清华大学 课件 汽车构造I(9) 发动机管理系统
汽车构造I(9)
汽车构造I（9）汽车构造I（9）清华大学汽车工程系赵雨东主要内容和学时安排柴油机燃油供给系统（4学时）进排气系统、排放控制装置和增压系统（2学时） 汽油机点火系统（3学时） 发动机冷却系统（2学时） 发动机润滑系统（2学时）发动机起动系统（1学时）柴油机燃油供给系统机械-液压控制的分配泵系统位置控制式电控燃油系统时间控制式电控燃油系统高压共轨式电控燃油系统机械-液压控制的分配泵系统直列泵每缸有一套由柱塞、柱塞套偶件组成的泵油机构分配泵只用一套泵油机构为所有气缸供油；设有燃油分配装置，将燃油适时、适量地分配给各个气缸。
两种VE型分配泵（BOSCH）——单柱塞式，轴向压缩式DP系列分配泵（CAV，英国）、PRS型分配泵（SIGMA，法国）、VR型分配泵（BOSCH）——转子式，径向压缩式BOSCH柱塞式直列泵机械-液压控制的分配泵系统——VE泵（1）油箱柴油滤清器喷油器电热塞蓄电池电热塞起动机开关电热塞控制单元带调速器的分配式喷油泵分配泵燃油系统BOSCH VE分配泵燃油入口到喷油器回油至油箱带压力控制阀的滑片式输油泵电磁断油阀高压泵及分配头提前器机械式调速器机械-液压控制的分配泵系统——VE泵（2）组成滑片式输油泵（带压力控制阀）高压泵及分配头调速器提前器断油阀驱动关系曲轴正时齿轮——驱动轴——滑片式输油泵——联轴器——平面凸轮盘——分配柱塞回油螺钉电磁断油阀分配头及高压泵凸轮盘提前器输油泵压力控制阀调速器总成机械-液压控制的分配泵系统——VE 泵（3）滑片式输油泵把燃油从油箱中吸出泵油压力与转速成正比限压进油口出油口驱动轴压力控制阀偏心环支承环驱动爪调速器驱动齿轮壳体机械-液压控制的分配泵系统——VE 泵（4）滚轮座凸轮盘滚轮柱塞套柱塞油量控制套筒高压泵滚轮座、滚轮凸轮盘被驱动轴带动的驱动爪驱动旋转，使柱塞在随凸轮盘转动的同时在柱塞套内往复运动。
高压泵凸轮盘滚轮座联轴器柱塞根部柱塞弹簧座控制套柱塞弹簧分配头端盖高压油接口高压泵装配关系机械-液压控制的分配泵系统——VE泵（5）油量调节、分配 分配柱塞Z个进油槽一个中心油孔一个泄油孔一个分配孔一个压力平衡槽 柱塞套一个进油孔Z个分配油道 柱塞运动旋转＋往复平面凸轮每转一周，燃油分配孔依次与各缸出油孔接通一次。
2024版汽车发动机构造ppt课件
汽车发动机构造ppt课件CONTENTS•汽车发动机概述•汽车发动机的基本构造•汽车发动机的工作原理•汽车发动机的性能指标与评价•汽车发动机的维护与保养•汽车发动机的发展趋势与展望汽车发动机概述01发动机的定义与分类定义发动机是一种将燃料内能转化为机械能的装置，为汽车提供动力。
分类根据燃料类型，发动机可分为汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机等；根据进气方式，可分为自然吸气发动机和涡轮增压发动机。
发动机的发展历程早期发动机早期的汽车发动机主要是蒸汽机和内燃机，效率低且性能不稳定。
现代发动机随着技术进步，现代汽车发动机采用了先进的燃油喷射技术、电子控制技术等，提高了效率和性能。
汽车发动机的重要性动力来源汽车发动机是汽车的动力来源，直接影响汽车的性能和行驶表现。
节能环保高效的发动机可以提高燃油利用率，减少尾气排放，对环境保护具有重要意义。
技术创新汽车发动机技术的不断创新是推动汽车工业发展的重要动力。
汽车发动机的基本构造02气缸体、气缸盖、气缸垫、油底壳活塞、活塞环、活塞销、连杆曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴机体组活塞连杆组曲轴飞轮组曲柄连杆机构配气机构气门组气门、气门座、气门导管、气门弹簧气门传动组凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴燃油供给系统油箱、燃油泵、燃油滤清器、喷油器空气滤清器、进气管、排气管电子控制单元（ECU）、传感器和执行器点火系统点火线圈、分电器、火花塞点火控制器、点火开关、点火信号发生器冷却系统水泵、散热器、冷却风扇、节温器水箱、水管、冷却液润滑系统机油泵、机油滤清器、机油冷却器油道、油底壳、机油标尺汽车发动机的工作原理03进气冲程活塞下行，进气门打开，汽油和空气混合物进入气缸。
压缩冲程进气门和排气门关闭，活塞上行，将混合气压缩至高温高压状态。
