汽车发动机总体构造,发动机主要性能指标及编号规则

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工业类4(兰州市商业学校姜贵解)

汽车构造与维修

（一）考试范围

汽车构造与维修

汽车发动机的类型及工作原理、发动机的总体构造、发动机的主要性能指标及编号规则；曲柄连杆机构的作用及组成、曲柄连杆机构的维修、常见故障诊断与排除；配气机构的作用及组成、布置形式及驱动方式、气门间隙及配气相位的概念、配气机构的维修、常见故障诊断与排除；冷却系的组成、作用及主要机件的结构、冷却水大小循环路线、冷却系的维修、常见故障诊断与排除；润滑系的组成及作用、润滑方式及主要机件的结构、曲轴箱通风的目的及方式、润滑系的维修、常见故障诊断与排除；可燃混合气浓度对汽油机工作的影响、电控燃油喷射系统的构造及工作原理、电控燃油喷射系统常见故障检查与诊断；柴油机燃油系统的构造及工作原理、柴油机燃油系统的维修、常见故障诊断与排除；传动系的作用及组成、各总成的结构、检修及调整、常见故障诊断与排除；行驶系的作用及组成、各总成的结构、检修及调整、常见故障诊断与排除；转向系的作用及组成、各总成的结构、检修及调整、常见故障诊断与排除；制动系的作用及组成、各总成的结构、检修及调整、常见故障诊断与排除；电源系统的作用及组成、蓄电池的作用及要求、蓄电池的构造及型号、交流发电机的作用及分类、交流发电机的构造及工作原理、交流发电机的检测与维修、交流发电机调节器的作用、充电系统故障诊断与排除；起动系的作用及组成、起动机的构造及工作原理、起动

系统控制电路原理、起动系的维护、起动系统故障诊断与排除；点火系统的作用及对点火系统的基本要求、点火系统的组成及工作原理、主要元件的结构、点火系统故障诊断与排除；汽车灯具的种类、用途及要求；汽车前照灯的结构、类型、检测及调整方法；各种信号、警告电路的组成；汽车各种仪表的用途；辅助电气设备作用及组成、辅助电气设备故障诊断与排除；汽车电路元件的作用及种类、汽车整车电路的组成和电路图的种类、汽车电路图形符号及含义。

发动机的性能指标

发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此，发动机构造的变革和多样性是与发动机性能指标的不断完善和提高密切相关的。

一、动力性指标

动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速

和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。

1.有效转矩

发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。

2.有效功率

发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe 单位为KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率pe：

式中：Te—有效转矩，N·m；

n—曲轴转速，r/min。

3.发动机转速

发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n 表示，单位为r/min 。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。

汽车发动机构造与维修

（a）进气行程（b）压缩行程（c）做功行程（d）排气行程
项目一发动机构造与维修基础知识
图为四冲程柴油机示功图。
V—气缸容积； P—气缸气体压力； Vc—燃烧室容积； Vh—气缸工作容积； Va—气缸总容积； RA—进气冲程； AC—压缩冲程； CZ—燃烧过程； ZB—膨胀做功冲程； BR—排气冲程
项目一发动机构造与维修基础知识
单缸四冲程汽油机的基本工作原理
1. 汽车发动机的基本术语
（1）上止点
（6）汽缸工作容积(Vh)
（2）下止点（3）活塞行程(S) （4）曲柄半径(R)
（7）汽缸总容积(Va) （8）发动机排量(VL) （9）压缩比(ε)
（5）燃烧室容积(Vc)
（10）工作循环
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项目一发动机构造与维修基础知识
2．发动机的总体构造
汽油机通常由两大机构和五大系统组成，柴油机通常由两大机构和四
大系统组成。下图所示为国产（桑塔纳、奥迪）轿车发动机的构造。
1—曲轴；2—曲轴轴承盖；3—曲轴前端封油挡板； 4—曲轴正时齿轮；5—压缩机皮带；6—调整垫片； 7—正时齿轮拧紧螺栓；8—压紧盖；9—压缩机曲轴皮带轮；10—水泵、电机曲轴皮带轮；11—正时齿轮下罩盖；12—压缩机支架；13—中间轴正时齿轮；14— 中间轴；15—正时皮带；16—阀芯轮张紧机构；17— 气缸体；18—正时齿轮上罩盖；19—凸轮轴正时齿轮； 20—凸轮轴前端油封；21—凸轮轴罩盖；22—机油加油口盖；23—凸轮轴机油挡油板；24—凸轮轴轴承盖； 25—排气门；26—气门弹簧；27—进气门；28—液压挺杆总成；29—凸轮轴；30—气缸密封片；31—气缸盖；32—火花塞；33—活塞销；34—曲轴后端封油挡板；35—飞轮齿环；36—油底壳；37—活塞；38—轴标尺；39—连杆总成；40—机油滤清器；41—中间轴轴瓦；42—放油螺塞；43—曲轴主轴瓦

