汽车原理

第二章 汽 车 发
第二节 机动体 机
发组动机机体组包括气缸体、气缸套、气缸盖、气缸盖罩、油底壳等
零件，如图2-22。
机体组的作用：发动机机体是 发动机的装配基体，它支承着 发动机的运动件，安装着各种 附件，承受着发动机工作时产 生的内、外作用力。因而机体 就有足够的强度，以承受在标 定负荷甚至在一定超载负荷下 的各种作用力；它有足够的刚 度，使发动机在工作时各部分 的变形小，且对于冷却液、润 滑油和燃气体有良好的耐腐蚀 性。
发电机 发电机带轮
张紧轮
导向轮
AJR发动机外形图
动力转向油泵 动力转向泵带轮
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
1、理发动机整体结构
发动机是给汽车提供动力的部件，是汽车的核心总成，发动机外观 与剖视图如图
气门弹簧 凸轮轴 喷油器
气门导管 气门 水泵 连杆
空调压缩机 曲轴
机油泵链轮
发动机纵剖视图
注： 发 动机排 量，
是 发动机 各缸 工 作容积 的总 和。
第一章 概 第一节 轿车的一述般分类
按发动机和各个总成相对位置、布置形成分为:
发动机前置后轮驱动（FR） ——是传统的布置形式，国内
发动机前置前轮驱动（FF） ——轿车上逐渐盛行的布置形式，
外的大多数货车，部分轿车和部 减小轿车的质量、降低地板高度、
第一章 概 第一节 轿车的一述般分类
轿车按其发动机功率的大小、外形总体尺寸以及设备和性能状态的分类
档次
微 型轿车 普及 型（ 轻型）轿车
中 级轿车 中高 级轿车 高 级轿车
发 动机排量（升 ）
≤1.0 > 1.0 ~≤1 .6 > 1.6 ~≤2 .5 > 2.5 ~≤4 .0 > 4.0
表1-1
油器以一定比例混合成良好的混合气， 在进气行程被吸入气缸，经压缩点火燃 烧而变为热能，燃烧后的气体所产生的 高温高压，作用于活塞顶部，推动活塞 作直线运动，同时通过连杆、曲轴飞轮 机构而变为旋转的机械能，对外输出 功。
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
5、理发动机工作原理
（2）四行程柴油机工作原理
5、理发动机工作原理
（1）四行程汽油机工作原理
汽油机的工作过程可分为：进气行程、压缩行程、 作功行程、排气行程。
分电器 正时皮带 (或正时链条)
凸轮轴 排气门 进气门 火花塞 冷却水 曲轴
润滑油
油底壳 飞轮兼起动齿圈
空气滤清器 化油器 点火 开关
点火 线圈
蓄电池
起动机
四行程汽油机工作原理: 如图2-16，是将空气与汽油经化
图1-2 典型轿车整体结构示意图
车身 后悬架 燃油箱 鼓式制动器(后轮) 排气系统 前悬架
汽车的基本结构
发动机 底盘 车身 电气设备 （或车厢）
发动机： 是汽车整车的“心脏”，是车辆行驶的动力源。
底盘：
是汽车的基础（骨架），由传动系、行驶系和
制动系组成，而与其相关的所有机件都装在底
盘上。
车身：
是载体，用以安置驾驶员、乘客或货物。
全轮驱动（NWD） ——是越野汽车特有的形式，通常发动机前置，在 变速器后装有分动器，以便将动力分别输送到全部 车轮。
第一章 概 第二节 轿车的整述体结构
汽车通常由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成。典型轿车的整 体结构如图1-2所示。
真空助力器
内饰件
发动机 动力转向器 防抱死制动系统
变速器 离合器 传动轴 盘式制动器(前轮)
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
4、理发动机常用术语（如图2-15）
燃 烧室 容积
上 止点 工 作容 积
下 止点
活塞 行程
活 塞环 槽 活 塞
气 缸总 容积
排量：多缸发 动机各缸工作 容积的总和， 称为发动机排 量。
连杆 曲轴
图2 - 15 发动机相关术语图示
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
湿式气缸套的特点： 气缸套装入气缸体后，其外
壁直接与冷却水接触，气缸套仅在 上、下各有一圆环地带和气缸体接 触，壁厚一般为5～9mm。它散热良 好，冷却均匀，加工容易，通常只 需要精加工内表面，而与水接触的 外表面不需要加工，拆装方便，但 缺点是强度、刚度都不如干式气缸 套好，而且容易产生漏水现象。应 该采取一些防漏措施。
第二节 1、组汽缸体
第二章 机动体 机
汽车发
气缸体是发动机的基础骨架，它不仅要承受着高温高压气体的作用 力，而且发动机的几乎所有零件都安装在气缸体上，因此气缸体应 具有足够的强度和刚度。
根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同，通常把气缸体分为以下 三种形式，如图2-24。
