰从火花塞端一直传播到远离火花塞的末端。若在火焰传播过程中，末端混合气自行发火燃烧，这时气缸内的压力急剧增高，并发生强烈的振荡，在气缸内产生清脆的金属敲击声，称这种不正常燃烧现象为爆燃。 （2） 危害：发动机过热，功率下降，油耗增加，机件损坏 （3） 抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时不发生爆燃的能力。 提高抗爆性：①降低压缩比； ②燃用高抗爆性的汽油。 汽油的抗爆性用辛烷值评定，辛烷值越高，抗爆性越好。 2、 表面点火

定义：早燃是在火花塞正常点火之前，燃烧室内壁炽热表面提前点火引起的一种异常燃烧现象。

第三节 二冲程发动机工作原理 一、教学目的：

1、了解二冲程汽油机的工作原理 2、了解二冲程柴油机的工作原理

二、教学重点：结合二冲程汽油机的示功图讲述二个行程 三、教学难点：二冲程汽油机的工作原理 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时 七、教学过程： 一、

二冲程汽油机工作原理简介

1、 进气、压缩行程 2、 作功、扫气行程 3、 常见结构与控制方式

① 活塞控制方式 ②舌簧阀控制方式 ③活塞、舌簧阀控制方式

二冲程内燃机的工作循环是在两个活塞行程即曲轴旋转一周的时间内完成的。在四冲程内燃机中，常把排气过程和进气过程合称为换气过程。在二冲程内燃机中换气过程是指废气从气缸内被新气扫除并取代的过程。这两种内燃机工作循环的不同之处主要在于换气过程。

第四节 发动机总体构造及型号编制规则

一、教学目的：

1、掌握发动机的两大机构、五大系统 2、熟悉国产内燃机型号编制规则 二、教学重点：汽油机的总体构造 三、教学难点：国产内燃机型号编制规则 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：2课时 七、教学过程：

一、发动机的总体构造 （一）、汽油机的总体构造

1、机体组 2、曲柄连杆机构 3、配气机构 4、供给系 5、点火系 6、冷却系 7、润滑系 8、起动系

（二）、柴油机的总体构造 柴油机供给系

二、国产内燃机型号编制规则

首部 中部 后部 尾部 字母表示 数字或字母 字母表示 企业自定 □ □ □ □ □ □ □ □ □

八、参考资料： 夏令伟.《汽车电控发动机构造与维修》 .人民交通出版社.2002 曹建国.《汽车维修实用技术》 .重庆大学出版社.2003 九、课后小结 概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容 十、作业

1.发动机由哪些机构系统组成 ? 各部分功用是什么 ?

2.柴油机与汽油机在总体构造上有何异同 ? 它们之间的主要区别是什么 ? 3.二冲程与四冲程发动机比较有何优缺点 ? 4.举例说明国产发动机的型号编制规则。

系列符号换代标志符号缸数符号气缸排列形式符号冲程符号缸径符号结构特征符号用途特征符号区分符号

第二章 曲柄连杆机构

一、教学目的：

1、了解各主要机件的材料、工作条件及要求 2、掌握曲柄连杆机构的作用

3、掌握各主要机件的作用、类型与结构 二、教学重点：各主要机件的作用与结构 三、教学难点：各主要机件的作用与结构 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：10课时

第一节 概述 一、教学目的： 1、了解气缸的布置形式 2、了解气缸偏置 3、掌握曲柄连杆机构的组成 二、教学重点：曲柄连杆机构的组成 三、教学难点：各主要机件的作用与结构 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：2课时 七、教学过程： 曲柄连杆机构的作用：将燃料燃烧后施加在活塞顶上的膨胀压力转变为推动曲轴旋转的，向外输出动力。

燃料 燃烧 产生膨胀压力 作功 活塞直线运动 机械转换 化学能 热能 机械能（推力） 曲轴旋转运动 输出 驱动汽车行驶 机械能（转矩）

一、 气缸的布置形式

直列 类型 V型 水平对置

1、 直列发动机：气缸体排列成一列，多为垂直布置，1-2L多为4缸发动机，6缸发动机纵向尺寸较长，运转平稳，多用于中高级轿车。 2、 V型发动机：气缸排成两列，夹角<1800，优点：大大缩短了纵向长度，降低了角度，缸体刚度增加，结构紧凑，质量减轻;缺点：宽度增大，形状复杂，两个气缸盖，成本高。常见V6、V8、V12，V6多用于中高级轿车，V6：600，V8：900。

3、水平对置发动机：夹角＝1800，无不平衡引起的振动问题。 二、气缸偏置

对称布置形式受力分析：

侧压力：作用在活塞销上的膨胀压力产生的分力通过活塞作用于气缸壁的力。 危害：加剧磨损，引起发动机的振动。

解决措施：将气缸中心线与曲轴中心线错开，以减小作功行程连杆的倾斜角，从而使侧压力减小，即气缸偏置。 三、

工作条件

高温：2500K，高压：5～9MPa，高速：3000～6000r/min，化学腐蚀。 四、

组成 机体组，活塞连杆组，曲轴飞轮组。

第二节 机体组

一、教学目的： 1、熟悉机体组的组成及功用 2、掌握气缸体的组成、形式 3、掌握气缸套的分类、作用 4、掌握气缸盖及气缸垫的作用、结构 5、掌握燃烧室的几种形式

6、掌握油底壳的作用、结构 二、教学重点：燃烧室的几种形式 三、教学难点：燃烧室的几种形式 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：2课时 七、教学过程： 机体组的组成：气缸体、气缸盖、气缸垫、曲轴箱、油底壳 一、 气缸体 1、 机体的工作条件与要求 工作条件：承受拉、压、弯、扭等不同形式的机械负荷，以及很大的热负荷。 要求：（1）、足够的刚度、强度 （2）、导热性能好 （3）、耐磨损、耐腐蚀 （4）、结构紧凑、质量小 2、水冷式气缸体的结构形式与构造 绝大多数水冷发动机的气缸体与曲轴箱连铸在一起，而且多缸发动机的各个气缸也合铸成一个整体。风冷发动机几乎无一例外地将气缸体与曲轴箱分别铸制，而且气缸体为单体的。 直列 <3L 结构简单 （1）气缸体的结构 V型 >3L 结构紧凑，纵向长度短 水平对置 较少使用 一般式 气缸体下端面与曲轴轴线同一平面 小型汽油机 （2）曲轴箱的结构 龙门式 气缸体下端面移至曲轴轴线以下 中型发动机 隧道式 主轴承座孔为整体结构 2、 气缸壁与气缸套 （1）、气缸壁

工作环境：高温、高压、交变载荷

要求：耐高温、耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳强度 材料：优质灰铸铁、优质合金铸铁、镍、钼、铬、磷 （2）、气缸套

气缸直接镗在气缸体上叫做整体式气缸，整体式气缸强度和刚度都好，能承受较大的载荷，这种气缸对材料要求高，成本高。

将气缸套制成单独的圆筒形零件，装到气缸体内。气缸套采用耐磨的优质材料，气缸体使用一般材料。气缸套可以从气缸体中取出，便于修理，更换。有干式和湿式两种。

① 、干式：干式气缸套的特点是外壁不直接与冷水接触，而和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为1～3mm。它具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，不会引起漏水漏气，但加工比较复杂，内外表面都要精加工，拆装不方便，散热不良。

② 、湿式：湿式气缸套外壁与冷却液直接接触，用合金铸铁制造的壁厚一般为5～9mm。下部用1-3道耐热、耐油的橡胶密封圈进行密封，防止冷却液泄漏。上部的密封是利用气缸套装入机体后，气缸套顶面高出机体顶面0.05～0.15mm。 3、 分水套 4、 曲轴主轴承座

目前普遍采用全支承方式。4缸5个，6缸7个，V6有4个，V8有5个。 二、气缸盖与气缸垫 1、气缸盖 （1）、作用：封闭气缸上部，与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室

（2）、结构：加工有进、排气门座孔，气门导管孔，火花塞安装孔（汽油机）或喷油器安装孔（柴油机），顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔。在气缸盖内还铸有水套，进排气道和燃烧室（或部分）。

（3）、材料：一般采用灰铸铁或合金铸铁，铝合金缸盖采用得越来越多。 2、汽油机燃烧室

（1）、定义：当活塞位于上止点时，活塞顶面以上，气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室。

（2）、要求

进气涡流——利用切向进气道或螺旋进气道，在进气过程中形成涡流，促使燃油与空气很好地混合。

挤气——利用燃烧室的特殊结构，使可燃混合气在压缩过程中产生涡流，促使混合气进一步混合。 （3）、汽油机燃烧室形状 3、气缸垫 作用：密封

要求：耐压、耐热、耐腐蚀、具有弹性 种类：金属—石棉垫、纯金属垫 三、油底壳

设有挡板，用以减轻汽车颠簸时油面的震荡。

第三节 活塞连杆组 一、教学目的：

1、掌握活塞的结构、作用及工作环境 2、了解活塞变形特征及相关措施 3、掌握活塞环的分类与作用、结构 4、掌握活塞销的作用、结构、连接方式 5、掌握连杆的作用、组成、形成 二、教学重点：活塞的结构与变形 三、教学难点：活塞变形特征及相关措施 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：4课时 七、教学过程： 一、活塞

