2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部汽油發動機構造2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部1

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簡述

通過大家對本課件汽油發動機的總體構造、主要系統的功能、組成和基本結構的學習，可使大家了解和掌握汽車發動機的基本工作原理，同時培養大家對汽車的興趣和愛好，并為汽車專業課程(發動機原理、發動機設計、內燃機燃料供給、內燃機增壓、汽車電子學等)的學習打下堅實的基礎。課件內容相對簡單，準備過程倉促，在大家的學習過程中難免會發現一些文字性或格式上的錯誤，還請大家在發現錯誤后及時給予指正。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2

2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部目錄一.往復活塞式內燃機的基本結構及基本術語二.四沖程汽油機工作原理三.發動機的總體構造3.1曲柄連桿機構3.2配氣機構3.3燃料供給系3.4潤滑系3.5冷卻系3.6點火系3.7起動系2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部4

一.往復活塞式內燃機的基本結構及基本術語1.工作循環活塞式內燃機的工作循環是由進氣、壓縮、作功和排氣等四個工作過程組成的封閉過程。周而復始地進行這些過程，內燃機才能持續地作功。2.上、下止點活塞頂離曲軸回轉中心最遠處為上止點；活塞頂離曲軸回轉中心最近處為下止點。在上、下止點處，活塞的運動速度為零。3.活塞行程上、下止點間的距離

S

稱為活塞行程。曲軸的回轉半徑R稱為曲柄半徑。顯然，曲軸每回轉一周，活塞移動兩個活塞行程。對于氣缸中心線通過曲軸回轉中心的內燃機，其S＝2R。4.氣缸工作容積上、下止點間所包容的氣缸容積稱為氣缸工作容積。5.內燃機排量內燃機所有氣缸工作容積的總和稱為內燃機排量。6.燃燒室容積活塞位于上止點時，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.氣缸總容積氣缸工作容積與燃燒室容積之和為氣缸總容積。8.壓縮比氣缸總容積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運動到上止點時，氣缸內的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內的氣體壓力和溫度就越高。9.工況內燃機在某一時刻的運行狀況簡稱工況，以該時刻內燃機輸出的有效功率和曲軸轉速表示。曲軸轉速即為內燃機轉速。10.負荷率內燃機在某一轉速下發出的有效功率與相同轉速下所能發出的最大有效功率的比值稱為負荷率，以百分數表示。負荷率通常簡稱負荷。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部5

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二.四沖程汽油機工作原理四沖程往復活塞式內燃機在四個活塞行程內完成進氣、壓縮、作功和排氣等四個過程，即在一個活塞行程內只進行一個過程。因此，活塞行程可分別用四個過程命名。1.進氣行程活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時排氣門關閉，進氣門開啟。在活塞移動過程中，氣缸容積逐漸增大，氣缸內形成一定的真空度。空氣和汽油的混合物通過進氣門被吸入氣缸，并在氣缸內進一步混合形成可燃混合氣。2.壓縮行程進氣行程結束后，曲軸繼續帶動活塞由下止點移至上止點。這時，進、排氣門均關閉。隨著活塞移動，氣缸容積不斷減小，氣缸內的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時升高。3.作功行程壓縮行程結束時，安裝在氣缸蓋上的火花塞產生電火花，將氣缸內的可燃混合氣點燃，火焰迅速傳遍整個燃燒室，同時放出大量的熱能。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，活塞由上止點移至下止點，并通過連桿推動曲軸旋轉作功。這時，進、排氣門仍舊關閉。4.排氣行程排氣行程開始，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，曲軸通過連桿帶動活塞由下止點移至上止點，此時膨脹過后的燃燒氣體(或稱廢氣)在其自身剩余壓力和在活塞的推動下，經排氣門排出氣缸之外。當活塞到達上止點時，排氣行程結束，排氣門關閉。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部8

四沖程汽油機示功圖2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部9

三.發動機的總體構造汽油機由以下兩大機構和五大系統組成，分別為：曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系、起動系組成。（3.1）.曲柄連桿機構功用：曲柄連桿機構的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉變為曲軸旋轉的轉矩，不斷輸出動力。組成：機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。1）機體組：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋及油底殼。機體是構成發動機的骨架，是發動機各機構和各系統的安裝基礎，其內、外安裝著發動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體必須要有足夠的強度和剛度。

