柴油发动机构造柴油发动机构造与维修与维修 1、掌握柴油发动机的根本工作原理与构造。 2、系统地熟悉发动机主要零部件的典型结构、功用和工作过程 3、掌握国内外工程机械车辆发动机的一些新技术、新结构 4、具有初步拆装、调整、故障判断、维护使用等方面的技能 5、为后继专业课程和在今后的工作中从事柴油发动机生产、装配、维护、技术改造打下根底。 一、目的和要求一、目的和要求二、学习方法 多听多看，将书本上的理论知识与实物结合起来学习。三、学习内容 主要对常用发动机的工作原理、组成结构、工作条件、维修方法、调整原理及方法进行学习。另外对国外一些发动机作一些简要介绍。目录一、发动机的定义一、发动机的定义 发动机的定义：发动机的定义：将某一将某一种形式的能量转变为机械能种形式的能量转变为机械能的机器的机器 热力发动机热机：热力发动机热机：将热能转换为机械能的机器。将热能转换为机械能的机器。机械的心脏机械的心脏发动机发动机 发动机的种类：发动机的种类：外燃机、外燃机、内燃机内燃机、风能发动机风能发动机、太阳能发动机太阳能发动机等等 外外 燃燃 机：机：混合气在机器外部燃烧而产生热混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。能，然后再转变成机械能。 内内 燃燃 机：机：混合气在机器内部燃烧而产生热混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。能，然后再转变成机械能。二、发动机的分类二、发动机的分类1 1、外燃机、外燃机蒸汽机蒸汽机是一个能够将蒸汽是一个能够将蒸汽中的热能转换为功的热中的热能转换为功的热机。泵、铁路机车和轮机。泵、铁路机车和轮船曾使用蒸汽机驱动。船曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工业革命中起蒸汽机在工业革命中起了根本的作用。今天人们还使用气轮机来发电。了根本的作用。今天人们还使用气轮机来发电。蒸汽机历史蒸汽机历史 世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大利亚城世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大利亚城的希罗于的希罗于1 1世纪创造的风光管，不过它只不过是一个玩世纪创造的风光管，不过它只不过是一个玩具而已。具而已。 约约16791679年法国物理学家丹尼斯年法国物理学家丹尼斯巴本制造了第一巴本制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔台蒸汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔莫兰也提莫兰也提出了蒸汽机的主意。出了蒸汽机的主意。 1698 1698年托马斯年托马斯塞维利、塞维利、17121712年托马斯年托马斯纽科门纽科门和和17691769年詹姆斯年詹姆斯瓦特制造了早期的工业蒸汽机，瓦特制造了早期的工业蒸汽机，18071807年罗伯特年罗伯特富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。轮船。 现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。原子反响堆、太阳能聚的燃料将热能转化为机械能。原子反响堆、太阳能聚热器等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机。热器等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机。蒸汽机历史蒸汽机历史17691769年年 瓦特瓦特蒸汽机蒸汽机17121712年年托马斯托马斯纽科门纽科门蒸汽机蒸汽机1769年，法国人尼古拉年，法国人尼古拉斯斯古诺古诺NichoalsCugnot17251804将一台简陋的蒸汽机装在将一台简陋的蒸汽机装在一辆木制的三轮车上一辆木制的三轮车上，创，创造了第一辆蒸汽汽车造了第一辆蒸汽汽车 是一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将蒸汽的热能转换为动能的机械。 相较于原由詹姆斯瓦特创造的单级往复式蒸汽机，涡轮蒸汽机大幅改善了热效率，更接近热力学中理想的可逆过程，并能提供更大的功率，至今它几乎完全取代了往复式蒸汽机。涡轮蒸汽机特别适用于火力发电和核能发电， 世界上大约80%的电是利用涡轮蒸汽机所产生。涡轮蒸汽机涡轮蒸汽机 是一种闭循环活塞式热机,是在1816年由苏格兰的R.斯特林创造。 闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内,而开循环那么如内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。双活塞型斯特林引擎内活塞型斯特林引擎斯特林发动机斯特林发动机内燃机的定义及根本工作特征内燃机的定义及根本工作特征 定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体，推定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞并输出动力的机械。内燃机一般以汽油、柴油或煤气等作为燃料。动活塞并输出动力的机械。内燃机一般以汽油、柴油或煤气等作为燃料。 根本工作特征：内燃机是一种工质开环式循环并以间歇方式根本工作特征：内燃机是一种工质开环式循环并以间歇方式工作的发动机。工作的发动机。 内燃机的特点：热效率高内燃机的特点：热效率高( (是当今热效率最高的热力发动机是当今热效率最高的热力发动机) )、结构简单、比质量结构简单、比质量( (单位输出功率的质量单位输出功率的质量) )轻、移动方便。轻、移动方便。 内燃机被广泛应用于交通运输内燃机被广泛应用于交通运输( (陆上、内河、海上和航空陆上、内河、海上和航空) )、农业机械、工程机械和发电时作为动力，是现代车用发动机的主要型式。农业机械、工程机械和发电时作为动力，是现代车用发动机的主要型式。 内燃机构造与维修是本课程的主要内容内燃机构造与维修是本课程的主要内容2、内燃机、内燃机内燃机技术开展简史内燃机技术开展简史1860年，法国工程师莱诺依尔年，法国工程师莱诺依尔J.J.E.Lenair，18221900制造出第制造出第一台以煤气为燃料的内燃机，但由于既笨重、效率又低，热效率低于一台以煤气为燃料的内燃机，但由于既笨重、效率又低，热效率低于5，最大功率为，最大功率为，18601865年共生产了约年共生产了约5000台，未能推广使用。台，未能推广使用。1876年年德国工程师尼古拉斯年年德国工程师尼古拉斯奥托奥托N.A.Otto，18321891，试制，试制出第一台实用活塞式四冲程煤气内燃机，并成批投入生产。在以后的十几年出第一台实用活塞式四冲程煤气内燃机，并成批投入生产。在以后的十几年中，奥托共制造和出售了中，奥托共制造和出售了5万台这种内燃机，总马力达万台这种内燃机，总马力达20万以上。万以上。由于奥托内燃机是第一种实用化的内燃机，所以人们一般把奥托看作是由于奥托内燃机是第一种实用化的内燃机，所以人们一般把奥托看作是内燃机的创造人。内燃机的创造人。1883年，德国人戈特利布年，德国人戈特利布海因里希海因里希戴姆勒戴姆勒G.Daimler，18341900和威廉和威廉迈巴赫迈巴赫WilhelmMaybach18461929将奥托四将奥托四行程发动机改进后，成功地制造出了第一台卧式汽油内燃机行程发动机改进后，成功地制造出了第一台卧式汽油内燃机1884年，又推出了性能更好的立式风冷发动机取名立钟年，又推出了性能更好的立式风冷发动机取名立钟 1885 1885年戴姆勒将立钟发动机安装于木制双轮车上，并让儿子年戴姆勒将立钟发动机安装于木制双轮车上，并让儿子保罗驾驶；这辆取名保罗驾驶；这辆取名“骑式双轮车的双轮车获得德国专利，这骑式双轮车的双轮车获得德国专利，这是世界上第一辆摩托车。是世界上第一辆摩托车。 1886 1886年戴姆勒把这种发动机安装在他为妻子年戴姆勒把这种发动机安装在他为妻子4343岁生日而购置岁生日而购置的马车上，创造了第一辆戴姆勒汽车，并由迈巴赫成功地完成了的马车上，创造了第一辆戴姆勒汽车，并由迈巴赫成功地完成了试车。试车。 1892 1892年，德国工程师狄塞尔年，德国工程师狄塞尔R. DiecelR. Diecel，1858185819131913提提出了压燃式柴油机的理论。出了压燃式柴油机的理论。 1893 1893年，狄塞尔制造了第一台试验样机。年，狄塞尔制造了第一台试验样机。 在在18901890年前英国的克拉克年前英国的克拉克(Dugald Clerk(Dugald Clerk，1854191318541913年年) )和和罗伯逊罗伯逊(James Robson(James Robson，1833191318331913年年) )、德国的卡尔、德国的卡尔奔驰奔驰(Karl Benz(Karl Benz，1844192918441929年年) )成功地创造了二冲程内燃机。成功地创造了二冲程内燃机。 1888 1888年，的卡尔年，的卡尔奔驰将发动机安装在三轮车架上，创造了奔驰将发动机安装在三轮车架上，创造了世界上第一辆三轮汽车。世界上第一辆三轮汽车。 1957 1957年，德国人汪克尔年，德国人汪克尔(F. Wankel) (F. Wankel) 创造了转子发动机。创造了转子发动机。在内燃机一百多年的开展历史中，具有划时代意义的两个重要开在内燃机一百多年的开展历史中，具有划时代意义的两个重要开展阶段是：展阶段是： 20 20世纪世纪5050年代初兴起的增压技术年代初兴起的增压技术 20 20世纪世纪7070年代开始的计算机、电子技术在内燃机研制中的应用年代开始的计算机、电子技术在内燃机研制中的应用内燃机给世界带来了现代物质文明，在经过了超过一个世纪的开内燃机给世界带来了现代物质文明，在经过了超过一个世纪的开展之后，它的开展远远没有到达其顶点，今后内燃机的开展是以节展之后，它的开展远远没有到达其顶点，今后内燃机的开展是以节能和环保为中心，充分兼顾可靠性的要求，全面提高内燃机的性能。