发动机培训教材

C、膨胀冲程（做功冲程）：从点火到排气阀开启 如图二C所示，在压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，使气体的 温度和压力迅速提高；由于进、排气阀均关闭，气体膨胀推动活塞从上止点向下止点运动 ，通过连杆驱动曲轴做功，至活塞到达下止点时结束。 D、排气冲程：从排气阀开启到进气阀开启 如图二D所示，在膨胀冲程终了时，排气阀开启，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止 点运动，燃烧产生的废气在自身剩余压力和活塞的推力作用下，被排出气缸。至活塞到达 上止点时，排气结束。 排气冲程结束时，排气阀关闭，进气阀再次开启，又开始了下一个工作循环。这样，发 动机周而复始不断进行上述四个冲程，将燃料的化学能转换为机械能，为汽车的行使提供 动力。
D、点火系统 组成：汽油发动机点火系统主要由电源、点火线圈、分电器、火花塞等（只有汽油发动 机设有点火系统） 。 功能：是在混合气压缩终了时产生电火花以点燃混合气。 E、起动系统 组成：主要由起动机及其附属装置。 功能：是使静止的发动机起动，并转入自行正常运转，是发动机由静止开始运转的第一 个工作循环的准备过程。
配气相位是进、排气门的开、闭时刻及开启的持续时间，用所对应的曲轴转角来表示 。配气相位对换气质量、充气系数、扭矩外特性、排气损失、有害排放等都有较大影响。 配气相位通常用曲轴转角的环形图来表示，下图是富康轿车发动机的配气相位图。
a TU3F2K配气相位图
b TU5JPK配气相位图
4.6 燃料供给系统 汽油发动机使用的汽油须先经雾化和汽化，并按一定的比例与空气混合，形成较均匀
2、单缸四冲程汽油机的工作循环 A、进气冲程：从进气阀开启到进气阀关闭之前 如图二A所示，活由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时排气阀关闭，进气阀开启。活
塞向下移动过程中，气缸容积逐渐增大，形成一定的真空度，可燃混合气经进气阀被吸入 气缸；至活塞到达下止点时，进气阀关闭，停止进气。
B、压缩冲程：从进气阀关闭到点火之前 如图二B所示，进气冲程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，气缸容积 逐渐减小。由于进、排气阀均关闭，可燃混合气被压缩，至活塞到达上止点时压缩结束。 在压缩冲程中，气体压力和温度同时上升，并进一步混合均匀，压缩终了时，气缸內温度 远高于汽油的燃点，很容易被燃。
TU3JPK、TU5JPK采用的是BOSCH MP5.2版本的多点电子燃油喷射系统，与整车匹配 可以达到欧洲Ⅱ号排放标准；TU5JPL4采用的是BOSCH MP7.4版本的多点电子燃油喷射系 统，与整车匹配可以为达到欧洲Ⅲ号排放标准。
TU3JPK、TU5JPK 、TU5JPL4分别于1997年、1998年、2001年批量生产。 TU5JPK（ N23）、TU5JPK（BVA）是在TU5JPK型发动机上的两种变形发动机，TU5JPK（N23）用 以适配N23整车，TU5JPK（BVA）用以适配自动变速箱，TU5JPL4与PICASSO车匹配。
2、发动机识别码
TU 3 F 2 K
排放法规：15.04 双腔化油器 铸铁缸体 排量：1.36L 发动机系列名称
TU 3 JP K 排放法规：15.04 电子喷射燃油系统 排量：1.36L 发动机系列名称