1发动机总体构造

发动机应能在标定工况下连续运行300~1000h。
2、经济性指标
经济性指标一般指内燃机的燃油消耗率和机油消耗率。
燃油消耗率：内燃机工作时每千瓦小时所消耗燃油量的克数（g/kw.h），越低经济性越好。
燃油消耗率为：b2=B×103/Pe(g/Kw· h)
注：B每小时燃油消耗量，Pe有效功率（标注）。 b值（g/kw.h）范围：汽油机：b=265～340 高速柴油机：b=212～251 中速柴油机：b=197～281 低速柴油机：b=160～190
活塞 c
大气压力线
r
示功图
b a V
返回
排气行程
进气门关闭
排气门打开
PHale Waihona Puke Baidu
上 Z 止点
下止点
c
大气压力线残余废气
r
b
活塞
温度900~1200 K 压力 105~125 kPa
V
示功图
返回
四冲程汽油发动机工作状态
状态行程进气行程压缩行程温度(K) 370~440 600~800 压力 75~90 kPa 600~1500 kPa
三、二冲程发动机工作原理点火燃烧
动画
二冲程柴油机工作原理压缩扫气泵
喷油器
排气
空气
换气
排气门
动画

第三节发动机主要性能指标和特性

第一章发动机总体构造
5
• 发动机百度文库速（※）
– 发动机曲轴每分钟的回转数 – n（单位：r/min） – n（一般范围） • 车用汽油机：4000~6000 r/min • 车用柴油机：2000~4000 r/min
• 标定工况：发动机在标定功率/标定转速下的工作状况（可靠性和寿命）
– 同一发动机用途不同，标定功率不同 – 发动机产品标牌上数据（华晨宝马325i） • 最大功率[Kw(Ps)/rpm]： 160(218)/6500 • 最大扭矩(N· m/rpm)： 250/2750–4250
汽车发动机构造第一章发动机总体构造 8
• 有害排放物
– 汽油机
3. 环境指标（※）
• 主要是废气中的CO和HC的量
– 对柴油机
• 主要是废气中的NOx和颗粒的排放量
• 发动机的噪声
– 是汽车噪声的主要来源 – 约占城市噪声的75% – GB：轿车噪声≯82dB（A）
汽车发动机构造
第一章发动机总体构造
14
BYD476ZQA发动机的外特性曲线图
汽车发动机构造第一章发动机总体构造 15
汽车发动机构造
第一章发动机总体构造
16
外特性曲线的意义：
发动机在此转速下所输出的最大功率及其扭矩代表发动机的动力性外特性曲线必须测取

项目一汽车发动机概述

3.汽车修理基础知识
六、汽车维修设备、工具与量具
1.常用工具设备
（1）维修用地沟（2）汽车举升设备
汽车举升机
2.汽车维修工艺设备

(1) 清洗与润滑设备
(2) 修理工艺设备 (3) 检查调整设备

(4) 拆装、紧固设备
台虎钳 a）回转式 b）固定式 1—钳口 2—固定螺母 3—转盘扳手 4—夹紧盘 5—转盘座 6—手柄 7—螺杆 8—砧座
如右图丰田4E-FE四气门电控喷射式汽油机纵剖图
三、发动机基本工作原理 1.发动Fra Baidu bibliotek的基本术语（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）上止点下止点活塞行程曲柄半径汽缸工作容积燃烧室容积汽缸总容积发动机排量压缩比工作循环
1-扫气孔；2-排气孔；3-进气孔二冲程汽油机的工作原理
二冲程柴油机的工作原理
四、发动机的性能评价指标
1.定义：发动机的有效指标是以曲轴输出功率为基础的指标，用来评价发动机的设计与制造水平。它比指示指标更有实用价值。有效功率Pe 2.发动机的动力性指标有效转矩Me 平均有效压力Pe
量缸表 1—百分表 2、13—表架 3—测头 4、6—可换量杆 5—定位支架 7—可换测头伸出孔 8—活动量杆固定座 9—弹簧 10—测头摆块 11—顶杆导向套 12—顶杆