能和环保为中心，充分兼顾可靠性的要求，全面提高内燃机的性能。内燃机的分类内燃机的分类按照所用燃料分类：可分为液体燃料发动机汽油机、柴油机等按照所用燃料分类：可分为液体燃料发动机汽油机、柴油机等和气体燃料发动机天然气发动机、液化石油气发动机等；和气体燃料发动机天然气发动机、液化石油气发动机等；按着火方式分类：按着火方式分类：可分为压燃式发动机和点燃式发动机；可分为压燃式发动机和点燃式发动机；按工作循环的行程数分类：可分为四行程发动机和二行程发动机；按工作循环的行程数分类：可分为四行程发动机和二行程发动机；按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发动机；按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发动机；按气缸排列方式分类：可分为立式、卧式、直列、按气缸排列方式分类：可分为立式、卧式、直列、V形和对置式等；形和对置式等；按冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式；按冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式；按发动机进气形式分为：增压式和非增压式发动机按发动机进气形式分为：增压式和非增压式发动机此外，发动机还可按进气方式、气缸的气门数、凸轮轴布置位置此外，发动机还可按进气方式、气缸的气门数、凸轮轴布置位置等进行分类。等进行分类。点火方式点火方式点燃式发动机点燃式发动机压燃式发动机压燃式发动机汽油汽油自燃温度高，采用火花塞自燃温度高，采用火花塞强制点火，汽油制点火，汽油发动机机为点燃式点燃式发动机。机。柴油柴油自然温度低，采用高自然温度低，采用高压缩比比压燃，柴油燃，柴油发动机机为压燃式燃式发动机。机。冲程数冲程数二冲程发动机二冲程发动机四冲程发动机四冲程发动机曲轴旋转曲轴旋转一周一周完成一个完成一个工作循工作循环环。由于换气不彻底，经济性较差，由于换气不彻底，经济性较差，但结构简单，因此在摩托车上但结构简单，因此在摩托车上广泛使用。广泛使用。曲轴旋转曲轴旋转二周二周完成一个工完成一个工作循作循环环。四冲程发动机有独立的进气和四冲程发动机有独立的进气和排气冲程，换气彻底，在排气冲程，换气彻底，在汽车汽车上广泛使用，并已逐渐用于摩上广泛使用，并已逐渐用于摩托车。托车。缸数及排列缸数及排列直列发动机直列发动机V形发动机形发动机水平对置发动机水平对置发动机冷却方式冷却方式水冷发动机是利用在气缸体和气缸水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖盖冷却水套冷却水套中进行循环的中进行循环的冷却液冷却液作作为冷却介质进行冷却的为冷却介质进行冷却的风冷发动机是利用流动于气缸体风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外外表散热片之间的空与气缸盖外外表散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的气作为冷却介质进行冷却的第一章第一章 发动机的工作原理和构造发动机的工作原理和构造 1 1、上、下止、活塞行程、上、下止、活塞行程点工作循环点工作循环2 2、气缸工作容积、气缸工作容积3 3、发动机排量、发动机排量第一节、发动机的常用术语第一节、发动机的常用术语4 4、燃烧室容积、燃烧室容积 5 5、气缸总容积、气缸总容积6 6、压缩比关、压缩比关 7 7、工作循环、工作循环 8 8、四行程发动机、四行程发动机 9 9、二行程发动机、二行程发动机第二节第二节 发动机工作原理发动机工作原理进气行程进气行程进气门翻开，排气门关闭，活塞从上止点向下进气门翻开，排气门关闭，活塞从上止点向下止点运动。止点运动。空气和汽油的混合物被吸入气缸，在气缸内进空气和汽油的混合物被吸入气缸，在气缸内进一步混合形成可燃混合气。一步混合形成可燃混合气。 进气终了时，气缸内气体压力约为进气终了时，气缸内气体压力约为0.09 MPa0.09 MPa，温度到达温度到达320320400 K400 K。 四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程：进气、压四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程：进气、压缩、做功和排气缩、做功和排气一、四冲程汽油机的工作原理一、四冲程汽油机的工作原理进气行程进气行程示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况排气门关闭进气门开启活塞大气压力线大气压力线P PV Vr ra a示功图示功图上止点下止点压缩行程压缩行程 进气门和排气门都关闭，活塞从下止点向上进气门和排气门都关闭，活塞从下止点向上止点运动止点运动; ; 气缸容积逐渐变小，气缸内混合气被压缩，其压力和气缸容积逐渐变小，气缸内混合气被压缩，其压力和温度同时升高。温度同时升高。压缩终了时，混合气压力可达压缩终了时，混合气压力可达1.5 MPa1.5 MPa，温，温度可达度可达600600750 K750 K。采用大压缩比，可提高压缩终了时气缸内的采用大压缩比，可提高压缩终了时气缸内的压力和温度，从而加快燃烧速度，提高发动机热效率。但压力和温度，从而加快燃烧速度，提高发动机热效率。但太大容易引起太大容易引起“爆震和爆震和“外表点火，通常外表点火，通常=6=611 11 活塞P PV Vr ra a示功图示功图大气压力线大气压力线c c上止点下止点进气门关闭排气门关闭压缩比：=Va/Vc温度600800K，压力6001500kPa压缩行程压缩行程作功行程作功行程 进、排气门仍然关闭。进、排气门仍然关闭。 压缩行程结束时，点燃可燃混合气，火焰迅速传压缩行程结束时，点燃可燃混合气，火焰迅速传遍整个燃烧室，并放出大量热能；燃烧气体体积膨胀，遍整个燃烧室，并放出大量热能；燃烧气体体积膨胀，压力、温度升高；气体压力推动活塞从上止点运动到压力、温度升高；气体压力推动活塞从上止点运动到下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。 燃烧最高压力可达燃烧最高压力可达3 36.5 MPa6.5 MPa，最高温度可达，最高温度可达2200220028002800 K K。作功终了时，气体压力降低到。作功终了时，气体压力降低到0.5 0.5 MPaMPa，气体温度降低到，气体温度降低到1200120017001700 K K。进气门关闭排气门关闭活塞P PV Vr ra a示功图示功图大气压力线大气压力线c cZ Zb b上止点下止点瞬时最高：温度2200-2800 K， 压力3-5MPa 作功终了：温度1200-1700 K， 压力300-500 kPa 作功行程作功行程排气行程排气行程进气门关闭，排气门开启；活塞从下止进气门关闭，排气门开启；活塞从下止点向上止点运动。点向上止点运动。膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在活膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸。塞的推动下，经排气门排出气缸。排气行程结束后，残留在燃烧室内的少量排气行程结束后，残留在燃烧室内的少量废气称为剩余废气。剩余废气压力约为废气称为剩余废气。剩余废气压力约为0.12 MPa0.12 MPa，温，温度约为度约为9009001100 K1100 K。 进气门关闭排气门翻开活塞P PV Vr r示功图大气压力线大气压力线c cZ Zb b上止点下止点温度9001200 K 压力105125 kPa剩余废气排气行程排气行程四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理进气进气进气进气压缩压缩压缩压缩作功作功作功作功排气排气排气排气二、四冲程柴油机的工作原理二、四冲程柴油机的工作原理进气行程进气行程进入气缸的是纯洁的空气。进入气缸的是纯洁的空气。因进气系统中没有节气门，进气阻力小，且剩余废气因进气系统中没有节气门，进气阻力小，且剩余废气温度较低，故同汽油机相比，进气终了时缸内气体压力略高，约为温度较低，故同汽油机相比，进气终了时缸内气体压力略高，约为0.095 Ma0.095 Ma，而温度略低，约为，而温度略低，约为310310340 K340 K。压缩行程压缩行程柴油机的压缩比大柴油机的压缩比大( (一般为一般为161622)22)，压缩终了时缸内气体压力约，压缩终了时缸内气体压力约为为3 35 MPa5 MPa，温度约为，温度约为7507501000 K1000 K，都比汽油机的高。，都比汽油机的高。压缩终了温度超过柴油的自燃温度。压缩终了温度超过柴油的自燃温度。作功行程作功行程压缩行程结束时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室。此时，缸内压缩行程结束时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室。此时，缸内温度高于柴油自燃温度，温度高于柴油自燃温度，柴油自行着火燃烧。柴油自行着火燃烧。燃烧气体最高压力燃烧气体最高压力69MPa，最高温度也可高达，最高温度也可高达18002500K。作功终了时，气体压力约为作功终了时，气体压力约为0.5MPa，温度约为，温度约为10001200K。排气行程排气行程排气终了时，缸内剩余废气压力约为排气终了时，缸内剩余废气压力约为0.12MPa，气体温度约为，气体温度约为700900K。说明：说明： 汽油机转速高、质量小、易起动、噪音低等，多用于汽油机转速高、质量小、易起动、噪音低等，多用于轿车；轿车； 柴油机压缩比大，经济性好，多用于柴油机压缩比大，经济性好，多用于5t5t以上的货车等；以上的货车等； 四个行程中，仅有一个作功行程，故不采取其它措施四个行程中，仅有一个作功行程，故不采取其它措施的情况下发动机运转不稳定；的情况下发动机运转不稳定； 多缸发动机的每一个气缸内，所有的工作过程是相同多缸发动机的每一个气缸内，所有的工作过程是相同的。的。