做功冲程火花塞点燃混合气，产生高温高压燃气推动活塞下行，驱动曲轴旋转。
排气冲程排气门打开，活塞上行，将燃烧后的废气排出气缸。
进气门和排气门关闭，活塞上行，将空气压缩至高温高压状态。
清华大学-课件-汽车构造I-汽车发动机基本知识
发动机部件和功能
缸体和缸盖 曲轴和连杆 气门和气门机构 燃油系统
发动机的外壳，包含气缸和缸盖，起到支 撑和密封的作用。
将往复运动转化为旋转运动的重要部件， 并将动力传递到传动系统。
控制进气和排气过程，调节气门的开启和 关闭时间。
负责燃料的供应和喷射，确保发动机正常 运行。
发动机类型和分类
直列发动机
所有气缸在一条直线上排列，常见于小型汽车 和轻型货车。
V型发动机
两个气缸组成一个V形，通常有更高的功率输 出，适用于高性能车辆。
水平对置发动机
气缸两两相对，具有更低的重心，适用于四驱 车和跑车。
W型发动机
多个气缸成W形，用于豪华车和高性能跑车。
汽车发动机燃烧和供油系统
1 燃烧系统
Байду номын сангаас
2 供油系统
详细讲解燃烧过程，包括点火系统和燃 烧室设计。
发动机漏油
介绍可能导致发动机漏油 的原因，并提供解决方案。
启动困难
讲解发动机启动困难的可 能原因，以及如何解决这 个问题。
异常噪音
探讨可能导致发动机异常 噪音的原因，并提供相应 的解决方案。
介绍燃油供应和喷射系统，包括燃油泵、 喷油器和燃油滤清器。
汽车发动机故障诊断和维修要点
1
故障诊断
学习如何识别并排除常见的发动机故障，以确保汽车的正常运行。
2
维修技巧
掌握一些关键的维修技巧，包括更换零件和进行常规保养。
3
预防维护
了解如何进行定期的预防性维护，以延长发动机的使用寿命。
常见发动机问题和解决方案
清华大学-课件-汽车构造 I-汽车发动机基本知识
这是一门介绍汽车构造的课程，着重介绍汽车发动机的基本知识，包括发动 机的工作原理、部件和功能，以及常见的故障诊断和解决方案。
汽车构造与使用-发动机系统
汽车构造与使用--发动机—起动系
第二章 第九节 起动系
⑶.电磁式操纵机构的工作过程 ①起动开关接通：
a、首先接通起动继电器磁 化线圈电路;
汽车构造与使用--发动机—起动系
第二章 第九节 起动系
b、电磁铁机构线圈电路接通； Ⅰ.吸引线圈电路： Ⅱ.保持线圈电路：
汽车构造与使用--发动机—起动系
第二章 第九节 起动系
⑶、换向器
由电刷和电枢轴上的整流子组成，用来连接磁
场绕组与电枢绕组。
铜片
轴套
电枢
接线凸缘 换向器剖
第二章 第九节 起动系
⑷、电刷装置
由铜粉（80～90﹪）和石墨粉（10～20﹪）压制而成。 两个正电刷与端盖绝缘，两个负电刷直接接铁。
汽车构造与使用--发动机—起动系
第二章 第九节 起动系
c、驱动齿轮与飞轮啮合： d、电动机电路接通，起动机带动发动机转动。
e、当两齿轮相抵时，离合 器的锥形（啮合）弹簧起作用， 保证先接通，后啮合。
汽车构造与使用--发动机—起动系
第二章 第九节 起动系
f、电动机电路接通时，吸引线圈 被短路，固定铁芯只靠保持线圈电流 的磁场吸力将活动引铁吸住。
2、类型：
⑴、滚柱式离合机构
⑵、摩擦片式离合机构
⑶、弹簧式离合机构
汽车构造与使用--发动机—起动系
第二章 第九节 起动系
3、滚柱式离合机构
⑴、组成：
⑵、工作原理
汽车构造与使用--发动机—起动系
第二章 第九节 起动系
原 理 演 示
汽车构造与使用--发动机—起动系
第二章 第九节 起动系
四、起动过程
2024版年度《汽车发动机构造》ppt课件
2024/2/2
23
点火提前角调节方法
机械式调节
通过调整分电器和点火正时装置， 改变点火提前角。
2024/2/2
真空式调节
利用进气歧管真空度的变化，自 动调节点火提前角。
离心式调节
根据发动机转速的变化，自动调 节点火提前角。
电子控制调节
通过ECU控制点火提前角，实现 精确控制。
24
启动系统类型及特点
化油器式燃油供给系统
利用空气流动产生的负压将汽油与空气混合后送入气缸，结构简 单但精度较低。
电控燃油喷射系统
通过电子控制单元精确控制喷油量和喷油时机，提高燃油利用率和 发动机性能。
直喷式燃油供给系统
将燃油直接喷入气缸内，与空气混合更充分，提高燃烧效率。
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20
燃油喷射技术简介
燃油喷射技术的发展历程
