1、汽車構造教案2011 20012學年 第 2學期課 程 名 稱 汽 車 構 造A授 課 對 象 車輛工程 2010級1、2班主 講 教 師 逯玉林教師所在院（部）、系（室） 汽車服務工程系選 用 教 材 汽車構造上學 時 / 學 分 48學 時 / 3學 分 教案編寫說明教案是任課教師的教學實施方案。任課教師應遵循專業教學計劃制訂的培養目標，以教學大綱為依據，在熟悉教材、了解學生的基礎上，結合教學實踐經驗，提前編寫設計好本門課程每次課的全部教學活動。教案編寫說明如下：1、教學課型表示所授課程的類型，請在理論課、實驗課、習題課、實踐課、技能課及其它欄內選擇打“”。2、教學內容：是授課的核心。將授

2、課的內容按章、節或主題，有序的進行設計編排，并標以“*”和“#”符號以表示重點和難點。3、教學方法和教學手段：教學方法指講授、討論、示教、指導等。教學手段指板書、多媒體、網絡、模型、標本、掛圖、音像等教學工具。4、討論、思考題和作業：提出若干問題以供討論，或作為課后復習時思考，亦可要求學生作為作業來完成，以供考核之用。5、參考資料：列出參考書籍、有關資料。6、首次開課的青年教師的教案應由導師審核。7、鼓勵教師在教學內容、教學方法和教學手段等方面進行創新與改革。8、所有開課課程必須按此標準編寫教案。天水師范學院工學院教案 第 1 次課教學課型：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課 其它主要教學

3、內容（注明：重點* # 難點 ）：總論：汽車類型*、國產汽車產品型號編制規則、汽車總體構造、汽車的總體布置形式、#汽車行駛基本原理第一章 發動機的工作原理和總體構造第一節 發動機的分類教學目的要求：了解汽車分類，總體構造等知識。了解汽車行駛的驅動條件和附著條件。了解發動機的分類。.教學方法和教學手段：課堂講授討論、思考題、作業：1 汽車總體構造包括幾個部分？2 汽車布置形式有哪幾種？3 汽車形式的基本原理是什么？參考資料：多媒體材料，網絡資料講 稿 內 容備注總 論一、汽車工業的發展概況（一）國外汽車工業的發展1、汽車最初誕生在德國：1886年卡爾。本次制成了第一輛三輪汽車，并且申請了專利，同

4、年德國人戴姆勒制成了第一輛四輪汽車。現在世界上公認的第一輛汽車是本次制造的三輪汽車。2、汽車工業的興起：汽車工業興起在美國，它是依靠優越的資源和自然條件，寬松的政策，以及歐洲汽車工業受到的第一次世界大戰的破壞，使汽車工業迅速崛起。汽車工業是以大規模生產為標志的。汽車大王福特將流水線生產引入到汽車生產中，實現了汽車的規模批量生產，為汽車工業的行起做出了巨大貢獻3、汽車工業重心的轉移：在20世紀六七十年代，日本依靠引進國外的先進技術和科學的經營管理方法，比如日本豐田的精益管理模式即使用最少的資源人力、原材料、設備）生產出顧客需要的產品，或提供給客戶滿意的服務，以及石油危機的影響，使日本的小型車風靡

5、全球，而美國的豪華大型汽車此時開始逐漸敵不過日本汽車的生產。4、汽車工業的中心最終會轉向發展中國家。比如現在的印度（塔塔），中國（奇瑞、吉利）。（二）中國汽車工業的發展1、建國初期25年：缺重少輕、轎車基本空白。東風牌轎車：這是一汽生產的第一輛轎車。當時一汽按一機部的通知開始生產轎車，1958年試制出東風牌71型小轎車。1958年5月，毛澤東同志在中南海后花園觀看并乘坐了這輛轎車。紅旗牌CA770高級轎車：1965年，一汽紅旗CA72轉產，開始生產CA770型三排座高級轎車。這款車及其改進型為中國國家領導人和國賓服務了幾十年。鳳凰牌轎車和上海牌SH760型轎車：1958年，上海汽車裝配廠生產。

6、被定名為鳳凰牌轎車。這是建國后，上海生產的最早的轎車。后遇困難時期，停產。1964年，在國內經濟好轉的情況下，再次投產，改稱上海牌SH760型轎車。上海牌轎車從投產到20世紀80年代初是國內惟一普通型公務用車，成為機關、企事業單位和接待外賓的主力車型。2、改革開放后15年：將汽車產業作為支柱產業。散亂差3、新的發展時期：二、汽車在現代社會中的作用1、擴大了人們的生活范圍，提高了生活效率，加快了生活節奏（古代趕考）；促進了公路建設和運輸的繁榮（古代的押鏢）；改變了城市的布局和面貌。2、推動了與汽車相關的各個行業的發展：汽車上的上萬個零件會涉及到鋼鐵、有色金屬（鋁車身，在火花塞或是催化轉化器中的鉑

7、、銠等）、工程塑料、橡膠、玻璃、紡織品、木材、涂料等。涉及到的工藝技術：應用冶煉、鑄造、鍛造、機械加工、焊接、裝配、涂裝還有涉及到的工業部門很多:冶金、機械制造、化工、電子、電力、石油、輕工。汽車的銷售和營運還涉及到金融、商業、運輸、旅游、服務等第三產業。3、汽車的發展也推動了科學技術的發展。汽車的新需求推動新技術的發展和應用電子技術：電子點火、變速器的電子控制、電子驅動力調節、自動防抱死（ABS）、智能懸架、電子防盜、衛星導航（GPS）汽車發動機變革新型輪胎：子午化，扁平化、無內胎化車身結構輕巧，并具有優良的防撞安全性，這就推動了計算機輔助設計和分析技術的發展。還有對汽車安全的要求、對排放和

