总论 本章内容：汽车类型、国产汽车产品型号编制规则、汽车总体构造、汽车行驶基本原理。 本章重点：汽车总体构造、汽车行驶基本原理。 一、汽车的产生和发展 1. 早期汽车

1. 总论 本章内容：汽车类型、国产汽车产品型号编制规则、汽车总体构造、汽车行驶基本原理。 本章重点：汽车总体构造、汽车行驶基本原理。 一、汽车的产生和发展  1.早期汽车 蒸气汽车  1769 年法国人居纽发明，最高车速  3.6 km/h  电动汽车  § 1873 年，英国人戴维森发明  1899 年，法国杰拿茨的电动汽车，最高车速达：105km/h  1918 年美国生产电动汽车  2.  近代汽车 （1）诞生 本茨 1885 年发明单缸二冲程汽油机三轮车，时速为 15km/h  戴姆勒 1886 年发明四冲程汽油机四轮车 时速：18km/h

2. 1895 年 第一辆进入英国的汽车 （法国制造） （2）大量生产 美国：1913 年～1927 年，Ford T 型车平均年产超过 75 万辆  1923 年，2/3 美国家庭有轿车；  50 年代，欧洲家庭普及轿车。  60 年代，日本家庭开始普及轿车。  80 年代，韩国家庭开始普及轿车。  21 世纪初，中国家庭开始普及轿车。

3. 三大障碍：能源、道路、法规 二、汽车分类  1.按用途分 （1）运输汽车  1）轿车（乘 9 人以下） 按排量：微型  1.0L 以下 普通级  1.0～1.6L  中级  1.6～2.5L  中高级  2.5～4L  高级  4L 以上（华贵） 按车身：两厢（单厢） 三厢  2）客车（乘 9 人以上） 按长度分：微型、轻型、中型、大型、特大型（双层、绞接式）  3）旅游车  4）货车 ●普通货车 ●特种货车 ●自卸车 ●汽车列车 （2）特种用途车  1）建筑工程车  2）市政、公用事业车  3）农用作业车  4）赛车  2.按动力装置分 （1）内燃机汽车 （2）电动汽车 （3）混合动力式汽车 （4）气轮机汽车  3.按行驶道路分 （1）公路用车(on road)  （2）非公路用车(off road)  4.按行驶系结构分 （1）轮式车 （2）履带车 （3）螺旋推进式车 （4）步进机构式车 三、国产汽车编号规则 首部：2~3 个汉语拼音，企业代号 中部: 4 个数字,车辆类别、特征、产品序号 车辆类别  1  货车, 2  越野车,    7  轿车

4. 尾部：汉语拼音或数字，专用车分类代号 或企业自定代号 例：EQ1090  二汽，货车，总质量 9 吨  CA7220  一汽，轿车，发动机排量 2.2 升 四、汽车总体构造  1.发动机  2.底盘 （1）传动系 （2）行驶系 （3）转向系 （4）制动系  3.车身  4.电气设备 五、汽车行驶的基本原理 阻力  Ff, Fw, Fi, Fj  牵引力  Ft=Mt/r  附着力  F’=Gφ

5. 第一篇 汽车发动机 第一章 汽车发动机的工作原理和总体构造 本章内容：发动机分类、四冲程和二冲程发动机工作原理、发动机总体构造、发动机主要性能 指标与特性、内燃机产品名称和型号编制规定。 本章重点：四冲程发动机工作原理、四冲程汽油机和柴油机在工作原理方面的共同点和不同点。 第一节 发动机分类 汽车发动机(专指汽车用活塞式内燃机)可根据不同的特征来分类。 1.对于往复活塞式发动机，根据每一工作循环所需活塞行程数分成：四冲程发动机、二冲程发 动机。 一个工作循环：进气行程、压缩行程、作功行程、排气行程。 2.根据所用燃料种类分成：汽油发动机和柴油发动机。 汽油机又有化油器式汽油机和汽油喷射式汽油机两种。汽油机中的可燃混合气由电火花点火燃 烧，因此又称强制点火式或点燃式发动机。 柴油机的可燃混合气在高温下自燃，这种发动机又称为压燃式发动机。 3.根据冷却方式不同，发动机可分为水冷式和风冷式两种。 4.按气缸数不同，发动机可分为单缸发动机，多缸发动机。 5.按增压不增压，发动机可分为非增压发动机，增压发动机。非增压发动机是靠真空度进气 。 增压发动机使用增压器强制地把空气送到发动机气缸中。 第二节 四冲程发动机工作原理 一、四冲程汽油机工作原理 1.单缸汽油机结构 2.术语 1)上止点：活塞顶离曲轴中心最远处，即活塞最高位置。 2)下止点：活塞顶离曲轴中心最近处，即活塞最低位置。 3)活塞行程S：上、下止点间的距离。 4)曲柄半径(R)：曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离。 5)气缸工作容积(气缸排量)Vh：活塞从上止点到下止点所扫过的容积。 6)发动机工作容积(发动机排量)VL：多缸发动机各气缸工作容积的总和。 p D  2  4  ´ 10  3  V  L = × S  × i  (L)  式中：D——气缸直径，cm； S——活塞行程，cm； i——气缸数 7)燃烧室容积Vc：活塞在上止点时，其顶部以上的容积。

6. 8)气缸总容积Va：活塞在下止点时，其顶部以上的容积。8)气缸总容积Va：活塞在下止点时，其顶部以上的容积。 Va = Vh + Vc 9)压缩比ε：气缸总容积与燃烧室容积之比，即： V V  V c  V c  现代化油器式发动机压缩比一般为6～9(轿车有的达9～11)，柴油发动机压缩比一般为16～22。 压缩比愈大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的 功率愈大，经济性愈好。但压缩比过大，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现爆燃和表面点 火等异常燃烧现象。 爆燃：可燃混合气不是由火花塞的火花点燃，而是因热点(过热的燃烧室内壁的某一部分)的热 发生激烈的燃烧。这种燃烧会使发动机产生振动和噪音，油耗增加，影响发动机的寿命。 表面点火：在火花塞正常点火前，因其他原因自燃点火的现象。在压缩行程结束时，因火花塞 的电极部分及绝缘物或堆积物、排气门等过热表面的余热而点火燃烧，然后火花塞又点火。这样会 导致气缸壁温度急剧上升，功率急减和回转不正常，严重时造成停转和连杆断裂。 3.工作原理 进气门 排气门 活塞 气缸 曲轴转角 进气行程 开 关 上→下 真空 180° 吸入混合气 压缩行程 关 关 下→上 混合气被缩 180° 气压及温度增高 作功行程 关 关 上→下 混合气被点燃 180° 气压及温度急剧增高 排气行程 关 开 下→上 废气排出 180° 1)进气行程：进气门开、排气门关，活塞从上止点向下止点运动，气缸内形成的真空度把可燃 混合气从化油器吸入气缸。进气终了时，气缸内气体压力约为0.075～0.09MPa，温度为370～400K，