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冷却系统类型及特点
水冷却系统
利用水或防冻液作为冷却介质，通过水泵、散热器、风扇等部件实现冷却液的 循环和散热。具有散热效果好、冷却均匀、工作可靠等优点，但需要定期更换 冷却液并检查水路是否畅通。
风冷却系统
利用空气作为冷却介质，通过风扇和散热片等部件实现发动机的散热。具有结 构简单、质量轻、维护方便等优点，但冷却效果受环境温度和风速影响较大。
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16
04
进排气系统与燃油供给系 统
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17
进气系统组成及功能
进气管道
将空气引入发动机气缸内，保证发动机 正常工作所需的空气量。
进气歧管
将空气分配到各个气缸中，确保各缸进 气均匀。
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空气滤清器
过滤进入发动机的空气，防止灰尘、杂 质等进入气缸，影响发动机性能。
清华大学课件汽车构造I9发动机管理系统
通过输出驱动电路监测输出信号，判断是否对电源短路， 断路、对地短路，是否信号中断 将管理系统中的数据与执行器控制信号进行比较，判断执 行结果的真实性。如EGR系统中，要判断进气歧管压力值 是否在规定范围内，以及进气歧管压力值对执行器控制的 反应是否正确。
一个或两个三效催化转 换器（初级催化转换器 和主催化转换器）
氧传感器，初级催化转 换器前、后端各一
二次空气喷射装置 EGR发动机装废气温度 传感器
附件系统
冷却风扇 空调压缩机
发动机工作信息传感器
曲轴转速 凸轮轴相位 冷却液温度 进气温度 爆震强度
汽油机管理系统
管理内容 系统组成 传感器 执行器 控制器
Delphi system for Dong’an engine
汽油机管理系统－组成（3）
BOSCH ME-Motronic
采用电动节气门，无怠速执行器。驾驶员通过加速踏 板设定发动机的工作状态。 根据加速踏板位置信号，将驾驶员的意图转换为发动 机转矩；再基于大量的发动机运行的当前数据，将转 矩转换为
装在进气总管或进气质量流量计上；测量范围－40～120°C 与进气压力传感器一起，用于计算进气质量 用于各种控制（EGR、增压压力）
机油温度传感器
装在缸体主油道，用于计算维修间隔；测量范围－40～ 170°C
燃油温度传感器
装在柴油机低压油路，用于精确计算喷油量；测量范围－ 40～ 120°C
汽油机管理系统－传感器
氧传感器 氧传感器
曲轴转速 传感器
冷却液温 度传感器
BOSCH ME-Mochonic
汽油机管理系统－组成（4）
发动机管理系统课件
点火系统通常由点火线圈、火花塞、高 压线等组成。点火线圈将低压电流转换 为高电压电流，通过高压线传递给火花 塞。火花塞的电极间隙产生电火花，点
燃可燃混合气。
点火系统的点火时刻和点火能量对发动 机的燃烧过程和性能都有重要影响。发 动机控制单元（ECU）根据发动机的工 况和需求，控制点火时刻和点火能量，
EGR阀
控制废气再循环量，降低废气中的有 害物质。
炭罐
吸附油箱和气缸内的燃油蒸气，减少 排放。
怠速控制系统
怠速电机
水温传感器
控制怠速时的进气量，调节发动机的 转速。
监测发动机的水温，为怠速控制系统 提供信号。
节气门位置传感器
监测节气门的位置，为怠速控制系统 提供信号。
03
发动机管理系统的工作原 理
延长发动机寿命
通过合理控制发动机的工 作状态，减少发动机的磨 损和故障，延长发动机的 使用寿命。
提高安全性
通过实时监测和预警机制 ，及时发现发动机故障， 避免因发动机故障导致的 安全事故。
发动机管理系统的发展历程
机械式控制系统
通过机械方式实现单元和传感 器，实现对发动机的精确 控制。
排放控制系统是发动机管理系统 中的重要组成部分，它的主要功 能是控制发动机的排放污染物的 生成和排放，以满足环保法规的 要求。
排放控制系统通常由三元催化器 、氧传感器、EGR阀等组成。三 元催化器是一种净化装置，它可 以将发动机排放的CO、HC和 NOx等有害气体通过催化反应转 化为无害的二氧化碳、水和氮气 。氧传感器则用于检测排气中的 氧含量，将信号反馈给发动机控 制单元（ECU），以调节空燃比 。EGR阀则用于将部分废气引入 进气系统中，以降低燃烧温度和 减少NOx的生成。
