汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造

1、第一章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造第一節(jié) 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型1.按活塞運(yùn)動(dòng)方式的不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式兩種。2.根據(jù)所用燃料種類(lèi)，活塞式內(nèi)燃機(jī)主要分為汽油機(jī)、柴油機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)三類(lèi)。以汽油和柴油為燃料的活塞式內(nèi)燃機(jī)分別稱作汽油機(jī)和柴油機(jī)。使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內(nèi)燃機(jī)稱作氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。3.按冷卻方式的不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。以水或冷卻液為冷卻介質(zhì)的稱作水冷式內(nèi)燃機(jī)，而以空氣為冷卻介質(zhì)的則稱作風(fēng)冷式內(nèi)燃機(jī)。4.往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)還按其在一個(gè)工作循環(huán)期間活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程數(shù)進(jìn)行分類(lèi)?；钊絻?nèi)燃機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)，便對(duì)外作功一次，

2、不斷地完成工作循環(huán)，才使熱能連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。在一個(gè)工作循環(huán)中活塞往復(fù)四個(gè)行程的內(nèi)燃機(jī)稱作四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，而活塞往復(fù)兩個(gè)行程便完成一個(gè)工作循環(huán)的則稱作二沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。5.按照氣缸數(shù)目分類(lèi)可以分為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。僅有一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)；有兩個(gè)以上氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)代車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。6.內(nèi)燃機(jī)按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)把氣缸排成兩列，

3、兩列之間的夾角<180°(一般為90°)稱為V型發(fā)動(dòng)機(jī)，若兩列之間的夾角=180°稱為對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。 7.按進(jìn)氣狀態(tài)不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)還可分為增壓和非增壓兩類(lèi)。若進(jìn)氣是在接近大氣狀態(tài)下進(jìn)行的，則為非增壓內(nèi)燃機(jī)或自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)；若利用增壓器將進(jìn)氣壓力增高，進(jìn)氣密度增大，則為增壓內(nèi)燃機(jī)。增壓可以提高內(nèi)燃機(jī)功率。目前，應(yīng)用最廣、數(shù)量最多的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為水冷、四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其中汽油機(jī)用于轎車(chē)和輕型客、貨車(chē)上，而大客車(chē)和中、重型貨車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)多為柴油機(jī)。少數(shù)轎車(chē)和輕型客、貨車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)也有用柴油機(jī)的。以風(fēng)冷或二沖程活塞式內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)為數(shù)不多。特別是從20世紀(jì)8

4、0年代起，在世界范圍內(nèi)，就不再有以二沖程活塞式內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的轎車(chē)了。第二節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語(yǔ)一、基本結(jié)構(gòu) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作腔稱作氣缸，氣缸內(nèi)表面為圓柱形。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，構(gòu)成曲柄連桿機(jī)構(gòu)。因此，當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿便推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，或者相反。同時(shí)，工作腔的容積也在不斷的由最小變到最大，再由最大變到最小，如此循環(huán)不已。氣缸的頂端用氣缸蓋封閉。在氣缸蓋上裝有進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，進(jìn)、排氣門(mén)是頭朝下尾朝上倒掛在氣缸頂端的。通過(guò)進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)向氣缸內(nèi)充氣和向氣缸外排氣。進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)閉由凸輪軸控制。凸輪軸

5、由曲軸通過(guò)齒形帶或齒輪或鏈條驅(qū)動(dòng)。進(jìn)、排氣門(mén)和凸輪軸以及其他一些零件共同組成配氣機(jī)構(gòu)。通常稱這種結(jié)構(gòu)形式的配氣機(jī)構(gòu)為頂置氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)。現(xiàn)代汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)無(wú)一例外地都采用頂置氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)。構(gòu)成氣缸的零件稱作氣缸體，支承曲軸的零件稱作曲軸箱，氣缸體與曲軸箱的連鑄體稱作機(jī)體。二、基本術(shù)語(yǔ)1. 工作循環(huán)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)工作過(guò)程組成的封閉過(guò)程。周而復(fù)始地進(jìn)行這些過(guò)程，內(nèi)燃機(jī)才能持續(xù)地作功。2.上、下止點(diǎn)活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處為上止點(diǎn)；活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處為下止點(diǎn)。在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為零。3.活塞行程上、下止點(diǎn)間的距離 S 稱為活塞行程。曲軸的回轉(zhuǎn)半

6、徑 R 稱為曲柄半徑。顯然，曲軸每回轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)活塞行程。對(duì)于氣缸中心線通過(guò)曲軸回轉(zhuǎn)中心的內(nèi)燃機(jī)，其 S2R 。4.氣缸工作容積上、下止點(diǎn)間所包容的氣缸容積稱為氣缸工作容積。5.內(nèi)燃機(jī)排量?jī)?nèi)燃機(jī)所有氣缸工作容積的總和稱為內(nèi)燃機(jī)排量。6.燃燒室容積活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積。7.氣缸總?cè)莘e氣缸工作容積與燃燒室容積之和為氣缸總?cè)莘e。8.壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比 e 。 壓縮比的大小表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。第三節(jié)

7、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理一、四沖程汽油機(jī)工作原理四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)在四個(gè)活塞行程內(nèi)完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過(guò)程，即在一個(gè)活塞行程內(nèi)只進(jìn)行一個(gè)過(guò)程。因此，活塞行程可分別用四個(gè)過(guò)程命名。1.進(jìn)氣行程 活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)排氣門(mén)關(guān)閉，進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟。在活塞移動(dòng)過(guò)程中，氣缸容積逐漸增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度。空氣和汽油的混合物通過(guò)進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸，并在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。2.壓縮行程進(jìn)氣行程結(jié)束后，曲軸繼續(xù)帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。這時(shí)，進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉。隨著活塞移動(dòng)，氣缸容積不斷減小，氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時(shí)升高。3.作功行程壓縮行程結(jié)束時(shí)

8、，安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃，火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室，同時(shí)放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)，并通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。這時(shí)，進(jìn)、排氣門(mén)仍舊關(guān)閉。4.排氣行程排氣行程開(kāi)始，排氣門(mén)開(kāi)啟，進(jìn)氣門(mén)仍然關(guān)閉，曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，此時(shí)膨脹過(guò)后的燃燒氣體(或稱廢氣)在其自身剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門(mén)排出氣缸之外。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣行程結(jié)束，排氣門(mén)關(guān)閉。二、四沖程柴油機(jī)工作原理四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過(guò)程，在各個(gè)活塞行程中，進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)閉

9、和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與汽油機(jī)完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油機(jī)和汽油機(jī)在混合氣形成方法及著火方式上有著根本的差別。1.進(jìn)氣行程在柴油機(jī)進(jìn)氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈的空氣。2.壓縮行程因?yàn)椴裼蜋C(jī)的壓縮比大，所以壓縮行程終了時(shí)氣體壓力高。3.作功行程在壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油泵將柴油泵入噴油器，并通過(guò)噴油器噴入燃燒室。因?yàn)閲娪蛪毫芨?，噴孔直徑很小，所以噴出的柴油呈?xì)霧狀。細(xì)微的油滴在熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化，并借助于空氣的運(yùn)動(dòng)，迅速與空氣混合形成可燃混合氣。由于氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃點(diǎn)，因此柴油隨即自行著火燃燒。燃燒氣體的壓力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹。在氣體壓力的作用