7. 曲轴旋转180°。 2)压缩行程：进—排气门关闭，活塞从下止点向上止点运动。压缩终了可燃混合气压力升高到 0.6～1.2MPa，温度达600～700K，曲轴旋转180°。 3)作功行程：进—排气门关闭，当活塞接近上止点时，火花塞点火。剧烈燃烧的可燃混合气推 动活塞从上止点向下止点运动。气缸内气体温度和压力达最大值。最高压力约为3～5MPa，温度为 2200～2800K，曲轴旋转180°。 4)排气行程：进气门关、排气门开。废气从排气管喷出，随着活塞上行将残余废气挤出气缸。 气缸内压力稍高于大气压约为0.105～0.15MPa，废气温度约为900～1200K，曲轴旋转180°。 四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环，活塞在上、下 止点间往复运动四次，各缸进、排气门各开启1次，相应曲轴旋转两周(720°)。 二、四冲程柴油机工作原理 柴油机使用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，故可燃混 合气的形成及点火方式都与汽油机不同。 柴油机进气行程吸入气缸内的是纯空气，在压缩行程接近终了时，与喷入的高压柴油在气缸内 形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高，压缩终了气缸内空气压力、温度很高，其温度大大超过柴 油的自燃温度，因此可燃混合气被压燃。 三、现代汽车发动机采用多缸发动机工作原因 四冲程发动机工作循环的四个行程中，只有一个行程作功，其余三个行程为作功作准备。单缸 发动机曲轴转速是不均匀的，因而发动机运转不平稳，工作振动大，现代汽车采用多缸发动机就可 以提高发动机运转的平稳性。

8. 第三节 二冲程汽油机工作原理 二冲程汽油发动机结构 活塞上行: 上方—压缩 下方---吸气 活塞下行(上半程): 上方—作功 活塞下行(下半程): 上方—换气 下 方 --- 预 压 下方---预压 二冲程发动机的工作循环是在曲轴旋转一周的时间内，即两个活塞行程内完成。 第一行程 活塞自下止点向上止点运动，已充入活塞上方气缸内的混合气被压缩，新的可燃混 合气又从化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。(压缩，进气) 第二行程 活塞自上止点向下移动，活塞上方进行着作功过程和换气过程，而活塞下方则进行 可燃混合气的预压。(作功，排气) 为了防止新鲜混合气大量和废气混合并随废气一起排出气缸而造成浪费，活塞顶做成特殊的形 状，使新鲜混合气的气流被引向上部。这样还可以利用新鲜混合气来扫除废气，使排气更为彻底。 但是在二冲程发动机中，要完全避免可燃混合气的损失是很困难的。

9. 二冲程化油器式发动机与四冲程化油器式发动机比较，其主要优点如下：二冲程化油器式发动机与四冲程化油器式发动机比较，其主要优点如下： 1)曲轴每转一周就有一个作功行程，因此当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相 同时，在理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。 2)由于发生作功行程的频率较大，故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。 3)由于没有专门的配气机构，所以它的构造较简单，质量也比较小。 4)使用简便。因为附属机构少，因此易受磨损和经常需要修理的运动部件数量也比较少。 由于构造上的关系，二冲程发动机最大的缺点是不易将废气自气缸内排除得较干净，并且在换 气时减少了有效工作行程。因此在同样的工作容积和曲轴转速下，二冲程发动机的功率并不等于四 冲程发动机的二倍。只等于1.5～1.6倍；而且在换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气被排出， 因此二冲程发动机不如四冲程发动机经济。 由于上述的缺点，二冲程化油器式发动机在汽车上较少被采用。但这种发动机的制造费用低廉， 构造简单，重量轻，所以在摩托车上广泛采用。汽油喷射二冲程发动机可以减少扫气损失，改善燃 油经济性差的缺点，可望在汽车上得到发展。 第四节 发动机的总体构造 化油器式发动机组成：两个机构和五个系统。 两个机构： 1.曲柄连杆机构 2.配气机构 五个系统： 1.供给系 2.冷却系 3.润滑系 4.点火系 5.起动系 柴油机没有点火系，供给系与汽油机也有区别。柴油机供给系有喷油泵和喷油器而无化油器 。 其它机构和系统与汽油机一样。 第五节 内燃机产品名称和型号编制规则 1982年颁布的内燃机名称和型号编制的国家标准(GB725-82)主要内容如下： 1.内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，例如柴油机、汽油机，煤气机，沼气机。双(多种) 燃料发动机等。 2.内燃机型号由阿拉伯数码和汉语拼音字母组成。 3.内燃机型号由下列四部分组成： (1)首部：为产品系列符号和(或)换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主 管部或由部主管标准化机构核准。 (2)中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号组成。 (3)后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。 (4)尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂和适当符号表示。 具体表示如下

10. 型号编制示例： 柴油机： (1)165F——表示单缸、四冲程、缸径65mm、风冷。 (2)R175——表示单缸、四冲程、缸径75mm、水冷、通用型(这里取R表示175的换代标志符号)。 汽油机： (1)IE65F——表示单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型。 (2)4100Q——表示四缸、四冲程、缸径100mm、水冷、车用。

11. 第二章 机体组及曲柄连杆机构 本章内容：发动机机体组、活塞连杆组、曲柄飞轮组。 本章重点：曲柄连杆机构的功用、组成与工作特点。 第一节 概述 功用：把燃气作用在活塞顶上的力矩转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。 主要零件组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。 工作条件的特点：高温、高压、高速、化学腐蚀。 受力状态：气体作用力、往复惯性力与离心力、摩擦力。 第二节 机体组 一、气缸体 1.气缸体：水冷发动机的气缸体和曲轴箱铸成一体。 2.气缸：气缸体上半部有一个或若干个为活塞在其中运 动导向的圆柱形的空腔。 3.曲轴箱：气缸体下半部支承曲轴，其内腔为曲轴运动 的空间。 4.结构型式分为三种： 1)一般式气缸体：便于机加工 2)龙门式气缸体：刚度和强度较好，但工艺性较差 3)隧道式气缸体：刚度最好，与组合曲轴配用 5.气缸材料：优质合金铸铁、铝合金 6.冷却方式：空冷、水冷 7.水套：发动机用水冷却时，气缸周围和气缸盖上均有 用以充水的空腔。 8.多缸发动机气缸排列的型式有：直列式、V型式、对 置式。 9.气缸套应用原因：降低气缸生产制造成本 10.气缸套材料：耐磨性较好的合金铸铁或合金钢 11.气缸套形式：干式和湿式

12. 二、气缸盖与气缸衬垫 1.气缸盖结构： 1)单体气缸盖 2)块状气缸盖 3)整体气缸盖 2.气缸盖材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金铸造。 3.汽油机燃烧室：由活塞顶部气缸壁及缸盖上相应的凹部空间组成。 4.汽油机燃烧室形状有以下几种： 1)楔形燃烧室：结构简单、紧凑。在压缩终了时能形成挤气涡流。 2)盆形燃烧室：结构简单、紧凑。 3)半球形燃烧室：结构较前两种更紧凑，散热面积小，对排气净化有利，配气机构比较复杂。 5.气缸盖衬垫结构： 1)金属—石棉衬垫，安装气缸衬垫时，把光滑的一面朝气缸体。 2)石棉中心用编织的钢丝网或有孔钢板为骨架 3)实心金属片 作用：密封 三、油底壳 第三节 活塞连杆组 一、活塞 1.作用：承受气缸中气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆， 以推动曲轴旋转。 2.对活塞的要求：活塞材料质轻、耐磨、热膨胀系数小、导热性 好。 3.活塞材料：铝合金、高级铸铁或耐热钢 4.活塞的基本结构 1)活塞顶部 2)活塞头部：活塞环槽以上的部分。其主要作用有三：①承受气 体压力，并传给连杆；②与活塞环一起实现气缸的密封；③将活塞顶 所吸收的热量通过活塞环传导到气缸壁上。 3)活塞裙部：自油环槽下端面起至活塞底面的部分。其作用是为