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氣缸蓋油底殼氣缸體2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部11

氣缸體：是發動機各個機構和系統的裝配基體，是發動機中最重要的一個部件。氣缸體有水冷式缸體和風冷式氣缸體。水冷式氣缸體一般與上曲軸箱鑄成一體。下半部分是用來支承曲軸的曲軸箱。氣缸體有直列、V形和水平對置三種形式，在汽車上常用直列和V形兩種。氣缸體下部的結構有一般式、龍門式、和隧道式三種形式，缸體的材料一般用灰鑄鐵，為提高氣缸的耐磨性，有時在鑄鐵中加入少量合金元素如鎳、鉬、鉻、磷等。但是，實際上除了與活塞配合的氣缸壁表面外，其他部分對耐磨性要求并不高。為了材料上的經濟性，廣泛采用缸體內鑲入氣缸套來形成氣缸工作表面。這樣，缸套可用耐磨性較好的合金鑄鐵或合金鋼制造，以延長氣缸使用命，而缸體可用價格較低的普通鑄鐵或鋁合金材料制造。氣缸套有干式和濕式兩種。式氣缸套外表面不直接與冷水接觸，其壁厚一般為1～3mm。缸套外表面與其裝配的氣缸體內表面采用過盈配合。濕式缸套外表面直接與冷卻水接觸，冷卻效果好。其壁厚比干式缸套，一般為5～9mm。氣缸蓋：主要作用是封閉氣缸上部，與活塞頂部和氣缸壁一起構成燃燒室。一般水冷式發動機氣缸蓋內鑄有冷卻水套，缸蓋下端面與缸體上端面向所對應的水套是相通的，利用水的循環來冷卻燃燒室壁等高溫部分；發動機的氣缸蓋上應有進排氣門座導管孔和進排氣通道等。汽油機氣缸蓋還應有火花塞孔，而柴油機則設有安裝噴油器的做孔。氣缸墊：氣缸蓋與氣缸體之間裝有氣缸襯墊，其作用是保證氣缸蓋與氣缸體間的密封，防止燃燒室漏氣、水套漏水。油底殼：油底殼的主要作用是儲存機油并封閉曲軸箱。油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部12

2）活塞連桿組：活塞、活塞環、活塞銷、連桿。活塞：活塞的作用是與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室，并承受氣缸中氣體壓力，通過活塞銷將作用力傳給連桿，以推動曲軸旋轉。活塞可分為頭部、環槽部和裙部三部分。活塞頭部是燃燒室的組成部分，其形狀取決于燃燒室的形式。常見的活塞頭部形狀有平頂式、凹頂式和凸頂式。活塞環安裝在活塞環槽內。汽油機一般由2～3道環槽,上面1～2道用來安裝氣環,實現氣缸的密封;最下面的一道用來安裝油環.在油環槽底面上鉆有許多徑向回油孔,當活塞向下運動時,油環把氣缸壁上多余的機油刮下來經回油孔流回油底殼。若溫度過高，第一道環容易產生積碳，出現過熱卡死現象。活塞裙部起導向作用。活塞環：活塞環安裝在活塞環槽內，用來密封活塞與氣缸壁之間的間隙，防止竄氣，同時使活塞往復運動便順捷。活塞環分為氣環和油環兩種。活塞銷：活塞銷的作用是連接活塞和連桿小頭，并將活塞所受的氣體作用力傳給連桿。活塞銷通常為空心圓柱體，有時也按等強度要求做成截面管狀體結構。活塞銷一般采用低碳鋼或低碳合金制造。活塞銷與活塞銷座孔和連桿小頭襯套孔的連接采用全浮式和半浮式連接。采用全浮式連接，活塞銷可以在孔內自由轉動；采用半浮式連接，銷與連桿小頭之間為過盈配合，工作中不發生相對轉動；銷與活塞銷座孔之間為間隙配合。連桿：連桿的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，并使活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動。連桿由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組成，連桿體與連桿蓋分為連桿小頭、桿身和連桿大頭。連桿小頭用來安裝活塞銷，以連接活塞。桿身通常做成“工”或“H”形斷面，以求在滿足強度和剛度要求的前提下減少質量。連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連。一般做成分開式，與桿身切開的一半稱為連桿蓋，二者靠連桿螺栓連接為一體。連桿軸瓦安裝在連桿大頭孔座中，與曲軸上的連桿軸頸裝和在一起，是發動機中最重要的配合副之一。常用的減磨合金主要有白合金、銅鉛合金和鋁基合金。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部連桿活塞環活塞活塞銷活塞連桿組2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部14