功用：随气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转，与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。

1、工作条件与要求：

高温、散热条件差；顶部工作温度高达600～700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3～5MPa（汽油机）的压力，使之变形，破坏配合联结。 活塞应具备的特点：

A、刚度和强度应足够大，传力可靠 B、导热性能好，耐高压、高温、磨损 C、质量较小，尽可能减少往复惯性力 材料：铝合金材料基本上满足上面的要求，因此，活塞一般采用高强度铝合金，但在一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。 2、结构 活塞可分为三部分：头部、环槽部和裙部 平顶活塞 凸顶活塞 （1）、头部 凹顶活塞 成型顶活塞 气门让坑 （2）、活塞环槽：一般2～3道环槽，上面1～2道气环，密封；最下面一道油环 全裙式活塞 （3）、活塞裙部 拖板式活塞 3、活塞变形特征及相关措施 特征 原因 措施 活塞与气缸间的配合间活塞工作温度高于气缸活塞裙部开横向绝热槽，隙缩小 铝合金热膨胀系数 纵向开膨胀槽，拖板式活塞、嵌铸“恒范钢片” 沿活塞轴向，从上到下膨温度上高下低，壁厚上厚预先做成阶梯形、锥形 胀量由大变小 下薄 活塞裙部沿圆周方向趁座孔处金属堆积较厚，垂预告做成椭圆形 向椭圆形 直于座孔轴线

4、活塞安装注意事项

活塞顶部刻有方向标记，不允许装反；活塞与气缸之间安装应对号入座，不允许装错。 二、活塞环

作用：用来密封活塞与缸壁之间的间隙，防止窜气，同时使活塞往复运动更圆滑。1、活塞环的工作条件 高温、高压、高速、润滑困难、化学腐蚀严重 2、气环 作用： 密封（主要） 导热 （1）、密封特性 第一、二密封面必须贴合严密，才能实现密封。开口端隙一般0.25～0.8mm，第一道气环温度最高，其端隙也最大。端隙过大，漏气严重，端隙过小，受热膨胀后可能卡死甚至折断。柴油机大于汽油机。 （2）、活塞环的装配间隙 端隙：又称开口间隙 侧隙：又称边隙，油环侧隙较小，组合式油环没有侧隙 背隙：环的背面与环槽底部之间的间隙，油环的背隙比较大。 （3）、气环的切口形状 直角形 工艺性好，密封性差 阶梯形 工艺性差，密封性好 斜切口 介于以上二种之间 带销钉槽的环切口 防止活塞环转动 （4）、气环的断面形状 矩形环：结构简单，导热效果好，“泵油” 锥形环：锥角一般为30’—60’，有利于磨合和密封，上行布油、下行刮油，导热性较差，用于二、三道环。

扭曲环：应力分布不对称，环体发生微量扭曲变形，环的边缘与环槽上下端面接触，防止泵油，增加密封性，刮油。

梯形环：侧隙、背隙发生变化。 桶形环：上、下行均能形成楔形油膜 3、油环：

作用：刮除气缸壁上多余的润滑油，并在气缸壁上形成一层均匀的油膜。 分类：普通油环、组成式油环 三、活塞销 作用：连接活塞和连杆，并将活塞承受的力传给连杆或相反。 工作条件：高温、很大的周期性冲击负荷、润滑条件差。 要求：足够的刚度、强度、耐磨性、质量小。 结构： 常用、质量大、容易加工 质量小，弯矩在中部最大，不易弯曲，加工难度大 材料：低碳钢或低碳合金钢，外表面渗碳淬硬，精磨，抛光 四、连杆 连杆组包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承 作用：将活塞承受的和传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。 工作条件：随活塞销传来的气体作用力和活塞往复运动的惯性力，连杆摆产生惯性力矩，使得连杆承受一定的弯矩，力和力矩的大小和方向都是周期性变化的，因此连杆受到压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。 （一）、连杆体与连杆盖 1、基本结构 包括：小头、杆身和大头 （1）、小头：小头的结构取决于活塞销的尺寸及其与连杆小头的连接方式。 连杆小头与活塞销的连接方式有两种：全浮式和半浮式 ①全浮式：活塞销与连杆小头孔和活塞销孔有适量的配合间隙，活塞销可以自由转动，保证活塞销沿圆周磨损均匀，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挡圈。

小头孔内以一定的过盈压入减摩青铜衬套或钢背加青铜镀层的双金属衬套，以减小磨损。

润滑方式：飞溅润滑；压力润滑

②半浮式：活塞销与连杆小头之间采用过盈配合，不发生相对转动，活塞销与活塞销孔采用间隙配合，可以转动。

小头孔不装衬套，销孔中也不装活塞销挡圈。

在连杆小头设有凸起，用来调整连杆质量或改变连杆重心。 （2）、杆身：工字形，刚度大，质量轻，适于模锻。 （3）、大头：连接曲轴的连杆轴颈。分开式：连杆盖、螺栓 剖切面形式：平切口、斜切口

定位方式：连杆螺栓定位，锯齿形，套筒（或销）、止口定位 2、V型发动机连杆的构造： 并列式、主副连杆式、叉形连杆式 （二）、连杆轴承 1、常用材料：

白合金：又叫巴氏合金，锡＋锑、铜，耐磨性好，硬度、强度低，耐热性不高； 铜铅合金：30％铅＋70％铜，承载能力大，抗疲劳强度高，耐热性好，磨合性和耐腐蚀性差，镀软金属；

铝基合金：铝镁合金、低锡铝合金、高锡铝合金 2、轴瓦的结构

采用剖分成两半的滑动轴承，在1～3mm厚的钢背内圆柱面浇铸0.3～0.7mm厚的减磨合金层。 轴瓦在自由状态下的曲率半径略大于孔座的半径，背面具有高的表面粗糙度，保证足够的张紧力紧贴座孔。

轴瓦上制有定位唇，座孔上有定位槽，准确定位。

第四节 曲轴飞轮组

一、教学目的： 1、熟悉曲轴的结构 2、理解发动机工作循环表 3、了解飞轮的作用

4、掌握曲柄连杆机构的装配与调整 二、教学重点：曲柄连杆机构的的结构 三、教学难点：发动机工作循环表 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：2课时 七、教学过程： 曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮及其它零件组成。 一、曲轴 作用：把活塞连杆组传来的气体作用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及其它辅助装置。 （一）、曲轴的结构 曲轴基本上由若干个单元曲拐及前端轴、后端组成。 按单元曲拐连接方法的不同，曲轴分为整体式和组合式两类。 1、曲拐：一个曲柄销，左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成。 单缸：只有一个曲拐 多缸：直列，同气缸数；V型气缸数的一半 （1）、连杆轴颈（曲柄销）：连接大头 （2）、主轴颈：曲轴的支承部分 支承方式 全支承 非全支承 （3）、曲柄和平衡重 曲柄：连接主轴颈与连杆轴颈 平衡重：平衡连杆大头、连杆轴颈和曲柄产生的离心力及力矩，与曲轴制成一体或单独的平衡重块

2、曲拐的布置与发动机工作循环表 （1）、一般规律，遵循的原则：

①各缸的候作功间隔角均衡，四冲程直列发动机720/i

②连续作功的两个气缸应尽量远一些 ③V型发动机两列气缸应交替作功 ④曲拐布置应尽可能对称、均衡

（2）、常见的多缸发动机曲拐布置与工作循环表 ①直列4缸：同一平面，1800，1-3-4-2、1-2-4-3 ②四冲程直列6缸：1200，三个平面 1-5-3-6-2-4 ③四冲程V型8缸发动机：900，两个平面或一个平面 3、前端轴与曲轴后端

前端轴上安装有正时齿轮、风扇、水泵的皮带轮、扭转减振器以及起动爪。 后端采用凸缘盘结构，安装飞轮。 前后端的密封：复合式防漏结构 4、曲轴的轴向定位 止推片或翻边轴瓦 （二）、主轴承

俗称大瓦，只在上轴瓦上开油槽，装配时两片不能装错。 二、飞轮

作用：①储存能量；②使曲轴均匀旋转；③克服短时间的超负荷；④起动发动机；⑤校准点火时刻或喷油正时；⑥离合器的驱动件

灰铸铁铸造，外厚内薄，外圈上有一个齿圈，刻有第一缸点火正时记号。 八、参考资料： 4、 夏令伟.《汽车电控发动机构造与维修》 .人民交通出版社.2002 5、 曹建国.《汽车维修实用技术》 .重庆大学出版社.2003 九、课后小结 概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容 十、作业