10、下，活塞推動(dòng)連桿，連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。4.排氣行程排氣行程開(kāi)始，排氣門(mén)開(kāi)啟，進(jìn)氣門(mén)仍然關(guān)閉，燃燒后的廢氣排出氣缸。三、二沖程汽油機(jī)工作原理二沖程內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)完成的。在四沖程內(nèi)燃機(jī)中，常把排氣過(guò)程和進(jìn)氣過(guò)程合稱為換氣過(guò)程。在二沖程內(nèi)燃機(jī)中換氣過(guò)程是指廢氣從氣缸內(nèi)被新氣掃除并取代的過(guò)程。這兩種內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的不同之處主要在于換氣過(guò)程。1.第一行程活塞在曲軸帶動(dòng)下由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。當(dāng)活塞還處于下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣孔被活塞關(guān)閉，排氣孔和掃氣孔開(kāi)啟。這時(shí)曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣。隨著活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞頭部首先將掃氣孔關(guān)閉，掃氣終止。

11、但此時(shí)排氣孔尚未關(guān)閉，仍有部分廢氣和可燃混合氣經(jīng)排氣孔繼續(xù)排出，稱其為額外排氣。當(dāng)活塞將排氣孔也關(guān)閉之后，氣缸內(nèi)的可燃混合氣開(kāi)始被壓縮。直至活塞到達(dá)上止點(diǎn)，壓縮過(guò)程結(jié)束。 2.第二行程活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。在壓縮過(guò)程終了時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃。燃燒氣體膨脹作功。此時(shí)排氣孔和掃氣孔均被活塞關(guān)閉，惟有進(jìn)氣孔仍然開(kāi)啟?？諝夂推徒?jīng)進(jìn)氣孔繼續(xù)流入曲軸箱，直至活塞裙部將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。隨著活塞繼續(xù)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸箱容積不斷縮小，其中的混合氣被預(yù)壓縮。此后，活塞頭部先將排氣孔開(kāi)啟，膨脹后的燃燒氣體已成廢氣，經(jīng)排氣孔排出。至此作功過(guò)程結(jié)束，開(kāi)始先期排氣。隨后活塞又將掃氣孔開(kāi)啟，經(jīng)

12、過(guò)預(yù)壓縮的可燃混合氣從曲軸箱經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣，開(kāi)始掃氣過(guò)程。這一過(guò)程將持續(xù)到下一個(gè)活塞行程中掃氣孔被關(guān)閉時(shí)為止。四、汽油機(jī)與柴油機(jī)的比較以上敘述了各類(lèi)往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的簡(jiǎn)單工作原理，從中可以看出汽油機(jī)與柴油機(jī)、四沖程與二沖程內(nèi)燃機(jī)的若干異同之處。四沖程汽油機(jī)與四沖程柴油機(jī)的共同點(diǎn)是：1)每個(gè)工作循環(huán)都包含進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)活塞行程，每個(gè)行程各占180°曲軸轉(zhuǎn)角，即曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周完成一個(gè)工作循環(huán)。2)四個(gè)活塞行程中，只有一個(gè)作功行程，其余三個(gè)是耗功行程。顯然，在作功行程曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度要比其他三個(gè)行程時(shí)大得多，即在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)曲軸的角速度是不均勻的。為了改善

13、曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性，可在曲軸上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的飛輪或采用多缸內(nèi)燃機(jī)并使其按一定的工作順序依次進(jìn)行工作。兩者不同之處是：1)汽油機(jī)的可燃混合氣在氣缸外部開(kāi)始形成并延續(xù)到進(jìn)氣和壓縮行程終了，時(shí)間較長(zhǎng)。柴油機(jī)的可燃混合氣在氣缸內(nèi)部形成，從壓縮行程接近終了時(shí)開(kāi)始，并占小部分作功行程，時(shí)間很短。2)汽油機(jī)的可燃混合氣用電火花點(diǎn)燃，柴油機(jī)則是自燃。所以又稱汽油機(jī)為點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)，稱柴油機(jī)為壓燃式內(nèi)燃機(jī)。二沖程內(nèi)燃機(jī)與四沖程內(nèi)燃機(jī)相比具有下列一些特點(diǎn)。1)曲軸每轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)，作功一次。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速相同時(shí)，二沖程內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間的作功次數(shù)是四沖程內(nèi)燃機(jī)的兩倍。由于曲軸每轉(zhuǎn)一周作功一次，因此曲軸旋轉(zhuǎn)的角速

14、度比較均勻。2)二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過(guò)程時(shí)間短，僅為四沖程內(nèi)燃機(jī)的1/3左右。另外，進(jìn)、排氣過(guò)程幾乎同時(shí)進(jìn)行，利用新氣掃除廢氣，新氣可能流失，廢氣也不易清除干凈。因此，二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣質(zhì)量較差。3)曲軸箱換氣式二沖程內(nèi)燃機(jī)因?yàn)闆](méi)有進(jìn)、排氣門(mén)，而使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。為了敘述上的方便和適應(yīng)習(xí)慣上的稱謂， 本軟件用文如不特別說(shuō)明，則將水冷四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)簡(jiǎn)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)。第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 發(fā)動(dòng)機(jī)是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器。無(wú)論是汽油機(jī)，還是柴油機(jī)；無(wú)論是四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī)；無(wú)論是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，要完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，保證長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)正常工作，都必須具備以

15、下一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。汽油機(jī)由以下兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成；柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系和起動(dòng)系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系。1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。 2.配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過(guò)程，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過(guò)程。(如下左圖) 3.冷卻系統(tǒng)冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分

16、熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。4.燃料供給系統(tǒng)汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。 5.潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤(rùn)滑系通常由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門(mén)等組成。6.點(diǎn)火系統(tǒng)在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃

17、混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。7.起動(dòng)系統(tǒng)要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過(guò)程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。第二章 機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu)功用：曲柄連桿機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)

18、換的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)傳遞力和改變運(yùn)動(dòng)方式。工作中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)在作功行程中把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)外輸出動(dòng)力，而在其他三個(gè)行程中，即進(jìn)氣、壓縮、排氣行程中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)?？偟膩?lái)說(shuō)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)借以產(chǎn)生并傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。通過(guò)它把燃料燃燒后發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。工作條件：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)直接與高溫高壓氣體接觸，曲軸的旋轉(zhuǎn)速度又很高，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線速度相當(dāng)大，同時(shí)與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機(jī)構(gòu)還受到化學(xué)腐蝕作用，并且潤(rùn)滑困難。可見(jiàn)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件相當(dāng)惡劣，它要承受高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕作用。組成：曲柄連桿機(jī)構(gòu)的主要零

19、件可以分為三組，機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組。第一節(jié) 機(jī)體組一、機(jī)體組的功用及組成現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組主要由機(jī)體、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸襯墊、主軸承蓋以及油底殼等組成。鑲氣缸套的發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)體組還包括干式或濕式氣缸套。 機(jī)體組是發(fā)動(dòng)機(jī)的支架，是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體。氣缸蓋用來(lái)封閉氣缸頂部，并與活塞頂和氣缸壁一起形成燃燒室。另外，氣缸蓋和機(jī)體內(nèi)的水套和油道以及油底殼又分別是冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成部分。二、機(jī)體1機(jī)體材料機(jī)體一般用高強(qiáng)度灰鑄鐵或鋁合金鑄造。最近，在轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鋁合金機(jī)體的越來(lái)越普遍。2機(jī)體構(gòu)造 機(jī)體的構(gòu)造與氣缸排列形式、氣缸結(jié)構(gòu)形式和曲軸箱