13. 活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧向压力。活塞在气缸内作往复运动导向和承受侧向压力。 5.活塞在高温下产生热变形，为保证活塞能正常工作，有如下结构： 1)活塞冷态下是上小下大的圆锥形，并且裙部截面是椭圆形的，长轴垂直于活塞销轴线。 2)镶防胀钢片 3)裙部开“T”形、“Π”形槽。 4)油冷活塞 6.偏置活塞 二、活塞环 1.活塞环的种类：气环、油环 2.活塞环作用：密封和导热 3.活塞环材料：合金铸铁 4.活塞环的布置：气环有2～3道，布置成“迷宫式”封气装置 5.气环断面形状：矩断面形环产生泵油作用。扭曲环在安装时不 能装反。钮面环，可改善环的磨合。梯形环具有自洁作用，热负荷较 高的柴油机第一道气环桶面环，上下运动都能形成油楔。 6.油环的作用：①防止机油窜入气缸；②减摩； ③辅助密封 7.油环种类：整体油环、组合油环 组合油环优点：①片环很薄，对气缸壁的比压大，因而刮油作用 强；②三个刮油片是各自独立的，故对气缸的适应性好；③质量小； ④回油通道大。 缺点：制造成本高

14. 三、活塞销 1.功用：连接活塞与连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。 2.材料：低碳钢或低碳合金钢 3.结构：空心、圆柱形、组合形、二段截锥形 4.活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套连接方式：“全浮式”和“半浮式” 四、连杆 1.功用：将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的 旋转运动。 2.材料：中碳钢或合金钢 3.结构： 1)小头：压入青铜衬套 2)杆身：截面为工字形 3)大头：剖分式的，按剖分面 的方向可分为平切口和斜切口两种。 4.连杆螺栓材料：韧性较高的 优质合金钢或优质碳素钢。 5.切口定位 6.连杆轴瓦 7.V型发动机连杆：1)并列连杆；2)主副连杆；3)叉形连杆。

15. 第四节 曲轴飞轮组 一、曲轴 1.功用：承受连杆传来的力，并转换成绕其本身轴线的力矩。 2.组成： 1)曲轴前端 2)曲拐：左右曲柄、左右主轴颈、曲柄销，直列 发动机曲拐数等于气缸数，V型发动机曲拐数等于气缸 数一半。 3)曲轴后端 3.分类：全支承曲轴和非全支承曲轴 1)全支承曲轴：在相邻的两个曲拐之前，都设置 一个主轴颈的曲轴。 直列发动机主轴颈数=气缸数+1； V型发动机主轴颈数=1/2气缸数+1 2)非全支承曲轴 4.材料：中碳钢或中碳合金钢，稀土球墨铸铁 二、曲轴扭转减振器 1.设置原因：消减曲轴的扭转振动 2.结构及工作原理 三、飞轮 1.功用：贮存一部分作功行程能量，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，并作为传动系中摩擦 离合器的驱动件。 2.材料：灰铸铁 3.结构：轮缘宽而厚的圆盘，外缘压有一个齿环，飞轮上刻有第一缸发火正时记号。

16. 第三章 配气机构 本章内容：气门式配气机构的布置及传动、配气相位、配气机构的零件和组件。 本章重点：配气机构的功用、组成及工作特点。 本章难点：配气相位定义及其对发动机工作性能的影响。 第一节 配气机构的组成 气门式配气机构 *气门组：气门、气门座和气门座圈、气门导管、气门弹簧（气门旋转机构）  (气门驱动形式： 摇臂驱动，摆臂驱动和直接驱动三种类型)  *气门传动组：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂（摆臂与气门间隙自动补偿器） 每组的零件组成与气门的位置、凸轮轴的位置、气门驱动形式有关。 从结构上看，气门式配气机构的种类可按气门的位置划分为侧置气门（见图 3­1）和顶置气门（见 图 3­2a,图 3­2b）。

17. 图 3­2a  凸轮轴顶置式气门 图 3­2b  凸轮轴顶置式气门 一、侧置气门SV（Side valve）： 是进、排气门沿着汽缸排列的型式，如图3­1 所示，属于气门系统中结构最简单的一种。发动 机的总高度较低，也没有推杆间隙调整问题。但是，这种结构的燃烧室形状造成压缩比不高，热效 率较低，目前这种型式的配气机构已趋于淘汰。 总结：SV——结构简单、性能低。 二、顶置气门（Overhead valve）：

18. 1．凸轮轴侧置 在汽缸侧面水平安装的凸轮轴（图  3­3），经过直立的推杆顶出摇臂，摇臂以杠杆式压下气门， 将气门打开。这种形式的气门系统，燃烧室可以设计成半球形，也可以设计成楔形，因此压缩比高， 热效率也高，可以制造成高转速，高功率的发动机。但是，它的缺点就在于推杆长，如果发动机变 热，气门系统也因热膨胀发生体积变化。因此，推杆与摇臂之间必须留点间隙（称作“挺杆间隙”）。 如果不留间隙，即使凸轮不顶出时，气门也处于开启状态，就会造成漏气和烧伤气门事故。 因为有挺杆间隙，噪音变大，另外，如果转速很高，往复运动引起推杆的惯性质量增加，这样 对系统的刚性要求很高，转速也受到限制。这种影响随着推杆的长度越长，重量越重，影响愈大。 所以，后来又过渡到高位凸轮轴方式（图  3­4），这种方式是将推杆缩短，减少惯性质量，从而 能承受高速旋转。但是，仍旧要使用推杆，为了实现更高性能的发动机，OHC 结构形式就呼之欲出。 总结：OHV——推杆是致命的弱点。

19. 2．凸轮轴顶置（OHC：Overhead camshaft） 将凸轮轴布置于气缸顶部（图 3­5）的优点：去掉了推杆那样的往复运动部分，而且凸轮直接与 摇臂接触或直接驱动气门，从而使发动机在高速旋转时也能准确地正时，气门能平稳地开闭。当然， 由于凸轮轴位于气缸上方很高的位置上，增加了发动机的高度，也使得曲轴与凸轮轴之间的转动要 使用长的链条或皮带。为了保证正时，还需安装一些调节装置，使机构变得复杂。 细分 SOHC 和 DOHC 的优缺点： 在 SOHC 的情况下（见图 3­6），左右分离的气门的头部通过摇臂等被间接地压动，气门对凸轮 旋转的随动性差，难于高速旋转，另外也因摆臂的关系，气门的配置角度有限，这也影响燃烧室形 状的改进。 在 DOHC 的情况下（见图 3­2），不仅解决了上述缺点，而且使一个气缸四个气门成为可能，具 有气门面积增大，惯性质量减小，进气效率提高等优点，可是，如果凸轮轴为二根，链条或皮带更 复杂，当然会造成发动机的重量增加和成本提高。 总结：OHC——位于顶点的OHC

20. 第二节 配气定时及气门间隙 一、气门动作的实际过程（见图3­7）

21. 1．进气冲程 在活塞下降阶段，被一个凸轮顶出的摇臂压向进气门，气门打开。汽油和空气的混合气从进气 口被大气压压入气门。  2．压缩冲程 活塞下降结束，跟着开始上升。同时，凸轮轴以曲轴的  1/2  速度运转，这是因为曲轴皮带轮的 直径是凸轮轴皮带轮直径的1/2。二个凸轮的尖端都在哪个摇臂也没顶出的位置上，所以进排气门都 在卷簧的力的作用下处于关闭状态，进气冲程的进气冲程中吸入的混合气被压缩。 3．爆发冲程 在压缩冲程接近结束时，火花塞电火花点燃燃烧室内的混合气，混合气爆发，气体急剧膨胀， 压下活塞，带动曲轴运转，产生动能。在这个过程中，凸轮不在顶出摇臂的位置上，两个气门仍处 在关闭状态。  4．排气冲程 活塞到达下止点位置上，再次开始上升，这样排气门方面的凸轮尖端转动，顶起摇臂。所以， 排气门打开，开始排气。进气门方面的凸轮的尖端紧接其后动作，所以又后进气冲程开始重复相同 的动作。 二、配气相位 以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间称作配气相位（定时）。 配气相位可以用配气相位图来表示（见图 3­8）(动画效果演示)  1．进气门提前开：进气冲程开始时，进气门接近全开，进气阻力小。 用α表示，α＝0°～30°  2．进气门延迟关闭，利用进气惯性多进气。