TU 5 JP K（N23 / BVA）
适配自动变速箱 适配N23整车 排放法规：15.04 电子喷射燃油系统 排量：1.587L 发动机系列名称
现代汽车多采用往复活塞式、四冲程、水冷式、多缸汽油机。
二.发动机的基本结构
图一 发动机的基本结构
汽油机发动机的基本结构如图一所示，通常由两大机构、五大系组成。 1、两大机构
A、曲柄连杆机构 组成：主要由气缸体、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。 功能：发动机在工作中，混合气在气缸内燃烧产生的高压推动活塞通过连杆带动曲轴、 飞轮旋转，将化学能转变为机械能而输出；工作循环的准备过程是由曲轴通过连杆带动活 塞作往复运动而实现的。因此，曲柄连杆机构是发动机维持工作循环、实现能量转化的核 心。 B、配气机构 组成：主要由气门和控制气门开、闭的凸轮轴及正时齿轮、正时皮带等。 功能：是定时地开、闭气门，向气缸内充入新鲜空气和排出废气，保证发动机工作循环 连续进行。 2、五大系统 A、燃料供给系统 组成：汽油机的燃料供给系统主要由燃油箱、汽油泵、空气滤清器、化油器或喷射机构 、进气管、排气管等。 功能：汽油机的燃料供给系统的功能是按需向气缸内供应已配比好的可燃混合气（化油 器式）或纯空气+定时定量喷射燃油（喷射式），将燃烧完的废气按规定管路导出。
化油器式发动机燃料供给系统由四部分组成：燃油供给装置（汽油箱、汽油滤清器、 汽油泵、油管）、空气供给装置（主要有空气滤清器）、可燃混合气形程装置（化油器） 、可燃混合气供给和废气排出装置（进、排气歧管和排气消声器）。
直接喷射式发动机按控制原理分为机械控制式和电子控制式；按喷油器的布置分为单 点式和多点式；按喷油器工作的时间分为连续喷射式和间歇喷射式；按进气量的测量方式 分为直接测量方式和间接测量方式。
三.发动机的工作原理
1、基本概念 A、冲程：活塞由上止点到下止点或活塞由下止点到上止点。 B、工作循环：发动机每进行一个“进气—压缩—做功—排气”的连续过程就叫一个工作
循环。 C、两冲程发动机：凡活塞往复二个冲程完成一个工作循环的发动机。 D、四冲程发动机；凡活塞往复四个冲程完成一个工作循环的发动机。
TU3JPK、TU5JPK（N23/BVA）、TU5JPL4发动机的喷射系统是多点电子控制系统， 采用德国博世（BOSCH）公司莫特朗尼克（Motro-nic)电控系统,由电子控制、燃油供给和 点火控制三部分组成。
4.7 润滑系统 润滑系统的基本作用是将机油送到各零件的摩擦表面，以减少零件的摩擦和磨损，降低功 耗，延长发动机使用寿命。此外流动的机油可以清除摩擦表面的磨屑、杂质，冷却摩擦表 面。
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2020年5月22日星期五
一.发动机的分类
发动机是汽车的动力来源，曾经用过蒸汽机、电动机、内燃机。现代汽车绝大多 数使用内燃机，现在也有小部分开始采用电动机。汽车内燃机是燃料直接在气缸内燃 烧，使热能转化为机械能，通过传动机构驱动车辆行驶的动力装置。
内燃机可按不同的方式分类： 1、按活塞运动方式：可分为往复活塞式和旋转活塞式。 2、按所用燃料种类：可分为汽油发动机、柴油发动机以及酒精、煤油、液化石油气、 天然气等为燃料的发动机。 3、按燃油供给方式：可分为化油器式汽油机和直接喷射式汽油机。 4、按发动机工作循环：可分为二冲程和四冲程。 5、按气缸数量：可分为单缸发动机和多缸发动机。 6、按冷却方式：可分为水冷式发动机和风冷式发动机。