1.试说明曲柄连杆机构的作用、组成和工作条件。

2.为什么大多数气缸要用缸套？试比较干式和湿式缸套的特点。 3.气缸垫有何作用？安装时应注意哪些事项 ? 4.活塞的作用是什么 ? 由哪几部分组成？

5.活塞采用特殊结构的原因是什么？一般活塞的形状有何特点 ? 6.活塞环分为几种，作用如何 ? 7.试述连杆的作用及构造。

8.试述曲轴的作用，曲拐的布置与哪些因素有关？ 9.飞轮的作用是什么？

第三章 配气机构

一、教学目的：

1、了解各配气机构的结构类型、凸轮轴的传动方式及传动比，气门间隙的意义 2、了解配气相们的作用与原理

3、了解可变配气相位和气门升程电子控制装置的作用 4、掌握配气机构的作用与组成

5、掌握配气机构主要机件的作用、类型与结构 二、教学重点：各主要机件的作用与结构 三、教学难点：配气相们的作用与原理 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：8课时

第一节 概述

一、教学目的： 1、掌握配气机构的功用及组成 2、熟悉气门及凸轮轴的布置形式

3、了解凸轮轴的传动方式及多气门发动机配气机构 4、了解气门间隙的意义

二、教学重点：凸轮轴的布置形式 三、教学难点：调整气门间隙 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。

六、课时：2课时 七、教学过程：

作用：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，使新气进入气缸、废气从气缸排出。由气门组成和气门传动组组成。 一、气门的布置形式

1、例置气门式配气机构（淘汰） 2、顶轩气门式配气机构 二、凸轮轴的布置形式

凸轮轴位于曲轴箱内部的朽气机构为凸轮轴下置式配气机构； 凸轮轴位于机体上部的配气机构为凸轮轴中置式配气机机构； 凸轮轴位于气缸盖上部的配气机构为凸轮轴上置式配气机构。 1、凸轮轴下置式配气机构 组成：

气门组：气门、气门座圈 、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座、气门锁夹； 气门传动组：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座、气门间隙调整螺钉等。

驱动：曲轴定时齿轮驱动 特点：离曲轴近，用一对齿轮传动；气门传动零件多，传动链长，整个机构的刚度差，用于低速发动机。 2、凸轮轴中置式配气机构

组成：与下置式相比，减少了推杆或推杆较短 驱动：正时齿轮加惰轮或链传动 特点：消除了下置式的缺点 3、凸轮轴上置式 驱动：链传动或齿形带

特点：运动件少，传动链短，整个机构刚度大，适合于高速发动机。

气门驱动方式：凸轮轴推动液力挺柱，液力挺柱推动摇臂，摇臂再驱动气门；凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂驱动气门。 三、多气门发动机配气机构

1、顶置双凸轮轴发动机 四气门处于主流地位： （1）气门数多提高进排气效率 （2）单个气门小，有利于发动机高速化 （3）可将火花塞布置在燃烧室中心位置

结构特点：四气门发动机配气机构一般采用顶置双凸轮轴式结构 顶置双凸轮轴驱动气门的方式有两种：直接驱动方式、摇臂驱动方式 捷达王5气门发动机 2、V型多气门发动机

V型4气门发动机有两套顶置双凸轮轴气门驱动系统，四根凸轮轴用一副 齿形带来传动。 四、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称为气门间隙。

原因：热胀冷缩。

排气门间隙比进气门间隙大 间隙过小，过大的危害：过小漏气，过大撞击，采用液压挺柱的发动机不需要预留气门间隙。

第二节 配气机构的主要零部件

一、教学目的： 1、了解各种发动机配气机构的组成 2、了解气门组的主要零件 3、了解气门传动组的主要零部件 二、教学重点：气门传动组的主要零部件 三、教学难点：气门传动组的主要零部件 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：4课时

七、教学过程： 一、JV发动机配气机构

二、东风EQ6100-1发动机配气机构 三、气门组主要零件

气门组件包括进、排气门、弹簧座、锁片、油封、气门弹簧、气门座

工作要求：①气门头部与气门座贴合严密；②气门导管对气门杆的往复运动导向良好；③气门弹簧两端面与气门杆中心线相互垂直；④气门能迅速闭合，并能紧压在气门座上。 1、气门：由头部和杆部组成 （1）、气门头部： 平顶：结构简单，受热面积小，进、排气门都适用，广泛 凸顶：受热面积大，中央加厚，排气阻力小，适用于排气门 凹顶：进气阻力小，适用于进气门 （2）、气门锥角：气门锥面与气门顶面之间的夹角，一般为450，进气门用小锥角，排气门用大锥角。 接触带窄，散热差，接触带宽，密封性差 气门与气门座配对研磨，不能互换。 （3）、气门杆部 气门杆部与气门导管的配合间隙应尽可能小，并具有较高的加工精度和耐磨性，以减小热阻，保证良好的导向和密封作用。 气门杆尾端的开关取决于气门弹簧座的固定方式： 锁片式：开环槽 广泛应用 锁销式：钻径向孔 解放CA6102 因为气门要有足够的强度、刚度、耐磨损、耐热不易变形、质量，所以进气门采用合金钢，排气门采用特种耐热合金钢。 2、气门导管

作用：导向，保证气门作直线往复运动，使气门与气门座或气门座圈能正确贴合。并起导热作用。气缸盖及水套耐磨性和导热性较高的材料制作，以过盈方式压入气缸盖或气缸体中，有的加定位卡。采用飞溅润滑，加气门油封，防大量消耗机

油。

3、气门座：气缸盖上与气门锥面相贴合的部位称为气门座 在气缸盖上直接镗削气门座 优质灰铸铁或合金铸铁缸盖 镶入气门座圈 铝合金缸盖 4、气门弹簧

作用：关闭气门并使气门与气门座或气门座圈紧密贴合 变螺距圆柱弹簧、双弹簧、锥形气门弹簧 四、气门传动组主要零部件 包括：凸轮轴及其传动机构、挺柱、推杆和摇臂机构等。 1、凸轮轴 作用：控制气门的开闭及其升程的变化规律，下置凸轮轴式发动机，还依靠凸轮轴驱动汽油泵，机油泵和分电器等。 （1）、凸轮轴的结构：由凸轮和轴颈组成 凸轮轴轴颈：安装支承凸轮轴，数量取决于支承方式 全支承：对应每个缸间设一道轴颈 非全支承：每隔两个（或多个）气缸设置一个轴颈 凸轮轴一般用优质钢模锻而成，并表面高频淬火或渗碳淬火。 （2）、凸轮轴的轴向定位：止推凸缘、轴承盖的两端面 2、挺柱 作用：将凸轮轴旋转时产生的推动力传给推杆或气门，一般用耐磨性好的合金钢或合金铸铁制造。 菌形 装有气门间隙调节螺钉 （1）、普通挺柱 筒形 滚轮式 与凸轮间的摩擦阻力小，中速大功率柴油机用 （2）、液压挺柱 作用：自动补偿气门间隙

优点：①取消了调整气门间隙的零件，使结构大为简化； ②不用调整气门间隙，极大地简化了装配、使用和维修过程；

③消除了由气门间隙引起的冲击和噪声，减轻了气门传动组件之间的摩擦。

液压挺柱的构造：由挺柱体、油缸、柱塞、单向球阀、单向阀弹簧和柱塞回位弹簧组成

（3）、液压挺柱的工作原理：

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，使气门及其传动件相互接触而无间隙。当凸轮顶起挺柱时，挺柱体上移，高压腔内的机油压力升高，使单向阀关闭，机油被封闭在高压腔内。由于机油不能压缩，因此液力的挺柱如同机械挺柱一样向上移动，使气门开启。

为减轻平面挺柱工作面的磨损，挺柱轴线偏离凸轮的对称轴线1～3mm。 3、推杆：将挺柱传来的凸轮推动力传递给摇臂

细长杆件，两端焊有球头和球座，较好的纵向稳定性和较大的刚度。 4、摇臂：将推杆或凸轮传来的力改变方向后传给气门，使其开启。 摇臂组件主要有：摇臂、摇臂轴、支承座、气门间隙调整螺钉等。

第三节 配气相位 一、教学目的： 1、了解配气相位的定义 2、了解配气相位的作用 二、教学重点：配气相位的含义 三、教学难点：配气相位的作用 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：2课时 七、教学过程：

配气相位是指进、排气门的实际开闭时刻，通常用曲轴转角来表示。

活塞上止点排气门关闭压缩进气门打开进气作功排气进气门关闭回转方向排气门打开活塞下止点 配气相位图 一、 进气相位 1、 进气提前角：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度α。 2、 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β。 进气门早开的目的是为了在进气开始时进气门能有较大的开度或较大的进气通断面，以减小进气阻力，使进气顺畅。 进气门晚关则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，不能过大，否则会引起进气倒流现象。 二、排气相位 1、排气提前角：从排气门开启至下止点间曲轴转过的角度γ。 2、排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度δ。

排气门早开的目的是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能以很高的速度自由排出，减小排气行程所消耗的功率。