发动机的总体构造组成

1、发动机的总体构造组成：

基本构造分为2个机构曲柄连杆机构，配气机构。5个系统：燃料供给系，润滑系、冷却系、点火系和起动系。

2、气缸和发动机工作容积（排量）活塞从上止点移动到下止点所经历的容积，称为气缸的工作容积或气缸排量。

3、发动机的主要性能指标：

有动力性（包括有效转矩，有效功率如）

4、发动机的速度特性：

发动机的性能指标（Me、Pe、GT、ge）随曲轴转速变化的关系称为发动机的速度特性。

5、发动机的负荷特性：

负荷性是指发动机的转速不变，共经济指标随负荷而变化的关系。

6、活塞环组成他各自的作用是什么？

活塞环是一种环状弹性开口元件，分为气环和油环两种，气环的作用是密封气缸，防止活塞与气缸壁之间漏气，并帮助活塞散热。油环的作用是将润滑油均匀地涂布到气缸壁上，使之形成一层薄薄的油膜，并刮除气缸壁上多余的润滑油。

1、活塞销的作用是连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。

2、扭振减振器的原理：

曲轴经常处于起动，加速、减速的运转状态，承受着很大的交变载荷，产生剧烈的扭转振动，容易断裂为了衰减扭振强度而设置了扭振减振器。

3、发动机异响的诊断方法：

异响是由于磨损或变形而异致运动副的尺寸或形状产生变化，使配合间隙过大或产生运动干涉，从而形成一种不正常的响声、称为异响。

4、气门间隙：

气门为一个细长杆件，在高温下会产生伸长，为确保气门能正常地打开和关闭气门杆端面与摇臂工作面必须留有一定的间隙否则气门便无法关闭而造成漏气。

5、配气相位：

进排气门的实际开、闭时刻用曲轴转角来表。

空燃比：

可燃混合气中燃料与空气的质量之比称为空燃比。

发动机的主要性能指标和特性

有效功率
有效热效率
有效燃油消耗率
排放品质
有效转矩
噪声水平
发动机转速
平均有效压力
小知识
年度国际最佳发动机IEOTY
http://www.ukintpress.com/engineoftheyear/
The International Engine of the Year Awards
“十佳发动机”名单
B 3 be 10 (g / kW h) Pe
B—发动机在单位时间内的耗油量 Pe—发动机的有效功率四行程汽油机一般为270～325 g/(kW· h) 四行程柴油机一般为190～238 g/(kW· h)
Ford Focus 1.0 EcoBoost Turbo Displacement: 999cc Number of cylinders: Three Power Output: 123bhp Bore x stroke: 71.9mm x 82mm Compression ratio: 10:1
1. 动力性指标
平均有效压力BMEP：单位气缸工作容积发出的有效功率称为平均有效压力。符号：Pme，单位：MPa (1bar=1×105 Pa=0.1MPa) 评价方法：平均有效压力越大，发动机的作功能力越强
http://www.ferrari.com/English/Ferrari_TV/Pages/FerrariTVPlayer. aspx?serverId=10275&c=Video

“3+2” 中职《汽车发动机构造》课程标准

河北省职业院校

汽车运用与维修专业中高职衔接课程标准

（3+2模式）

中职《汽车发动机构造》课程标准

2017年12月

一、课程基本信息 (1)

二、课程性质 (1)

三、课程的基本理念 (1)

四、课程的设计思路 (1)

五、课程的目标 (2)

六、学习情境内容与学时分配 (4)

七、课程实施的建议 (6)

八、教学资源开发与利用 (32)

九、教师能力要求 (33)

十、考核评价方式 (33)

一、课程基本信息

课程代码：082500

适用专业：汽车运用与维修

学时数：120

1.前续课程:《机械基础》、《机械制图》、《汽车材料》、《汽车文化》

2.后续课程：《汽车底盘构造》、《汽车电气构造》《汽车维护与保养》、工学结合、顶岗实习。

课程归类：机械类

二、课程性质

该课程是本专业核心课程，采用“理实一体”教学，充分运用现代化教学和实物教学手段,掌握汽车发动机的构造和工作原理，掌握汽车发动机维护的技术规范,并能够运用所学知识对汽车发动机机的故障进行初步判断和对主要零件进行检修。