20、結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。氣缸排列形式有3種：直列式、V型和水平對(duì)置式。氣缸內(nèi)表面由于受高溫高壓燃?xì)獾淖饔貌⑴c高速運(yùn)動(dòng)的活塞接觸而極易磨損。為了提高氣缸的耐磨性和延長(zhǎng)氣缸的使用壽命而有不同的氣缸結(jié)構(gòu)形式和表面處理方法。氣缸結(jié)構(gòu)形式也有3種，即無(wú)氣缸套式、干氣缸套式和濕氣缸套式。干氣缸套式機(jī)體是在一般灰鑄鐵機(jī)體的氣缸套座孔內(nèi)壓入或裝入干式氣缸套式氣缸套不與冷卻液接觸。干式氣缸套的外圓表面和氣缸套座孔內(nèi)表面均須精加工，以保證必要的形位精度和便于拆裝。濕氣缸套式機(jī)體，其氣缸套外壁與冷卻液直接接觸。用合金鑄鐵制造的濕式氣缸套的壁厚一般為58mm。濕式氣缸套下部用13道耐熱耐油的橡膠密封圈進(jìn)行密封，防止冷卻液泄漏。

21、濕式氣缸套上部的密封是利用氣缸套裝入機(jī)體后，氣缸套頂面高出機(jī)體頂面0.050.15mm。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體結(jié)構(gòu)。由于金屬對(duì)空氣的換熱系數(shù)僅是金屬對(duì)水的換熱系數(shù)的1/33。因此必須在風(fēng)冷氣缸的外壁鑄制散熱片，以增加散熱面積，增強(qiáng)散熱能力。按曲軸箱結(jié)構(gòu)形式的不同機(jī)體有平底式、龍門(mén)式和隧道式3種。 平底式機(jī)體的底平面與曲軸軸線齊平。這種機(jī)體高度小、質(zhì)量輕、加工方便。但與另外兩種機(jī)體相比剛度較差。 龍門(mén)式機(jī)體是指底平面下沉到曲軸軸線以下的機(jī)體機(jī)體底平面到曲軸軸線的距離稱作龍門(mén)高度。龍門(mén)式機(jī)體由于高度增加，其彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均比平底式機(jī)體有顯著提高。機(jī)體底平面與油底殼之間的密封也比較簡(jiǎn)單。隧道式機(jī)體是指

22、主軸承孔不剖分的機(jī)體結(jié)構(gòu)。這種機(jī)體配以窄型滾動(dòng)軸承可以縮短機(jī)體長(zhǎng)度。隧道式機(jī)體的剛度大，主軸承孔的同軸度好，但是由于大直徑滾動(dòng)軸承的圓周速度不能很大，而且滾動(dòng)軸承價(jià)格較貴，因此限制了隧道式機(jī)體在高速發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。三、氣缸蓋1氣缸蓋材料氣缸蓋一般都由優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄造，轎車(chē)用的汽油機(jī)則多采用鋁合金氣缸蓋。2氣缸蓋構(gòu)造氣缸蓋是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱形零件。其上加工有進(jìn)、排氣門(mén)座孔，氣門(mén)導(dǎo)管孔，火花塞安裝孔(汽油機(jī))或噴油器安裝孔(柴油機(jī))。在氣缸蓋內(nèi)還鑄有水套、進(jìn)排氣道和燃燒室或燃燒室的一部分。若凸輪軸安裝在氣缸蓋上，則氣缸蓋上還加工有凸輪軸承孔或凸輪軸承座及其潤(rùn)滑油道。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋有整體式、

23、分塊式和單體式3種結(jié)構(gòu)形式。在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，全部氣缸共用一個(gè)氣缸蓋的，則稱該氣缸蓋為整體式氣缸蓋；若每?jī)筛滓簧w或三缸一蓋，則該氣缸蓋為分塊式氣缸蓋；若每缸一蓋，則為單體式氣缸蓋。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)均為單體式氣缸蓋。 3燃燒室當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上、氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室。在汽油機(jī)氣缸蓋底面通常鑄有形狀各異的凹坑，習(xí)慣上稱這些凹坑為燃燒室。在汽油機(jī)上廣泛應(yīng)用的燃燒室有： 1)浴盆形燃燒室，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣門(mén)與氣缸軸線平行，進(jìn)氣道彎度較大。壓縮行程終了能產(chǎn)生擠氣渦流。2)楔形燃燒室，結(jié)構(gòu)比較緊湊，氣門(mén)相對(duì)氣缸軸線傾斜，進(jìn)氣道比較平直，進(jìn)氣阻力小。壓縮行程終了時(shí)能產(chǎn)生擠氣渦流。3)半球形

24、燃燒室，結(jié)構(gòu)最緊湊，燃燒室表面積與其容積之比(面容比)最小。進(jìn)排氣門(mén)呈兩列傾斜布置，氣門(mén)直徑較大，氣道較平直?；鹧?zhèn)鞑ゾ嚯x較短，不能產(chǎn)生擠氣渦流。4)多球形燃燒室是由兩個(gè)以上半球形凹坑組成的，其結(jié)構(gòu)緊湊，面容比小，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，氣門(mén)直徑較大，氣道比較平直，且能產(chǎn)生擠氣渦流。5)篷形燃燒室，是近年來(lái)在高性能多氣門(mén)轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛應(yīng)用的燃燒室。柴油機(jī)的分隔式燃燒室有兩種類(lèi)型：1)渦流室燃燒室，其主、副燃燒室之間的連接通道與副燃燒室切向連接，在壓縮行程中，空氣從主燃燒室經(jīng)連接通道進(jìn)入副燃燒室，在其中形成強(qiáng)烈的有組織的壓縮渦流，因此稱副燃燒室為渦流室。燃油順氣流方向噴射。2)預(yù)燃室燃燒室，其主、副燃

25、燒室之間的連接通道不與副燃燒室切向連接，且截面積較小。在壓縮行程中，空氣在副燃燒室內(nèi)形成強(qiáng)烈的無(wú)組織的紊流。燃油迎著氣流方向噴射，并在副燃燒室頂部預(yù)先發(fā)火燃燒，故稱副燃燒室為預(yù)燃室。四、氣缸襯墊氣缸襯墊的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)按所用材料的不同，氣缸襯墊可分為金屬石棉襯墊、金屬?gòu)?fù)合材料襯墊和全金屬襯墊等多種。 五、 油底殼油底殼的主要功用是儲(chǔ)存機(jī)油和封閉機(jī)體或曲軸箱。油底殼用薄鋼板沖壓或用鋁鑄制而成。油底殼內(nèi)設(shè)有擋板，用以減輕汽車(chē)顛簸時(shí)油面的震蕩。此外，為了保證汽車(chē)傾斜時(shí)機(jī)油泵能正常吸油，通常將油底殼局部做得較深。油底殼底部設(shè)放油螺塞。有的放油螺塞帶磁性，可以吸引機(jī)油中的鐵屑。 六、 發(fā)動(dòng)機(jī)的支承發(fā)動(dòng)機(jī)一般