排气门晚关则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废气量。 三、气门的叠开

定义：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，称为气门重叠。

气门叠开角等于进气提前角与排气迟后角之和。

进气提前角过大，废气可能流入进气歧管，使进气量减少；若排气迟后角过大，则新气可能随同废气一起排出。 八、参考资料：

6、 夏令伟.《汽车电控发动机构造与维修》 .人民交通出版社.2002 7、 曹建国.《汽车维修实用技术》 .重庆大学出版社.2003 九、课后小结

概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容 十、作业

1、配气机构的功用是什么？ 2、气门弹簧起什么作用，为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？ 3、挺柱的类型主要有哪些，液压挺柱有哪些优点？

第四章 汽油机燃料供给系

一、教学目的： 1、掌握汽油机供给系的组成

2、掌握发动机的各种工况对可燃混合气成分的要求 3、掌握汽油泵的结构特点

4、掌握天然气汽车的结构与工作原理 二、教学重点：天然气汽车的结构与工作原理 三、教学难点：天然气汽车的结构与工作原理 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。

六、课时：15课时

第一节 概述

一、教学目的：

1、掌握汽油机燃料供给系的组成 2、掌握汽油机燃料供给系的工作过程 二、教学重点：汽油机燃料供给系的组成 三、教学难点：汽油机燃料供给系的工作过程 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时 七、教学过程：

可燃混合气：按一定比例的汽油与空气均匀混合的混合物。

汽油机燃料供给系的作用：根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，并在燃烧作功后，将废气排入大气。 一、汽油机燃料供给系的组成（传统） （1）、汽油供给装置：汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、输油管 （2）、空气供给装置：空气滤清器 （3）、可燃混合气形成装置：化油器 （4）、可燃混合气供给和废气排出装置：进气歧管、排气歧管、排气消声器 电子控制汽油喷射系统

（1）、进气系统：空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气歧管 （2）、燃油系统：油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、压力调节器、输油管、喷油器

（3）、电控系统：传感器、电控单元（ECU）、执行器 二、汽油机燃料供给系的工作过程

（传统）汽油 油箱 汽油泵 输油管 汽油滤清器 化油器

空气 空气滤清器 排气管 各缸 进气管

电子燃油喷射系统：

汽油 油箱 电动汽油泵 汽油滤清器 压力调节器 输油管 喷油器 进气歧管 空气 空气滤清器 空气流量计 节气门体 气缸 进气总管 进气歧管

第二节 可燃混合气的形成与燃烧过程 一、教学目的：

1、掌握可燃混合气的形成 2、了解可燃混合气的燃烧过程 二、教学重点：可燃混合气的形成 三、教学难点：可燃混合气的燃烧过程 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时 七、教学过程：

一、液体燃料必须蒸发（液化）为气态后才能与空气最大限度地均匀混合。要混合气能在很短的时间内（0.01～0.04s）形成，必须将燃料吹散成极细小的颗粒，即汽油雾化，再将这些细小的汽油颗粒加以蒸发，即实现汽化，最后使汽油蒸气与适量比例的空气均匀混合成可燃混合气。

由于汽油蒸发性好，自燃点高，粘度小，流动性较好 ，因而可以在气缸外部就开始形成可燃混合气。

二、化油器式发动机燃油系统中最重要的部件是化油器，它是实现燃油系统功用，完成可燃混合气配制的主要装置。

1、化油器的功用：在发动机任何转速、任何负荷、任何大气状况下，向发动机供给一定数量且成分符合发动机工况要求的可燃混合气。

2、化油器的基本结构包括：浮子系统、怠速系统、主供油系统、加浓系统、加速系统、起动系统。

3、简单化油器的工作原理：喉管处气压降低，液体从容器中被吸出，调整的空气流将被吸出的液体冲击粉碎，形成雾状。 三、电控汽油喷射系统

1、汽油喷射的基本概念：用喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到气缸或进气歧管中，与进入的空气混合形成可燃混合气。

2、汽油喷射的优点：①提高了发动机的充气效率；②可采用较高的压缩比；③可使发动机燃用稀薄的可燃混合气；④冷起动性和加速性能较好；⑤使发动机在任何工冲下都处于最佳工作状态；⑥使各缸可燃混合气分配更加均匀；⑦可节省燃油并减少废气中的有害成分。 3、车用汽油喷射系统有多种类型 按控制方法分为机械控制式、电子控制式及机电混合控制式 4、电控燃油喷射系统的分类 缸内喷射 喷射压力角 3～5MPa 按喷射部位的不同 进气管喷射（单点喷射） 缸外喷射 0.20～0.35MPa 进气道喷射（多点喷射） 按喷射的连续性：连续喷射式、间歇喷射式 二、燃烧过程 燃烧过程可以分为诱导期、明显燃烧期、补燃期三个阶段。 诱导期：从点火开始到火焰中心形成这段时期。 明显燃烧期：从火焰中心形成到出现最高温度和压力的阶段。 补燃期：在明显燃烧后，仍有少部分未来得及完全燃烧的燃料在膨胀过程中继续燃烧的过程。 点火提前角：从点火开始至上止点间曲轴转过的角度。适当的点火提前角有利于提高发动机的动力性和经济性。

第三节 可燃混合气浓度对发动机工作的影响

一、教学目的：

1、掌握空燃比、过量空气系数的含义 2、了解可燃混合气浓度对发动机的影响 二、教学重点：空燃比、过量空气系数的含义 三、教学难点：可燃混合气浓度对发动机的影响 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时 七、教学过程： 空燃比是单位质量混合气中空气质量与燃油的比值。 混合气中空气质量 < 14.7 浓混合气 R＝ ＝ 14.7 标准混合气 混合气中燃油质量 > 14.7 稀混合气 过量空气系数是指燃烧过程中1Kg燃料实际供给的空气质量与1Kg燃料理论上完全燃烧所需要的空气质量之比。 燃烧过程中实际供给的空气质量 < 1 浓混合气 а＝ ＝ 1 理论混合气 理论上完全燃烧所需要的空气质量 > 1 稀混合气 可燃混合气浓度对发动机动力性、经济性的影响： 1、理论混合气（а＝1） 不能绝对均匀混合，燃烧不是最完全，达不到最大功率，最小油耗 2、稍浓混合气（а＝0.85～0.95） 功率混合气，经济性降低 3、过浓混合气（а<0.88） 空气严重不足，燃烧不完全，动力性，经济性变坏，排污严重 4、稍稀混合 气（а＝1.05～1.15） 经济混合气，发动机功率降低 5、过稀混合气（а>1.15）

热损失大，功率显著减小，油耗明显增加。

第四节 发动机不同工况对混合气的要求

一、教学目的：

1、了解发动机不同工况对混合气的要求 二、教学重点：发动机不同工况对混合气的要求 三、教学难点：发动机不同工况对混合气的要求 四、教学手段： 课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时 七、教学过程： 1、起动工况：多而浓的混合气（а＝0.2～0.6） 2、怠速工况：量少而浓（а＝0.6～0.8） 3、中小负荷工况： 小：稍浓混合气（а＝0.7～0.9） 中：稍稀混合气（а＝0.9～1.1） 4、大负荷、全负荷工况：量多而浓（а=0.85～0.98） 5、加速工况：额外供给一定数量的汽油 第五节 汽油供给装置 一、教学目的： 1、掌握汽油供给装置的结构及作用 二、教学重点：汽油供给装置的结构及作用 三、教学难点：汽油供给装置的结构及作用 四、教学手段： 课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时》1课时 七、教学过程：

由汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、输油管组成。 一、汽油箱 作用：贮存汽油

结构：薄钢板冲压件焊成，焊有加油管，汽油表，出油开关，汽油管，放油螺塞，隔板，带空气阀和蒸气阀的油箱盖。

空气阀作用：油箱内气压降低到预定数值时，阀打开使外界大气进入油箱内。 蒸气阀作用：当汽油蒸发使油箱内气压增大到预定值，阀被顶开，使汽油蒸气泄入大气。

二、汽油滤清器、储油罐 （一）、汽油滤清器

作用：在汽油进入汽油泵前清除其中的杂质和水份，保证汽油泵和化油器的正常工作。有纸质和陶质两种滤芯。 （二）、储油罐

作用：滤去燃油中的水份，并兼有贮液和再次滤清的作用。 三 、汽油泵

作用：将汽油从油箱中吸出，经管路和汽油滤清器，送到化油器中。 分为：电动汽油泵和机械驱动膜片式汽油泵

电动汽油泵由限压阀、滚子汽油泵、电动机、单向止回阀、进油口、进油滤网等组成。

工作原理：接通点火开关，电动机立即运转，带动滚子汽油泵泵油，将进油腔内的汽油吸入油泵内，加压后送往出油腔，使腔内油压升高，顶开单向止回阀向外部油路系统供油。当出油腔内的油压超过限压阀的限定压力时，限压阀自动开启，出油腔的汽油流回进油腔。

第六节 空气供给装置

一、教学目的：

1、掌握空气供给装置的结构及作用 二、教学重点：空气供给装置的结构及作用 三、教学难点：空气供给装置的结构及作用 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。