本课程为学生后续课程的学习及将来高职学习、就业奠定学习基础，对学生今后对汽车的检修和故障排除提供技术和方法平台。

三、课程的基本理念

充分考虑“3+2”中高职分段培养模式特点，以高职学习够用为原则，以区域经济发展、产业结构调整需要、行业企业用人标准为依据，突出应用性和实践性，并与相关职业资格考核要求相结合。在教学实施过程中，以校企合作工学一体为主线，以理实一体为手段，以岗位为目标，以任务为引领，以学生综合职业能力为本位，项目（任务）为载体开展项目教学、案例教学、场景教学等实现理实一体的教学方式，依托教字仿真，虚拟现实等现代化信息技术，多渠道系统优化教学过程，通过综合、具体的职业实践活动帮助学生积累工作经验，突出职业教育特色，全面提高学生的道德水准、职业素质和综合职业能力。

汽车发动机的组成及工作原理

一、发动机组成

汽车发动机通常由以下几个主要部分组成：

1. 气缸体：作为发动机的基础结构，气缸体承载并固定了发动机的所有主要部件，如气缸、活塞、曲轴等。

2. 气缸盖：气缸盖封闭并保护气缸，同时为火花塞和气门提供安装位置。

3. 活塞：在气缸中来回运动，将燃油和空气的混合物压缩，然后点燃，产生动力。

4. 曲轴：将活塞的往复运动转化为旋转运动，再通过传动轴传递给车辆的变速器和车轮。

5. 气门：控制气缸的进气和排气。

6. 火花塞：在适当的时刻产生电火花，点燃混合气体，产生动力。

7. 燃油系统：包括燃油箱、燃油泵、喷油嘴等，负责向气缸供应适量的燃油。

8. 冷却系统：包括冷却液泵、散热器、水泵等，负责将发动机的热量导出，防止过热。

9. 润滑系统：包括机油泵、机油滤清器、机油道等，负责向发动机内部零件提供润滑和冷却。

二、工作原理

汽车发动机的工作原理可以概括为四个基本过程：进气、压缩、做功和排气。以下是对这四个过程的详细描述：

1. 进气：在进气冲程中，活塞向下运动，进气门打开，空气和燃油的混合物被吸入气缸。

2. 压缩：在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体，提高其温度和压力。

3. 做功：在做功冲程中，火花塞产生电火花，点燃混合气体，产生高压气体，推动活塞向下运动。

4. 排气：在排气冲程中，活塞向上运动，打开排气门，将燃烧后的废气排出气缸。

以上四个过程不断循环进行，发动机就会持续产生动力。其中，每个冲程都由特定的机构和部件来完成，例如活塞、曲轴、进气门和排气门等。此外，发动机还通过燃油系统、冷却系统和润滑系统等辅助系统来优化其性能和效率。

发动机构造

活
进气门关闭
塞
排气门关闭
下
行
大气压力线
作功中气缸内最高压强可达3～5Mpa，最高温度可达2200～2800K；作功终了时气缸内压强下降至0.3～0.5Mpa，温度下降至1300～1600K。
Z
c
b
r
a
示功图 V
4、排气行程
残余废气
P
上止
下止
点
点
进气门关闭
活
排气门打开
塞
上
行
Z c
大气压力线 r
ba
排气终了时气缸内压强下降至0.102～ 0.120Mpa，温度下降至900～1200K
示功图 V
四行程柴油机工作原理
与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。
四行程柴油机各行程示意图
新鲜空气
开始喷油
进气行程
压缩行程
作功行程排气行程
分析和比较汽油机、柴油机的工作异同 ?
首先分别看一下汽油机和柴油机的图示
火花塞
喷油器
汽油机、柴油机的工作相同点：
每个工作循环曲轴转两周; 每一行程曲轴转半周; 只有作功行程产生动力。
汽油机、柴油机的工作不同点：
汽油机