3）曲軸飛輪組：飛輪組主要由曲軸和飛輪以及其他不同作用的零件和飛輪以及其他不同作用的零件和附件組成。曲軸：曲軸是發動機最重要的機件之一。其作用是將活塞連桿組傳來的氣體作用力轉變成曲軸的旋轉力矩對外輸出，并驅動發動機的配氣機構及其他輔助裝置工作。曲軸前端主要用來驅動配氣機構、水泵和風扇等附屬機構，前端軸上安裝有正時齒輪(或同步帶輪)、風扇與水泵的帶輪、扭轉減振器以及起動爪等。曲軸后端采用凸緣結構，用來安裝飛輪。主軸頸和連桿軸頸是發動機中最關鍵的滑動配合副，一般均進行表面淬火，軸頸過渡圓角處還須進行滾壓強化等化等工藝，以提高其抗疲勞強度。曲軸的軸向定位一般采用止推片或翻邊軸瓦，定位裝置裝在前端第一道主軸承處或中部某軸承處。曲軸一般選用強度高、耐沖擊韌度和耐磨性能好的優質中碳結構鋼、優質中碳合金鋼或高強度球墨鑄鐵來鍛造或鑄造。曲軸在裝配前必須經過動平衡校驗，對不平衡的曲軸，常在其偏重的一側平衡重或曲柄上鉆去一部分質量，以達到平衡的要求。飛輪:飛輪是一個轉動慣量很大的圓盤，外緣上壓有一個齒圈，與起動機的驅動齒輪嚙合，供起動機發動機時使用。飛輪上通常還刻有第一缸點火正時記號，以便校準點火時刻。多缸發動機的飛輪應與曲軸一起進行動平衡試驗。為了保證在拆裝過程中不破壞飛輪與曲軸間的裝配關系，采用定位銷或不對稱螺栓布置方式，安裝時應加以注意。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部曲軸飛輪曲軸飛輪組2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部16

（3.2）.配氣機構

功用：按照發動機每一氣缸內所進行的工作循環和發火次序的要求，定時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，使新鮮充量得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出；在壓縮與膨脹行程中，保證燃燒室的密封。新鮮充量對于汽油機而言是汽油和空氣的棍合氣，對于柴油機而言是純空氣。當氣缸的工作循環需要將氣門打開進行換氣時，由曲軸通過傳動機構驅動凸輪軸旋轉，使凸輪軸上的凸輪凸起部分通過挺柱、推桿、調整螺釘推動搖臂擺轉，搖臂的另一端便向下推開氣門，同時使彈簧進一步壓縮。當凸輪的凸起部分的頂點轉過挺柱以后，便逐漸減小了對挺柱的推力，氣門在彈簧張力的作用下開度逐漸減小，直至最后關閉。壓縮和做功行程中，氣門在彈簧張力的作用下嚴密關閉。組成：氣門組和氣門傳動組兩大部分。