三、二冲程发动机工作原理三、二冲程发动机工作原理两个活塞行程内，即曲轴旋转一周的时间内完成一个工作循环。两个活塞行程内，即曲轴旋转一周的时间内完成一个工作循环。第一冲程第一冲程第二冲程第二冲程第一冲程：第一冲程：活塞由下止点向上止点运动，扫气泵将新鲜空气通过扫气道压入活塞由下止点向上止点运动，扫气泵将新鲜空气通过扫气道压入气缸，与此同时将气缸内的燃烧废气经排气门清扫出气缸，并且实现对新鲜气缸，与此同时将气缸内的燃烧废气经排气门清扫出气缸，并且实现对新鲜空气的压缩。空气的压缩。 第二冲程：活塞由上止点向下止点运动，喷油器向气缸内喷油，同时柴油与第二冲程：活塞由上止点向下止点运动，喷油器向气缸内喷油，同时柴油与气缸内的高压空气混合并且进行燃烧，推动活塞做功，在做功终了的瞬间，气缸内的高压空气混合并且进行燃烧，推动活塞做功，在做功终了的瞬间，排气门翻开。排气门翻开。 发动机的根本构造发动机的根本构造 机体组：包括气缸体、气缸盖及油底壳等。机体组：包括气缸体、气缸盖及油底壳等。 机体组的作用是作为发动机各机构、各系统的装配基体，机体组的作用是作为发动机各机构、各系统的装配基体，且其本身的许多局部又分别是曲轴连杆机构、配气机构、供且其本身的许多局部又分别是曲轴连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成局部给系、冷却系和润滑系的组成局部 两个机构：曲柄连杆机构、配气机构两个机构：曲柄连杆机构、配气机构 利用飞轮贮存和输出能量，完成整个工作循环。利用飞轮贮存和输出能量，完成整个工作循环。 利用燃烧室产生压力推动活塞实现热能及动能的利用燃烧室产生压力推动活塞实现热能及动能的转换。转换。 利用气门与活塞的合理运动的配合，实现工作循利用气门与活塞的合理运动的配合，实现工作循环的全过程。环的全过程。 五大系统：五大系统：供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、统、 起动系统起动系统第三节第三节 发动机的总体构造发动机的总体构造1 1水冷发动机的气缸水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体和上曲轴箱常铸成一体；体；2 2风冷发动机气缸体风冷发动机气缸体与曲轴箱分别铸造与曲轴箱分别铸造; ;3 3气缸体上部的圆柱气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空其内腔为曲轴运动的空间；间；4 4在气缸体内部铸有在气缸体内部铸有许多加强筋、冷却水套许多加强筋、冷却水套和润滑油道等。和润滑油道等。 气缸体的特点气缸体的特点曲柄连杆机构：曲柄连杆机构：包括活塞、连杆、带有飞轮的曲轴等。包括活塞、连杆、带有飞轮的曲轴等。作用：作用：是将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动，并输出动力的机构是将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动，并输出动力的机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构组成：进气门、排气门、摇组成：进气门、排气门、摇臂、气门间隙调节器、凸轮臂、气门间隙调节器、凸轮轴以及凸轮轴定时带齿轴以及凸轮轴定时带齿轮等。轮等。作用：使可燃混合气及时充作用：使可燃混合气及时充入气缸，并及时从气缸排出入气缸，并及时从气缸排出废气。废气。配气机构配气机构供给系统供给系统组成：燃油箱、燃油滤清器、燃油泵、喷油器；空气滤清器、进组成：燃油箱、燃油滤清器、燃油泵、喷油器；空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等。气管、排气管、排气消声器等。作用：把燃油和空气混合成成分适宜的可燃混合气供入气缸进行作用：把燃油和空气混合成成分适宜的可燃混合气供入气缸进行燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。组成：组成：蓄电池、发电机、分电器、点火线圈以及火花塞等；蓄电池、发电机、分电器、点火线圈以及火花塞等；作用：作用：保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的可燃混合气。保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的可燃混合气。点火系统点火系统冷却系统冷却系统组成：组成：水泵、散热器、风扇、水泵、散热器、风扇、节温器、百叶窗节温器、百叶窗、分水管以及气缸体和气分水管以及气缸体和气缸盖内铸出的水套等。缸盖内铸出的水套等。功用：功用：把受热机件的热量散发到大气中，以保证发动机正常工作。把受热机件的热量散发到大气中，以保证发动机正常工作。水泵节温器风扇散热器盖水温表水套分水管放水阀百叶窗散热器风扇水泵润滑系统润滑系统功用：减少相对运动的零件之间的摩擦阻力、减轻机件的磨损、并局部地功用：减少相对运动的零件之间的摩擦阻力、减轻机件的磨损、并局部地冷却摩擦零件、清洗摩擦外表。冷却摩擦零件、清洗摩擦外表。组成：组成：机油泵、机油集滤器、限压阀、润滑油道、机油滤清器等。机油泵、机油集滤器、限压阀、润滑油道、机油滤清器等。起动系统起动系统起动系统包括起动电机及其附属装置。起动系统包括起动电机及其附属装置。其作用是使静止的发动机起动并转入自行运转。其作用是使静止的发动机起动并转入自行运转。1、动力性能指标包括动力性能指标包括有效转矩有效转矩Te，有效功率，有效功率Pe，平均有效压力，平均有效压力pme, 曲轴转速曲轴转速n有效转矩有效转矩Te 有效功率有效功率Pe 式中：式中：Te有效转矩，有效转矩，Nm； n曲轴转速，曲轴转速，r/min。 平均有效压力平均有效压力pme曲轴转速曲轴转速n第四节、发动机主要性能指标第四节、发动机主要性能指标有效热效率有效热效率: : 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，记作效热效率，记作 e。2 2、经济性能指标包括、经济性能指标包括 有效燃油消耗率有效燃油消耗率ge：单位时间内单位有效功的燃油消耗量，通常用单位时间内单位有效功的燃油消耗量，通常用ge表示，其单位为表示，其单位为g/kWh3 3、强化指标、强化指标 强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标，强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标，一般包括一般包括升功率升功率和和强化系数强化系数等。等。4 4、紧凑性指标、紧凑性指标用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标，通常用比容积和比质量衡量。用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标，通常用比容积和比质量衡量。比容积比容积比质量比质量 5 5、环境性能指标环境性能指标 排放：排放：有害气体有害气体CO、HC、NOx、颗粒物颗粒物PM 噪音噪音 温室气体：温室气体： 二氧化碳二氧化碳CO2等等 起动性能起动性能6 6、可靠性指标、可靠性指标表征发动机在规定的使用条件下，正常持续工作能力的指标。表征发动机在规定的使用条件下，正常持续工作能力的指标。7 7、耐久性指标、耐久性指标指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。速度特性曲线速度特性曲线 性能指标随发动性能指标随发动机曲轴转速变化的关机曲轴转速变化的关系称为发动机的速度系称为发动机的速度特性曲线。特性曲线。8 8、发动机特性曲线、发动机特性曲线 发动机的主要性能指标随其发动机的主要性能指标随其调整状况及运行工况调整状况及运行工况 ( (负荷、转速负荷、转速) )变化变化而变化的关系曲线称为发动机的特性曲线。而变化的关系曲线称为发动机的特性曲线。第五节第五节 发动机名称和型号编制规那么发动机名称和型号编制规那么 按照按照GB725GB72591 91 内燃机产品名称和型号编制规那么内燃机产品名称和型号编制规那么统一制定统一制定 内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。机、柴油机、煤气机等。 内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。 内燃机型号由以下四局部组成：内燃机型号由以下四局部组成：首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，水冷车用，TJ表示系列符表示系列符号号CA488：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，水冷通用型，CA表示系列表示系列符号符号1 1、 汽油机汽油机 1E65F1E65F单缸，二行程，缸径单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型汽油机，风冷通用型汽油机4100Q44100Q-4四缸，四行程，缸径四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用汽油机，第四种变型产品，水冷车用汽油机，第四种变型产品CA6102CA6102六缸，四行程，缸径六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型汽油机，水冷通用型汽油机，CA表示系列符号表示系列符号8V1008V100八缸，四行程、缸径八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型汽油机型，水冷通用型汽油机490Q：表示四缸，直列，四行程，缸径表示四缸，直列，四行程，缸径90mm，水冷车用，水冷车用柴油机柴油机ZS1100：表示表示ZS系列，单缸，四行程，缸径系列，单缸，四行程，缸径100mm，水冷，水冷通用型柴油机，通用型柴油机，ZS系列为：直喷、双轴平衡式系列为：直喷、双轴平衡式2 2、 柴油机柴油机 195195单缸，卧式、四行程，缸径单缸，卧式、四行程，缸径95mm，水冷通用型柴油机，水冷通用型柴油机 165F165F单缸，卧式，四行程，缸径单缸，卧式，四行程，缸径65mm，风冷通用型柴油机，风冷通用型柴油机8P102ZC6L8PC2-6L八缸，平卧式，四行程，缸径八缸，平卧式，四行程，缸径102mm，增压、船用右机根本型柴油机，增压、船用右机根本型柴油机YC6135ZQYC6135ZQ六缸，直列，四行程、缸径六缸，直列，四行程、缸径135mm，增压，水冷车用型柴油机，增压，水冷车用型柴油机思考题思考题1.