22. 用β表示，β＝30°~80°  3．排气门提前开：先自由排气，减少排气冲程时活塞上行阻力。 用γ表示，γ＝40°～80°  4．排气门延迟关闭：利用排气惯性，使废气排得更干净。 用δ表示，δ＝0°～30° 由于进气门早开和排气门晚关，致使活塞在上止点附近出现进、排气门同时开启的现象——气 门重叠，它等于进气提前角与排气迟后角之和（即α+δ）。

23. 发动机在高速运转时气门重叠角大，低速运转时气门重叠角小。发动机在高速运转时气门重叠角大，低速运转时气门重叠角小。 三、气门间隙 气门间隙：发动在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙。 发动机工作时，气门及其传动件，如挺柱、推杆等都将因为受热膨胀而伸长。如果气门与其传 动件之间，在冷态时不预留间隙，则在热态下由于气门及其传动件膨胀伸长而顶开气门，破坏气门 与气门座之间的密封，造成气缸漏气，从而使发动机功率下降，起动困难，甚至不能正常工作。为 此，在装配发动机的时候，在气门与其传动件之间预留适当的间隙，即气门间隙。气门间隙不能过 大，也不能过小。间隙过小，不能完全消除上述弊病；间隙过大，在气门与气门座以及各传动件之 间将产生撞击和响声。 四、摆臂与气门间隙自动补偿器 如图 3­9  所示，即使是 DOHC，也有凸轮不直接压动气门杆头部，而通过摆臂来进行的，摆臂 不是一般的杠杆方式，一方的端部用间隙调整装置支撑，间隙调整装置的内部有油和卷簧，自动地 进行气门间隙调整。另外，它与一般型式不同，因为没有滑动部分，所示具有噪音小等优点。 间隙调整装置的实际动作原理：当气门打开时（见图 3­10），由于调整装置本体和柱塞内存油、 所在油压的作用下，能保持柱塞不下降；当气门关闭时（见图 3­10），回位弹簧将柱塞顶上来气门间 隙为零。

24. 图3­10  气门间隙自动调节装置 第三节 气门组 一、气门  1．气门的工作条件：气门温度高（进气门为 300～400℃，排气门为 600～800℃）；受冲击力大； 润滑差，易腐蚀。  2．气门材料 根据气门的工作条件，要求气门材料应具有下列特性：  1）耐热，而且具有良好的导热性  2）在高温下仍能保持足够的强度和硬度，并耐冲击  3）耐磨损和耐腐蚀 进气门一般用中碳合金钢制造，如铬钢，铬钼钢和镍铬钢等。排气门则采用耐热合金钢制造， 如硅铬钢，硅铬钼钢，硅铬锰钢等。  3．气门构造：进、排气门均为菌形气门，由气门头部和气门杆两部分组成（见图 3­11），气 门 顶面有平顶、凸顶和凹顶等形状（见图 3­12）。目前应用最多的是平顶气门。气门与气门座或气门座

25. 圈之间靠锥面密封。气门锥角一般为 45°、30°（很少采用）。 圈之间靠锥面密封。气门锥角一般为 45°、30°（很少采用）。  4．每缸气门数： 图3­11  气门结构 下图是直列 6 缸 DOHC 发动机所用的凸轮轴。右下图是直列 4 缸 SOHC 发动机所用的凸轮轴。 进、排气门都排列在同一根轴上。 图 3­11  DOHC 所用凸轮和 SOHC 所用凸轮

26. 图3­12  气门顶面的形状

27. 二、气门座与气门座圈 气缸盖上与气门锥面相贴合的部位称为气门座。气门座的温度很高，又承受频率极高的冲击载 荷，容易磨损。在气缸盖上镶嵌气门座圈可以延长气缸盖的使用寿命。 三、气门导管 气门导管的功用是对气门的运动导向，保证气门作直线往复运动，使气门与气门座或气门座圈 能正确贴合。此外，还将气门杆接受的热量部分地传给气缸盖。 气门导管工作温度较高，而且润滑条件较差，靠配气机构工作时飞溅起来的机油来润滑气门杆 和气门导管孔。 四、气门弹簧：一般为等螺距圆柱形螺旋弹簧（见图3­15）。但为避开共振，也采用变螺距气 门弹簧。 气门弹簧的功用是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启时配 气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。 五、气门旋转机构 当气门工作时，如能产生缓慢的旋转运动，可以使气门头部周向温度分布比较均匀，从而减小 气门头部的热变形。同时，气门旋转时，在密封锥面的上产生轻微的摩擦力，能够清除锥面上的沉 积物。 图 3­15  气门弹簧装配图 第四节 气门传动组 一 、凸轮轴

28. 1.  凸轮轴工作条件及材料  2.  凸轮轴构造：如图 3－16 为凸轮轴的构造，它由凸轮轴轴颈，进、排气凸轮等组成。 进、排气门开启和关闭的时刻、持续时间以及开闭的速度等分别由凸轮轴上的进、排凸轮控制。 凸轮和凸轮轴采用整体制造，凸轮轮廓见图 3－17。  3.  凸轮轴传动机构：凸轮轴由曲轴驱动，其传动机构有齿轮式、链条式及齿形带式。 齿轮式传动机构用于下置式和中置式凸轮轴的传动。 链条式传动机构用于中置式和上置式凸轮轴的传动。 齿形带式传动机构用于上置式凸轮轴的传动。  4.  凸轮轴的轴向定位 图 3­17  凸轮轮廓 二、挺柱 气门挺柱位于凸轮与推杆之间，承受凸轮的动作。因此，挺柱是凸轮从动件。它可分为机械挺 柱和液力挺柱两大类。

29. 图 3­18  带有间隙自调整装置的气门挺柱­液力挺柱 四、摇臂 从  DOHC  发动机开始，凸轮直接驱动气门杆，就是所谓的直动式，但现在仍然还有摇臂式的  DOHC 发动机。摇臂式用的是杠杆原理，SOHC 和 ODHC 的不同之处在于摇臂轴位置不同。根据杠 杆原理、凸轮鼻高度、气门升程等设定最好的摇臂轴位置。摇臂式的气门间隙易调整，但结构复杂， 高速运动时摇臂存在弯曲问题。 图 3­19 SOHC 和 DOHC 摇臂