3）活塞环：采用三道活塞环结构，两道气环一道油环 ；气环的作用是保证气缸内的压力并使气体不窜入曲轴箱 ，将活塞上部热量传递给气缸壁，降低活塞工作温度；油 环的作用是将气缸壁多余的机油刮下，不让其窜入燃烧室 ，并使气缸壁上的机油膜分布均匀，改善活塞的润滑条件 。
4）连杆：模锻件，强度好，纤维方向合理，能承受较 大的交变载荷和冲击载荷；工字结构，既能减轻重量又保 证了强度和刚度；为保证发动机工作的平稳，同一台发动 机4个连杆的质量差别在3克以内。
B、润滑系统 组成：主要由油底壳、机油泵、机油滤清器、油道等。 功能：是向发动机高速运动的摩擦表面供给润滑油，以减少摩擦阻力和减缓磨损。 C、冷却系统 组成：水冷式冷却系统主要由散热器、风扇、水泵、水套等组成；风冷式系统主要由散
热片、风扇等。 功能：是将气体燃烧传导给机件的多余热量散发出去，以保证发动机的正常工作温度。
2）飞轮：灰铁，圆盘状，外圆上热 套法固定启动齿圈；主要功能是储存和 释放能量来提高发动机运转的均匀性。
4.5 配气机构 配气机构是控制发动机进气和排气的机构
，其功能是按照发动机各缸工作过程的需要， 定时地开启和关闭进、排气门，使气缸能进行 换气、压缩、做功、排气。
气门式配气机构，按气门的布置形式分为 顶置气门式和侧置气门式；按凸轮轴位置分为 凸轮轴上置式、凸轮轴中置式、凸轮轴下置式 ；按凸轮轴数量可分为单凸轮轴和双凸轮轴； 按曲轴和凸轮轴之间传动方式可分为齿轮传动 式、链条传动式、齿形皮带传动式；按每气缸 气门不同分为二气门式、三气门式、四气门式 和五气门式等。富康轿车目前装配的发动机均 是顶置气门、单根上置凸轮轴、齿形皮带传动 的二气门式配气机构。
A 进气冲程
B 压缩冲程
C 膨胀冲程
图二 发动机工作循环

D 排气冲程
四.富康轿车发动机的结构特点
1、概述
富康系列轿车装配的是法国雪铁龙（CITROEN）公司TU系列中的TU3F2K、TU3JPK、 TU5JPK（N23/BVA）、TU5JPL4型发动机，均为四冲程、水冷、直列四缸、顶置凸轮轴结 构。
要零件与附件都直接或间接地安装在气缸体 上。TU3F2K、TU3JPK、TU5JPK（ N23/BVA）、TU5JPL4发动机的气缸体材料 均为低合金铸铁，龙门式结构，不镶缸套， 带有水泵涡壳，特点如下：
1）整体结构紧凑，缸与缸之间长度方 向壁厚较薄，缸间距较小。
2）具有较高的抗弯强度和抗扭刚度， 便于油底壳密封。
4.3 活塞连杆组 1）活塞：活塞采用AS12UN共晶硅铝合金制造，质量
轻，耐磨性能好，具有良好的高温机械性能和铸造工艺性 能；结构为平顶，活塞销孔中心线偏离活塞中心线 0.5±0.15，改善活塞换向的平稳性，减少活塞换向敲击缸 体所产生的噪声；活塞上装有两道气环一道油环。
2）活塞销：活塞销的功能是连接活塞与连杆，传递运 动；采用优质低合金冷拔无逢钢管表面渗碳磨削加工而成 ，耐磨耐冲击；与活塞、连杆采用“半浮式”连接，与活塞 销孔为间隙配合，其间隙为0.010～0.016mm，与连杆小头 孔为过盈配合，其过盈量为0.010～0.042mm。
3、TU发动机技术参数
4、 TU发动机总成结构特点
4.2 气缸盖总成 气缸盖采用ASS5U3GY30铝合金铸 造毛坯，结构紧凑，重量轻，散热效 果好；采用气门顶置、凸轮轴上置、 单摇臂轴的OHC结构；凸轮轴支承无 轴瓦，采用压力润滑与油池润滑；燃 烧室呈半球形。