四冲程往复活塞式内燃机通常由哪些机构与系统组成四冲程往复活塞式内燃机通常由哪些机构与系统组成?它们各有什么功用它们各有什么功用?2.四冲程汽油机和柴油机的根本结构和工作原理有何异同四冲程汽油机和柴油机的根本结构和工作原理有何异同?型四冲程汽油机有型四冲程汽油机有4个气缸，气缸直径，活塞行程个气缸，气缸直径，活塞行程92mm，压缩比为，试计算其气缸工作容积、燃烧室容积和发，压缩比为，试计算其气缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量。动机排量。第二章第二章 曲柄连杆机构曲柄连杆机构概述一、功用：作功冲程：将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力 其他冲程：把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动依靠曲轴与飞轮的惯性 二、组成：1、机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫-不动件曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳2、活塞连杆组：由活塞、活塞环、活塞销和连杆-运动件气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖3、曲轴飞轮组：曲轴、飞轮减振器起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴三三 、工作条件工作条件：发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。 工作条件:高温,高压,高速, 化学腐蚀受力分析:气体作用力,往复慣性力, 离心力，摩擦力三、受力分析曲柄连杆机构受的力主要有气压力P，往复惯性力Pj，旋转离心力Pc和摩擦力F。PPjPCF1、气压力：气压力P的集中力PP分解为侧压力NP和SP，SP分解为RP和TP，RP使曲轴主轴颈处受压，TP为周向产生转矩的力。(1)作功行程：侧压力NP向左，活塞的左侧面压向气缸壁，左侧磨损严重NPSPPRPTP(2)压缩行程：侧压力NP向右，活塞的右侧面压向气缸壁，左侧磨损严重NPPSPRPTP2、往复惯性力Pj：活塞在上半行程时，惯性力都向上，下半行程时，惯性力都向下。在上下止点活塞运动方向改变，速度为零，加速度最大，惯性力也最大；在行程中部附近，活塞运动速度最大，加速度为零，惯性力也等于零。Pj3、离心惯性力PC：旋转机件的圆周运动产生离心惯性力，方向背离曲轴中心向外。离心力加速轴承与周颈的磨损，也引起发动机振动而传到机体外。Pc4、摩擦力F：指相互运动件之间的摩擦力，它是造成配合外表磨损的根源。F2.1 机体组机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装根底，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度机体组由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫组成。曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳1、气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱，也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。 气缸体的分类1根据气缸的排列方式1直列式：多用于六缸以下的发动机。2V型式：缩短了发动机的长度和高度，多用于八缸以上发动机。3对置式：是V型的特殊形式。结构简单、加工结构简单、加工容易，但发动机容易，但发动机长度和高度较大。长度和高度较大。缩短了机体的长度和高缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状了发动机的重量；形状复杂，加工困难。复杂，加工困难。高度小，总体布置方便。对置气缸式发动机对置气缸式发动机名称名称性能性能应用应用 一般式一般式（平分式）（平分式）机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加机体高度小、重量轻、结构紧凑，便于加工拆卸。刚度和强度差。工拆卸。刚度和强度差。492Q492Q汽油机，汽油机，9090系列系列柴油机。（中小型）柴油机。（中小型）龙门式龙门式强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、强度和刚度较好。工艺性差、结构笨重、加工困难。（大中型发动机）加工困难。（大中型发动机）捷达轿车、富康轿车、捷达轿车、富康轿车、桑塔纳轿车桑塔纳轿车隧道式隧道式结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺结构紧凑、刚度和强度好。难加工、工艺性差、曲轴拆卸不方便。性差、曲轴拆卸不方便。主轴承同轴度易主轴承同轴度易保证，主轴承用滚动轴承保证，主轴承用滚动轴承负荷较大的柴油机上负荷较大的柴油机上 。油底壳油底壳安装平安装平面和曲面和曲轴旋转轴旋转中心在中心在同一高同一高度。度。气缸体上曲气缸体上曲轴的主轴承轴的主轴承孔为整体式。孔为整体式。2 2按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为按气缸体与油底壳安装平面位置不同分为油底壳安装油底壳安装平面低于曲平面低于曲轴的旋转中轴的旋转中心。心。3 3根据冷却方式不同根据冷却方式不同(1)(1)、水冷、水冷(2)(2)、风冷、风冷4整体式气缸体和镶嵌式气缸体整体式气缸体和镶嵌式气缸体(1)、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。(2)、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。类型类型构造构造性能及应用性能及应用整体式整体式气缸直接镗在气缸气缸直接镗在气缸体上体上强度和刚度好，能承强度和刚度好，能承受大负荷。成本高。受大负荷。成本高。镶嵌式镶嵌式用耐磨优质材料制用耐磨优质材料制成气缸套，再装到成气缸套，再装到一般材料制成的气一般材料制成的气缸体内。缸体内。降低了制造成本，便降低了制造成本，便于修理和更换气缸套，于修理和更换气缸套，延长了气缸体的使用延长了气缸体的使用寿命。寿命。气缸套目的：解决本钱与寿命之间的矛盾。气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体那么可用价廉的普通铸铁或质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了好材料。 性能如何性能如何？5 5干缸套和湿缸套干缸套和湿缸套名称名称特点特点示意图示意图干缸套干缸套外壁不直接与冷却水接触。外壁不直接与冷却水接触。1 1）壁厚较薄（）壁厚较薄（1mm1mm3mm3mm）；）；2 2） 与刚体承孔过盈配合；与刚体承孔过盈配合；3 3） 不易漏水漏气不易漏水漏气。湿缸套湿缸套外壁直接与冷却水接触。外壁直接与冷却水接触。1 1）壁厚较厚（）壁厚较厚（5mm5mm9mm9mm）；）；2 2） 散热效果好；散热效果好；3 3） 易漏水漏气；易漏水漏气；4 4） 易穴蚀。易穴蚀。强度和刚度强度和刚度都较好，加都较好，加工复杂，拆工复杂，拆装不便，散装不便，散热不良。热不良。散热良好、冷散热良好、冷却均匀、加工却均匀、加工容易。容易。强度和刚度不强度和刚度不如干缸套，易如干缸套，易漏水。漏水。2.型式1干式缸套13mm定义：其外外表不直接与冷却水接触。特点：1)壁 厚 较 薄 1mm3mm；2)与缸体承孔过盈配合；3)不易漏水漏气。13mm2湿式缸套定义：其外外表直接与冷却水接触。特点：1)壁厚较厚5mm9mm；2)散热效果好；3)易漏水漏气；4)易穴蚀59mm0.050.15mm定位：1径向：靠上下两个凸出的、与气缸体间为动配合的圆环带A和B。2轴向：利用缸套上部凸缘与缸体相应的台阶。0.050.15mmAB密封：上部：缸套顶面高出缸体，当气缸盖螺栓拧紧后，缸套与缸体凸台接合处、缸套与缸垫接合处，承受较大的压紧力。0.050.15mm1下部：13个耐热耐油的橡胶密封圈。2、气缸盖与燃烧室1)、气缸盖汽油机多为整体式；柴油机多为分开式功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。气缸盖上有冷却水套、燃烧室、进排气门道、气门导管孔和进排气门座、火花塞孔汽油机或喷油器座孔。 多缸一盖安装时：由中央对称向四周扩展拧紧螺栓分23次。拆卸相反顺序。铝合金缸盖冷机拧紧即可；铸铁缸盖冷机拧紧后热机还需拧紧一次2、汽油机燃烧室要求：结构紧凑，冷却面积小；能使混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动 类型名称名称特点特点示意图示意图应用应用半球形半球形结构紧凑、结构紧凑、排气效果好排气效果好火焰行程短、燃烧速率火焰行程短、燃烧速率高、热损失小、热效率高、热损失小、热效率高高桑塔纳桑塔纳夏夏利利富康富康楔形楔形结构简单、紧凑、散热结构简单、紧凑、散热面积小、热损失少；火面积小、热损失少；火花塞置于燃烧室最高处，花塞置于燃烧室最高处，火焰传播距离长火焰传播距离长, ,燃烧燃烧速度较快速度较快切诺基切诺基盆形盆形工艺性好、成本低、进工艺性好、成本低、进排气效果不如半球形燃排气效果不如半球形燃烧室烧室, ,燃烧速度较低燃烧速度较低捷达捷达奥迪奥迪2、汽油机燃烧室1盆形燃烧室：其特点为1气门平行于气缸轴线；2有挤气冷激面，可形成挤气涡流；3盆的形状狭窄，气门尺寸受限，换气质量较差，燃烧速度较低，CO和HC排放较高而NO的排放较低。