六、课时：1课时 七、教学过程：

作用：在空气进入化油器前，清除其中的尘土和沙粒，以减少气缸、活塞、活塞环的磨损。

按照滤清方式分为：惯性式、过滤式和综合式。

干式纸质空气滤清器主要由外壳、上盖、滤芯总成、上下密封垫、拉紧螺杆等组成。

第七节 混合气形成装置（主讲天然气）

一、教学目的：

1、了解化油器式混合气形成装置 2、了解汽油直喷式发动机控制系统 3、掌握天然气汽车基本原理与布置 二、教学重点：天然气汽车的基本原理 三、教学难点：天然气汽车的基本原理 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：8课时 七、教学过程：

一、化油器式混合气形成装置

作用：根据发动机的工作需要配制出一定数量和浓度的可燃混合气，并供入气缸。 包括主供油、怠速、加浓、起动等主要工作装置。 二、汽油喷射式汽油燃料供给系

概念：汽油喷射是用喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到气缸或进气歧管中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。

基本组成：汽油泵、汽油滤清器、输油管路、油压调节器、喷油器、回油管组成。 优点：①提高了发动机的充气效率；②可采用较高的压缩比；③可使发动机燃用稀薄的可燃混合气；④冷起动性和加速性能较好；⑤使发动机在任何工冲下都处于最佳工作状态；⑥使各缸可燃混合气分配更加均匀；⑦可节省燃油并减少废气

中的有害成分。 三、天然气汽车

1、天然气：由多种烃物质和少量的其他成分组成的混合气体，其主要成分是甲烷。

2、天然气的特点：

（1）、密度：通常状态下，甲烷是一种非常轻的气态物质。常温常压下，甲烷的密度只相当于空气的55％，天然气的密度约相当于空气的60％，由于天然气的密度远远小于空气，当气体一旦泄露时，将向上移动，扩散到空气中。基于这一点，天然气的安全性优于汽油等大多燃料。 （2）、状态、沸点 在常温常压下，天然气是一种气态物质，当温度达到-1620和低于此温度时，天然气将转变成液态，以液态形式存在。由于沸点非常低天然气是难于液化的，储存也非常困难，一般以气态储存。 （3）、颜色、味道和毒性 在原始状态下，天然气是没有颜色、味道和毒性的物质。基于安全的原因，在生产过程中加入了具有独特臭味的加臭剂，以便于检测泄露。 （4）、起燃方式 天然气自燃温度比汽油高，因而天然气不宜于压燃，而宜于用外火源点燃。同时由于其辛烷值远高于汽油，所以它又适于在较高的压缩比下点燃。既可以用电火花点燃，也可用在柴油/天然气双燃料汽车上用压燃的方式引燃。 3、压缩天然气 压缩天然气一般指经多级加压到20MPa左右，可供车辆发动机作为燃料使用的气态天然气。 液化天然气汽车（LNG） 4、天然气汽车 压缩天然气汽车（CNG） 吸附天然气汽车（ANG） 压缩天然气汽车是指以经多级加压压缩到20MPa左右，并储存在车载高压气瓶中的气态天然气作为燃料的汽车。 5、CNG汽车与汽油机相比主要的优点

①减少空气污染，有害气体大幅度减少；

②天然气净化处理标准高，预防了汽车许多故障，“三脱”：水分、轻烃、硫化氢；

③比汽油汽车更安全：燃点高，密度低，爆炸极限范围宽；

④天然气辛烷值高达110以上，抗爆性能好，发动机热效高，噪音小。气态方式进入气缸，容易混合，容易起动； ⑤发动机燃烧室，火花塞很少结炭； ⑥天然气价格低，降低燃油成本；

⑦操作方便，油气转换只需一个切换开关。 6、国产压缩天然气装置介绍 以国产CYTZ-100型为主进行介绍： ①压缩天然气钢瓶

国产钢瓶外形尺寸为ф219-273mm，重量每只60Kg左右，水容积50公升左右，工作压力20MPa，材料30CrMo。强度水压试验为公称压力1.5倍，屈服压力不小于水压试验压力的1.3倍。爆破压力不小于水压试验压力的1.8倍，破裂时应保持一体，无碎片，批量生产要任选一只作火烧及爆炸冲击特种试验。试验方法14项，检验规则13项，确保万无一失。

②充气阀：作为压缩气站和车用气瓶组的充气接口，充气完毕后可防止空气中粉尘或杂物进入天然气管路。

充气插孔采用ф12的孔径，阀门通径为ф5，设计为三通形式。在直通出气孔方向安装对称数量的钢瓶，实践证明选用ф6×1的无缝不锈钢管，对称均衡充气能够克服充气减压节流造成的冰堵现象。水容积50升的气瓶，1分半钟能够充满20MPa。 ③主气阀（高压气阀）：当发动机停止或熄灭时用来关闭高压天然气源。主气阀是系统安全可靠的关键部件，要求能够做到快速“开”和“关”。国内外有关标准都规定车用燃气系统必须设置手动阀，手动阀应选用气瓶阀或球阀。 ④过滤器：能够把压缩天然气中常有的固体杂质过滤掉，以免减压器的阀口部分受杂质冲击而损害，造成密封不严，使输出压力上升。由于车用压缩天然气压力高，气体中微小的杂质均易造成高压减压器的损坏。

⑤压力显示器：由于压力表能够做到定性和定量显示，因此压力表是系统中必须配置的仪表，它对驾驶员的安全节能操作有重要指导意义。

a、高压表的功能：监视气瓶内天然气压力，指示充装和车辆运行时燃气贮量，指示百车公里或某路段燃料耗量，促使驾驶员对路况、车况、车载、燃料充装、气温及管线泄漏等因素变化时对燃气耗量的掌握，进而搞好安全节能运行操作。 b、低压表的功能：监视高压减压器的工作状态是否正常或稳定（0.4～0.7MPa）。 ⑥减压器：把20MPa的高压天然气减为0-1.2KPa，利用发动机循环水对其加热，能够克服减压节流时产生的低温冷冻现象。减压器是将天然气压力由高压变成低压，随发动机工况变化向混合器提供足够燃气的关键部件。

它应具备以下功能：（1）减压功能；（2）流量调节功能；（3）加热燃气的功能。

⑦混合器：能够在任何工况下始终向发动机提供最佳空燃比的空气和天然气，是将天然气和空气混合的装置。 7、压缩天然气汽车专用装置的安装

现在已有机械工业部发布的关于《压缩天然气汽车专用装置和安装要求》的汽车行业标准。本章主要学习公共交通总公司的两个企业标准《在用汽油车装天然气技术条件》、《在用汽油车改装压缩天然气汽车工艺规程》。 （一）、技术要求

①发动机在各转速下运转平稳，不得有异响，突然加速时不得有突爆声，化油器及消声器不得有“回火”、“放炮”现象，机油压力正常，点火系统性能良好。②各缸压缩压力应符合原设计规定，其压力差不超过各缸平均压力8％。 ③发动机的动力性能不得低于原设计标准值的90％。

④车架不得有变形、锈蚀、弯曲、开裂。螺栓、铆钉不得减少、松动，前后桥不得有变形、裂纹。 （二）、CNG装置和安装 （1）、零部件要求

①外购的零部件必须严格按审定的设计图纸及技术文件要求制造。

②CNG汽车专用零部件工作环境温度：发动机罩内安装的部件为-40～1210C，其它部件安装的部件为-40～82.20C。

（2）、专用装置的安装

①所有专用装置应安装牢固，不得因震动、颠簸而松动，脱落，安装、维修方便。②专用装置安装应充分考虑车辆承载体的强度，对强度较弱的安装部件应有加强措施，不允许采用导致降低车辆承载强度和刚度的安装方法，不得将专用装置作为承载件使用。

③在燃料控制上，CNG汽车应设有当发动机停止转动时，即燃料开关打开，也能自动切断天然气供给的功能。 （3）、储气系统

①充气装置应设置单向阀或截止阀，充气接头采用ф12mm的插销式结构。 ②充气装置应安装在有适当防护和易于操作的位置，充气口距车辆外轮廓边缘应不少于50mm。 （4）、天然气储气瓶

①天然气储气瓶应有产品合格证和质量检验证明书。 ②储气瓶安装应保证车辆在空载和满载状态下转向桥负荷分别不小于该车整备质量和允许总质量的20％。 ③储气瓶安装应布置合理，排列整齐，储气瓶安装后不得超出车辆的外轮廓连边缘，与排气管的距离不少于200mm。汽车的通过性能应符合原车设计。 ④储气瓶安装牢固，储气瓶与固定座之间垫厚度不小于2mm的橡胶垫。储气瓶安装紧固后，上、下、前、后、左、右应能承载8倍于充满额定工作压力天然气的储气瓶重力的力。储气瓶与固定座不得有相对位移，汽车在行驶中，各联接件及卡箍，不得有松动、断裂。