26、通過(guò)機(jī)體和飛輪殼或變速器殼上的支承支撐在車(chē)架上。發(fā)動(dòng)機(jī)的支承方法，一般有三點(diǎn)支承和四點(diǎn)支承兩種。三點(diǎn)支承可布置成前一后二或前二后一。采用四點(diǎn)支承法時(shí)，前后各有兩個(gè)支承點(diǎn)。第二節(jié) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)一、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用及組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將作用于活塞上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由活塞組、連桿組和曲軸飛輪組的零件組成。 二、活塞組(一)活塞1活塞的功用及工作條件活塞的主要功用是承受燃燒氣體壓力，并將此力通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。此外活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)中工

27、作條件最嚴(yán)酷的零件。作用在活塞上的有氣體力和往復(fù)慣性力?；钊斉c高溫燃?xì)庵苯咏佑|，使活塞頂?shù)臏囟群芨??；钊趥?cè)壓力的作用下沿氣缸壁面高速滑動(dòng)，由于潤(rùn)滑條件差，因此摩擦損失大，磨損嚴(yán)重。2活塞材料現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)廣泛采用鋁合金活塞，只在極少數(shù)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鑄鐵或耐熱鋼活塞。3活塞構(gòu)造活塞可視為由頂部、頭部和裙部等3部分構(gòu)成。 1)活塞頂部。汽油機(jī)活塞頂部的形狀與燃燒室形狀和壓縮比大小有關(guān)。大多數(shù)汽油機(jī)采用平頂活塞，其優(yōu)點(diǎn)是受熱面積小，加工簡(jiǎn)單。采用凹頂活塞，可以通過(guò)改變活塞頂上凹坑的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。2)活塞頭部。由活塞頂至油環(huán)槽下端面之間的部分稱為活塞頭部。在活塞

28、頭部加工有用來(lái)安裝氣環(huán)和油環(huán)的氣環(huán)槽和油環(huán)槽。在油環(huán)槽底部還加工有回油孔或橫向切槽，油環(huán)從氣缸壁上刮下來(lái)的多余機(jī)油，經(jīng)回油孔或橫向切槽流回油底殼?；钊^部應(yīng)該足夠厚，從活塞頂?shù)江h(huán)槽區(qū)的斷面變化要盡可能圓滑，過(guò)渡圓角 R 應(yīng)足夠大，以減小熱流阻力，便于熱量從活塞頂經(jīng)活塞環(huán)傳給氣缸壁，使活塞頂部的溫度不致過(guò)高。在第一道氣環(huán)槽上方設(shè)置一道較窄的隔熱槽的作用是隔斷由活塞頂傳向第一道活塞環(huán)的熱流，使部分熱量由第二、三道活塞環(huán)傳出，從而可以減輕第一道活塞環(huán)的熱負(fù)荷，改善其工作條件，防止活塞環(huán)粘結(jié)?；钊h(huán)槽的磨損是影響活塞使用壽命的重要因素。在強(qiáng)化程度較高的發(fā)動(dòng)機(jī)中，第一道環(huán)槽溫度較高，磨損嚴(yán)重。為了增強(qiáng)環(huán)

29、槽的耐磨性，通常在第一環(huán)槽或第一、二環(huán)槽處鑲嵌耐熱護(hù)圈。在高強(qiáng)化直噴式燃燒室柴油機(jī)中，在第一環(huán)槽和燃燒室喉口處均鑲嵌耐熱護(hù)圈，以保護(hù)喉口不致因?yàn)檫^(guò)熱而開(kāi)裂。3)活塞裙部。 活塞頭部以下的部分為活塞裙部。裙部的形狀應(yīng)該保證活塞在氣缸內(nèi)得到良好的導(dǎo)向，氣缸與活塞之間在任何工況下都應(yīng)保持均勻的、適宜的間隙。間隙過(guò)大，活塞敲缸；間隙過(guò)小，活塞可能被氣缸卡住。此外，裙部應(yīng)有足夠的實(shí)際承壓面積，以承受側(cè)向力?；钊共砍惺芘蛎泜?cè)向力的一面稱主推力面，承受壓縮側(cè)向力的一面稱次推力面。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞在氣體力和側(cè)向力的作用下發(fā)生機(jī)械變形，而活塞受熱膨脹時(shí)還發(fā)生熱變形。這兩種變形的結(jié)果都是使活塞裙部在活塞銷(xiāo)孔軸

30、線方向的尺寸增大。因此，為使活塞工作時(shí)裙部接近正圓形與氣缸相適應(yīng)，在制造時(shí)應(yīng)將活塞裙部的橫斷面加工成橢圓形，并使其長(zhǎng)軸與活塞銷(xiāo)孔軸線垂直?，F(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞均為橢圓裙。 另外，沿活塞軸線方向活塞的溫度是上高下低，活塞的熱膨脹量自然是上大下小。因此為使活塞工作時(shí)裙部接近圓柱形，須把活塞制成上小下大的圓錐形或桶形。在活塞銷(xiāo)座處鑲鑄恒范鋼片的活塞稱恒范活塞。由于恒范活塞在銷(xiāo)座處只靠恒范鋼片與活塞裙相連且恒范鋼的熱膨脹系數(shù)只有鋁合金的1/10左右，因此當(dāng)溫度升高時(shí)，在恒范鋼片的牽制下，裙部在活塞銷(xiāo)孔軸線方向的熱膨脹量很小。若將普通碳素鋼片鑄在銷(xiāo)座處的鋁合金層內(nèi)側(cè)形成雙金屬壁，則由于兩種金屬的熱膨脹系

31、數(shù)不同，當(dāng)溫度升高時(shí)雙金屬壁發(fā)生彎曲，而鋼片兩端的距離基本不變，從而限制了裙部的熱膨脹量。因?yàn)檫@種控制熱膨脹的作用隨溫度升高而增大，所以稱這種活塞為自動(dòng)熱補(bǔ)償活塞。 (二)活塞環(huán)1活塞環(huán)的功用及工作條件 活塞環(huán)分氣環(huán)和油環(huán)兩種。 氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸內(nèi)的可燃混合氣和高溫燃?xì)饴┤肭S箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過(guò)熱。油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機(jī)油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。活塞環(huán)工作時(shí)受到氣缸中高溫、高壓燃?xì)獾淖饔?，并在?rùn)滑不良的條件下在氣缸內(nèi)高速滑動(dòng)。由于氣缸壁面的形狀誤差，使活塞環(huán)在上下滑動(dòng)的同時(shí)還在環(huán)槽內(nèi)產(chǎn)生徑

32、向移動(dòng)。這不僅加重了環(huán)與環(huán)槽的磨損，還使活塞環(huán)受到交變彎曲應(yīng)力的作用而容易折斷。 2活塞環(huán)材料及表面處理 根據(jù)活塞環(huán)的功用及工作條件，制造活塞環(huán)的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐熱性、沖擊韌性、彈性和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。目前廣泛應(yīng)用的活塞環(huán)材料有優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵和鋼帶等。第一道活塞環(huán)外圓面通常進(jìn)行鍍鉻或噴鉬處理。多孔性鉻層硬度高，并能儲(chǔ)存少量機(jī)油，可以改善潤(rùn)滑減輕磨損。鉬的熔點(diǎn)高，也具有多孔性，因此噴鉬同樣可以提高活塞環(huán)的耐磨性。 3氣環(huán) 1)氣環(huán)的密封原理：活塞環(huán)在自由狀態(tài)下不是正圓形，其外廓尺寸比氣缸直徑大。當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后，在其自身的彈力作用下環(huán)的外圓面與氣缸壁貼緊形成第一