2楔形燃烧室：其特点为1气门斜置，气流导流较好，充气效率高；2有挤气冷激面，可形成挤气涡流；燃烧速度较快，CO和HC排放较低而NO的排放稍高。3半球形燃烧室：其特点为1)气门成横向V型排列，因此气门头部直径可以做得较大，换气好；2)火花塞位于燃烧室的中部火焰行程短，燃烧速度最高，动力性、经济性最好。是高速发动机常用的燃烧室；3)CO和HC排放最少，而NO的排放较高。3、气缸垫1.作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。2.材料：有弹性、耐热性、耐压性3.安装时注意方向4. 构造1 金属石棉垫：见a、b外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔、油道口周围卷边加强，内填石棉常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热。2 金属骨架石棉垫：以编织的钢丝网图c或有孔钢板图e为骨架，外覆石棉，只在缸口、水孔、油道口处用金属片包边。3 纯金属垫：见图e由单层或多层金属片铜、铝或低碳钢制成，用于某些强化发动机。 4 安装注意：金属皮的金属石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。4、油底壳1).功用：贮存和冷却机油并封闭曲轴箱。2).构造：1用薄钢板冲压而成。(2)内部设有稳油挡板，以防止汽车振动时油底壳油面产生较大的波动。(3)最低处有放油塞(磁性)(4) 曲轴箱与油底壳之间有密封衬垫。 2.2 2.2 活塞连杆组活塞连杆组 1 1 活塞活塞1 1功用：功用： (1) (1)与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室； (2) (2)承力传力：承受气体压力，并将此力传给连杆，承力传力：承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。以推动曲轴旋转。2 2工作环境：工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温度高达高温、散热条件差；顶部工作温度高达600-700K600-700K，且分布不均匀；高速，线速度到达，且分布不均匀；高速，线速度到达10m/s10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3-5MPa3-5MPa汽油机的压力，使之变形，破坏配合联结。汽油机的压力，使之变形，破坏配合联结。3 3材料：材料：铝合金：质量小铝合金：质量小 约为铸铁活塞的约为铸铁活塞的50%50%70%70%；导热性好约为铸铁的三倍；导热性好约为铸铁的三倍；3. 3. 热膨胀系数大。热膨胀系数大。 灰铸铁灰铸铁活塞应具备活塞应具备的特点的特点A A 刚度和强度应足够大，传力可靠。刚度和强度应足够大，传力可靠。B B 导热性能好，耐高压、高温、磨损导热性能好，耐高压、高温、磨损C C 质量较小，尽可能减少往复惯性力质量较小，尽可能减少往复惯性力4构造：活塞可分为顶部、头部、裙部销座(1)、顶部：是燃烧室的组成局部，用来承受气体压力。形状形状示意图示意图平顶平顶凸顶凸顶凹顶凹顶结构简单、制造容结构简单、制造容易、受热面积小、易、受热面积小、应力分布较均匀，应力分布较均匀，多用在汽油机上多用在汽油机上。凸起呈球状、顶部凸起呈球状、顶部强度高，起导向作强度高，起导向作用、有利于改善换用、有利于改善换气过程。气过程。凹坑的形状、位置凹坑的形状、位置必须有利于可燃混必须有利于可燃混合气的燃烧；提高合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气压缩比，防止碰气门。高压缩比发门。高压缩比发动机为了防止碰撞动机为了防止碰撞气门，也可用凹坑气门，也可用凹坑的深度来调整压缩的深度来调整压缩比比) ) 2 2活塞头部活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的局部。位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的局部。气环槽气环槽油环槽油环槽工作条件工作条件最恶劣，最恶劣，应离顶部应离顶部远些。远些。(1)(1)、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、(2)(2)、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，、防止可燃混合气漏到曲轴箱内，(3)(3)、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。作用：作用：活塞活塞销孔3 3活塞裙部活塞裙部(1)(1)位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的局部，包括销座孔。位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的局部，包括销座孔。(2)(2)作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。力，防治破坏油膜。3活塞的变形及采取的相应措施a、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力。 b、变形规律1活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配缸间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；2活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高低低，壁厚上厚下薄；3裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用的结果。 c.结构措施1 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。2 活塞裙部制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。销座处凹陷。3 裙部开隔热膨胀槽，其中横槽叫隔热槽，竖槽叫膨胀槽。(柴油机一般不开)4偏置销座1、定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面图示左侧偏移1mm2mm。2、作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击。 3、原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转不是平移，完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。 二、活塞环是具有弹性的开口环，分为气环和油环。工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命：6万公里1气环1.作用：1密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；2传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；3辅助刮油、布油。 气环尽量少2-3；安装时切口错开迷宫活塞环的间隙1 端隙1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为；2.结构与密封原理：2侧隙2：又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道；其它气环。油环一般侧隙较小，；3背隙3：是活塞环装入气缸后，活塞环反面与环槽底部的间隙。1mm；23气环的密封原理1第一密封面的建立：环在自由状态下，环外径缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。第一密封面2第二密封面的建立：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。PjFP1第二密封面3气环的第二次密封：窜入背隙和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封。3.活塞环的泵油作用及危害原因：1存在侧隙和背隙；2环运动时在环槽中靠上靠下。危害：1增加了润滑油的消耗；2火花塞沾油不跳火；3燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；4环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；5加剧了气缸的磨损。 措施：1采用扭曲环；2采用组合式油环；3油环下设减压腔4.气环的断面形状气环的断面形状a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环 1矩形环：结构简单，与缸壁接触面积大，散热好，但易泵油。2 锥形环 1特点：与缸壁线接触，有利于密封和磨合。下行有刮油作用，上行有布油作用，并可形成楔形油膜。2 安装注意：锥角朝下在环端有向上或TOP等标记；安装时，不能装反，否那么会引起机油上窜 锥形环传热性差，常装到第二、三道环槽上。 3 扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶或倒角而成。 扭曲原理：当活塞环装入气缸后，环受到压缩产生弯曲变形，断面中性层以外产生拉应力、中性层以外产生压应力，矩形环由于中性层内外断面不对称，使F和F不在同一平面内，从而形成力偶M，在力偶的作用下，活塞环发生微量的扭曲变形。 