30. 第四章 汽油机燃油系统 本章内容：汽油供给系的组成及燃料、简单化油器与可燃混合气的形成、可燃混合气成分与汽 油机性能的关系、汽油供给装置、空气滤清器及进、排气装置、汽油机电控燃油喷射系统。 本章重点：汽油机供给系的组成、功用与燃料性能，可燃混合气成分对汽油机性能的影响。 第一节 可燃混合气浓度与汽油机性能 一、两个概念 1、可燃混合气(combustible mixture ；explosive mixture) 指空气与燃料的混合物，其成分对发动机的动力性与经济性有很大的影响。 标准混合气：使 1kg 汽油完全燃烧，理论上需要 14.7 kg 空气，以空气与汽油量质量之比为 14.7： 1 组成的混合气称为标准混合气。 浓混合气（rich mixture）：当实际空燃比小于理论空燃比时，称混合气为浓混合气。 稀混合气（lean mixture）：当实际空燃比大于理论空燃比时，称混合气为稀混合气。 燃烧1 kg 燃料所实际供给的空气质量 完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量 l = λ =1 的可燃混合气为理论混合气； λ＜1 的可燃混合气为浓混合气； λ＞1 的可燃混合气为稀混合气。 2、空燃比 A/F 过量空气系数 a 可燃混合气浓度质量指标，即空气与燃料质量之比称之为空 燃比。 二、可燃混合气浓度对发动机性能的影响 可燃混合气的浓度对发动机的性能有直接的影响。 在一定的发动机节气门开度和转速下，可以通过改变可 火焰温度、输出功率与燃油消 燃混合气的浓度得到不同的发动机性能。 耗率随空燃比的变化关系 第二节 发动机不同工况对混合气的要求 车用发动机的运行条件十分复杂，发动机的工况(working condition ；mode )变化范围大。发 动机的工况可分为稳定工况和过渡工况。发动机在稳定工况和过渡工况下对混合气浓度要求不同。 1.稳定工况 怠速(idle speed)：发动机节气门(throttle valve ； throttle)接近全关状态且转速较低， 汽油雾化不良，由于进气管的真空度高，当进气门开启时，气缸内的压力仍然高于进气管的压力， 使得废气膨胀而冲入气缸与新鲜混合气混合，其结果是气缸内含有较多的废气，发动机需要较浓混 合气，空燃比在 9～12 之间。 小负荷：当负荷增加和节气门略开大转人小负荷工况时，废气稀释混合气的作用减弱。所以在 小负荷工况时，发动机对混合气成分的要求变稀。空燃比在 10.5～13.5 之间。 中等负荷：汽车发动机大部分时间处在中等负荷工况，这时节气门开度已足够大，废气的稀释 

31. 新鲜混合气的作用已不大，要求供给较稀的混合气，经济混合气，以获得较好的经济性。空燃比约新鲜混合气的作用已不大，要求供给较稀的混合气，经济混合气，以获得较好的经济性。空燃比约 为 16～17。 大负荷和全负荷：此时节气门处于全开或接近全开的位置，这时混合气逐渐加浓到发动机发出 较大的功率，而燃油经济性则处于从属地位。需供给发动机功率混合气，空燃比在 12～l3.5 之间。 2.过渡工况 包括：冷机起动(cold starting)、暖机、加速。 第三节 化油器式燃料供给系组成与工作原理 一、汽油机供给系种类 当前汽油机供给系种类有两种： 1.化油器式； 2.汽油喷射式。 二、化油器式供给系组成 任务 组成：1）燃油供给装置 2）空气供给装置 3）可燃混合气形成装置 4）可燃混合气供给和废气排出装置 三、理想化油器特性 一定转速下，汽车发动机所要求的混合气成分随负荷变化的规律。即：在小、中负荷工况下， 化油器随节气门开度的增加，可燃混合气浓度由浓变稀，进入大负荷 、全负荷时，要求混合气由稀 变浓。 理想化油器(ideal carburetor)特性并不理想。传统化油器按理想化油器特性近似地配制汽油 发动机起动、怠速、加速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷工况所需浓度的可燃混合气。浓混 合气下使发动机贫氧燃烧，排气中 HC、CO 增加。尽管现代化油器增设了许许多多辅助装置，但它是 开环控制。 四、化油器不足 传统的化油器满足不了现代发动机燃油计量和转速要求，这是由它的特点所决定的，化油器用 简单的方法同时实现如下几项功能： （1）用喉管和其它输入来计量空气流量； （2）根据发动机工况，采用几个量孔计量燃油并进行混合气的准备； （3）进行燃油的细化以改善混合气的形成和分配。 为了克服上述不足以提高燃油计量的精度，在化油器中引入电控装置，出现了电控化油器。在 电控化油器(electronic controlled carburetor)中，空燃比的调节可用两种方法来实现，即通过 控制燃油量或者控制空气量来实现。电控化油器与传统化油器相比，大大地提高了燃油计量的精度， 设定的空燃比对各种变化的上适应能力得到一定的改善，而且可以进行空燃比反馈控制，从而使发 动机的性能得以提高。 电控化油器也存在着一些不足： （1）它使本来就已经很复杂的化油器进一步复杂化，导致其加工制造不便、使用维修困难、出 现故障的可能性增大以及价格升高；

32. （2）与传统化油器一样，电控化油器也有混合气雾化不良和分配不均的缺点；（2）与传统化油器一样，电控化油器也有混合气雾化不良和分配不均的缺点； （3）当发动机加速时，节气门开度增大，进气管真空度变小，燃料雾化不好有沉积，对变工况 的响应较慢。 相比之下，汽油喷射系统中，用各种传感器检测发动机的工况及环境状态，由传感器提供的这 些信息被电控单元用来进行发动机运行参数的优化，电控单元所确定的最优控制参数由执行机构进 行输出，对燃油等控制参数进行全数字化的精确控制，使发动机的性能得到进一步的提高，使油喷 射供油系统具有更大的优势。 第四节 汽油喷射燃料供给系组成及工作原理 目前使用最多的汽油喷射系统是多点电子控制燃油喷射系统。它由供油系统、空气供给系统和 电子控制系统三部分组成。 一、燃油供给系统 燃油系统的功能是向气缸供给燃烧时所需要的汽 油量。 组成：燃油供给系统主要由燃油箱、燃油泵、燃 油滤清器、燃油压力调节器及喷油器等组成。 工作原理： 工作时，电动燃油泵将油箱中的汽油源源不断地 泵出，经滤清器滤去杂质和水分后，由燃油压力调节 器调节油压，使喷油器内的燃油压力始终保持为一定 值。喷油器在电子控制器的控制脉冲作用下间歇喷油， 将适量燃油喷人进气管，与空气混合形成空燃比适当 的可燃混合气。 主要部件： 1.燃油泵 燃油泵主要由直流电动机和油泵组成，根据其油泵的结构与原理 不同，燃油泵可分为滚柱式、叶片式(涡轮式)、齿轮式等。 2.燃油脉动缓冲器

33. 滚柱式燃油泵所泵出的燃油脉较大，因此有的燃油喷射系统在输油管路中串接一个燃油脉动缓滚柱式燃油泵所泵出的燃油脉较大，因此有的燃油喷射系统在输油管路中串接一个燃油脉动缓 冲器，以减小输油回路中燃油的脉动。 3.燃油压力调节器 燃油压力调节器的作用是使喷油器的喷油压力稳定，以保证控制器通过喷油时间控制空燃比的 精确度。燃油压力调节器有绝对压力调节和相对压力调节两种形式。 4.喷油器 喷油器是电磁阀类执行器，其作 用是根据电子控制器的喷油脉冲信号 将适量的燃油喷射到进气歧管中。 电磁线圈通电，产生的电磁力使 铁心克服弹簧力而移动，与铁心为一 体的针阀被打开，压力油便从喷口喷 出。电磁线圈断电，其电磁力消失， 铁心在弹簧力作用下迅速回位，针阀 关闭，喷油器立即停止喷油。 二、空气供给系统 组成： 空气供给系统主要由空气滤清器、进气管道、节气门及节气门体、怠速辅助空气通道及怠速调 节电磁阀、进气歧管等组成。 工作原理： 在气缸进气行程真空度作用下，适量的空气经空气滤清器滤清后，经节气门和(或)怠速通道到 进气歧管，与喷油器喷出的汽油混合后从进气门进人气缸。 在汽车运行时，空气的流量由节气门开度控制。发动机处于怠速工况时，节气门关闭，空气由 怠速旁通道和怠速辅助通道进人气缸。通过怠速调节螺钉改变怠速旁通道的通气量，可调整发动机 的怠速，电子控制器通过控制怠速调节电磁阀，可调节怠速辅助空气通道的空气流量，以实现发动 机怠速的自动控制。