第二节 2、组汽缸套
第二章 机动体 机
柴油机与汽油机不同点：燃料采用柴油，为压燃式结构，无化
油器和火花塞；柴油机吸入气缸的为纯净空气，柴油由喷油泵和喷油
器直接喷入气缸，与压缩后的高温空气混合并进行自燃。
喷油泵和喷油器是柴油机燃料供给系中最为重要的部件，单缸
四行程柴油机示意图如图2-18。
喷油器
进气门
喷 油器
排气门
活塞 连杆 曲轴
正 时齿 轮 喷 油泵
第二节 3、组汽缸盖
第二章 机动体 机
汽车发
气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和 下曲轴箱。上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑 油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳，如图2-30。
结构特点：安装在气缸 体的上面，从上部密封 气缸并构成燃烧室。它 经常与高温高压燃气相 接触，因此承受很大的 热负荷和机械负荷。气 缸盖上还装有进、排气 门座，气门导管孔，用 于安装进、排气门，还 有进气通道和排气通道 等。
分客车都采用这种形式。
改善高速时的操纵稳定性等优点。
发动机后置后轮驱动（RR） ——是目前大、中型客车盛行的布 置形式，具有降低车内噪声、有利 于车身内部布置等优点。
发动机中置后轮驱动（MR） ——是目前大多数运动型轿车和方程式赛车所
采用的布置形式。由于这些车型都采用功率和尺寸很大 的发动机，将发动机布置在驾驶员座椅之后和后桥之后 有利于获得得最佳轴荷分配和最高汽车的性能。
进气行程
压缩行程 作功(爆发)行程 排气行程
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
5、理发动机工作原理
（3）二行程汽油机的工作原理
排气孔 换气孔 进气孔
压缩
进气
燃烧
排气
进气：压缩冲程还在进行 燃烧： 活塞未到达进气孔时进气冲程仍在进行 排气：活塞将排气、换气孔打开时，废气在混合气的作用下被挤出气缸
第二章 第三节 曲柄动连杆机机构
汽车发
曲柄连杆机构是发动机产生动力和输出动力的主要部件。它的功用：把燃 气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的扭矩，输出机械能。曲柄连杆机构由 活塞连杆组和曲轴飞轮组二大部分组成，曲柄连杆机构如图2-32。
第二章 第三节 曲柄动连杆机机构
图2-20 二行程汽油机工作过程
二行程汽油机工作原理: 如图2-20，活塞向上运动，将
三排孔都关闭，活塞上部开始压 缩，当活塞继续上行时，活塞下方 打开了进气孔，可燃混合气进入曲 轴箱，活塞接近上止点时，火花塞 点燃混合气，气体燃烧膨胀，推动 活塞向下运动，进气孔关闭，曲轴 箱内的混合气受到压缩，当活塞接 近下止点时，排气孔打开，排出废 气，活塞再向下运动，换气孔打 开，受到压缩的混合气便从曲轴箱 经进气孔流入气缸内，并扫除废 气。
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图2- 1 4
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
3、理发动机基本构造
汽油机的两大机构和五大系统：
曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给 系、润滑系、冷却系、点火系和起动系。
柴油机的两大机构和四大系统：
曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给 系、润滑系、冷却系和起动系。柴油机是压燃 的，不需要点火系。
第二节 4、组油底壳
第二章 机动体 机
汽车发
气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利 于提高压缩比，气缸盖结构如图2-28。
结构特点：受力很小，一般采 用薄钢板冲压而成，其形状取 决于发动机的总体布置和机油 的容量。油底壳内装有稳油挡 板，以防止汽车颠动时油面波 动过大。油底壳底部还装有放 油螺塞，通常放油螺塞上装有 永久磁铁，以吸附润滑油中的 金属碎屑，减少发动机的磨 损。在上下曲轴箱接合面之间 装有衬垫，防止润滑油泄漏。
2、理发动机分类
（4） 按照气缸数目分类（如图2-5）
单缸
多缸
图2- 5
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
2、理发动机分类
（5） 按照气缸排列方式分类（如图2-6）
直列
V型
图2 - 6
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