8、經濟性的要求等等三、汽車類型汽車是由自身的動力裝置驅動，有四個或四個以上車輪的非軌道承載車輛，主要用來載人，載貨，或牽引載運人員或貨物。有幾種分類方式：按用途分、按動力裝置類型分、按行駛道路條件分、按行駛機構特征分、按發動機位置及驅動形式分、按乘客座位數及汽車總質量分。1、 按用途分：現在有兩種一個是原國家標準GB/T3730.1-1988，將汽車分為：普通運輸車（轎車、客車、貨車）、專用汽車（作業型專用汽車、運輸型專用汽車）、特殊用途汽車（競賽汽車、娛樂汽車）另一個是新標準GB/T3730.1-2001，將汽車分為乘用車和商用車。2、 按動力裝置分：內燃機（活塞式、燃氣輪機）、電動汽車（蓄電

9、池、燃料電池、混合動力）、噴氣式（以噴氣反作用力作為驅動力，“推力SSC”裝有勞斯萊斯的雙缸噴氣發動機，時速1227.73km）、其他動力裝置（蒸汽機車、太陽能汽車）3、 按行駛道路條件分(公路用、非公路用)4、 按行駛機構特征分（輪式、履帶式、雪橇式、氣墊式、步行式）5、 按發動機位置及驅動形式分6、 按乘客座位數及汽車總質量分：按國標GB/T15089-2001四、國產汽車產品型號編制規則首部、中部、尾部五、汽車總體構造（一）總體構造的組成部分 發動機、底盤、車身、電器與電子設備（二）汽車的總體布置形式 FR、FF、RR、MR、nWR六、汽車行駛基本原理 （一）驅動條件 （二）附著條件。

10、天水師范學院工學院教案 第 2 次課教學課型：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課 其它主要教學內容（注明：重點* # 難點 ）：第一章 發動機的工作原理和總體構造第一節 四沖程發動機的工作原理*#第二節 二沖程發動機的工作原理第三節 發動機的總體構造第四節 發動機的主要性能指標*#第五節 內燃機產品名稱和型號編制規則教學目的要求：重點掌握發動機相關術語，四沖程發動機的工作原理。了解二沖程發動機的工作原理。掌握發動機的基本結構，掌握發動機的主要性能指標、速度特性、發動機工況。了解介紹內燃機產品名稱和型號編制規則。教學方法和教學手段：課堂講授討論、思考題、作業：4 其他類型的發動機5 發動機的

11、性能指標、速度特性、發動機工況？參考資料：多媒體材料，網絡資料講 稿 內 容備注上節內容回顧：汽車的分類、汽車的基本組成、汽車型號編制規則、汽車的行駛條件第一節 四沖程發動機工作原理發動機是將某一形式的能量轉化為機械能的機器。發動機是汽車最主要的總成之一.它是動力的來源，內燃機汽車發動機的作用是將燃料與空氣進行混合在其機體內燃燒，推動活塞往復運動再帶動曲軸旋轉、從而將化學能轉變為機械能向汽車提供動力。由于燃料是在氣缸中燃燒.因此又稱內燃機。基本術語1點；活塞頂距離曲軸旋轉中心最遠的位置稱為上止點；2下止點活塞頂距離曲軸旋轉中心最近的位置，稱為下止點。3活塞行程上、下止點間的距離稱為活塞行程，用

12、s表示。S=2R（R曲柄半徑）即曲軸每轉一周，活塞完成兩個行程。4.燃燒室容積，活塞在氣缸內作往復直線運動，當活塞位于上止點時，活塞頂上面的氣缸空間為燃燒室容積，用VC表示。5.氣缸工作容積活塞從一個止點移到另一個止點所掃過的容積稱為氣缸工作容積，用Vh(L)表示。式中 D氣缸直徑，mm ； s活塞行程，mm ；6.氣缸總容積活塞位于下止點時，活塞頂上部的全部氣缸容積稱為氣缸總容積，用Va表示，即： Va=Vc+Vh7發動機排量多缸發動機所有氣缸工作容積的總和稱為發動機排量，用VL表示。VL= Vhi式中：i發動機的氣缸數。8.壓縮比氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比，用表示。=Va/ Vc

13、=1Vh/ Vc表示活塞從下止點移到上止點時，氣缸內氣體被壓縮的程度。汽油機一般為69(有的轎車可達911)，柴油機一般為1622。9.進氣行程10.壓縮行程 注意：爆燃，壓縮比與經濟性的關系，壓縮比與爆燃的關系，表面點火。11.做功行程12.排氣行程講 稿 內 容備注一、 四沖程柴油機工作原理簡單講四沖程柴油機工作四行程詳細講柴油機與汽油機工作的不同：柴油黏度比汽油大，自燃溫度比汽油低，故在混合氣的形成和著火方式上都不同。1、 汽油機吸入的是可燃混合氣，柴油機吸入的是純空氣，在壓縮行程接近終了時，柴油機噴油泵將油壓提高到10MPa以上，通過噴油器噴入汽缸，在短時間內與壓縮后的高溫空氣混合。2

14、、 柴油機壓縮比比較高，壓縮終了時壓力和溫度都比較高，超過柴油燃點，自行發火燃燒。3、 汽油機轉速高、質量小、工作噪音小、啟動容易、制造和維修的費用較低，但是燃油消耗率高、燃油經濟性差；柴油機壓縮比高，燃油消耗率低，柴油價格較低，燃油經濟性好，但是轉速低、質量大、制造和維修的費用高二、 總結四沖程發動機的工作特點第二節 二沖程發動機工作原理簡略說明工作原理比較二沖程和四沖程的區別：二沖程汽油機優點：1)曲軸每轉一用就有一個作功行程，因此，當二沖程發動機的工作容積和轉速與四沖程發動機相同時，在理論上它的功率應等于四沖程發動機的2倍。 2)由于發生作功過程的頻率較高，故二沖程發動機的運轉比較均勻乎