e1 特点具有锥形环的特点；减小了泵油作用；作功行程环不再扭曲，两个密封面到达完全接触，利于散热。安装：内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装入第二、三道环槽。 安装：注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能装反。 4 桶形环：其特点为1 环的外圆面为凸圆弧形；2环面与缸壁圆弧接触，防止了棱角负荷；环上下运动时，均能形成楔形油膜。 5梯形环：当活塞在侧压力作用下左、右换向时，环的侧隙和背隙将不断变化，使胶状油焦不断从环槽中被挤出。梯形环用于热负荷较大的柴油机的第一道环。 气环断面形状：气环断面形状：形状形状特点特点示意图示意图矩形环矩形环 结构简单、制造方便、易于生产、应结构简单、制造方便、易于生产、应用面广用面广扭曲环扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲扭曲锥面环锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。表面接触压力，有利于磨合和密封。梯形环梯形环 加工困难，精度要求高加工困难，精度要求高桶面环桶面环 外圆为凸圆弧形外圆为凸圆弧形二油环一般为一道，柴油机一般两道1.作用：刮油。即将气缸壁上多余的润滑油刮下来。2.类型1 整体式其外圆上切有环形槽，槽底开有回油用的小孔或窄槽。2 组合式：由上下刮油片和产生径向、轴向弹力的衬簧组成。1-钢片；2-衬簧；3-径向衬簧；4-轴向衬簧；5-活塞 其特点为其特点为1密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧长大于刮片长而产生径向力。第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。2)无侧隙，不窜油。3)刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。4)上下片可分别动作，适应性好。5)回油能力强。三、活塞销1作用：连接活塞和连杆，并传递活塞的力给连杆。2结构：用低碳钢或低碳合金钢制成的厚壁管状体。3连接方式1.全浮式1定义：在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动。(2)装配：1销与销座孔在冷态时为过渡配合，采用分组选配法。2热装合：将活塞放入热水或热油中加热后，迅速将销装入。2.半浮式(1)定义：销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。一般固定连杆小头(2)装配：加热连杆小头后，将销装入，冷态时为过盈配合。 四、连杆1功用： 将活塞的力传给曲轴，变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。1-小头；2-杆身；3-大头；4、9-装配记号朝前；5-螺母；6-连杆盖；7-连杆螺栓；8-轴瓦；10-连杆体；11-衬套；12-集油孔 2 组成1)、小头：用来安装活塞销，以连接活塞。全浮式有油沟2)、杆身：常做成“工字形断面。3)、大头：与曲轴的连杆轴颈相连。大头一般做成分开式，即连杆体大头和连杆盖。 连杆一般都采用中碳钢或合金钢锻造而成，少数球墨铸铁 3连杆大头1 切口形式：有平切口(汽油机)和斜切口(柴油机)两种。2 定位方式连杆螺栓定位：靠连杆螺栓的光圆柱局部与螺栓孔的配合来定位。其定位精度较差，用于切口连杆。锯齿形定位：依靠接合面的齿形定位。套或销定位：依靠套或销与连杆体或盖的孔紧配合定位。止口定位 斜切口30-60一般45(3)喷油孔：有的连杆的大头面对气缸主承压面的一侧，钻一喷油孔1mm，以润滑气缸主承压面。 。 4连杆的安装(1)、不能破坏连杆杆身与盖的配对及装合方向，在二在者的同一侧打有配对标记。(2)、不能装反，也不能乱缸，在杆身上有方向标记，大头侧面有缸号标记。4 连杆轴承俗称小瓦1.作用：保护连杆轴颈及连杆大头孔。2. 组成：由钢背和减磨层组成。钢背由1mm3mm的低碳钢制成。减磨层为的减磨合金，层质较软能保护轴颈。连杆轴瓦上制有定位凸键，供安装时嵌入连杆大头和连杆盖的定位槽中，以防轴瓦前后移动或转动，有的轴瓦上还制有油孔，安装时应与连杆上相应的油孔对齐。 3. 减磨层材料1 白合金巴氏合金：减磨性能好，但机械强度低，且耐热性差。常用于负荷不大的汽油机。2 铜铅合金：机械强度高，承载能力大，耐热性好。多用于高负荷的柴油机。但其减磨性能差。3 铝基合金：有铝锑镁合金、低锡铝合金和高锡铝合金三种。1铝锑镁合金和低锡铝合金：机械性能好，负载能力强，但其减磨性能差。主要用于柴油机。2 高锡铝合金：具有较好的机械性能和减磨性能，广泛应用于柴油机和汽油机。4、 轴瓦的自由弹势1定义：轴瓦在自由状态下的曲率半径略大于座孔半径，其直径之差称为自由弹势或张开量。2 配合过盈：因轴瓦外径周长较座孔周长稍大，连杆螺栓紧固后，便产生一定的配合过盈量。靠适宜的过盈量保证轴瓦在工作时不转、不移、不振，并可使轴瓦与座孔紧密贴合，以利散热。 2.3 曲轴飞轮组由曲轴、飞轮、减振器等组成。 起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴一、曲轴一功用1.把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。2.驱动配气机构及其它附属装置。材料：大多采用优质中碳钢或中合金碳钢。有的采用球墨铸铁。 工作条件：受气体压力、惯性力、惯性力矩。承受交变载荷的冲击。二构造： 曲轴包括前端轴、主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、后端轴等，一个连杆轴颈和它两端的曲柄及主轴颈构成一个曲拐。前端轴前端轴连杆轴颈连杆轴颈曲轴轴颈曲轴轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲柄曲柄曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机)；V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 1.主轴颈和连杆轴颈1)主轴颈是曲轴的支承局部(主轴承)。 每个连杆轴颈两边都有一个主轴颈者，称为全支承曲轴；主轴颈数等于或少于连杆轴颈数者称为非全支承曲轴。优点优点缺点缺点应用应用全支承曲轴全支承曲轴提高曲轴的刚度和提高曲轴的刚度和弯曲强度，减轻主弯曲强度，减轻主轴承的载荷轴承的载荷曲轴的加工表面曲轴的加工表面增多，主轴承数增多，主轴承数增多，使机体加增多，使机体加长长柴油机一般多柴油机一般多采用此种支撑采用此种支撑方式方式非全支承曲轴非全支承曲轴缩短了曲轴的长度，缩短了曲轴的长度，使发动机总体长度使发动机总体长度有所减小有所减小主轴承载荷较大主轴承载荷较大承受载荷较小承受载荷较小的汽油机可以的汽油机可以采用此种方式采用此种方式2)曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，以便润滑主轴颈和连杆轴颈。 1-主轴颈；2-曲轴；3-连杆轴颈；4-圆角；5-积污腔；6-油管；7-开口销；8-螺塞；9-油道；10-挡油盘；11-回油螺纹；12-飞轮结合盘2.曲轴臂：曲轴臂是用来连接主轴颈和连杆轴颈的。平衡重的作用是平衡各机件产生的离心惯性力及其力矩。3.前端轴与后端轴1作用： 前端轴用来安装正时齿轮、皮带轮、扭转减振器及起动爪等；后端轴有飞轮结合盘(凸缘盘)，用来安装飞轮。2前后端的密封： 曲轴前后端都伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出，在曲轴前后都设有防漏装置。常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油螺纹等。4.曲轴的轴向定位1结构： 止推片：在某一道主轴承的两侧装止推片。止推片由低碳钢背和减磨层组成。 翻边轴瓦：2安装注意：止推片有减磨层的一面朝向转动件(有油槽一面)。当曲轴向前窜动时，后止推片承受轴向推力；向后窜动时，前止推片承受轴向推力。3曲轴的轴向间隙的调整：更换止推片的厚度。5.曲拐的布置1布置原那么1使各缸作功间隔角尽量相等。对直列多缸四冲程发动机，作功间隔角为7200/缸数。2)连续作功的两缸相隔尽量远，减少主轴承连续载荷和防止相邻两缸进气门同时开启的抢气现象。3V型发动机左右两气缸尽量交替作功2常用曲拐布置1直列四冲程四缸发动机曲拐对称布置于同一平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/4=1800。发动机工作顺序有13421243工作顺序：各缸完成同名行程的次序。2)直列四冲程六缸发动机曲拐对称布置于三个平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/6=1200。发动机工作顺序有153624 ; 142635 (1)直列式分左手排列和右手排列两种形式。左手排列即：从曲轴前端看第二缸在第一缸左侧，右手排列，即：从曲轴前端看，第二缸在第一缸的右侧。第一缸与第六缸、第二缸与第五缸、第三缸与第四缸在同一平面内，曲轴配角为120，使用四道或七道轴颈。点火顺序：左手曲轴为15一3624。右手曲轴为l一42635(2)v型，左右排的相对气缸共用一道曲柄销，使用四道轴颈，点火顺序为l6一5一4一32(右1一左3一右3一左2一右2一左1)。发火顺序为1-5-3-6-2-4发动机工作循环表。 1-4-2-6-3-53)四行程V型八缸发动机 曲拐对称布置于四个平面内或1个。相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/8=900。发动机工作顺序有18436572 (1)直列式：八缸直列式曲轴又分44型和242型。用两根直列四缸曲轴成90连接在一起，称为44曲轴，将一根四缸直列曲轴断成二节，分别接在另一根曲轴的前后端的称为242曲轴。