清华大学课件汽车构造I1汽车发动机基本知识
活塞顶离曲轴回转中心最近处，即活 塞最低点，称为下止点（Bottom Dead Center, BDC）；
在上、下止点处，活塞的运动速度为 零。
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发动机工作原理——常用术语（3）
活塞行程
发动机－往复活塞式内燃机 编辑ppt
11
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12
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13
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发动机工作原理——常用术语（1）
工作循环
由进气、压缩、 作功和排气等 四个工作过程 组成的封闭过 程。周而复始 地进行这些过 程，内燃机才
能持续地作功。
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发动机工作原理——常用术语（2）
上、下止点
汽油机燃油供给系统（4 学时）
发动机起动系统与电源 （1学时）
发动机管理系统（2学本知识
汽车总体结构 汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能 内燃机产品名称和型号编制规则
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3
汽车总体结构
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发动机 底盘
车身 电气系统
4
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压缩比是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气 缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示
= Va = Vh +Vc =1 +Vh
Vc
Vc
Vc
式中：Va － 气缸总容积；
Vh － 气缸工作容积；
Vc － 燃烧室容积。
压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的
压缩程度。
汽油机 8～11；柴油机 16编～辑p2p4t
清华大学课件汽车构造I发动机冷却系统
风扇（离合器、 转速、叶片角度） 节温器（大循环、 小循环） 散热器百叶窗
水孔 水泵
缸盖水套
节温器
缸体水套
水管
Fiat-GM
Audi V8 4.0L TDI
发动机冷却系统
作用和类型 水冷系统组成和工作原理 冷却液 主要组件 发动机热管理系统 发动机风冷系统
冷却液
水（最好软水）与防冻剂（常用乙二醇，Ethylene glycol）的混合物。 防止冷却液结冰（不能循环、发动机过热，冷却液膨 胀，使缸体、缸盖、散热器涨裂）；防冻剂比例不同， 冷却液冰点不同。 提高冷却液沸点，防止过早沸腾。 防冻剂中通常含有防锈剂和泡沫抑制剂。
出水口
进水口 放水开关
主要组件—散热器（3）
管片式散热器芯
主要组件—散热器（4）
管带式散热器芯
主要组件—散热器（5）
金属薄板焊接散热器芯
主要组件—散热器（6）
散热器盖
密封水冷系统，调节系统压力。
闭式水冷系统压力高，冷却液 沸点高；可减少冷却液外溢及 蒸发损失。 有压力阀、真空阀
冷却液温度升高后，膨胀使系 统压力增大。压力超过预定值 时，压力阀开启，一部分冷却 液流入膨胀水箱。 停机后冷却液温度降低，冷却 系压力降低。低于大气压力 时，真空阀开启，冷却液由膨 胀水箱流回散热器。
发动机热管理系统（2）
根据气缸垫温 度调整冷却强 度
发动机热管理系统（3）
气缸垫及传感器
发动机冷却系统
作用和类型 水冷系统组成和工作原理 冷却液 主要组件 发动机热管理系统 发动机风冷系统
风冷系统（1）
结构简单 在缸体、缸盖表面布置散热 片 轴流式冷却风扇 冷却强度调节
液力耦合器
清华大学教授汽车构造课件
后果