15、租。 3)由于沒有專門的換氣機構，所以其構造較簡單，質量也比較小。 4)使用方便。因為附屬機構少，所以易受磨損和經常需要修理的運動部件數量也比較少。二沖程汽油機缺點：不易將廢氣從氣缸中排除干凈，換氣時減少了有效行程，因此功率不等于四沖程的2倍；而且換氣時一部分新鮮混合氣會排出，不經濟；二沖程柴油機與汽油機的優缺點與上相似，但是由于柴油機用純空氣掃除廢氣，沒有燃料損失，故經濟性較高。第三節 發動機的總體構造四沖程汽油機的構造：機體組、曲柄連桿機構、配氣機構、供給系統、點火系統、冷卻系統、潤滑系統、啟動系統第四節 發動機主要性能指標與特性發動機的主要性能指標包括動力性指標（有效轉矩、有效功率、轉速

16、）、經濟性指標（燃油消耗率）、運轉性能指標（排氣品質、噪聲、啟動性能）一、 動力性指標1、有效轉矩 發動機通過飛輪對外輸出的平均轉矩，有效轉矩與外界施加于發動機曲軸上的阻力矩平衡。指發動機通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩，通常用T e表示，單位為N·m。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸產生的扭矩，并克服了摩擦，驅動附件等損失之后從曲軸對外輸出的凈扭矩。2、有效功率 指發動機通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用P e表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉速的乘積。發動機的有效功率可以在專用的試驗臺上用測功器測定，測出有效扭矩和曲軸轉

17、速，然后用下面公式計算出有效功率。二、 經濟性指標燃油消耗率是指單位時間內單位有效功的燃油消耗量，也就是發動機每發出1kW有效功率在1小時內所消耗的燃油質量(以g為單位)，通常用be表示，其單位為g/kW·h B為發動機在單位時間內的耗油量有效燃油消耗率越小，其經濟性越好。三、 運轉性能指標1、 排氣品質2、 噪聲3、 起動性能四、 發動機的速度特性 發動機速度特性指發動機的功率、轉矩和燃袖消耗率三者隨曲軸轉速變化的規律。這個特性可以通過發動機在試驗臺上(例如測功器試驗臺)進行試驗而求得。試驗時，先保持一定的發動機節氣門開度，同時用測功器對發動機曲軸施加一定的阻力矩。當發動機運轉穩定

18、后，即阻力矩與發動機發出的有效轉矩相等時，可用轉速表測出此時的穩定轉速n，同時在測功器上測出該轉速下的發動機有效轉矩，根據式(11)即可計算出有效功率Pe。另外，可測出消耗一定量汽油所經歷的時間，用以換算出發動機每小時耗油量B，從而技式(12)計算出燃油消耗率6。改變測功器的阻力矩數值，用與上述相同的方法，又可以得到相應于另一轉速的Ttq、Pe、be五、 發動機工作狀況 發動機工作狀況(簡稱發動機工況)一般是用它的功率與曲軸轉速來表征有時也用負荷與曲軸轉速來表征。發動機負荷是指發動機驅動從動機械所耗費的功率或有效轉矩的大小；也可表述為發動機在某一轉速下的負荷，就是當時發動機發出的功率與同一轉速

19、下所能發出的最大功率之比（在同一轉速下，節氣門開度不同，發動機發出的功率不同）注意：負荷的概念不同于功率，如某一轉速全負荷不意味著發動機發出最大功率，如圖上的f點，所以功率大小不等于負荷大小。在外特性曲線上各點都表示在各轉速下的全負荷工況，但在同一條部分負荷速度特性曲線上各點的負荷值不相同。第五節 內燃機產品名稱和型號編制規則審定并頒布7因家標準GB 72591。該標準的主要內容如下： (1)內燃機產品名稱均按所采用的燃料命名，例如柴油機沼氣機。雙(多種)燃料發動機等。 (2)內燃機型號由阿拉伯數碼和漢語拼音字母組成。(3)內燃機型號由下列四部分組成天水師范學院工學院教案 第 3 次課教學課型

20、：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課 其它主要教學內容（注明：重點* # 難點 ）：第二章 曲柄連桿機構第一節 概述第二節 機體組第三節 活塞連桿組*#教學目的要求：掌握曲柄連桿機構功能、組成了解機體組的結構了解活塞連桿的結構教學方法和教學手段：課堂講授討論、思考題、作業：思考活塞冷態結構問題參考資料：多媒體材料，網絡資料講 稿 內 容備注上節內容回顧：四沖程發動機工作原理第二章 曲柄連桿機構（交待清楚各個部件的作用、工作環境，以及為了滿足這種工作環境而需要的材料、工藝、結構特點）第一節 概述曲柄連桿機構的功用是：是把燃氣作用在活塞頂上的力轉變為曲軸的轉矩，以向工作機械輸出機械能。曲柄連桿

21、機構的主要零件可以分成三組：機體組、活塞連桿組以及曲軸飛輪組。曲軸工作環境惡劣：溫度高、壓力大、活塞運動線速度大、與可燃混和氣和燃燒廢氣接觸的機件還受到化學腐蝕。曲柄連桿機構的受力情況復雜，包括：氣體作用力、往復慣性力與離心力、摩擦力由于曲柄連桿機構的工作條件惡劣，所以為了保證工作可靠、減少磨損，在結構上必須采取相應的措施。第二節 機體組結構主要包括：氣缸體、氣缸蓋、氣缸蓋襯墊以及油底殼等組成，機體組是發動機的支架，是曲柄連桿、配氣機構和發動機各系統得主要零件的裝配基體。各運動件的潤滑和受熱件的冷卻也都要通過機體組來實現。一、 氣缸體水冷發動機的氣缸體和曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體-曲軸箱，也