44曲轴第一与第四缸，第二与第三缸，第五与第八缸，第六与第七缸在同一平面，点火顺序为1837452一6，242曲轴第一与第八缸，第二与第七缸，第三与第六缸第四与第五缸在同一平面，点火顺序为：l一6258374，这两种型式的曲轴使发动机整体结构变长，且平衡性较差现代发动机已不采用。(2)V式:左右相对的气缸共用一个曲柄销，曲轴配角为90，使用三道或五道轴颈，因各发动机标法不同，点火顺序也不相同，但根本的点火顺序有两种，即154863一7一2(左1一右1一左4一右2一左3一右3一左2)；l一8436572(右1一右4一左2一右2一左3一右3一右4一左1)，二、飞轮一功用1、贮存能量：在作功行程贮存能量，用以完成其它三个行程，使发动机运转平稳。2、利用飞轮上的齿圈起动时传力。3、将动力传给离合器。4、克服短暂的超负荷。发动机使用的飞轮因离合器不同而不同，分机械式离合器和液力偶合器两类。 (1)用于机械式离合器的飞轮机械式离合器使用的飞轮，用铸铁制成，用螺丝与曲轴凸缘相连接。中间有支承曲承，飞轮与离合器摩擦片接触的平面经精密加工而成。圆周装有齿环，安装齿环时通常将齿环加热后套入，冷却后即紧密结合在一起。有些飞轮上打有上止点及点火正时记号。(2)用于液力偶合器的飞轮液力偶合器用的飞轮。飞轮与主动叶轮焊在一起，被动叶轮与导轮等包在内部，而形成液力偶合器组。二构造1、飞轮为一外缘有齿圈的铸铁圆盘。飞轮边缘局部做的飞轮边缘局部做的厚些，可以增大转厚些，可以增大转动惯量动惯量齿圈在发动机起动齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮时与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。合，带动曲轴旋转。一缸上止点记号一缸上止点记号圆周装有齿环，安装齿环时通常将齿环加热后套入，冷却后即紧密结合在一起。2、有的飞轮上有一缸上止点记号和点火提前角刻度线汽油机或供油提前角刻度线柴油机，以便调整和检验点火正时，供油提前角和气门间隙。3、飞轮与曲轴在制造时一起进行过动平衡实验，在拆装时为了不破坏它们之间的平衡关系，飞轮与曲轴之间应有严格不变的相对位置。通常用定位销和不对称布置的螺栓来定位。 三、曲轴扭转减振器三、曲轴扭转减振器一扭转振一扭转振动动在发动机工作过程中，经连杆传给连杆轴颈的作用力的大小和方向都是周期性变化的，所以曲轴各个曲拐的旋转速度也是忽快忽慢呈周期性变化。安装在曲轴后端的飞轮转动惯量最大，可以认为是匀速旋转，由此造成曲轴各曲拐的转动比飞轮时快时慢，这种现象称之为曲轴的扭转振动。当曲轴第一、二缸作功行程时，有使曲轴前部向前转动的倾向，而曲轴后部那么因飞轮惯性不能立刻跟随转动，此时曲轴产生扭曲现象。第一，二缸作功行程以后飞轮惯性反使曲轴后都较前部转得快，而发生另一方向扭转。这种来回扭转假设不加以控制，在某种转速时会产生共振，而曲轴经长时间承受扭转应力会产生疲劳而折断。减振器就是起吸收振动的作用。当曲轴前端发生加速或减速时，减振器上的配重就发生迟滞作用，而吸收扭转振动。减振器有磨擦片式、橡胶式和液体式三种。 二扭转减振器二扭转减振器皮带盘皮带盘惯性盘惯性盘橡胶垫橡胶垫减振器圆盘减振器圆盘皮带轮毂皮带轮毂曲轴前端曲轴前端功用：吸收曲轴扭转功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭振动的能量，消减扭转振动。转振动。当曲轴发生扭转振当曲轴发生扭转振动时，力图保持等动时，力图保持等速转动的惯性盘便速转动的惯性盘便与橡胶层发生了内与橡胶层发生了内摩擦，从而消耗了摩擦，从而消耗了扭转振动的能量，扭转振动的能量，消减了扭振。消减了扭振。橡胶摩擦式扭转减振器橡胶摩擦式扭转减振器曲轴的平衡曲轴如果局部重量不均运转时将产生剧烈振动，致使曲轴疲劳折断。因此，在曲柄销对面必须加上配重以保持平衡。配重有些可用螺丝固定，可拆卸，有的配重直接铸造在曲轴上。现代的高速发动机为减小噪音，平衡轴来提高平衡度。平衡轴通常使用两根，断面为半圆，使用胶木齿轮与曲轴齿轮相啮合，平衡轴与曲轴转动方向相反， 以消除曲轴转动的惯性力。第三章配气机构本章讲授内容：配气机构概述配气机构的构造废气涡轮增压配气机构的检修第一节第一节概概述述一、配气机构的功用与组成一、配气机构的功用与组成功用：按发动机各缸的工作循环或发火次序的要求，定时功用：按发动机各缸的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气汽油开启和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气汽油机或空气柴油机得以及时进入气缸，废气得以及时机或空气柴油机得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。从气缸排出。对配气机构的要求：对配气机构的要求：按照确定的规律定时的开闭气门，按照确定的规律定时的开闭气门，进气充分，排气干净，换气效果好，进气充分，排气干净，换气效果好，开启迅速，落座平稳，无反跳或抖动，开启迅速，落座平稳，无反跳或抖动，工作可靠，振动噪声小，工作可靠，振动噪声小，结构简单，维修方便。结构简单，维修方便。表示：鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度。充量系数与进气终了时气缸内的压力和温度有关。充量系数总是小于1，一般为。就配气机构而言，主要是要求其结构有利于减小进气和排气的阻力，而进、排气门的开启时刻和持续开启时间比较适当，使吸气和排气都尽可能充分充量系数充量系数组成：组成：由气门组和气门传动组组成。分类：分类：按气门布置位置气门布置位置的形式：气门顶置、气门侧置气门顶置式应用最为广泛。气门顶置式配气机构工作过程气门顶置式配气机构工作过程二、配气机构的分类二、配气机构的分类按凸轮轴布置位置凸轮轴布置位置的形式：下置、中置、上置按曲曲轴轴与与凸凸轮轮轴轴传传动动的形式：齿轮传动、链传动、齿形带传动传动方式传动路线应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴链条凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构齿形带传动曲轴齿形皮带凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构按每缸气门数及其排列方式：二气门、多气门式三气门、四气门、五气门气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件摇臂、挺柱或凸轮之间留有适当的间隙。进气门间隙：排气门间隙：三、气门间隙三、气门间隙四、配气相位四、配气相位配配气气相相位位：用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间。配配气气相相位位图图：用曲轴转角的环形图来表示的配气相位。配配气气相相位位对对发发动动机机工工作作的的影影响响：影响发动机的动力性、功率。配配气气相相位位对对发发动动机机工工作作的的要要求求：延长进、排气时间。进气门早开晚关，排气门早开晚关。配气相位角配气相位角进气提前角进气提前角：一般为：1030进气迟后角进气迟后角：一般为：4080进气持续角进气持续角：进气门开启持续时间的曲轴转角。为180+排气提前角排气提前角：一般为：4080排气迟后角排气迟后角：一般为：1030排气持续角排气持续角：排气门开启持续时间的曲轴转角。为180+气门重叠气门重叠：在某一时间内，进气门、排气门同时开启的现象。气门重叠角气门重叠角：气门重叠时的曲轴转角。为+一、气门组的构造一、气门组的构造气门组组成：气门组组成：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁片等零件。要求：要求：气门头部与气门座贴合严密；气门导管与气门杆上下运动有 良好的导向；气门弹簧的两端面与气门杆的 中心线相垂直；气门弹簧的弹力足以克服气门 及其传动件的运动惯性。气门气门气门座气门座气门导管气门导管气门弹簧气门弹簧弹簧座弹簧座锁片锁片第二节第二节配气机构的构配气机构的构造造1、气门、气门组成：组成：头部和杆部。功功用用：控制进排气管的开闭，并在压缩和做功行程中封闭气缸，组成燃烧室。头部是用来密封气缸的进、排气通道；杆部是用来为气门的运动导向。工工作作条条件件：受高温、气体压力、气门弹簧力以及传动零件惯性力的作用。头部头部杆部杆部进气门：进气门：570K670K铬钢或铬镍钢铬钢或铬镍钢排气门：排气门：1050K1200K硅铬钢硅铬钢气门头顶面形状：平顶、球面顶、喇叭顶。平顶式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。球面顶球面顶适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。喇叭顶喇叭顶凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。气门实物图气门实物图进气门进气门排气门排气门气门密封锥面气门密封锥面定义：气门头部与气门座接触的圆锥面环带。定义：气门头部与气门座接触的圆锥面环带。功用：功用：获得较大的气门座合压力，提高密封性和导获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。热性。气门落座时有较好的对中、定位作用。气门落座时有较好的对中、定位作用。防止气流拐弯过大而降低流速。防止气流拐弯过大而降低流速。具有自洁功能。具有自洁功能。装配前应将装配前应将密封锥面研密封锥面研磨。磨。2、气门座、气门座气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。功用：与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门传来的热量。工作条件：高温、磨损严重。类型：直接镗出进气门座、镶嵌式排气门和铝合金发动机的进、排气门座。气门密封干预角：比气门锥角大1度的气门座圈锥角。气门座气门座3、气门导管、气门导管功用功用：导向作用、导热作用。工作条件工作条件：高温、磨损严重。