还会引起发动机过热， 功率下降，燃油消耗量 增加等一系列不良后果。 严重爆燃时甚至造成气 门烧毁、轴瓦破裂，火 花塞绝缘体击穿等。
爆燃
表面 点火
伴有强烈的较沉 闷敲击声。
产生的高压会使发动机 机件负荷增加，寿命降 低。
返回
四冲程发动机工作状态
状态 行程
温度(K) 370~440 600~800
§2.2 四冲程发动机的简单工作原理
一、四冲程汽油机的工作原理
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
单缸四冲程汽油机的工作过程
温度370~440 K， 压力75~90 kPa
进气行程
排气门关闭
P
活 塞
上 止 点
下 止 点
进气门开启
大气压力线
r a
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
V
进气门关闭
压缩行程
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭 下 止 点
P
温度600~800K， 压力600~1500 kPa
上 止 点
活 塞
大气压力线
c r a
示功图
V
作功行程
排气门关闭 进气门关闭 上 止 点
Z
P
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压 力3~5MPa
下 止 点
活 塞
大气压力线
1．传动系 汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为 汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条 件下所必需的牵引力、车速，以及它们之间的协 调变化等功能，使汽车有良好的动力性和燃油经 济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动车 轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而 平稳地接合或彻底、迅速地分离。 传动系包括：离合器，变速器，万向传动装置， 主减速器及差速器，半轴等部分。
2024版汽车发动机构造ppt课件完整版x
根据发动机的运行情况，调整进气（排气）的量，和气门开合时间、角 度，使进入的空气量达到最佳，提高燃烧效率。
03
优点
提高燃油经济性、降低排放污染、提高动力性能等。
2024/1/25
12
03
燃油供给系统与点火系统
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/1/25
作用
将发动机产生的热量带走并散发到大气中，保持发动机在适宜的温度范围内工作，防止 发动机过热和损坏。
21
水泵和散热器结构原理
水泵
通过叶轮旋转产生离心力，将冷却液从散 热器吸入并加压输送到发动机水套中，使 冷却液在发动机内部循环流动。
VS
散热器
由进水室、出水室及散热器芯等三部分构 成。冷却液在散热器芯内流动，空气在散 热器外通过。热的冷却液由于向空气散热 而变冷，冷空气则因为吸收冷却液散出的 热量而升温。
曲轴箱强制通风装置
三元催化转化器
将发动机尾气中的CO、HC和NOx等 有害气体通过氧化和还原作用转变为 无害的二氧化碳、水和氮气。
将曲轴箱内的废气通过通风管道引入 进气歧管，减少废气直接排入大气造 成的污染。
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三元催化转化器（TWC）介绍
结构
三元催化转化器位于排气系统中， 主要由壳体、减震层、载体和催
01
02
03
孔式喷油器
利用喷油孔将燃油喷出， 形成雾状。
2024/1/25
轴针式喷油器
轴针在喷孔内往复运动， 改变喷孔截面积，从而控 制喷油量。
旋流式喷油器
通过旋流片使燃油产生旋 转运动，形成雾状。
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清华大学课件汽车构造I(9)发动机管理系统PPT文档97页
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
清华大学课件汽车构造I(9)发动机管理
系统
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
拉
60、生活的道路一旦选定，