33、密封面，氣缸內(nèi)的高壓氣體不可能通過(guò)第一密封面泄漏。高壓氣體可能通過(guò)活塞頂岸與氣缸壁之間的間隙進(jìn)入活塞環(huán)的側(cè)隙和徑向間隙中。進(jìn)入側(cè)隙中的高壓氣體使環(huán)的下側(cè)面與環(huán)槽的下側(cè)面貼緊形成第二密封面，高壓氣體也不可能通過(guò)第二密封面泄漏。進(jìn)入徑向間隙中的高壓氣體只能環(huán)的外圓面與氣缸壁更加貼緊。這時(shí)漏氣的惟一通道就是活塞環(huán)的開(kāi)口端隙。如果幾道活塞環(huán)的開(kāi)口相互錯(cuò)開(kāi)，那么就形成了迷宮式漏氣通道。由于側(cè)隙、徑向間隙和端隙都很小，氣體在通道內(nèi)的流動(dòng)阻力很大，致使氣體壓力迅速下降，最后漏入曲軸箱內(nèi)的氣體就很少了，一般僅為進(jìn)氣量的0.21.0。 2)氣環(huán)開(kāi)口形狀： 開(kāi)口形狀對(duì)漏氣量有一定影響。直開(kāi)口工藝性好，但密封性差；

34、階梯形開(kāi)口密封性好，工藝性差；斜開(kāi)口的密封性和工藝性介于前兩種開(kāi)口之間，斜角一般為30°或45°。3)氣環(huán)的斷面形狀：氣環(huán)的斷面形狀多種多樣，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和強(qiáng)化程度，選擇不同斷面形狀的氣環(huán)組合，可以得到最好的密封效果和使用性能。矩形環(huán)斷面為矩形。形狀簡(jiǎn)單，加工方便，與氣缸壁接觸面積大，有利于活塞散熱。但磨合性差，而且在與活塞一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在環(huán)槽內(nèi)上下竄動(dòng)，把氣缸壁上的機(jī)油不斷地?cái)D入燃燒室中，產(chǎn)生“泵油作用”，使機(jī)油消耗量增加，活塞頂及燃燒室壁面積炭。錐面環(huán)，環(huán)的外圓面為錐角很小的錐面。理論上錐面環(huán)與氣缸壁為線接觸，磨合性好，增大了接觸壓力和對(duì)氣缸壁形狀的適應(yīng)能力

35、。當(dāng)活塞下行時(shí)，錐面環(huán)能起到向下刮油的作用。當(dāng)活塞上行時(shí)，由于錐面的油楔作用，錐面環(huán)能滑越過(guò)氣缸壁上的油膜而不致將機(jī)油帶入燃燒室。錐面環(huán)傳熱性差，所以不用作第一道氣環(huán)。由于錐角很小，一般不易識(shí)別，為避免裝錯(cuò)，在環(huán)的上側(cè)面標(biāo)有向上的記號(hào)。 扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱的氣環(huán)裝入氣缸后，由于彈性內(nèi)力的作用使斷面發(fā)生扭轉(zhuǎn)，故稱扭曲環(huán)。扭曲環(huán)斷面扭轉(zhuǎn)原理?；钊h(huán)裝入氣缸之后，其斷面中性層以外產(chǎn)生拉應(yīng)力，斷面中性層以內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力。拉應(yīng)力的合力F1指向活塞環(huán)中心，壓應(yīng)力合力F2的方向背離活塞環(huán)中心。由于扭曲環(huán)中性層內(nèi)外斷面不對(duì)稱，使 F1 與 F2 不作用在同一平面內(nèi)而形成力矩M。在力矩M的作用下，使環(huán)的斷面發(fā)生扭轉(zhuǎn)

36、。若將內(nèi)圓面的上邊緣或外圓面的下邊緣切掉一部分，整個(gè)氣環(huán)將扭曲成碟子形，則稱這種環(huán)為正扭曲環(huán)；若將內(nèi)圓面的下邊緣切掉一部分，氣環(huán)將扭曲成蓋子形，則稱其為反扭曲環(huán)。在環(huán)面上切去部分金屬稱為切臺(tái)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，扭曲環(huán)發(fā)生扭曲，其工作特點(diǎn)一方面與錐面環(huán)類(lèi)似，另一方面由于扭曲環(huán)的上下側(cè)面與環(huán)槽的上下側(cè)面相接觸，從而防止了環(huán)在環(huán)槽內(nèi)上下竄動(dòng)，消除了泵油現(xiàn)象，減輕了環(huán)對(duì)環(huán)槽的沖擊而引起的磨損。在作功行程中，巨大的燃?xì)鈮毫ψ饔糜诃h(huán)的上側(cè)面和內(nèi)圓面，足以克服環(huán)的彈性內(nèi)力使環(huán)不再扭曲，整個(gè)外圓面與氣缸壁接觸，這時(shí)扭曲環(huán)的工作特點(diǎn)與矩形環(huán)相同。梯形環(huán)，斷面為梯形。其主要優(yōu)點(diǎn)是抗粘結(jié)性好

37、。當(dāng)活塞頭部溫度很高時(shí)，竄入第一道環(huán)槽中的機(jī)油容易結(jié)焦并將氣環(huán)粘住。在側(cè)向力換向活塞左右擺動(dòng)時(shí)，梯形環(huán)的側(cè)隙、徑向間隙都發(fā)生變化將環(huán)槽中的膠質(zhì)擠出。楔形環(huán)的工作特點(diǎn)與梯形環(huán)相似，且由于斷面不對(duì)稱，裝入氣缸后也會(huì)發(fā)生扭曲。梯形環(huán)多用作柴油機(jī)的第一道氣環(huán)。桶面環(huán)，環(huán)的外圓面為外凸圓弧形。其密封性、磨合性及對(duì)氣缸壁表面形狀的適應(yīng)性都比較好。桶面環(huán)在氣缸內(nèi)不論上行或下行均能形成楔形油膜，將環(huán)浮起，從而減輕環(huán)與氣缸壁的磨損。開(kāi)槽環(huán)，在外圓面上加工出環(huán)形槽，在槽內(nèi)填充能吸附機(jī)油的多孔性氧化鐵，有利于潤(rùn)滑、磨合和密封。頂岸環(huán)，斷面為“L”形。因?yàn)轫敯董h(huán)距活塞頂面近，作功行程時(shí)，燃?xì)鈮毫δ苎杆僮饔糜诃h(huán)的上側(cè)面