22、可簡稱為氣缸體，氣缸體上半部有一個或若干個為活塞在其中運動導向的圓柱形空腔，稱為氣缸，下半部為支撐曲軸的曲軸箱，其內腔為曲軸運動的空間。1、 氣缸體的形式2、 氣缸的冷卻方式3、 氣缸的排列方式4、 氣缸和氣缸套整體式氣缸氣缸套：干式、濕式二、 氣缸蓋與氣缸蓋襯墊1、氣缸蓋 氣缸蓋的主要功用是密封氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。氣缸蓋內部也有冷卻水套，共端面上的冷卻水孔與氣缸體的冷卻水孔相通，以便利用循環水來冷卻燃燒室等高溫部分。功用：封閉氣缸上部，與活塞頂部和汽缸壁一起組成燃燒室工作條件：高溫、高壓材料：一般采用灰鑄鐵、合金鑄鐵、鑄鋁型式：單體式：剛度大，維修方便，但結構復雜整

23、體式：可縮短汽缸中心距和發動機的總長度，剛性較差塊狀：介于二者之間2、燃燒室三、氣缸墊四、油底殼五、發動機支撐第三節 活塞連桿組活塞連桿組將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，同時將作用于活塞上的力轉變為曲軸對外輸出的轉矩，以驅動汽車車輪轉動，由活塞、活塞環、活塞銷、連桿等組成。一、 活塞 活塞的主要作用是承受氣缸中的氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿，以推動曲軸旋轉。活塞頂部還與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。活塞頂部工作環境：高溫、高壓、受力大，并且導致活塞側壓力大，慣性力大，承受交變載荷。為了適應這種工作環境，保證發動機的良好運轉，對活塞的材料、制造工藝、結構特點作出了要求材料工藝結構：

24、活塞頂部、活塞頭部（環槽）、活塞裙部（上大下小橢圓錐形）、活塞銷座二、活塞環 包括氣環和油環，氣環的作用是保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸中的高溫、高壓燃氣大量混入曲軸箱，同時還將活塞頂部的大部分熱量傳導到氣缸壁，再由冷卻水或空氣帶定。油環用來刮除氣缸壁上多余的機油，并在氣缸壁面涂上一層均勻的機油膜，這樣既可以防止機油竄入氣缸燃燒又可以減小活塞、活塞環與氣缸的磨損和摩擦阻力。此外，油環也起到封氣的輔助作用。1、氣環氣環 ：密封和導熱 ；工作條件：高溫高壓燃氣，工作速度高、高溫下機油容易變質，潤滑條件變壞，難以保證液體潤滑；材料：合金鑄鐵，表面鍍多孔性鉻，鍍錫，磷化，噴鉬；采用鋼片環，或粉末冶

25、金的金屬陶瓷和聚四氟乙烯制造的活塞環。結構：有切口外型尺寸比氣缸內徑大氣環切口的形狀：四種氣環斷面的形狀：六種泵油原理2、油環普通油環、組合油環三、 活塞銷功用：連接活塞和連桿小頭，將活塞承受的氣體作用力傳給連桿工作條件：高溫下承受很大的周期性沖擊載荷，潤滑條件差要求：有足夠的剛度和強度，表面耐磨，質量盡可能小。材料和結構：一般為空心結構；用低碳鋼或低碳合金鋼制造活塞銷 內孔形狀：圓柱形、組合形、兩段截錐形。活塞銷與銷座孔和連桿小頭襯套孔的連接，一般采用全浮式。四、 連桿 作用：將活塞承受的力傳給曲軸從而使得活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動。工作條件：承受活塞銷傳來的氣體作用力和活塞往復運動

26、的慣性力，連桿擺動產生慣性力矩，使得連桿承受一定的彎矩，力和力矩的大小和方向都是周期性變化的，因此連桿受到壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。材料和工藝：低碳鋼或合金鋼經模鍛或輥鍛而成，然后再進行機械加工或熱處理。結構：包括大頭、桿身、小頭。連桿大頭按剖分面的方向：平切口、斜切口連桿體與連桿大頭蓋為了防止裝配時錯位，常用的定位方式：止口定位、套筒定位、鋸齒定位V型發動機左右倆側對應的兩個氣缸的連桿有三種安裝方式：并列、叉形、主副。天水師范學院工學院教案 第 4 次課教學課型：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課 其它主要教學內容（注明：重點* # 難點 ）：第四節 曲軸飛輪組*第三章 配氣機構第一節

27、 氣門式配氣機構的布置及傳動第二節 配氣定時*#第三節 配氣機構的零件和組件教學目的要求：了解曲軸飛輪組結構掌握四缸發動機發火次序。了解配氣機構的功用類型構造和工作原理。頂、側置式配氣機構各組成零件的工作條件，構造材料和要求。配氣定時的意義，氣門間隙的意義及調整方法。教學方法和教學手段：課堂講授討論、思考題、作業：8缸發動機的點火次序進排氣門為什么需要早開晚閉參考資料：多媒體材料，網絡資料講 稿 內 容備注上節內容回顧：活塞連桿組第四節：曲軸飛輪組二、 曲軸曲軸的功用是承受連桿傳來的力，并由此造成統其本身軸線的力矩。在發動機工作中，曲軸受到旋轉質量的離心力、周期性變化的氣體壓力和往復慣性力的共