⑤驾驶室及载人车箱内不得安装储气瓶，车用储气瓶应随车逐瓶建立档案。 （5）、高压管线及高压接头

①高压管线必须采用不锈钢无缝钢管和其它车用高压天然气专用管线，爆破压力应不小于70MPa，高压接头应采用卡套式接头。

②刚性高压管线应排列整齐，布置合理，不得与相邻部件碰撞与摩擦，管线固定卡距不应大于600mm。如管线与相邻部件接触或穿越板孔，应采用橡胶衬垫保护。两个部件之间的管线应采用如盘管或U形弯管等能消除热胀冷缩影响的措施，管线中心曲率半径应不小于30mm。

③高压管卡套应与高压管及各部件接头配套，在安装时应进行预紧，止套前端面与高压管端留有4mm长度。压制卡套时，卡套工作面上允许有划伤痕迹。 ④高压管线及接头与发动机排气管距离应不少于75mm，当距离在75-200mm时，应设置可靠固定的隔热装置，与传动轴距离不少于75mm。 （6）、气压显示装置

气压显示装置为压力显示和其它气量显示，压力表量程应为公称压力的1.5-2倍。其它气量显示宜采用压力传感器及气量显示器。高压表应安装在易于观察的位置，但不得直接安装在驾驶室内，当安装在裸露的位置时，应安装压力表保护罩。气量显示器应安装在驾驶室内，驾驶员易于观察的位置。 （7）、手动截止阀

储气瓶至减压调节器之间应设置手动截止阀，启动范围应为0.25～1.5圈，并清楚地标明“开”和“关”的方向。手动截止阀的位置应装在易于操作处，阀体不得安装在驾驶室内。 （8）天然气过滤器

天然气过滤器应安装在储气瓶和减压调节器之间，易于维修。 （9）、减压调节器 ①减压调节器宜安装在靠近化油器和震动较小的位置，不宜直接安装在发动机上，减压调节器与发动机采用专用橡胶管联接。

②减压调节器应设加热防冻措施，一般采用发动机循环水加热。其安装高度应低于水箱顶部，各部水管联接不得漏水，循环水加热装置必须设置放水开关，其安装位置必须低于循环系统的最低水位，以保证减压器的循环水能及时放尽。 ③减压调节器的规格必须与发动机相匹配，其供气能力应能随发动机节气门的开度变化而变化，过渡圆滑，不得有突然加大和减少供气量现象。 （10）、混合器 ①混合器形式和结构应与减压调节器相配，当采用膜片式结构时，应设置回火泄压装置。

②混合器应安装牢固，不得有窜漏现象，混合器与减压调节器之间应有可调节天然气气量的动力阀。

③所有软管应安装牢固，车辆行驶时不得与相邻部件摩擦，软管与发动机排气管

距离应大于100mm。 （11）、燃料转换系统

燃料转换系统开关应有明显标志，能分别控制供油、供气和油气全闭三种状态。 （12）、天然气截止阀与汽油截止阀

①天然气截止阀与汽油截止阀应采用电磁阀，其操作应由燃气转换开关统一控制，当电流被切断时，阀应处在“关闭”位置。 ②汽油管及电磁阀与发动机排气管距离应大于100mm。 八、参考资料：

夏令伟.《汽车电控发动机构造与维修》 .人民交通出版社.2002 曹建国.《汽车维修实用技术》 .重庆大学出版社.2003 九、课后小结

概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容 十、作业

1、简述汽油机供给系统的组成及作用？ 2、简述机械式汽油泵的工作原理？

第五章 柴油机燃料供给系

一、教学目的：

1、了解柴油机燃料供给系统的组成及作用。 2、区分柴油机与汽油机燃料供给系统的不同之处。 二、教学重点：柴油机燃料供给系统的组成及作用 三、教学难点：柴油机燃料供给系统的组成及作用 四、教学手段：

1、课堂教学：结合模型、实物、挂图、多媒体课件. 2、实践操作：在实习老师指导下独立操作。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：4课时

第一节 概述

一、教学目的：

1、掌握柴油燃料供给系的作用与组成 二、教学重点：柴油燃料供给系的作用与组成 三、教学难点：柴油燃料供给系的作用与组成 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：0.5课时 七、教学过程： 柴油的特性：与汽油相比，柴油粘度大，蒸发性差，不可能通过化油器在气缸外部与空气形成均匀的混合气，故采用高压喷射。 一、柴油机燃料供给系的作用与组成 1、作用：贮存、滤清柴油，并按柴油机不同的工况要求，以规定的工作顺序，定时、定量、定压并以一定的喷油质量将柴油喷入燃烧室，使其与空气迅速混合并燃烧，最后将燃烧后的废气排入大气。 2、组成：燃油供给装置、空气供给装置、混合气形成装置及废气排出装置。 （1）、燃油供给装置：由柴油箱、输油泵、低压油管、柴油滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器和回油管组成。 （2）、空气供给装置：由空气滤清器、进气管和气缸盖内的进气道组成。 （3）、混合气形成装置：由燃烧室组成 （4）、废气排出装置：由气缸盖内的排气道、排气管及排气消声器组成。 二、柴油机燃料供给系工作原理 滤清器 高压油管 输油泵 喷油泵 喷油器 喷油孔 燃烧室 0.15～0.3MPa 10MPa 过量 回油管

第二节 柴油机混合气的形成和燃烧室

一、教学目的：

1、掌握柴油机混合气的形成 二、教学重点：柴油机混合气的形成 三、教学难点：柴油机混合气的形成 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：0.5课时 七、教学过程： 一、可燃混合气的形成与燃烧 1、柴油机在进气行程中进入气缸的是纯空气，在压缩行程接近终了时，将柴油喷入气缸，混合气随即在燃烧室内形成，在高温、高压条件下，柴油自行着火燃烧，故混合气形成时间极短，而且存在喷油、蒸发、混合和燃烧重叠进行的过程。 2、当曲轴转到上止点前O点位置时，喷油泵开始供油，当曲轴转到稍后一些的A点位置时，开始喷油，O点到上止点之间所对应的曲轴转角称为供油提前角。 3、根据气缸中压力和温度的变化特点，可将混合气的形成与燃烧过程按曲轴转角划分为四个阶段： （1）、滞燃期 （2）、速燃期 （3）、缓燃期 （4）、后燃期 选用十六烷值较高的柴油 改善混合气形成条件 采用较高的压缩比 喷油器有足够的压力 在燃烧室内形成强烈的空气运动 二、燃烧室

1、柴油机混合气的形成和燃烧均在燃烧室中进行，燃烧室的结构直接影响混合气的形成与燃烧。

对燃烧室的要求：配合喷油形成良好均匀的混合气，改善燃烧；结构要紧凑，以

减小散热损失，提高热效率。 ω形 统一式燃烧室 球形 U形 2、燃烧室的种类： 涡流室

分隔式燃烧室 预燃室

第三节 喷油器 一、教学目的： 了解喷油器的作用、结构和工作原理 二、教学重点：喷油器的作用、结构 三、教学难点：喷油器的作用、结构 四、教学手段： 课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：0.5课时 七、教学过程： 1、喷油器的作用：将喷油泵供给的高压油以一定的压力、速度和方向喷入燃烧室，使喷入燃烧室的燃油雾化成细粒并适当地分布在燃烧室中，以利于混合气的形成和燃烧。 2、对喷油器的要求：①具有一定的喷射压力和射程，以及合理的喷注锥角； ②能迅速地切断燃油的供给，不发生滴漏现象。 3、喷油器分为开式和闭式 孔式 （用于直喷式燃烧室上） 轴针式 （分隔式燃烧室上） 4、喷油器的结构 由针阀、针阀体、顶杆、调压弹簧、调压螺钉及喷油器体等零体组成。 5、孔式喷油器的工作原理

柴油机工作时，来自喷油泵的高压柴油经喷油器体与针阀体中的油孔道进入针阀中部周围的环状空间——高压油腔。油压作用在针阀的锥形承压环带上形成一个向上的轴向推力，此推力克服调压弹簧的预压力及针阀偶件之间的摩擦力使针阀向上移动，针阀下端锥面离开针阀锥形环带，打开喷孔，高压柴油喷入燃烧室中。

喷油泵停止供油时，高压油路内压力迅速下降，针阀在调压弹簧作用下及时回位，将喷孔关闭。 6、轴针式喷油器

特点：针阀下端的密封锥面以下延伸出一个轴针，其形状可以是锥形和圆柱形。轴针伸出喷孔外，使喷孔成圆柱状的狭缝（0.005～0.25mm）。喷油时喷注将呈空心的锥状或柱形。

喷油压力为10～14MPa，能清除喷孔中的积炭和杂物，适用于对喷雾要求不高的涡流室式燃烧室和预燃室式燃烧室。

第六章 润滑系

一、教学目的： 1、了解润滑系的功用； 2、掌握润滑的方式； 3、了解润滑系的组成； 二、教学重点：润滑系的组成 三、教学难点：润滑系油路 四、教学手段：

1、课堂教学：结合模型、实物、挂图、多媒体课件. 2、实践操作：在实习老师指导下独立操作。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：5.5课时