34. 三、电子控制系统 组成： 电子控制系统主体是一台微机和若干个传感器。其功能是 ECU 根据从传感器检测到的发动机运 转状况和汽车运行工况确定汽油喷射量，控制喷油器的开启。检测发动机工况的传感器有：水温传 感器、进气温度传感器、曲轴位置传惑器、节气门位置传感器等；检测车辆运行状况的有，车速传 感器、空调开关等。 除上述控制系统外还有以下控制部件：电源开关继电器、冷起动喷油器定时开关以及控制供给 喷油器电流的电阻器等，继电器。电控装置除控制燃油喷射外，还可控制点火提前角，在自动变速 器的汽车上，还控制自动变速器的档位。 电控单元： 是计算机的核心。根据计算机中存储的程序对传感器和控制开关输入各种信号运算、处理和判 断，形成相应的控制指令，并控制有关执行器产生与控制指令对应的动作，使汽车被控系统实现快 速、准确的自动控制。电控单元主要由：微处理器、输入信号处理电路及输出信号处理电路组成。

35. 第五章 柴油机燃油系统 本章内容：柴油机供给系的组成及燃料、可燃混合气的形成与燃烧室、喷油器、喷油泵、调速 器、喷油提前角调节装置、柴油供给系辅助装置。 本章重点：柴油机供给系组成与柴油在气缸内燃烧的特点，喷油器、喷油泵的构造与工作原理。 本章难点：了解调速器的构造与工作原理。 第一节 柴油机供给系的组成 柴油机供给系的组成: 1.燃油供给装置 2.空气供给装置 3.混合气形成装置 4.废气排出装置 第二节 可燃混合气的形成与燃烧室 一、可燃混合气的形成与燃烧 供油提前角(fuel supply advance angle) 喷油提前角(fuel injection advance angle) 混合气的形成与燃烧过程按曲轴转角划分为四个阶段: （1）备燃期 （2）速燃期：速燃期的燃烧情况与备燃期长短有关。 （3）缓燃期 （4）后燃期 由于柴油的蒸发性和流动性较汽油差，并且柴油机的混合 气形成时间较汽油机短。因此柴油机的可燃混合气的品质较汽 油机差。为改善混合气形成的条件，不致出现太长的备燃期， 保证柴油机工作柔和，除了选用十六烷值较高的柴油，采用较 高的压缩比，以提高气缸内空气温度，促进柴油蒸发外，对柴

36. 油机供给系提出如下要求： 1)喷油压力必须足够高，一般在 10MPa 以上，以利于柴油雾化； 2)在燃烧室内组织强烈的空气运动，促进柴油与空气的均匀混合。 此外，为使发动机能可靠地工作，柴油机供给系还应保证： 1)在一个工作循环内，各缸均喷油一次，其次序与选定的发动机发火次序相符。 2)能随发动机负荷的不同而相应改变供油量，且各缸的供油量是一致的； 3)各缸有同一的喷油提前角，并且在一定程度上可以根据发动机工况进行统一调节。 二、燃烧室 统一式燃烧室、分隔式燃烧室. 第三节 喷油器 一、功用 将柴油雾化成较细的颗粒，并把它们分布到燃烧室中。 二、分类 孔式喷油器(injector with hole nozzle);轴针式喷油器

37. 第四节 喷油泵 一、功用 定时、定量地向喷油器输送高压燃油 二、柱塞式喷油泵的结构与工作原理 结构 工作原理 供油量调节 三、转子分配式喷油泵 1.径向压缩式分配泵

38. 2.轴向压缩式分配泵

39. 第五节 调速器 一、调速器设置原因与功用 1.喷油泵的速度特性 在油量调节拉杆位置不变时，供油量随转速变化的关系。发动机转速增大，供油量略有增大； 发动机转速减小，供油量略微减少。 2.原因与功用 喷油泵的速度特性 对工况多变的车用柴油 机非常不利。使柴油车 超速和怠速不稳。 二、调速器的种类 1.两速调整器 限制发动机最高转 速和稳定怠速而自动进 行供油量调节。 2.全速调整器 不仅限制超速和稳 定怠速，而且能使发动 机在其工作转速范围内 任一选定的转速下稳定工作。 第六节 废气涡轮增压 一、涡轮增压的特点 柴油机油耗低，但输出功率也低，解决这一问题的最好方 法是利用涡轮增压，提高输出转矩 。具体特点如下： 1.可提高功率 30%～100%甚至更多，降低燃油消耗。 2.对于高原地区使用的发动机可以恢复功率，降低油耗。 3.提高汽车装载质量。 4.排烟浓度降低，废气中 CO 和 HC 含量明显减少，NO 含量 也较少。 5.发动机工作较柔和，噪声比较小。 二、涡轮增压器的工作原理 增压发动机使用的增压器有二种，即涡轮增压器和机械增 压器。 涡轮增压器：利用排气时的能量做动力源。废气喷到涡轮 叶片上，驱动涡轮轴旋转，泵送空气。其增压原理是使空气流 速加速产生增压效益。当发动机处于低速时，排气气流速度也

40. 较慢，使涡轮叶片转速下降，这时涡轮增压器的增压效果也很低。反之，增压效果十分明显。一般较慢，使涡轮叶片转速下降，这时涡轮增压器的增压效果也很低。反之，增压效果十分明显。一般 提到的增压发动机主要是指涡轮增压发动机。 机械增压器：通过发动机同轴旋转带动齿轮，转动空气压缩机，使发动机增压。 三、涡轮增压器的结构 为了利用排气能量，一般将涡轮增压器布置在排气管中，使进气管路布置很复杂。 1.涡轮叶片：也叫涡轮，又叫涡轮转子。叶片受排气冲击之后产生旋转运动。叶片和轴是一个 零件。 2.中冷器：使用涡轮增压空气使空气温度上升很高，空气密度下降，减小充气效率。在涡轮增 压器和节气门之间布置一个空气冷却器，即中冷器，降低进气温度。 3.排气旁通阀：在涡轮增压发动机上，涡轮的转速大约是发动机转速的平方。当发动机转速很 高时，涡轮增压压力很高，为防止涡轮增压太大，在排气系统中布置的排气旁通阀限制涡轮增压器 最高增压压力。

41. 第七章 发动机冷却系统 本章内容：发动机水冷系和风冷系。 本章重点：发动机冷却系功用、组成及主要总成的构造与工作原理，发动机冷却强度的 调节。 1.功用：使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持在最适宜的温度范围内工作。气 缸盖内冷却水温度在80～90℃之间。 2.分类：风冷系和水冷系 一、水冷系的组成及水路 1.工作原理 1)强制循环式水冷系：水泵强制地使用水(或冷却液)在冷却系中进行循环流动。 2)自然循环式水冷系：仅利用水的自然对流实现循环的水冷系。 2.冷却系组成 1) 散 热 器 （ dissipation heater; radiator）：又名水箱，其作用是利用冷风 冷却被加热的冷却液。 2)冷却风扇(fan)：风扇旋转送风辅 助散热器进行热交换。 3)散热器盖(radiator cap)：散热器 盖具有较高的密封性。其作用是使冷却系 保持一定的压力，提高冷却液 的沸点。 4)节温器(thermostat)：节温器是控 制冷却液流路的开关阀，从而使冷却液保 持适当的温度。 5)水泵(water pump)：水泵的作用是 使冷却水循环。 二、水冷系主要部件的构造 1.散热器 1)散热器由散热器芯子，下储水室和上储水室组成。当散热器工作时会产生蒸气，上储 水室还承担气水分离的作用。为了增大散热面积，散热器芯子由许多冷却管和冷却带组成。 当汽车行驶时，可以利用高速行驶时产生的迎面冷风冷却散热器，但由于有时汽车车速