38、和內(nèi)圓面，使環(huán)的下側(cè)面與環(huán)槽的下側(cè)面、外圓面與氣缸壁面貼緊，有利于密封；由于同樣的原因，頂岸環(huán)可以減少汽車(chē)尾氣HC的排放量。4油環(huán)1)油環(huán)類(lèi)型：油環(huán)有槽孔式、槽孔撐簧式和鋼帶組合式3種類(lèi)型。 2)槽孔式油環(huán)。因?yàn)橛铜h(huán)的內(nèi)圓面基本上沒(méi)有氣體力的作用，所以槽孔式油環(huán)的刮油能力主要靠油環(huán)自身的彈力。為了減小環(huán)與氣缸壁的接觸面積，增大接觸壓力，在環(huán)的外圓面上加工出環(huán)形集油槽，形成上下兩道刮油唇，在集油槽底加工有回油孔。由上下刮油唇刮下來(lái)的機(jī)油經(jīng)回油孔和活塞上的回油孔流回油底殼。這種油環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低。 3)槽孔撐簧式油環(huán)。在槽孔式油環(huán)的內(nèi)圓面加裝撐簧即為槽孔撐簧式油環(huán)。一般作為油環(huán)撐簧的有

39、螺旋彈簧、板形彈簧和軌形彈簧三種。這種油環(huán)由于增大了環(huán)與氣缸壁的接觸壓力，而使環(huán)的刮油能力和耐久性有所提高。 4)鋼帶組合油環(huán)。 其結(jié)構(gòu)形式很多， 鋼帶組合油環(huán)由上、下刮片和軌形撐簧組合而成。撐簧不僅使刮片與氣缸壁貼緊，而且還使刮片與環(huán)槽側(cè)面貼緊。這種組合油環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是接觸壓力大，既可增強(qiáng)刮油能力，又能防止上竄機(jī)油。另外，上下刮片能單獨(dú)動(dòng)作，因此對(duì)氣缸失圓和活塞變形的適應(yīng)能力強(qiáng)。但鋼帶組合油環(huán)需用優(yōu)質(zhì)鋼制造，成本高。 (三)活塞銷(xiāo) 活塞銷(xiāo)材料及結(jié)構(gòu) 活塞銷(xiāo)的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼，如20、20Mn、15Cr、20Cr或20MnV等。外表面滲碳淬硬，再經(jīng)精磨和拋光等精加工。這樣既提高了表面硬

40、度和耐磨性，又保證有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性。 活塞銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)形狀很簡(jiǎn)單，基本上是一個(gè)厚壁空心圓柱。其內(nèi)孔形狀有圓柱形、兩段截錐形和組合形。圓柱形孔加工容易，但活塞銷(xiāo)的質(zhì)量較大；兩段截錐形孔的活塞銷(xiāo)質(zhì)量較小，且因?yàn)榛钊N(xiāo)所受的彎矩在其中部最大，所以接近于等強(qiáng)度梁，但錐孔加工較難。三、連桿組連桿組包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。習(xí)慣上常常把連桿體、連桿蓋和連桿螺栓合起來(lái)稱作連桿，有時(shí)也稱連桿體為連桿。1連桿組的功用 連桿組的功用 是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2連桿組材料連桿體和連桿蓋由優(yōu)質(zhì)中碳鋼或中碳合金鋼，如45、40Cr、42CrMo或40MnB

41、等模鍛或輥鍛而成。連桿螺栓通常用優(yōu)質(zhì)合金鋼40Cr或35CrMo制造。一般均經(jīng)噴丸處理以提高連桿組零件的強(qiáng)度。3連桿構(gòu)造 連桿由小頭、桿身和大頭構(gòu)成。 1) 連桿小頭 小頭的結(jié)構(gòu)形狀取決于活塞銷(xiāo)的尺寸及其與連桿小頭的連接方式。 在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中連桿小頭與活塞銷(xiāo)的連接方式有兩種，即全浮式和半浮式。全浮式活塞銷(xiāo)工作時(shí)，在連桿小頭孔和活塞銷(xiāo)孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，可以保證活塞銷(xiāo)沿圓周磨損均勻。為防止活塞銷(xiāo)兩端刮傷氣缸壁 ，在活塞銷(xiāo)孔外側(cè)裝置活塞銷(xiāo)擋圈。半浮式活塞銷(xiāo)是用螺栓將活塞銷(xiāo)夾緊在連桿小頭孔內(nèi)，這時(shí)活塞銷(xiāo)只在活塞銷(xiāo)孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在小頭孔內(nèi)不轉(zhuǎn)動(dòng)。小頭孔不裝襯套，銷(xiāo)孔中也不裝活塞銷(xiāo)擋圈。 2) 連桿桿身 桿身斷面為工

42、字形，剛度大、質(zhì)量輕、適于模鍛。工字形斷面的Y-Y軸在連桿運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)。有的連桿在桿身內(nèi)加工有油道，用來(lái)潤(rùn)滑小頭襯套或冷卻活塞。如果是后者，須在小頭頂部加工出噴油孔。 3) 連桿大頭 連桿大頭除應(yīng)具有足夠的剛度外，還應(yīng)外形尺寸小，質(zhì)量輕，拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)能從氣缸上端取出。連桿大頭是剖分的，連桿蓋用螺栓或螺柱緊固，為使結(jié)合面在任何轉(zhuǎn)速下都能緊密結(jié)合，連桿螺栓的擰緊力矩必須足夠大。 結(jié)合面與連桿軸線垂直的為平切口連桿，而結(jié)合面與連桿軸線成30°60°夾角的為斜切口連桿。平切口連桿體大端的剛度較大，因此大頭孔受力變形較小，而且平切口連桿制造費(fèi)用較低。汽油機(jī)均采用平切口連桿。柴油機(jī)連桿既

43、有平切口的也有斜切口的。一般柴油機(jī)由于曲柄銷(xiāo)直徑較大，因此連桿大頭的外形尺寸相應(yīng)較大，欲在拆卸時(shí)能從氣缸上端取出連桿體，必須采用斜切口連桿。連桿蓋裝合到連桿體上時(shí)須嚴(yán)格定位，以防止連桿蓋橫向位移。平切口連桿利用連桿螺栓上一段精密加工的圓柱面與精密加工的螺栓孔來(lái)實(shí)現(xiàn)連桿蓋的定位。斜切口連桿的連桿螺栓由于承受較大的剪切力而容易發(fā)生疲勞破壞。為此，應(yīng)該采用能夠承受橫向力的定位方法。四、曲軸飛輪組(一)曲軸 1曲軸的功用及工作條件曲軸的功用 是把活塞、連桿傳來(lái)的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，用以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)以及其他輔助裝置。曲軸在周期性變化的氣體力、慣性力及其力矩的共同作用下工作，承受彎曲

44、和扭轉(zhuǎn)交變載荷。因此，曲軸應(yīng)有足夠的抗彎曲、抗扭轉(zhuǎn)的疲勞強(qiáng)度和剛度；軸頸應(yīng)有足夠大的承壓表面和耐磨性；曲軸的質(zhì)量應(yīng)盡量小；對(duì)各軸頸的潤(rùn)滑應(yīng)該充分。 2曲軸材料 曲軸一般由45、40Cr、35Mn2等中碳鋼和中碳合金鋼模鍛而成，軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理，最后進(jìn)行精加工?，F(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用球墨鑄鐵曲軸。球墨鑄鐵價(jià)格便宜，耐磨性能好，軸頸不需硬化處理，同時(shí)金屬消耗量少，機(jī)械加工量也少。為提高曲軸的疲勞強(qiáng)度，消除應(yīng)力集中，軸頸表面應(yīng)進(jìn)行噴丸處理，圓角處要經(jīng)滾壓處理。 3曲軸構(gòu)造 曲軸基本上由若干個(gè)單元曲拐構(gòu)成。一個(gè)曲柄銷(xiāo)，左右兩個(gè)曲柄臂和左右兩個(gè)主軸頸構(gòu)成一個(gè)單元曲拐。單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸只有一個(gè)