第一节 概述，作用，组成

一、教学目的： 1、掌握发动机的润滑方式 2、掌握发动机润滑系的组成 二、教学重点：发动机润滑系的组成 三、教学难点：发动机润滑系的组成 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时 七、教学过程： 一、润滑系的功用

（1）润滑作用：润滑运动零件表面，减小磨擦阻力和磨损，减小发动机的功率消耗。

（2）清洗作用：机油在润滑系内不断循环，清洗摩擦表面，带走磨屑和其它异物。

（3）冷却作用：机油在润滑系内循环还可带走摩擦产生的热量，起冷却作用。

（4）密封作用：在运动零件之间形成油膜（如活塞与气缸）以提高它们的密封性有利于防止漏气漏油。

（5）防锈蚀作用：在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈。

（6）液压作用：润滑油还可用作液压油，如在液压挺柱内起液压作用。 （7）减振作用：在运动零件表面形成油膜，可以吸收冲击并减小振动，起减振缓冲作用。 二、润滑方式

由于发动机各运动零件的工作条件不同，对润滑强度的要求也就不同，因而要采取不同的润滑方式。

（1）压力润滑：利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。例如曲轴主轴承，连杆轴承及凸轮轴承等处的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机油送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。这种润滑方式称为压力润滑。

（2）飞溅润滑：利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。这种润滑方式可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁，相对滑动速度较小的活塞销，配气机构的凸轮 ，挺柱得到润滑。 三、润滑系的组成

1、机油贮存装置：油底壳；

2、建立油压装置：机油泵；

3、机油引导、输送、分配装置：部分油管和发动机机体上加工出的油道组成； 4、机油滤清器：机油集滤器、机油粗滤器和机油细滤器； 5、安全和限压装置：限压阀、旁通阀组成； 6、机油冷却装置：机油散热器

7、检查润滑系工作的装置：机油压力表或机油压力指示灯，机油温度表、机油标尺。

第二节 润滑系油路 一、教学目的： 掌握发动机的润滑油路

二、教学重点：发动机润滑系油路 三、教学难点：发动机润滑系油路 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。 五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1课时 七、教学过程：

缸体主油道的机油分二路，一路通过五条并联的横向油道分别流向曲轴各主轴颈，再通过曲轴中的斜油道流向连杆轴颈，润滑主轴颈和连杆轴颈；另一路通过气缸盖上的纵向油道去润滑项置式凸轮轴和摇臂轴。在主油道中还装有压力传感器，并通过导线与驾驶室中的机油压力表连接，以显示工作状态时润滑系中的机油压力。

第三节 润滑系的主要零部件

一、教学目的：

了解发动机润滑系的主要零部件

二、教学重点：发动机润滑系的主要零部件 三、教学难点：发动机润滑系的主要零部件 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：3课时 七、教学过程：

润滑系的主要组成机件有机油泵、机油集滤器和机油粗、细滤清器、机油散热器以及机油压力表和传感器等。 （1） 机油泵

功用：提高机油压力，保证机油在润滑系统内不断循环，目前发动机润滑系中广泛采用的是外啮 合齿轮式机油泵和内啮合转子式机油泵两种。 齿轮式机油泵

齿轮式机油泵由主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、壳体等组成，两个齿数相同的齿轮相互啮合，装在壳体内，齿轮与壳体的径向和端面间隙很小。主动轴与主动齿轮键连接，从动齿轮空套在从动轴上。 工作时，主动齿轮带动从动齿轮反向旋转。两齿轮旋转时，充满在齿轮齿槽间的机油沿油泵壳壁由进油腔带到出油腔，在进油腔一侧由于齿轮脱开啮合以及机油被不断带出而产生真空，使油底壳内的机油在大气压力作用下经集滤器进入进油腔，而在出油腔一侧由于齿轮进入啮合和机油被 不断带入而产生挤压作用，机油以一定压力被泵出。 齿轮式机油泵结构简单，机械加工方便，工作可靠，使用寿命长，应用较广泛。 转子式机油泵 转子式机油泵由壳体、内转子、外转子和泵盖等组成。内转子用键或销子固定在转子轴上，由曲轴齿轮直接或间接驱动，内转子和外转子中心的偏心距为 e，内转子带动外转子一起沿同一方向转动。内转子有4个凸齿，外转子有5个凹齿，这样内、外转子同向不同步的旋转。转子齿形齿廓设计得使转子转到任何角度时，内、外转子每个齿的齿形廓线上总能互相成点接触。这样内、外转子间形成 4 个工作腔，随着转子的转动，这 4 个工作腔的容积是不断变化的。在进油道的一侧空腔，由于转子脱开啮合，容积逐渐增大，产生真空，机油被吸入，转子继续旋转，机油被带到出油道的一侧，这时，转子正好进入啮合，使这一空腔容积减小，油压升高，机油从齿间挤出并经出油道压送出去。这样，随着转子的不断旋转，机油就不断地被吸入和压出。转子式机油泵结构紧凑，外形尺寸小，重量轻，

吸油真空度较大，泵油量大，供油均匀性好，成本低，在中、小型发动机上应用广泛。

（2） 机油滤清器

发动机工作时，金属磨屑和大气中的尘埃以及燃料燃烧不完全所产生的炭粒会渗入机油中，机油本身也因受热氧化而产生胶状沉淀物，机油中含有这些杂质。如果把这样的脏机油直接送到运动零件表面，机油中的机械杂质就会成为磨料，加速零件的磨损，并且引起油道堵塞及活塞环、气门等零件胶结。因此必须在润滑系中设有机油滤清器，使循环流动的机油在送往运动零件表面之前得到净化处理。保证摩擦表面的良好润滑，延长其使用寿命。 一般润滑系中装有几个不同滤清能力的滤清器，集滤器、粗滤器和细滤器，分别串联和并联在主 油道中。与主油道串联的滤清器称为全流式滤清器，一般为粗滤器；与主油道并联的滤清器称为分流式滤清器，一般为细滤器，过油量约为 10～30％。 集滤器

集滤器是具有金属网的滤清器，安装于机油泵进油管上，其作用是防止较大的机械杂质进入机油泵。 浮式集滤器飘浮于机油表面吸油，能吸入油面上较清洁的机油，但油面上的泡沫易被吸入，使机油压力降低，润滑欠可靠，目前应用不多。固定式集滤器淹没在油面之下，吸入的机油清洁度较差，但可防止泡沫吸入，润滑可靠，结构简单，逐步取代浮式集滤器。 粗滤器

粗滤器用于滤去机油中粒度较大的杂质，机油流动阻力小，它通常串联在机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器。粗滤器是过滤式滤清器，其工作原理是利用机油通过细小的孔眼或缝隙时，将大于孔眼或缝隙的杂质留在滤芯的外部。根据滤芯的不同，有各种不同的结构形式。传统的粗滤器多采用金属片缝隙式和绕线式，现多采用纸质式和锯末式。 细滤器

机油细滤器用以清除细小的杂质，这种滤清器对机油的流动阻力大，故多做成分流式，它与主油道并联，只有少量的机油通过它滤清后又回到油底壳。细滤

器有过滤式和离心式两种，过滤式机油细滤器存在着滤清能力与通过能力的矛盾。为此多数发动机采用离心式细滤器。 （3）机油散热器和冷却器

机油散热器：一般安装在冷却水散热器的前面，与主油道并联。机油泵工作时，一方面将机油供给主油道，另一方面经限压阀、机油散热器开关，进油管进入机油散热器内，冷却后从出油管流回机油盘，如此循环流动

机油冷却器：置于冷却水路中，利用冷却水的温度来控制润滑油的温度。当润滑油温度高时，靠冷却水降温，发动机起动时，则从冷却水吸收热量使润滑油迅速提高温度。机油冷却器由铝合金铸成的壳体、前盖、后盖和铜芯管组成。为了加强冷却，管外又套装了散热片。冷却水在管外流动，润滑油在管内流动，两者进行热量交换。也有使油在管外流动，而水在管内流动的结构。 （4）阀门

在润滑系中都设有几个限压阀和旁通阀，以确保润滑系正常工作。

限压阀：限压阀用以限制润滑系中机油的最高压力。发动机工作时，机油泵的泵油压力是随发动机转速增加而增高的，并且当润滑系中油路淤塞、轴承间隙过小或使用的机油粘度过大时，也将使供油压力增高。因此，在润滑系机油泵和主油道中设有限压阀，限制机油最高压力，以确保安全。

当机油泵和主油道上机油压力超过预定的压力时，克服限压阀弹簧作用力，顶开阀门，一部分机油从侧面通道流入油底壳内，使油道内的油压下降至设定的正常值后，阀门关闭。

旁通阀：用以保证润滑系内油路畅通，当机油滤清器堵塞时，机油通过并联在其上的旁通阀直接进入润滑系的主油道，防止主油道断油。旁通阀与限压阀的结构基本相同，只是其安装位置、控制 压力，溢流方向不同，通常旁通阀弹簧刚度要比限压阀弹簧刚度小得多。 （5）油尺和机油压力表