28、同作用，使曲軸承受彎曲與扭轉載荷。為了保證工作可靠，要求曲袖具有足夠的剛度和強度，各工作表面要耐磨而且潤滑良好。曲柄主要由三部分組成：曲軸的前端(或稱自由端)軸；若干個曲柄銷和它左右兩瑞的曲柄，以及前后兩個主軸頸2組成的曲拐；曲軸后端(或稱功率輸出端)凸緣。曲軸的曲拐數取決于氣缸的數目和排列方式，直列式發動機曲軸的曲拐數等于氣缸數；v形發動機曲軸的曲拐數等于氣缸數的一半。全支撐、非全支撐整體式、組合式材料和結構點火次序：在安排多缸發動機點火次序時：1、使連續做功的兩缸相距盡可能遠，以減輕主軸承載荷，同時避免進氣行程中可能發生搶氣現象2、做功間隔應力求均勻，也就是說，在發動機完成一個工作循環的曲

29、軸轉角內，每個汽缸都應發或做功一次，而且各缸發火的間隔時間應力求均勻。三、 曲軸扭轉減震器四、 飛輪第章配氣機構3.1概述.1 配氣機構的功用據發動機每一氣缸內所進行的工作循環或發火次序的要求，定時打開和關閉各氣缸的進、排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽油機)或空氣(柴油機)得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出,使換氣過程最佳，以保證發動機在各種工況下工作時發出最好的性能。2. 四沖程內燃機采用氣門式配氣機構是由氣門組、傳動組和驅動組三部分組成，氣門組包括：氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧、氣門彈簧座及鎖緊裝置等零件；傳動組包括：挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸等零件；驅動組包括：凸輪軸，凸輪軸軸承和止

30、推裝置等。3.2配氣機構的構造1氣門式配氣機構的布置形式一、分類配氣機構的分類可以從以下方面來進行：（1）按氣門的布置型式，主要有氣門頂置式和氣門側置式；（2）按凸輪軸的布置位置，可分為凸輪軸下置式、凸輪軸中置式和凸輪軸上置式；（3）按曲軸和凸輪軸的傳動方式，可分為齒輪傳動式、鏈條傳動式和齒帶傳動式；（4）按每缸氣門數目，有二氣門式、三氣門式、四氣門式和五氣門式。2配氣機構的傳動1）齒輪驅動形式就是采用齒輪副來驅動凸輪軸。曲軸與凸輪軸的傳動比為2：1。即曲軸旋轉720º，完成一個工作循環，發動各缸工作一次，對應的凸輪軸旋轉360º給各缸近、排氣一次。所以凸輪軸正時齒輪的齒數

31、為曲軸正時齒輪齒數的二倍。凸輪軸下置時，一般都采用齒輪副驅動，正時齒輪多用斜齒。 2）鏈驅動形式鏈式驅動，就是指曲軸通過鏈條來驅動凸輪軸。這種驅動形式一般多用于凸輪軸上置的遠距離傳動。奔馳轎車發動機就采用這種驅動方式。但鏈傳動的可靠性和耐久性不如齒輪傳動，且噪聲較大、造價高，其傳動性能的好壞直接取決于鏈條的制造質量。為使在工作時鏈條具有一定的張力而不致脫鏈，通常裝有導鏈板14，張緊輪裝置2、11等。3.齒形皮帶驅動這種驅動方式與鏈驅動的原理相同。只是鏈輪改為齒輪，鏈條改成齒形皮帶。這種齒形皮帶用氯丁橡膠制成，中間夾有玻璃纖維和尼龍織物，以增加強度。齒形皮帶驅動彌補了鏈驅動的缺陷，并降低了成本。

32、3每缸氣門數及其排列方式1.每缸兩個氣門方式一般發動機較多的采用每缸兩個氣門，即一個進氣門和一個排氣門。這種結構在可能的條件下應盡量加大氣門的直徑，特別是進氣門的直徑，以改善氣缸的換氣。但是，由于燃燒室尺寸的限制，從理論上講，最大氣門直徑一般不超過氣缸直徑的一半。當氣缸直徑較大，活塞平均速度較高時，每缸一進一排的氣門結構就不能滿足發動機對換氣的要求。2.每缸四個氣門方式3.每缸五個氣門方式現代轎車發動機設計面臨的主要任務是進一步降低燃油消耗和排放污染；提高動力性和改善噪聲特性；另外還要降低成本。當每缸采用五氣門時，氣門排列的方案通常是同名氣門排成一列，分別用進氣凸輪軸和排氣凸輪軸驅動。4配氣相

33、位配氣相位就是用曲軸轉角表示的進、排氣門的實際開閉時刻和開啟的持續時間。用曲軸轉角的環形圖來表示配氣相位。理論上四沖程發動機的進氣門應當在活塞處在上止點時開啟，當活塞運動到下止點時關閉；排氣門則應當在活塞處于下止點時開啟，在上止點時關閉。進氣時間和排氣時間各占1800曲軸轉角。但是實際發動機的曲軸轉速都很高，活塞每一行程歷時都很短。例如上海桑塔納轎車發動機，在最大功率時的轉速為5600rrain，一個行程歷時僅為0.005 4s。這樣短時間的進氣和排氣過程，往往會使發動機充氣不足或排氣不干凈，從而使發動機功率下降。因此，現代發動機都采取延長進、排氣時間的方法，即：氣門的開啟和關閉的時刻并不正好