45、曲拐，多缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)與氣缸數(shù)相同，V型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。將若干個(gè)單元曲拐按照一定的相位連接起來(lái)再加上曲軸前、后端便構(gòu)成一根曲軸。多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，在其曲柄臂上裝有平衡重。按單元曲拐連接方法的不同，曲軸分為整體式和組合式兩類(lèi)。 4曲拐布置與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序 各曲拐的相對(duì)位置或曲拐布置取決于氣缸數(shù)、氣缸排列形式和發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。當(dāng)氣缸數(shù)和氣缸排列形式確定之后，曲拐布置就只取決于發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序。在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1)應(yīng)該使接連作功的兩個(gè)氣缸相距盡可能的遠(yuǎn)，以減輕主軸承載荷和避免在進(jìn)氣行程中發(fā)生搶氣現(xiàn)象。 2)各氣缸發(fā)火的間隔時(shí)間應(yīng)該相同。發(fā)

46、火間隔時(shí)間若以曲軸轉(zhuǎn)角計(jì)則稱發(fā)火間隔角。在發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，每個(gè)氣缸都應(yīng)發(fā)火作功一次。對(duì)于氣缸數(shù)為 i 的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其發(fā)火間隔角應(yīng)為720°/i，即曲軸每轉(zhuǎn)720°/i 時(shí)，就有一缸發(fā)火作功，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)四行程直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火順序和曲拐布置：四行程直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火間隔角為720°/6=120°，六個(gè)曲拐分別布置在三個(gè)平面內(nèi)，發(fā)火順序是1-5-3-6-2-4。五、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承有連桿襯套、連桿軸承、主軸承和曲軸止推軸承等。 1連桿軸承和主軸承 連桿軸承和主軸承均承受交變載荷和高速

47、摩擦，因此軸承材料必須具有足夠的抗疲勞強(qiáng)度，而且要摩擦小、耐磨損和耐腐蝕。 連桿軸承和主軸承均由上、下兩片軸瓦對(duì)合而成。每一片軸瓦都是由鋼背和減摩合金層或鋼背、減摩合金層和軟鍍層構(gòu)成，前者稱為二層結(jié)構(gòu)軸瓦，后者稱三層結(jié)構(gòu)軸瓦。鋼背是軸瓦的基體，由13mm厚的低碳鋼板制造，以保證有較高的機(jī)械強(qiáng)度。在鋼背上澆鑄減摩合金層，減摩合金材料主要有白合金、銅基合金和鋁基合金。2曲軸止推軸承 汽車(chē)行駛時(shí)由于踩踏離合器而對(duì)曲軸施加軸向推力，使曲軸發(fā)生軸向竄動(dòng)。過(guò)大的軸向竄動(dòng)將影響活塞連桿組的正常工作和破壞正確的配氣定時(shí)和柴油機(jī)的噴油定時(shí)。為了保證曲軸軸向的正確定位，需裝設(shè)止推軸承，而且只能在一處設(shè)置止推軸承，

48、以保證曲軸受熱膨脹時(shí)能自由伸長(zhǎng)。曲軸止推軸承有翻邊軸瓦、半圓環(huán)止推片和止推軸承環(huán)3種形式。 翻邊軸瓦(是將軸瓦兩側(cè)翻邊作為止推面，在止推面上澆鑄減摩合金。軸瓦的止推面與曲軸止推面之間留有0.060.25mm的間隙，從而限制了曲軸軸向竄動(dòng)量。思考題 1為什么說(shuō)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體承受拉、壓、彎、扭等各種形式的機(jī)械負(fù)荷?2無(wú)氣缸套式機(jī)體有何利弊?為什么許多轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)都采用無(wú)氣缸套式機(jī)體?3為什么要對(duì)汽油機(jī)氣缸蓋的鼻梁區(qū)和柴油機(jī)氣缸蓋的三角區(qū)加強(qiáng)冷卻?在結(jié)構(gòu)上如何保證上述區(qū)域的良好冷卻?4曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用如何?由哪些主要零件組成?5為什么要把活塞的橫斷面制成橢圓形，而將其縱斷面制成上小下大的錐形或桶形?

49、6扭曲環(huán)裝入氣缸后為什么會(huì)發(fā)生扭曲?正扭曲環(huán)和反扭曲環(huán)的作用是否相同?7若連桿剛度不足，可能發(fā)生何種故障?8曲拐布置形式與發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序有何關(guān)系?第三章 配氣機(jī)構(gòu)目前，四沖程汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)都采用氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)。其功用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作循環(huán)的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)、排氣門(mén)，使新氣進(jìn)入氣缸，廢氣從氣缸排出。第一節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)由氣門(mén)組和氣門(mén)傳動(dòng)組兩部分組成，每組的零件組成則與氣門(mén)的位置、凸輪軸的位置和氣門(mén)驅(qū)動(dòng)形式等有關(guān)?，F(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)均采用頂置氣門(mén)，即進(jìn)、排氣門(mén)置于氣缸蓋內(nèi)，倒掛在氣缸頂上。凸輪軸的位置有下置式、中置式和上置式3種。一、凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu) 凸輪軸

50、置于曲軸箱內(nèi)的配氣機(jī)構(gòu)為凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu) 。其中氣門(mén)組零件包括氣門(mén)、氣門(mén)座圈、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)彈簧、氣門(mén)彈簧座和氣門(mén)鎖夾等；氣門(mén)傳動(dòng)組零件則包括凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸、搖臂軸座和氣門(mén)間隙調(diào)整螺釘?shù)?。下置凸輪軸由曲軸定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸通過(guò)定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪的上升段頂起挺柱時(shí)，經(jīng)推桿和氣門(mén)間隙調(diào)整螺釘推動(dòng)搖臂繞搖臂軸擺動(dòng)，壓縮氣門(mén)彈簧使氣門(mén)開(kāi)啟。當(dāng)凸輪的下降段與挺柱接觸時(shí)，氣門(mén)在氣門(mén)彈簧力的作用下逐漸關(guān)閉。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)氣缸進(jìn)、排氣一次。這時(shí)曲軸轉(zhuǎn)兩周，而凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，所以曲軸與凸輪軸的轉(zhuǎn)速比或傳動(dòng)比為21。二、凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)凸

51、輪軸置于機(jī)體上部的配氣機(jī)構(gòu)被稱為凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)。與凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)的組成相比，減少了推桿，從而減輕了配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，增大了機(jī)構(gòu)的剛度，更適用于較高轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)。三、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸置于氣缸蓋上的配氣機(jī)構(gòu)為凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)(OHC)。其主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)件少，傳動(dòng)鏈短，整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度大，適合于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。由于氣門(mén)排列和氣門(mén)驅(qū)動(dòng)形式的不同，凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)有多種多樣的結(jié)構(gòu)形式。氣門(mén)驅(qū)動(dòng)形式有搖臂驅(qū)動(dòng)、擺臂驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)三種類(lèi)型。1.搖臂驅(qū)動(dòng)、單凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸推動(dòng)液力挺柱，液力挺柱推動(dòng)搖臂，搖臂再驅(qū)動(dòng)氣門(mén)；或凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)搖臂，搖臂驅(qū)動(dòng)氣門(mén)。 2.擺臂驅(qū)動(dòng)