2、理发动机分类
（6） 按照进气系统是否采用增压方式分类（如图2-7）
（5） 冷却系统 （如图2-12）
冷 却系 统
图2- 1 2
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
3、理发动机基本构造
（6） 点火系统（如图2-13）
点 火系 统
图2 - 1 3
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
3、理发动机基本构造
（7）起动系统（如图2-14）
起 动系 统
汽 油机
柴 油机
图2 - 2
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
2、理发动机分类
（2）按照行程分类（如图2-3）
四 行程
二行程
图2 - 3
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
2、理发动机分类
（3）按照冷却方式分类（如图2-4）
水冷
图2- 4
风冷
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
发电机 进气歧管
正时齿形带 凸轮轴正时 齿形带轮
排气门
气缸体
水泵
水泵齿形带 曲轴
曲轴正时 齿形带轮 机油泵链
发动机横剖视图
凸轮轴 液压挺柱
气缸盖 喷油器 进气门 限压阀 机油滤清器
活塞 连杆 油底壳 机油泵
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
2、理发动机分类
（1） 按照所用燃料分类（如图2-2）
3、理发动机基本构造
（3） 燃料供给系统（如图2-10）
燃 料供 给系 统
图2- 1 0
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
3、理发动机基本构造
（4） 润滑系统（如图2-11）
油道
油道
机 油滤 清器
润 滑系 统
图2 - 11
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
3、理发动机基本构造
汽车发
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，这气缸种气缸对材料要求高，成本高。如 果将气缸制造成单独的圆筒形零件（即气缸套），然后再装到气缸 体内。
水冷式发动机根据是否与冷却水接触，将其分为干式和湿式两种
干式气缸套的特点： 气缸套装入气缸体
后，其外壁不直接与冷却 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，但加工比 较复杂，内、外表面都需 要进行精加工，拆装不方 便，散热不良。
Fψ= G·ψ
由此可知，附着力是汽车所能发挥驱动力的极限，其表达式为：
FT ≤ F ψ
第二章 汽 车 发
第一节 发动动机机的结构与原
1、理发动机整体结构
发动机是给汽车提供动力的部件，是汽车的核心总成，发动机外观 与剖视图如图
空调压缩机带轮
气缸盖罩
正时齿形带护罩
燃油分配管
机油油尺
进气歧管
空调压缩机
多楔带 曲轴带轮
第二节 5、组气缸垫
第二章 机动体 机
汽车发
气缸垫装在气缸盖和气缸体之间，气缸垫实物如图2-31。其功用 是：保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。
结构特点：气缸垫材料要有一
定的弹性，能补偿结合面的不平 度，以确保密封，同时要有好的 耐热性和耐压性，在高温高压下 不烧损、不变形。目前应用较多 的是铜皮——棉结构的气缸垫， 由于铜皮——棉气缸垫翻边处有 三层铜皮，压紧时较之石棉不易 变形。有的发动机还采用在石棉 中心用编织的钢丝网或有孔钢板 为骨架，两面用石棉及橡胶粘结 剂压成的气缸垫。
电气设备： 是由电源（蓄电池、发电机）、起动系、点火系
以及照明、信号等用电设备构成。
第一章 概 第三节 汽车的行述驶原理
要使汽车行驶，必须具备两个基本行驶条件：驱动条件和附着条件。
1、驱动条件
汽车必须有足够的驱动力以克服各种行驶阻力。
2、附着条件
附着力与车轮承受垂直于地面的法向力G（称为附着重力）成正比：
自 然 吸气
图2 - 7 增压
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
3、理发动机基本构造
（1）曲柄连杆机构（如图2-8）
自 然吸 气
图2 - 7 增压
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原
3、理发动机基本构造
（2）配气机构（如图2-9）
配 气机 构
图2- 9
第二章 汽 车 发 第一节 发动动机机的结构与原