34、是活塞處于上止點和下止點的時刻，而是分別提前或延遲一定曲軸轉角，以改善進、排氣狀況，從而提高發動機的動力性。氣門的疊開同一氣缸的工作行程順序是排氣行程后，接著便是進氣行程。因此，在實際發動機中，在進排氣行程的上止點前后，由圖3- 10可見，由于進氣門在上止點前即開啟，而排氣門在上止點后才關閉，這就出現了在一段時間內排氣門與進氣門同時開啟的現象，這種現象稱為氣門重疊，重疊的曲軸轉角+稱為氣門重疊角。由于新鮮氣流和廢氣流的流動慣性比較大，在短時間內是保持原來的流動方向。因此只要氣門重疊角選擇適當，就不會產生廢氣倒流人進氣管或新鮮氣體隨同廢氣排出的可能性，這將有利于換氣。但應注意，如氣門重疊角過大，

35、當汽油機小負荷運轉，進氣管內壓力很低時，就可能出現廢氣倒流，進氣量減少。對于不同發動機，由于結構形式，轉速各不相同，因而配氣相位也不相同。合理的配氣相位應根據發動機性能要求，通過反復試驗確定。5氣門間隙所謂氣門間隙就是指：發動機在冷狀態時，在氣門傳動機構中，留有一定的間隙。以補償氣門及傳動機構受熱后的膨脹量。發動機工作時，氣門將因溫度升高而膨脹。如果氣門及其傳動件之間，在冷態時無間隙或間隙過小，則在熱態下，氣門及其傳動件的受熱膨脹勢會將氣門自動頂開引起氣門關閉不嚴，造成發動機在壓縮和作功行程中的漏氣，而使功率下降，嚴重時使發動機甚至不易起動。為消除上述現象，通常在發動機冷態裝配時，在氣門與其傳

36、動機構中，留有適當的間隙，以補償氣門受熱后的膨脹量。氣門間隙視配氣機構的總體結構形式而定，同時這一間隙也可進行調整。氣門間隙的大小一般由發動機制造廠根據試驗確定。通常在冷態時，進氣門的間隙為0.250.30mm，排氣門的間隙為0.30.35mm。如果間隙過小，發動機在熱態下可能發生漏氣，導致功率下降嚴重時，將使氣門燒壞。如間隙過大，則使傳動零件之間以及氣門和氣門座之間將產生撞擊、響聲，而加速磨損，同時也使氣門開啟的持續時間減短，采用液力挺柱的發動機，挺柱的長度能自動變化，隨時補償氣門的熱膨脹量，故不需要預留氣門間隙。如一汽奧迪、桑塔納轎車無須預留氣門間隙。天水師范學院工學院教案 第 5 次課教

37、學課型：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課 其它主要教學內容（注明：重點* # 難點 ）：第三節 配氣機構的零件和組件第四章 汽油機供給系統第一節 汽油機供給系統的組成及燃料第二節 簡單化油器與可燃混合氣的形成*教學目的要求：掌握可燃混合氣的形成，了解汽油機供給系的組成和燃料，了解簡單化油器。了解汽油機供給系的功用及組成，過量空氣系數的概念。教學方法和教學手段：課堂講授討論、思考題、作業：何為過量空氣系數參考資料：多媒體材料，網絡資料講 稿 內 容備注上節內容回顧：配氣相位6配氣機構的零件和組件1）氣門組氣門組包括氣門、氣門座、氣門導管、氣門彈簧、彈簧座及鎖片等零件， 氣門由頭部和桿部兩部

38、分組成，頭部用來封閉氣缸的進、排氣通道，桿部則主要為氣門的運動導向。氣門頭部的工作溫度很高，而且還要承受氣體壓力、氣門彈簧力以及傳動組零件慣性力的作用，其冷卻和潤滑條件又較差。因此，要求氣門必須具有足夠的強度、剛度、耐熱和耐磨能力。氣門頭頂面的形狀有平頂、球面頂和喇叭形頂等，平頂氣門頭結構簡單，制造方便，吸熱面積小，質量也較小，進、排氣門均可采用。喇叭形頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進氣門；球面頂氣門頭 ，因其強度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，適用于排氣門。但球形的受熱面積大，質量和慣性力大，加工較復雜。氣門頭部與氣門座接觸的工作面，

39、是與桿部同心的錐角。通常將這一錐面與氣門頂平面的夾角稱為氣門錐角，一般做成45º。有的發動機進氣門的錐角做成30º， 氣門桿呈圓柱形，在氣門導管中不斷進行往復運動。氣門導管是氣門在其中作直線運動的導套，以保證氣門與氣門座正確貼合。此外，氣門導管還在氣門桿與氣缸蓋之間起導熱作用。氣門導管般用耐磨的合金鑄鐵或粉末冶金材料制造，然后以一定的過盈壓入氣缸蓋的導管孔內。為了防止軸向運動，保證氣門導管伸人進、排氣歧管的合適深度，有的發動機對氣門導管用卡環定位。氣門座與氣門頭部共同對氣缸起密封作用，并接受氣門傳來的熱量。氣門彈簧的作用是使氣門自動回位，防止氣門傳動機構中產生間隙，氣門彈簧

40、應具有足夠的剛度和安裝預緊力。氣門旋轉機構，為了改善氣門和氣門座密封面的工作條件，可設法使氣門在工作中能相對氣門座緩慢旋轉。這樣可使氣門頭沿圓周溫度均勻，減小氣門頭部熱變形。氣門緩慢旋轉時在密封錐面上產生輕微的摩擦力，有阻止沉積物形成的自潔作用。2）氣門傳動組氣門傳動組主要包括凸輪軸及正時齒輪、挺柱、導管、推桿、搖臂和搖臂軸等。氣門傳動組的作用是使進、排氣門能按配氣相位規定的時刻開閉，且保證有足夠的開度。（1）凸輪軸（圖321）上主要配置有各缸進、排氣凸輪1，可以使氣門按一定的工作次序和配氣相位及時開閉，并保證氣門有足夠的升程。凸輪受到氣門間歇性開啟的周期性沖擊載荷，因此對凸輪表面要求耐磨，對