52、、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)由于擺臂驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的配氣機(jī)構(gòu)比搖臂驅(qū)動(dòng)式剛度更好，更有利于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，因此在轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用比較廣泛。如CA4883、SH680Q、克萊斯勒A452、奔馳QM615、奔馳M115等發(fā)動(dòng)機(jī)均為單上置凸輪軸(SOHC)擺臂驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)；而本田B20A、尼桑VH45DE、三菱3G81、富士EJ20等發(fā)動(dòng)機(jī)都是雙上置凸輪軸(DOHC)擺臂驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)。3.直接驅(qū)動(dòng)、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)在這種形式的配氣機(jī)構(gòu)中，凸輪通過(guò)吊杯形機(jī)械挺柱驅(qū)動(dòng)氣門(mén)；或通過(guò)吊杯形液力挺柱驅(qū)動(dòng)氣門(mén)。與上述各種形式的配氣機(jī)構(gòu)相比，直接驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)的剛度最大，驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的能量損失最小。因此，在高度強(qiáng)化的轎車(chē)發(fā)

53、動(dòng)機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。如奧迪、捷達(dá)、桑塔納、馬自達(dá)6、歐寶V6、奔弛320E，還有依維柯8140.01、8140.21等均為直接驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)。第二節(jié) 配氣定時(shí)及氣門(mén)間隙一、配氣定時(shí)（配氣相位）以曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)刻及其開(kāi)啟的持續(xù)時(shí)間稱作配氣定時(shí)。進(jìn)氣門(mén)在進(jìn)氣行程上止點(diǎn)之前開(kāi)啟謂之早開(kāi)。從進(jìn)氣門(mén)開(kāi)到上止點(diǎn)曲軸所轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱作進(jìn)氣提前角，記作 。進(jìn)氣門(mén)在進(jìn)氣行程下止點(diǎn)之后關(guān)閉謂之晚關(guān)。從進(jìn)氣行程下止點(diǎn)到進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱作進(jìn)氣遲后角，記作 。整個(gè)進(jìn)氣過(guò)程持續(xù)的時(shí)間或進(jìn)氣持續(xù)角為180°+ 曲軸轉(zhuǎn)角。一般 0°30°、30°80°

54、;曲軸轉(zhuǎn)角。排氣門(mén)在作功行程結(jié)束之前，即在作功行程下止點(diǎn)之前開(kāi)啟，謂之排氣門(mén)早開(kāi)。從排氣門(mén)開(kāi)啟到下止點(diǎn)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱作排氣提前角，記作 。排氣門(mén)在排氣行程結(jié)束之后，即在排氣行程上止點(diǎn)之后關(guān)閉，謂之排氣門(mén)晚關(guān)。從上止點(diǎn)到排氣門(mén)關(guān)閉曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱作排氣遲后角，記作 。整個(gè)排氣過(guò)程持續(xù)時(shí)間或排氣持續(xù)角為180° 曲軸轉(zhuǎn)角。一般 40°80°、0°30°曲軸轉(zhuǎn)角。由于進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)和排氣門(mén)晚關(guān)，致使活塞在上止點(diǎn)附近出現(xiàn)進(jìn)、排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的現(xiàn)象，稱其為氣門(mén)重疊。重疊期間的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門(mén)重疊角，它等于進(jìn)氣提前角與排氣遲后角之和，即 。二、可變配氣定時(shí)機(jī)構(gòu)

55、采用可變配氣定時(shí)機(jī)構(gòu)可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同，要求不同的配氣定時(shí)。這是因?yàn)椋寒?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，由于進(jìn)氣流速和強(qiáng)制排氣時(shí)期的廢氣流速也隨之改變，因此在氣門(mén)晚關(guān)期間利用氣流慣性增加進(jìn)氣和促進(jìn)排氣的效果將會(huì)不同。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣流慣性小，若此時(shí)配氣定時(shí)保持不變，則部分進(jìn)氣將被活塞推出氣缸，使進(jìn)氣量減少，氣缸內(nèi)殘余廢氣將會(huì)增多。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣流慣性大，若此時(shí)增大進(jìn)氣遲后角和氣門(mén)重疊角，則會(huì)增加進(jìn)氣量和減少殘余廢氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程臻于完善?？傊臎_程發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣定時(shí)應(yīng)該是進(jìn)氣遲后角和氣門(mén)重疊角隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而加大。如果氣門(mén)升程也能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而加大

56、，則將更有利于獲得良好的發(fā)動(dòng)機(jī)高速性能。三、氣門(mén)間隙發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)下，當(dāng)氣門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，氣門(mén)與傳動(dòng)件之間的間隙稱為氣門(mén)間隙。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門(mén)及其傳動(dòng)件，如挺柱、推桿等都將因?yàn)槭軣崤蛎浂扉L(zhǎng)。如果氣門(mén)與其傳動(dòng)件之間，在冷態(tài)時(shí)不預(yù)留間隙，則在熱態(tài)下由于氣門(mén)及其傳動(dòng)件膨脹伸長(zhǎng)而頂開(kāi)氣門(mén)，破壞氣門(mén)與氣門(mén)座之間的密封，造成氣缸漏氣，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，起動(dòng)困難，甚至不能正常工作。為此，在裝配發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，在氣門(mén)與其傳動(dòng)件之間需預(yù)留適當(dāng)?shù)拈g隙，即氣門(mén)間隙。氣門(mén)間隙既不能過(guò)大，也不能過(guò)小。間隙過(guò)小，不能完全消除上述弊病；間隙過(guò)大，在氣門(mén)與氣門(mén)座以及各傳動(dòng)件之間將產(chǎn)生撞擊和響聲。最適當(dāng)?shù)臍忾T(mén)間隙由發(fā)動(dòng)機(jī)制造

57、廠根據(jù)試驗(yàn)確定。第三節(jié) 氣門(mén)組一、氣門(mén)1.氣門(mén)的工作條件氣門(mén)的工作條件非常惡劣。首先，氣門(mén)直接與高溫燃?xì)饨佑|，受熱嚴(yán)重，而散熱困難，因此氣門(mén)溫度很高。其次，氣門(mén)承受氣體力和氣門(mén)彈簧力的作用，以及由于配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的慣性力使氣門(mén)落座時(shí)受到?jīng)_擊。第三，氣門(mén)在潤(rùn)滑條件很差的情況下以極高的速度啟閉并在氣門(mén)導(dǎo)管內(nèi)作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外，氣門(mén)由于與高溫燃?xì)庵杏懈g性的氣體接觸而受到腐蝕。2.氣門(mén)材料進(jìn)氣門(mén)一般用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。排氣門(mén)則采用耐熱合金鋼制造，如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼、硅鉻錳鋼等。3.氣門(mén)構(gòu)造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣門(mén)均為菌形氣門(mén)，由氣門(mén)頭部和氣門(mén)桿兩部分構(gòu)成。氣門(mén)頂面有平頂、凹頂和凸頂?shù)刃螤?。目前?yīng)用最多的是平頂氣門(mén)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，受熱面積小，進(jìn)、排氣門(mén)都可采用。 氣門(mén)與氣門(mén)座或氣門(mén)座圈之間靠錐面密封。氣門(mén)錐面與氣門(mén)頂面之間的夾角稱為氣門(mén)錐