发动机原理与构造习题解答

发动机原理与构造习题解答

一、发动机的工作原理和总体构造

1、汽车发动机通常是由哪些机构与系统组成？它们各有什么功用？

(1) 曲柄连杆机构：进行热功转换。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。

(2) 配气机构：控制进、排气门的开启时刻及延续时间。配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。

(3) 燃料供给系统：

汽油机：由化油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。

柴油机：由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸。汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。

(4) 润滑系统：减少相对运动部件的摩擦阻力，减轻磨损。

润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

(5) 冷却系统：降低气缸及高温部件的高温，使发动机保持正常的工作温度。

冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

(7) 点火系统：（汽油机独有）在压缩行程接近上止点时，点火系即在火花塞电极间产生电火花以点燃混合气。

在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸

盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

(8) 起动系统：用外力转动发动机曲轴以达到燃烧作功所需的条件。

要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。

2、柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式与点火方式上有何不同？它们所用的压缩比为何不一样？

可燃混合气的形成及发火方式：

汽油机：汽油粘度小，蒸发性好，自燃温度高于380ºC。在气缸外部的化油器处形成混合气，由进气管进入气缸，在压缩接近上止点时由火花塞发火

点燃混合气。即外火源点燃。

柴油机：柴油粘度大，蒸发性差，自燃度为250ºC左右。在气缸内部形成混合气，即在压缩接近终了由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸

与压缩后的高温空气混合，自行发火燃烧。即压缩自燃。

柴油机靠压缩自燃，因此，压缩比设计得较大。

3、四冲程汽油机与柴油机在总体构造上有何异同？

汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。

汽油机与柴油机的燃料供给系有区别：

汽油机：由化油器或喷油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。

柴油机：由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器直接喷入气缸。

二、曲柄连杆机构

1、发动机镶入缸套有何优点？什么是干缸套？什么是湿缸套？采用湿缸套如何防止漏水？

气缸套采用耐磨的优质材料制成，气缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。同时，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大延长气缸体的使用寿命。气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。

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。

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，缸套的外表面设有上支承定位带和下支承密封带，缸套装入座孔后，通常缸套顶面略高出气缸体上平面0.05～0.15mm，以保证气缸的密封性，防止冷却水窜漏。

3、扭曲环装入汽缸中为什么会产生扭曲？它的优缺点？装配时应注意什么？

扭曲环是在矩形环的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分，使断面呈不对称形状，装入气缸后，由于断面不对称，产生不平衡力的作用，使活塞环发生扭曲变形。活塞上行时，扭曲环在残余油膜上浮，可以减小摩擦，减小磨损。活塞下行时，则有刮油效果，避免机油烧掉。同时，由于扭曲环在环槽中上、下跳动的行程缩短，可以减轻"泵油"的副作用。安装时必须注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能装反。

4、曲轴为什么要轴向定位？怎样定位？为什么曲轴只能有一处定位？

当发动机工作时，曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力作用而有轴向窜动的趋势。这样将破坏曲轴上各部件的正确相对位置。故必须用定位装置加以限