41、凸輪軸要求有足夠的韌性和剛度。同一氣缸的進、排氣凸輪的相對角位置是與既定的配氣相位相適應的。發動機各個氣缸的進氣(或排氣)凸輪的相對角位置應符合發動機各氣缸的發火次序和發火間隔時間的要求。因此，根據凸輪軸的旋轉方向以及各進氣(或排氣)凸輪的工作次序，就可以判定發動機的發火次序。（2）挺柱：將凸輪的推力傳給推桿或氣門，并承受凸輪軸旋轉時所施加的側向力。氣門頂置式配氣機構的挺柱一般制成筒式，以減輕質量。滾輪式挺柱與液力挺柱。3）推桿：將從凸輪軸經過挺柱傳來的推力傳給搖臂，它是氣門機構中最易彎曲的零件。要求有很高的剛度，在動載荷大的發動機中，推桿應盡量地做得短些。4）搖臂：將推桿和凸輪傳來的力改變方

42、向，作用到氣門桿端以推開氣門。小 結配氣機構使發動機在各種工況下工作時獲得最佳的進氣量，配氣機構的分為頂置氣門、下量凸輪軸配氣機構(OHV)，頂置氣門、上量凸輪軸配氣機構(OHVOHC)，頂置氣門、雙搖臂、上置凸輪軸配氣機構(OHVOHC) ，頂置氣門、上量雙凸輪轍配氣機構(OHVDOHC)，側置氣門式配氣機構(SV)等形式。配氣機構有三種傳動方式齒輪驅動、鏈驅動和齒形皮帶驅動。四沖程發動機曲軸與凸輪軸之比(即傳動比)應為2：1即曲軸旋轉兩周，凸輪軸旋轉一周。現代汽車發動機采用多氣門布置和排列方式，進、排氣門配氣相位早開晚關，以改善進、排氣狀況。凸輪軸上主要配置有各缸進、排氣凸輪，凸輪的輪廓保

43、證氣門開啟和關閉的持續時間符合配氣相位的要求，凸輪軸有軸向定位裝置。轎車發動機采用液力挺柱，可消除配氣機構中的間隙，減小各零件的沖擊載荷和噪聲。可變配氣相位機構使發動機整個工作范圍性能都得到提高。第四章 汽油機供給系第一節 汽油機供給系統的組成及燃料一、汽油機供給系統的組成包括：燃油供給裝置、空氣供給裝置、可燃混合氣形成裝置、可燃混合氣供給和廢氣排出裝置二、汽油汽車用化油器式發動機所用的燃料主要是汽油，汽油是由石油提煉得到的，提煉方法為：直餾，裂化，目前使用較多的是催化裂化汽油的使用性能指標：蒸發性、熱值和抗爆性1、蒸發性：汽油蒸發性的好壞直接影響對所形成的混和氣質量有很大影響概念：蒸發溫度，

44、終餾點，氣阻10%蒸發溫度與汽油機冷態起動性能有關；50%蒸發溫度低，汽油機的預熱時間短，暖機性能、加速性能和工作穩定性比較好90%蒸發溫度與終餾點溫度越低，表明汽油中的重餾成分越少，越有利于可燃混合氣均勻分配到各氣缸，同時也使汽油的燃燒更為完全氣阻：汽油機工作時，汽油供給管路受熱升溫，當溫度升高到使汽油蒸汽壓力達到管路系統壓力時，汽油泵和管路中將產生大量汽油蒸汽泡，妨礙液態汽油流動，使汽油流量較少到不足以維持發動機正常運轉，導致發動機失速，稱為氣阻。2、熱值：1kg燃料完全燃燒后所產生的熱量，汽油熱值44000kj/kg。3、汽油的抗爆性：是指汽油在氣缸中燃燒時，避免產生爆燃的能力，即抗自燃

45、的能力。抗爆性的好壞程度用辛烷值表示，辛烷值越高，抗爆性越好。異辛烷抗爆能力極強，規定辛烷值為100，正庚烷抗爆能力極弱，規定辛烷值0汽油的辛烷值就是燃料中異辛烷含量的體積百分數。第二節 簡單化油器與可燃混合氣的形成液體燃料要能在極短的時間內形成可燃混合氣，必須先將燃料霧化成極小的油滴，使蒸發面積增大，化油器的結構可以用吸入的空氣流將汽油霧化。化油器構造：喉管結構進氣：進氣過程中缸內壓力pa小于大氣壓力p0，所以空氣經空氣濾清器、化油器空氣管、進氣管向氣缸流動喉管結構的是根據流體力學結論得出：流體流動時，若管道各處截面積不同，則流體流經各處的流動速度和靜壓力不同。截面積越小，流速越大，靜壓力越

46、低。喉部壓力ph小于大氣壓力p0（浮子室內有孔通大氣，所以浮子室內的壓力基本上等于大氣壓），汽油從浮子室經噴管噴入喉管，被高速氣流打散。與空氣混合形成可燃混合氣。根據汽車工況改變發動機功率，改變發動機功率是根據改變供入的混和氣數量來進行的，即踩踏油門踏板（加速踏板），來控制節氣門的開度。對于結構一定的化油器，影響噴油量的主要因素是喉部真空度，影響喉部真空度的因素：節氣門開度，發動機轉速。發動機轉速不變時，節氣門開度越大，則整個進氣管中阻力越小，空氣管內的流量和流速越大，從而喉部的空氣流量、流速和真空度越大，噴油量增加，發動機功率加大。節氣門開度一定時，發動機轉速越高，則氣缸內的真空度越大，喉管