42. 很低，为了确保必要的冷却风量，应使用冷却风扇。散热器采用较轻的铝塑料材料。很低，为了确保必要的冷却风量，应使用冷却风扇。散热器采用较轻的铝塑料材料。 2)散热器的分类 按散热器的水流方向可将散热器分下流式散热器和横流式散热器两大类。①下流式散热 器：这种散热器芯子垂直布置，在芯子的上下二个位置布置了上储水室和下储水室，冷却液 从上 储水室流向下储水室。下流式散热器在布置上高度尺寸往往偏大，在发动机罩盖较低 的轿车上很难布置。②横流式散热器：这种散热器芯子横向布置。在左右两端各有一个储水 室，冷却液左右流动。横流式散热器在布置上宽度尺寸往往偏大。 2.冷却风扇 为了促进散热器的散热能力，必须使用风扇送风。而在天气寒冷时，或汽车高速行驶时， 不需要冷却风扇。 汽车在行驶过程中并不希望风扇一直工作。 例如在冷却液温度较低时，或在汽车高速行驶 时，这时风扇送风毫无任何意义，即消耗发动机 的动力又产生很大的噪声。 控制风扇转速的方 法有二种。一种是利用发动机的转速控制风扇的 转速，即硅油离合器控制方式。另一种是利用蓄 电池控制风扇转速，即电动风扇方式。 1)硅油离合器同轴通过皮带驱动风扇，所以 风扇的转速和曲轴的转速成一定比例关系。为了 确保冷却风扇的送风能力，设计时都按低速考 虑，保证低速时风扇有足够的送风量。这样考虑 的结果，使高速时的风扇送风能力过大。 此外在发动机高速运转时，冷却风扇的噪声 问题十分突出。在风扇上布置了硅油离合器，当发动机在高速条件下运行时，硅油离合器开 始起作用。这样既能降低发动机噪声又能减少动力损失。 利用硅油离合器控制风扇转速的原理很简单，在风扇和风扇皮带轮之间布置一个硅油离 合器，利用冷却液温度传感器控制硅油的流程，从而改变硅油离合器的输出转速，使风扇的 转速低于风扇皮带轮的转速。当水温传感器检测到冷却液温度较高时，自动地降低风扇的转 速。 2)电动风扇 电动风扇的能源是蓄电池，其转速与发动机转速无关。这种风扇无动力损失，结构简单， 总布置方便。为了控制电动风扇的工作时间，使用水温传感器和电动机控制开关实现。 3.散热器盖：其作用是调节冷却系的工作压力。当发动机停机后，冷却液温度下降，使 冷却系压力下降。这时，散热器盖使冷却系内部压力和大气压力相等，避免使散热器和储水 箱被压瘪。 散热器盖的结构及工作原理。

43. 4.节温器 节温器根据冷却液温度高低，打开或关 闭通向散热器的水路。 1)发动机冷却系中布置节温器的必要 性 在发动机冷起动时，应尽快地提高发动 机冷却液的温度(正常工作时约为85℃左 右)。如果没有节温器，冷却液就流向了散 热器。这样不仅很难暖机，而且车厢里的热 水暖风也不能起作用。 除此之外，进气管也需要热水加热，如 果冷却液温度长时间升不起来的话，对发动 机本身也不利。 所以在发动机冷却系中，必须布置节 温器。当冷却液温度低时，节温器关闭流 向散热器的水路，使冷却液通过旁通管， 在发动机内部循环，迅速升温。当冷却液 温度高时，节温器打开通向散热器的水路， 使冷却液流向散热器，迅速降温，保证发 动机在适宜的温度下工作。 2)蜡式节温器的工作原理 冷却液温度低时(低于给定温度)：节 温器是一个密封的壳状物，内部封满石蜡。 在冷却液温度低时，节温器关闭通向散热器的水路， 冷却液通过小循环的旁通管中，在发动机内部循 环 。参加小循环的冷却液容量很小，这有助地消除 冷却液中的气泡并迅速给冷却液加压，同时 使冷却 的温度迅速上升。 冷却液温度过高时(超过给定温度)，由于冷却液 温度较高，节温器内的石蜡膨胀，从而打开通向散 热器的水路，并关闭小循环的旁通管路。 冷却液被输送到散热器进行冷却，然后再回到 发动机。这时，冷却液几乎全都通过散热器，所以又将这种循环叫做大循环。大循环中产生 的气泡在散热器的储水室内进行分离。

44. 3)节温器的布置方法 节温器在冷却系中有二种布置方法： ①出水口温度控制方式：发动机都是从缸体进水，从缸盖出水。出口水温控制方式的特 点是把节温器布置在气缸盖出水管路中。这种方式结构简单，容易排除气泡。日本汽车始终 沿用这种布置方式。现在如果不特别指出的话，大都指的是这种节温器布置方式。这种布置 方式的缺点是出水口面积不稳定，节温器工作时产生振荡现象。 在寒冷的早上起动发动机之后，由于节温器的作用，发动机内的冷却液很快变热了，于 是节温器打开。散热器内的低温冷却液一下子冲了进来，发动机内的冷却温度又降了下来。 节温器重新关闭，直到发动机内的冷却液温度再一次升高，节温器再次打开。 总之，节温器必须多次打开关闭才能将冷却系中的冷却液都加热，直到所有的冷却液温 度都稳定下来之后，节温器才最后稳定下来。 在短时间内，节温器反复开闭的现象叫节温器的振荡现象。这种现象不仅发生在冷起动 时，汽车在寒冷地区高速行驶时，也很容易发生这种现象。这种现象发生时，将增加汽车的 燃料消耗量。 ②进口水温控制方式：进口水温控制方式的特点是把节温器布置在缸体进水管路中。这 种布置方式的优点比较多，例如节温器容易控制冷却液温度，可以大幅度地降低节温器的振 荡现象。德国是一个寒冷的国家，所以德国的高速轿车大都采用这种节温器布置方式。和出 水口温控制方式相比，进口水温控制方式的控制比较精细。这种方式适用于寒冷地区的车辆， 特别适用于常在冬季高速行驶的汽车。 但由于节温器布置在气缸盖下方，添加冷却液时很难消除气泡。为了解决这个问题，必 须在冷却液循环通道中设置几处排气孔。此外这种布置方法结构复杂，制造成本高。但由于 其优点较多，高性能汽车必须采用这种节温器布置方式。 5.水泵 1)水泵的作用是泵送冷却液，并使冷却液在循 环水通路内形成循环水流。 一般使用曲轴驱动水泵旋转，传动方式大都采 用V形皮带传动，所以水泵的转速和发动机的转速成 正比。当发动机在高速大负荷条件下工作时，发动 机的输出功率大，产生的热量也多 ，冷却液温度上 升，节温器全开使循环的冷却液流量大增。这时风 扇的转速较高正好能提高发动机的冷却能力。 2)离心式水泵工作原理 三、冷却强度的调节 水流量的调节——节温器调节水的循环。 空气流量的调节——百叶窗、风扇离合器控制空气流过散热器的截面积。 四、冷却水与防冻液 1.软水 2.防冻液