材料材料：灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金材料。气门导管内外圆柱面经加工后压入气缸盖的气门导管孔中，然后再精铰内孔。并用卡环定位。气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环卡环：防止气门：防止气门导管在使用中脱导管在使用中脱落。落。伸入深度应适量。锥度可减少伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。气流阻力。4、气门弹簧、气门弹簧功功用用：克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力，保证气门及时落座并紧紧贴合。形状形状：圆柱形螺旋弹簧。材料材料：高碳锰钢、硌钒钢。防防止止共共振振：提高气门弹簧的刚度；采用不等螺距的圆柱弹簧；采用双气门弹簧。气门旋转机构气门旋转机构：低摩擦型自由旋转机构；强制旋转机构。气门弹簧气门弹簧气门弹簧座气门弹簧座锁片锁片气门旋转机构气门旋转机构二、气门传动组二、气门传动组功用功用：使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。摇臂轴摇臂轴摇臂摇臂推杆推杆挺柱挺柱凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮凸轮轴凸轮轴1、凸轮轴、凸轮轴组组成成：个缸的进、排气门凸轮及驱动汽油泵的偏心轮、驱动配电盘的齿轮。功功用用：使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程。材料材料：优质钢模锻、合金铸铁、球墨铸铁。同一气缸的进排气凸轮的相对转角位置是与既定的配气相位相适应的。驱动分电器的螺旋齿轮驱动分电器的螺旋齿轮凸轮轴凸轮轴凸轮与挺柱线接触，凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损接触压力大，磨损快。快。凸轮凸轮工作条件：工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。凸轮性能：凸轮性能：外表有良好的耐磨性，足够的刚度。外表有良好的耐磨性，足够的刚度。凸轮轮廓与气门的运动规律凸轮轮廓与气门的运动规律气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点凸轮的轮廓凸轮的轮廓同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。四缸发动机凸轮投影四缸发动机凸轮投影点火顺序：点火顺序：1 12 24 43 3同名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置正时齿轮正时齿轮止推板止推板隔圈（调节环）隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴颈凸轮轴的凸轮轴的轴向间隙轴向间隙气缸体气缸体利用调节环控制轴向窜动利用调节环控制轴向窜动窜动量窜动量凸轮轴的轴向定位凸轮轴的轴向定位凸轮轴的驱动凸轮轴的驱动A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。曲轴正时齿形带轮曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮凸轮轴正时齿形带轮B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。2 2、挺柱、挺柱功功用用：将凸轮的推力传给推杆或气门，并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。结构形式：结构形式：筒式、滚轮式。材料：材料：镍硌合金、冷激合金铸铁。筒式筒式滚轮式滚轮式液力挺柱液力挺柱组成：组成：挺柱体、卡簧、球座、柱塞、单向阀架、柱塞弹簧、单向阀碟形弹簧等。特特点点：可消除配气机构的间隙，减小个零件的冲击载荷和噪声，提高发动机高速时的性能。挺柱体挺柱体柱塞柱塞球形支座球形支座卡环卡环柱塞弹簧柱塞弹簧单向阀单向阀单向阀架单向阀架柱塞腔柱塞腔挺柱体腔挺柱体腔进油口进油口进油通道进油通道气门关闭时气门关闭时气门翻开时气门翻开时单向阀单向阀弹簧被压缩弹簧被压缩发动机液压挺柱工作示意图发动机液压挺柱工作示意图3、推杆、推杆功功用用：将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂。材料：材料：硬铝、钢。结结构构：实心推杆、硬铝棒、钢管。4、摇臂、摇臂功功用用：将推杆和凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆以推开气门。工作过程：工作过程：实际是一个双臂杠杆。易磨损部位易磨损部位堆焊耐磨合金堆焊耐磨合金气门间隙气门间隙调节螺钉调节螺钉调节螺母调节螺母摇臂摇臂摇臂轴套摇臂轴套润滑油道润滑油道摇臂轴摇臂轴螺栓螺栓摇臂轴支座摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂轴紧固螺钉摇臂衬套摇臂衬套调整螺钉调整螺钉摇臂摇臂定位弹簧定位弹簧摇臂组示意图摇臂组示意图利用柴油机的废气通过涡轮驱动压气机，来提高进气压力增加充气量，称之为废气涡轮增压。优势：优势：使功率明显提高，单位功率的质量减少，外形尺寸缩小，节约原材料，降低燃油消耗。例：例： 6135型柴油机采用10ZJ-2型径流式涡轮增压器后，功率从88KW升高到137KW，油耗下降6%左右，单位功率质量下降32%。 高原地区海拔每升高1000米，功率下降8%10%，油耗增加3.8%5.5%，装用废气涡轮增压可以恢复功率，减少油耗。第三节第三节废气涡轮增压废气涡轮增压废气涡轮增压器原理：增压，就是利用增压器将空气或可燃混合气进行压缩，再送入发动机气缸的过程。增压后，每循环进入气缸内的新鲜充量密度增大，使实际充气量增加，从而到达提高发动机功率和改善经济性能的目的。向心径流脉冲式涡轮，是指废气进入涡轮是径向向心的，径流式与轴流式相比较，具有结构简单，体积小，效率高等优点，故应用广泛。所谓脉冲，是指涡轮利用的是柴油机排气的管内的脉冲能量，这种增压器也称为动压式动压式。如果抒各缸排气歧管接到一根排气总管内，废气以某一平均压力沿着单一进气管道向整个喷嘴环，这种增压器称恒压式恒压式或静压式增压器静压式增压器，他常用在大型高增压柴油机上。增压比增压比：是废气涡轮增压器的一主要指标，是压气机的出口压力与压气机进口压力之比值。比值小于为低增压式，大于为高增压式，介于二者之间为中增压式。第四节第四节配气机构的检配气机构的检修修一、气门组零件的检修一、气门组零件的检修1.气门的检修：气门的检修：1气门的光磨气门的光磨检查气门外观；检查气门杆弯曲和气门头部歪斜；测量气门尺寸。检查气门外观；检查气门杆弯曲和气门头部歪斜；测量气门尺寸。2气门的光磨气门的光磨2.气门座的检修气门座的检修1气门座的损伤气门座的损伤2气门座的铰销气门座的铰销3气门座的磨销气门座的磨销4气门与气门的密封性检查气门与气门的密封性检查5气门座的镶配气门座的镶配3.气门导管的检修：气门导管的检修：1气门导管的损伤气门导管的损伤2检查气门导管检查气门导管3更换气门导管更换气门导管4检查导管的配合间隙检查导管的配合间隙4.气门油封的检修气门油封的检修5.气门弹簧的检修气门弹簧的检修1气门弹簧的损伤气门弹簧的损伤2检查气门弹簧检查气门弹簧二、气门传动组的检修二、气门传动组的检修1.凸轮轴的检修：凸轮轴的检修：1凸轮轴的损伤凸轮轴的损伤2检查凸轮轴检查凸轮轴检查凸轮轴外观，弯曲变形、凸轮的磨损、凸轮轴轴颈的磨损及凸检查凸轮轴外观，弯曲变形、凸轮的磨损、凸轮轴轴颈的磨损及凸轮轴的轴间间隙。轮轴的轴间间隙。2.挺柱的检修挺柱的检修1挺柱的损伤挺柱的损伤2机械式挺柱的检修机械式挺柱的检修3液力挺柱的检修液力挺柱的检修3.推杆的检修推杆的检修三、配气机构的检查与调整三、配气机构的检查与调整1.气门间隙的检查与调整：气门间隙的检查与调整：1气门间隙的检查气门间隙的检查2气门间隙的调整气门间隙的调整逐步调整法：根据气缸点火顺序，把曲轴转动到某缸活塞压缩行程逐步调整法：根据气缸点火顺序，把曲轴转动到某缸活塞压缩行程上止点位置后，对此缸进、排气门进行调整，然后摇转曲轴，依上止点位置后，对此缸进、排气门进行调整，然后摇转曲轴，依次调整其它缸气门间隙。次调整其它缸气门间隙。两次调整法：按气门排列规律，摇转曲轴使一缸位于压缩上止点位两次调整法：按气门排列规律，摇转曲轴使一缸位于压缩上止点位置时，可以检查调整一半气缸的气门间隙，再转动曲轴一周，可置时，可以检查调整一半气缸的气门间隙，再转动曲轴一周，可调整剩余气缸的气门间隙。调整剩余气缸的气门间隙。气门间隙调整气门间隙调整调整原那么：调整原那么：不可调区域：不可调区域：将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。调气门间隙的步骤：调气门间隙的步骤：画出配气相位图画出配气相位图排出各缸的位置排出各缸的位置当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。例：=8=31=28=8，点火次序：153624。一缸在压缩上止点，问那些气门的间隙可调？利用配气相位调节气门间隙利用配气相位调节气门间隙1缸缸5缸缸3缸缸6缸缸2缸缸4缸缸1缸缸2缸缸3缸缸4缸缸5缸缸6缸缸进气门进气门可调可调可调可调不可调不可调可调可调不可不可调调不可调不可调排气门排气门可调可调不可调不可调可调可调不可调不可调可调可调不可调不可调测量气门间隙测量气门间隙拧松紧定螺母，调整调节螺钉拧松紧定螺母，调整调节螺钉实物图2.配气相位的检查与调整配气相位的检查与调整1配气相位的检查配气相位的检查2配气相位的调整配气相位的调整3.配气机构异响故障的诊断配气机构异响故障的诊断常见的故障现象有：气门脚响、气门挺柱响、气门座响、气门弹簧常见的故障现象有：气门脚响、气门挺柱响、气门座响、气门弹簧响、正时齿轮响、凸轮轴异响、液力挺柱响等响、正时齿轮响、凸轮轴异响、液力挺柱响等