油尺是用来检查油底壳内油量和油面高低的。它是一片金属杆，下端制成扁平，并有刻线。机油油面必须处于油尺上下刻线之间。

机油压力表用以指示发动机工作时润滑系中机油压力的大小，一般都采用电热式机油压力表，它由油压表和传感器组成，中间用导线连接。传感器装在粗滤

器或主油道上，它把感受到的机油压力传给油压表。油压表装在驾驶室内仪表板上，显示机油压力的大小值。

第四节 曲轴箱通风装置

一、教学目的： 了解曲轴箱通风的方式

二、教学重点：曲轴箱通风的方式 三、教学难点：曲轴箱通风的方式 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：0.5课时 七、教学过程：

发动机工作时，一部分可燃混合气和废气经活塞环泄漏到曲轴箱内。泄漏到曲轴箱内的汽油蒸汽凝结后，将使润滑油变稀。同时，废气的高温和废气中的酸性物质及水蒸汽将侵蚀零件，并使润滑油性能变坏。另外，由于混合气和废气进入曲轴箱，使曲轴箱内的压力增大，温度升高，易使机油从油封、衬垫等处向外渗漏。为此，一般汽车发动机都有曲轴箱通风装置，以便及时将进入曲轴箱内的混合气和废气抽出，使新鲜气体进入曲轴箱，形成不断地对流。曲轴箱通风方式一般 有两种，一种是自然通风，另一种是强制通风。

自然通风 ：从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管，管口处切成斜口，切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流，在出气口处形成一定真空度，将气体从曲轴箱抽出。

强制通风：从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管，吸入气缸再燃烧。这种通风方式称为强制通风，汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式，这样，可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用，有利于提高发动机的经济性。 八、参考资料：

夏令伟.《汽车电控发动机构造与维修》 .人民交通出版社.2002 曹建国.《汽车维修实用技术》 .重庆大学出版社.2003 九、课后小结

概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容 十、作业

1、润滑系的功用是什么？由哪些机件组成？

2、发动机通常采用哪几种机油滤清器？它们应该串联还是并联？为什么？ 3、曲轴箱通风的作用是什么？通风方式有几种？汽油机常采用哪种通风方式？为什么？

第七章 冷却系

一、教学目的： 1、掌握水冷系的组成；

2、了解散热器、风扇、水泵的结构特点。 二、教学重点：水冷系的组成 三、教学难点：水冷系的组成 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：5.5课时

第一节 概述

一、教学目的： 1、掌握水冷系的组成； 2、了解水冷系的工作原理。 二、教学重点：水冷系的组成 三、教学难点：水冷系的工作原理 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：1.5课时 七、教学过程：

一、冷却系的作用

冷却系的作用就是维持发动机在各种工况下均在最适宜的温度内工作，保证其工作可靠、耐久以得到良好的动力性和经济性。 二、发动机的冷却方式

根据所用冷却介质不同，可分为风冷式和水冷式。 水冷式 ——以水为冷却介质，热量先由机件传给水，靠水的流动把热量带走而后散入大气中。散热后的水再重新流回到受热机件处。适当调节水路和冷却强度，就能保持发动机的正常工作温度。同时，还可用热水预热发动机，便于冬季起动。 风冷式 ——高温零件的热量直接散入大气。 三、 发动机的正常温度 为了使发动机正常的工作，不管负荷、转速和周围大气温度的高低，冷却水应保证在此 353～373K(80～100℃)的范围内，只有在这一狭窄的温度内，才能使各布受热机件处于正常的热规范内：气缸壁—不超过470～570K(约200～300℃)：气缸盖、活塞顶部—不超过573～673K(300～400℃)：润滑油的温度—在343～363K(70～90℃)的正常范围内。这样，才能保证发动机有较大的功率和较好的经济性，且运动零件的磨损正常。 四、 水冷系的组成

水冷系是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前汽车发动机采用的水冷系大都是强制循环式水冷系，利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。它由散热器、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。 五、冷却系的工作原理

强制循环式水冷却系是用水泵把该系统的冷却液体加压，使之在水套中流动，冷却水从气缸壁吸收热量，温度升高，热水向上流入气缸盖，继而从缸盖流出并进入散热器。由于风扇的强力抽吸，空气从前向后高速流过散热器，不断地将流经散热器的水的热量带走。冷却了的水由水泵从散热器底部重新泵入水套。

水在冷却系中不断循环。为了控制冷却水温度，冷却系中设有冷却强度调节装置，如百叶窗、节温器和风扇离合器等。

一、教学目的： 了解水冷系的主要零部件

二、教学重点：水冷系的主要零部件 三、教学难点：水冷系的主要零部件 四、教学手段：

课堂教学：挂图、多媒体课件。

五、教学方法：讲授式、启发式、讨论式、观摩和自学相结合。 六、课时：4课时 七、教学过程： 一、散热器

功用：增大散热面积，加速水的冷却。冷却水经过散热器后，其温度可降低 10～15 ℃ ，为了将散热器传出的热量尽快带走，在散热器后面装有风扇与散热器配合工作。

散热器又称为水箱，由上水室、散热器芯和下水室等组成。 散热器芯的构造形式有多样，常用的有管片式和管带式两种。

对散热器的要求是，必须有足够的散热面积，而且所有材料导热性能要好，因此，散热器一般用铜或铝制成。 二、风扇 功用：提高通过散热器芯的空气流速，增加散热效果，加速水的冷却。风扇通常安排在散热器后面，并与水泵同轴。当风扇旋转时，对空气产生吸力，使之沿轴向流动。空气流由前向后通过散热器芯，使流经散热器芯的冷却水加速冷却。

车用发动机的风扇有两种形式，轴流式和离心式。轴流式风扇所产生的风，其流向与风扇轴平行；离心式风扇所产生的风，其流向为径向。轴流式风扇效率高，风量大，结构简单，布置方便。因而在车用发动机上得到了广泛的应用。 三、水泵

第二节 水冷却系的主要零部件

功用：对冷却水加压，加速冷却水的循环流动，保证冷却可靠。车用发动机上多采用离心式水泵，离心式水泵具有结构简单、尺寸小、排水量大、维修方便等优点。 四、节温器

节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种，目前多数发动机采用蜡式节温器。

蜡式节温器在橡胶管和感应体之间装有石蜡，为提高导热性，石蜡中常掺有铜粉或铝粉。常温时，石蜡呈固态，阀门压在阀座上。这时阀门关闭了通往散热器的水路，来自发动机缸盖出水口的冷却水，经水泵又流回气缸体水套中，进行小循环。当发动机水温升高时，石蜡逐渐变成液态，体积随之增大，迫使橡胶管收缩，从而对反推杆上端头产生向上的推力。由于反推杆上端固定，故反推杆对橡胶管、感应体产生向下反推力，阀门开启，当发动机水温达到 80 ℃ 以上时，阀门全开，来自气缸盖出水口的冷却水流向散热器，而进行大循环。 当发动机在正常热状态下工作时，即水温高于 80 ℃ ，冷却水应全部流经散热器，形成大循环。此时节温器的主阀门完全开启，而侧阀门将旁通孔完全关闭；当冷却水温低于 70 ℃ 时，膨胀筒内的蒸汽压力很小，使圆筒收缩到最小高度。主阀门压在阀座上，即主阀门关闭，同时侧阀门打开，此时切断了由发动机水套通向散热器的水路，水套内的水只能由旁通孔流出经旁通管进入水泵，又被水泵压入发动机水套，此时冷却水并不流经散热器，只在水套与水泵之间进行小循环，从而防止发动机过冷，并使发动机迅速而均匀地热起来；当发动机的冷却水温在 70 ～ 80 ℃ 范围内，主阀门和侧阀门处于半开闭状态，此时一部分水进行大循环，而另一部分水进行小循环。

节温器是冷却系中用来调节冷却温度的重要机件，它的工作是否正常，对发动机工作温度影响很大，间接地影响了发动机的动力性能和耗油量，因此，节温器不可随便拆除。 五、大、小循环 大循环：冷却水经水泵 —水套—节温器—散热器，又经水泵压入水套循环，其水流路线长，散热强度大，称水冷却系的大循环。

小循环：冷却水经水泵 —水套—节温器后不经散热器，而直接由水泵压入水套循环，其水流路线短，散热强度小，称水冷却系的小循环。

八、参考资料：

8、 夏令伟.《汽车电控发动机构造与维修》 .人民交通出版社.2002 9、 曹建国.《汽车维修实用技术》 .重庆大学出版社.2003 九、课后小结

概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容 十、作业

1.发动机为什么要冷却，一般最佳水温范围一般是多少？ 2.水冷却系中为什么要装节温器？什么叫大循环？什么叫小循环？ 3.冷却系中水温过高或水温过低有哪些原因？

4.为什么要采用风扇离合器？试述硅油风扇离合器的工作原理。

2011年元月12日

黄玮辉