47、中的空氣流速和真空度越高，噴油量越多。為了保證混和氣的濃度符合預定數值，要精確的控制空氣流量（喉部的形狀和尺寸）和汽油流量（浮子室底部出油孔即量孔的形狀和尺寸）。量孔尺寸確定后，出油量只取決于量孔兩端的壓力差（油壓和氣壓），必須保證兩空兩端的油壓基本保持不變，才能使出油量只取決于喉部真空度，要保持油壓基本不變，浮子室中必須有浮子和針閥結構。簡單化油器特性曲線天水師范學院工學院教案 第 6 次課教學課型：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課 其它主要教學內容（注明：重點* # 難點 ）：第四章 汽油機供給系統第三節 可燃混合氣成分與汽油機性能的關系*#第四節 化油器的各工作系統第五節 化油器的

48、類型第六節 汽油供給裝置教學目的要求：可燃混合氣對汽油機工作性能的影響，經濟混合氣和功率混合氣，理想混合氣特性曲線。簡單化油器的工作原理及特性。汽油機各種工況對可燃混合氣成分的要求。了解化油器的各工作系統。燃油濾清器油箱的構造和工作。教學方法和教學手段：課堂講授討論、思考題、作業：可燃混合氣對汽油機工作性能的影響？汽油機各種工況對可燃混合氣成分的要求？參考資料：多媒體材料，網絡資料講 稿 內 容備注上節內容回顧：汽油機供給系的組成第三節 可燃混合氣成分與汽油機性能的關系過量空氣系數可燃混合氣是指空氣與燃料的混合物，其成分對發動機的動力性、經濟性與排放特性有很大的影響。可燃混合氣的成分指標：空燃

49、比或過量空氣系數a表示一、可燃混合氣成分對發動機性能的影響混合氣種類過量系數發動機功率耗油率性能火焰傳播上限0.4  混合氣不燃燒，發動機不工作過濃混合氣0.430.87減小激增燃燒室積炭、排氣冒黑煙，放炮功率混合氣0.88最大增大10%輸出最大功率標準混合氣1.0減小2%增大4%動力性、經濟性較好經濟混合氣1.11減小8%最小 油耗最小過稀混合氣1.131.33顯著減小顯著增大回火、發動機過熱、加速性變壞火焰傳播下限1.4混合氣不燃燒，發動機不工作二、汽車發動機各種工況對可燃混合氣成分的要求1）穩定工況對混合氣的要求工況混合氣濃度怠速和小負荷a=0.60.8中等

50、負荷a=0.91.1大負荷和全負荷a=0.850.952）過渡工況對混合氣的要求工況混合氣冷起動極濃a=0.20.6暖機a隨溫度升高加速及時加濃急減速避免混合氣過濃理想化油器特性曲線可以看出理想化油器特性曲線與簡單化油器特向曲線差別很大，所以要想得到理想化油器特性曲線，來符合汽車各種工況的需求，需要對簡單化油器添加相應的輔助結構。第四節 化油器各工作系統一、 主供油系統二、 怠速系統三、 加濃系統（機械加濃系統、真空加濃系統）四、 加速系統五、 起動系統第五節 化油器的類型第六節 汽油供給裝置包括：汽油箱、汽油濾清器、汽油泵、油管汽油泵結構 （手動，電動）天水師范學院工學院教案 第 7 次課教

51、學課型：理論課 實驗課 習題課 實踐課 技能課 其它主要教學內容（注明：重點* # 難點 ）：第七節 電噴發動機汽油噴射系統*第五章 柴油機供給系統第一節 柴油及其使用性能第二節 柴油機供給系的組成教學目的要求：了解汽油噴射系統優點，分類。L型葉特朗尼克電控多點汽油噴射系統組成（燃油供給，空氣供給，電路控制）。柴油機供給系的功用及組成：燃燒室的結構形式及混合氣的形式。教學方法和教學手段：課堂講授討論、思考題、作業：可燃混合氣對汽油機工作性能的影響？汽油機各種工況對可燃混合氣成分的要求？參考資料：多媒體材料，網絡資料講 稿 內 容備注上節內容回顧：可燃混合氣成分與汽油機性能的關系，第七節 燃油噴

52、射系統噴射系統優勢（1）充氣性能好（2）混合氣的分配均勻性較好。 （3）按工況而配制最佳的混合氣成分。 （4）具有良好的過渡性能。 （5）降低油耗和排放缺點： 系統復雜、價格昂貴、維修較難，對燃油的潔凈度要求較高。 采用汽油噴射的發動機與傳統的化油器式發動機相比，可使發動機的功率提高5%10%；油耗降低5%10%；有害廢氣減少15%20%。噴射系統分類一、L型葉特朗尼克電控多點汽油噴射系統電控多點汽油噴射系統，利用各種傳感器測量各種信號并送入一個電控單元（ECU）中，電控單元根據發動機各種工況的實際要求來控制噴油量。特點：1、采用空氣流量傳感器。以空氣流量為控制的基礎2、以空氣流量與發動機轉速作為控制基本噴油量的因素3、還接受節氣門位置、冷卻液溫度、空氣溫度等傳感器檢測到的表征發動機運行工況的信號作為噴油量的校正，提高發動機的控制性能微機的主要功能是控制噴油器的噴油量，吸入空氣量由節氣門的開度決定整個電控系統可以分為：燃油供給、空氣供給、電路控制燃油供給：電動汽油泵、濾清器、燃油分配管、壓力調節器、噴油器空氣供給：經過空濾器后，流經空氣流量傳感器，計量后沿著節氣門通道流進進氣支管，再分別供給