45. 第八章 发动机润滑系统 本章内容：发动机润滑系的组成和润滑剂选择、润滑系的油路、润滑系主要部件、曲轴箱通风。 本章重点：发动机润滑系功用、组成及主要总成的构造、工作原理，发动机润滑系的油路。 1.功用：不断地使机油循环，润滑各零件表面、减少零件的摩擦和磨损。 2.发动机机油的作用 1)润滑作用：在金属摩擦副之间形成油膜，起润滑作用。 2)冷却作用：机油在发动机各部分之间循环的过程中， 把高温零件的热量带走，送往其它部分进行冷却。 3)防锈蚀作用：防止各部分零件锈蚀。 4)密封作用：机油充满各间隙之间，防止气体和冷却 液通过间隙外泄。 5)清净作用：冲洗气缸和发动机各表面，把积碳和其 它杂物带走，最后被机油滤清器滤除。 机油的上述作用十分重要。在发动机工作一段时间之 后，由于污垢、受热和氧化作用使机油性能逐步下降，必须 定期更换。 第一节 发动机润滑系的组成和润滑剂的选择 1.润滑方式 1)压力润滑 2)飞溅润滑 3)油脂润滑 2.组成 1)机油泵(oil pump) 2)机油滤清器(oil filter) 3)机油冷却器(散热器) (oil cooler) 4)限压阀(oil pressure gauge) 5)机油压力表及温度表(oil thermometer) 3.机油的粘度及选择 机油粘度随温度的变化而变化，低温时机油粘度 大，流动性不好。高温时机油粘度小、流动性好。 汽车用户在选择机油时，首先应根据当时当地的 气温选择粘度合适的机油。一般将机油粘度的表示数 字叫做粘度指数。在机油桶外部都标有该机油的粘度 指数。 1)美国汽车技术协会机油粘度指数 该粘度指数是由美国汽车技术协会制定的。美国 汽车技术协会简称为SAE，所以大多数人都把这种粘度指数叫做SAE粘度指数。目前世界各国都使用 这一标准。机油粘度指数的表示方法有二种。下面以二种机油为例，简单地介绍一下SAE粘度指数的 表示方法。 SAE-30：使用单一指数表示普通机油的等级。

46. SAE20W-50：使用二个指数表示稠化机油。 30号普通机油使用一个表示指数，过去的机油只使用这种表示方法。 20W-50表示稠化机油，20W-50号稠化机油使用的温度范围很宽，该机油高温的油膜保持能力和 50号普通机油相同，在常温下和20号普通机油的粘度相同。 除了赛车之外，大多数汽车都使用稠化机油，原因是稠化机油对工作温度不敏感。早上冷起动时， 机油的粘度和20号普通机油一样，粘度低流动性好，从而可以减轻起动机和蓄电池的负担，同时也 能很好地发挥润滑作用。此后，当汽车在大负荷条件下高速行驶时，这种机油的油膜保持能力和50 号普通机油一样高。 2)美国石油协会的机油分类表示方法在机油桶上除了必须标明SAE粘度指数之外，同时也必须 添加美国石油协会的机油等级标记 。美国石油协会的机油等级标记不使用环境温度来表示机油等 级，而是用机油的性能表示机油等级。机油性能大体上能反映出机油的制造原料和添加剂，见下表。 美国石油协会的机油等级标号及其性能 在选择机油时，不仅要看机油的牌号和价格，同时也必须按汽车所要求的等级进行选购。在每 种汽车的使用说明书上，都清楚地指明了应该使用哪一等级的机油。另外按汽车说明书规定的机油 更换周期换油。 4.润滑系的油路 第二节 润滑系主要部件 1.机油泵 1）齿轮式机油泵 2）转子式机油泵

47. 2.机油滤清器 按机油滤清器在润滑油路中位置，可分为：分流式机油滤清器和全流式机油滤清器。 1）集滤器：滤网式有浮式集滤器和固定式集滤器两种。 2）粗滤器：滤去机油中粒度较大的杂质，串联于机油泵与主油道之间，属全流式滤清器。目前 采用纸质式粗滤器。 3）细滤器：用以清除细杂质，对机油的流动阻力较大，与主油道并联，属分流式滤清器。在汽 车上使用已很少。 3.机油冷却器 机油冷却器和散热器的工作原理相同。布置在润滑系 循环油路中。许多热负荷较低的发动机 大都不装机油冷 却器。在汽车上使用各种机油，如发动机机油、动力转向 器机油、变速器机油(手动变速器机油和自动变速器机 油)、差速器机油等。不论哪一种机油，如果其工作温度 超过临界温度时都应使用机油冷却器。 第三节 曲轴箱通风 1.轴箱通风的必要性 减缓机油变质,防止漏油。 2.曲轴箱通风的方式 1）自然通风 2）强制通风

48. BJ2020

49. 第十章 发动机点火系统 本章内容：蓄电池点火系的组成与工作原理，点火提前，蓄电池点火系主要元件，半导体点火 系，汽车电源。 本章重点：蓄电池点火系的组成与工作原理，点火提前装置构造及工作原理，半导体点火系的 组成与工作原理。 1.功用：用电火花方法点燃气缸内的压缩可燃混合气。 2.点火系的分类 1）按点火系统的电源不同分： 磁电机点火系：磁电机本身产生点火所需的电源，由于结构上的原因仅适于单缸或两缸的 汽油机。磁电机点火系统在汽车上早已不用，目前在某些摩托车上还有少量的应用。 蓄电池（Battery）点火系：点火系统电源是蓄电池和发电机，适用于多缸发动机，目前 l l 汽车上使用的都属于此类点火系统。 2）按点火系统结构和发展过程分： 触点式点火系统：目前在一些载货汽车上还有少量使用。 晶体管辅助点火系统：现基本上已不使用。 无触点电子点火系统：无触点电子点火系统按点火触发信号产生的方式不同又有磁感应 式、光电式、振荡式、霍尔效应式等不同的形式，其中振荡式目前使用很少。 微机控制电子点火系统：随着汽油喷射式发动机的普及，由微机控制的电子点火系统也越 l l l l 来越多。 第一节 传统触点式点火系的组成与工作原理 1.组成：蓄电池、点火开关、点火线圈、断电器、配电器、电容器、火花塞、高压导线等，如 图8-1所示。 图8-1 传统点火系统的组成 2.工作原理 点火线圈是一个带有附加电阻的自耦变压器，其初级绕组通过断电器的触点搭铁。由发动机凸

50. 轮轴驱动的分电器轴转动时，带动断电器凸轮一起旋转，使断电器触点不断地闭合和张开，如图8-2轮轴驱动的分电器轴转动时，带动断电器凸轮一起旋转，使断电器触点不断地闭合和张开，如图8-2 所示。 触点闭合时，点火线圈初级绕组通路，其低压回路通路如图8-3所示，其磁场能量则随初级电流 的上升而逐渐增加。 图 8-2 工作原理图 图 8-3 低压回路通路图 图8-4 高压回路通路图 触点张开时，火线圈初级绕组断路，次级产生高压，通过配电器使相应气缸的火花塞电极电压 升而跳火，其高压回路通路如图8-4所示。 第二节 点火提前角 1.点火时刻对发动机工作的影响 点火不能过迟，也不能过早。如果点火时间适当，混合气的燃烧最高压力出现在上止点后10℃～ 15℃时，发动机的输出功率达到最大，此时的点火提前角为最佳点火提前角。 不同点火时刻的发动机示功图如图8-5所示