奔驰发动机编码规则

奔驰发动机编码规则是一套用于识别奔驰汽车发动机型号和技术规格的命名规范。通过这一规则，可以轻松了解发动机的特性，并帮助车主和维修人员识别发动机的来源和配置。

奔驰发动机编码一般由一系列字母和数字组成。首先是一段字母，代表发动机

类型和系列。常见的字母包括：

- "M" 表示汽油发动机

- "OM" 表示柴油发动机

- "CGI" 表示压缩燃烧进气发动机

- "CDI" 表示柴油直喷发动机

- "AMG" 表示奔驰高性能发动机

紧随其后的是一组数字，代表发动机的排量。例如，数字 "200" 表示排量为

2.0升的发动机，而 "350" 则代表

3.5升。

接下来的字母和数字则表明发动机的具体配置和技术特性。例如，字母 "D" 可

能代表柴油发动机，而 "L" 则可能表示长轴距版本。

最后，发动机编码的末尾可能包含一段字母，代表发动机的进一步细分。例如，字母 "E" 可能表示经过改进的版本。

通过理解奔驰发动机编码规则，您可以轻而易举地了解发动机的基本信息和技

术特性。这对于购买奔驰车辆、选择合适的发动机配置以及进行维修和保养都非常有帮助。同时，也有助于提高车主对其所拥有车辆的认知。

汽车发动机构造与维修(机械工业版)授课教案：汽车发动机的类型及工作原理

汽车发动机构造与维修（机械工业版）授课教案

授课题目：课题一. 汽车发动机构造

第一节：汽车发动机的类型及工作原理

第二节：发动机的总体构造

第三节：发动机的主要性能指标及编号规则

授课计划： 3节

授课方式：理论和实际

授课目的及要求：1.掌握汽车发动机的类型及工作原理

2.了解汽车发动机的总体构造

3.掌握发动机的主要性能指标及编号规则

教学重点：了解发动机的工作原理

教学难点：了解发动机的总体构造

教学工具：黑板

新课引入：汽车发动机的历史和发展趋势

教学内容：

第一章汽车发动机总论

第一节汽车发动机的类型及工作原理

发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借

助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。

热力机分内燃机和外燃机两种。直接以燃料燃烧所生成的燃烧产

物为工质的热机为内

燃机，反之则为外燃机。内燃机包括活塞式内燃机和燃气轮机。外燃机则包括蒸汽机、汽

轮机和热气机(也称斯特灵发动机)等。内燃机与外燃机相比，具有结构紧凑、体积小、质

量轻和容易启动等优点。因此，内燃机尤其是活塞式内燃机被广泛地用作汽车的动力装置。

本书以后涉及发动机的内容，主要指活塞式内燃机。

活塞式内燃机按不同的特征分类：

(1) 按活塞运动方式的不同，分为往复活塞式和旋转活塞式两种。前者活塞在汽缸内

做往复直线运动，后者活塞在汽缸内做旋转运动。旋转活塞式发动机(也称转子发动机)，

主要在日本马自达轿车上应用。本书内容以往复活塞式发动机为主。

(2) 根据所用燃料种类的不同，分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油

汽车发动机构造

一般用灰铸铁铸成，上部的圆柱形空腔称为气缸，下部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。
气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等
三种气缸体
一般式
龙门式
隧道式
➢曲轴箱
曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。结构：分上曲轴箱和下曲轴箱上轴箱：与气缸体铸成一体下轴箱: 贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。材料：薄钢板冲压（下曲轴箱）
工作原理：利用喉管处的真空度从浮子室中吸油，吸出的汽油与空气混合形成可燃混合气。
➢化油器的主要装置
主供油装置
利用泡沫管吸入空气，形成泡沫汽油，节气门开度越大，进入泡沫管中的空气越多，燃油越稀。满足中小负荷时，随着节气门的开度增大，燃油逐渐变稀的要求。
➢化油器的主要装置
怠速装置
为满足怠速时供油的要求,利用怠速时节气门后高真空度吸油。
曲轴：
发动机最重要的机件之一。与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力。同时，驱动配气机构和其它辅
助装置，如风扇、水泵、发电机等。
飞轮：
贮存作功行程的能量，以克服进气、压缩和排气行程的阻力
和其它阻力，使曲轴能均匀地旋转。
3发动机供给系统
3.发动机供给系统
空气供给系和燃油供给系组成。进气岐管
➢气缸盖
气缸盖罩