1）氣門組:氣門、氣門導管、氣門座、氣門彈簧等零件，其組成與配氣機構的型式基本無關。

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氣門:氣門是由氣門頭部和桿部組成。氣門頭部溫度很高（進氣門570~670，排氣門1050~1200），而且還承受氣體的壓力、氣門彈簧的作用力和傳動組件慣性力，其潤滑、冷卻條件差，要求氣門必須有一定強度、剛度、耐熱和耐磨性能。進氣門一般采用合金鋼（鉻鋼、鎳鉻鋼），排氣門采用耐熱合金（硅鉻鋼）。有時為了省耐熱合金，排氣門頭部用耐熱合金，而桿部用鉻鋼，然后將兩者旱起來.氣門頭部的形狀有平頂、球面頂和喇叭頂等。一般是使用平頂的。平頂氣門頭部結構簡單、制造方便、吸熱面積小、質量較小、進排氣門都可以使用。球面頂氣門適用于排氣門，其強度高、排氣阻力小、廢氣消除效果好，但其受熱面積大，質量和慣性大、加工復雜。喇叭型有一定的流線型，可減少進氣阻力,但其頭部受熱面積大，只適合進氣門.氣門錐角是氣門密封面的角度一般是45°，有些是30°（CA1091性汽車6102型發動機）.30的氣門是考慮升程相同的情況下，氣門錐度小，氣門通過端面大，進氣阻力小，但由于錐度小的氣門頭部邊緣較薄，剛度小，密封性與導熱性差，一般用于進氣門。氣門邊緣的厚度一般為1~3mm，以防止工作中與氣門座沖擊而損壞或被高溫燒壞。為了減少進氣阻力，提高汽缸進氣效率，多數發動機進氣門比排氣門大。用過的進氣門與排氣門顏色也不同.氣門桿呈圓柱型，在氣門導管中不斷進行往復運動，其表面必經過熱處理和磨光。氣門桿端部的形狀取決于氣門彈簧的固定形式，常用的結構是兩半鎖片來固定彈簧座，氣門桿的端部有環槽來安裝鎖片，有的是用鎖銷來固定，其端部有一安裝鎖銷用的孔。氣門導管：氣門導管的作用是起導向作用，保證氣門做直線運動。使氣門與氣門座能正確貼合。此外，氣門導管還在氣門桿與汽缸體之間起導熱作用.氣門導管的工作溫度較高，約500K，氣門桿在其中運動，緊靠配氣機構飛濺出來的機油進行潤滑，易磨損，所以氣門導管大多數適用灰鑄鐵、球墨鑄鐵等制造的。氣門導管外圓柱面經過機加工后壓入汽缸蓋，為了防止氣門導管在使用中松脫，有的發動機用卡環定位。氣門桿與氣門導管之間有0.05~0.12mm間隙，使氣門桿能在導管中自由運動。簧。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部18

氣門座：氣門座可以在汽缸蓋（氣門頂置）或汽缸體（氣門側置）上直接搪出和氣門座用交好的材料單獨制作，然后鑲嵌到汽缸蓋或汽缸體上。他們與氣門的頭部共同對汽缸起密封作用，并接受氣門出來的熱量。進氣門的溫度較低，可以直接搪出但排氣門的溫度較高，潤滑條件較差，及易磨損，多用鑲嵌式。鑲嵌式的缺點是導熱性差、加工精度高、容易脫落，一般直接搪出來好。用鋁合金的汽缸蓋，由于鋁合金材質軟，進排氣門均鑲嵌。氣門彈簧:氣門彈簧的功用是克服在氣門關閉過程中氣門及傳動件的慣性力，防止各傳動件之間的慣性的作用產生間隙。保證氣門及時坐落并進密接出，防止氣門在發動機震動時發生跳動，破壞其密封性.氣門彈簧多為圓柱型螺旋彈簧，其材料為高炭錳鋼冷拔鋼絲，加工后熱處理，鋼絲表面要磨光、拋光或用噴丸處理。為了防止生銹，表面鍍鋅。氣門彈簧的一端支承在氣缸蓋或氣缸體上，而另一端則壓靠在氣門桿端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門桿的末端。為了防止彈簧發生共振，可采用變螺距的圓柱彈簧（如紅旗轎車的8V100發動機氣門彈簧）。高速發動機多數是一個氣門有同心安裝的內、外兩根氣門彈簧。這樣能提高氣門彈2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部20

2)氣門傳動組:氣門傳動組主要包括凸輪軸、正時齒輪、挺柱及其導管，推桿、搖臂和搖臂軸等，其作用是使進排氣們按陪氣相位規定的時刻進行開閉，并保證有足夠的開度。

凸輪軸：凸輪軸是配氣機構的關建部件，由它控制氣門的配氣相位，有些發動機還用來驅動機油泵、汽油泵和分電器。凸輪軸主要由進排氣凸輪、職稱軸徑、正時齒輪軸徑、汽油泵偏心凸輪、機油泵及分電器驅動齒輪等組成的。在發動機”作時，為了減少凸輪軸的變形“兔導致配氣機構“作失常，凸輪軸的支承大多采用全支承方式，如上海桑塔納、一汽奧迪100和豐田ZY、3Y型發動機的凸輪軸都采用五個軸頸。為了保證配氣機構正常工作，凸輪在凸輪軸上的相對角位置有嚴格的要求。同一缸的各排氣凸輪的相對角位置，保證一個工作循環中的配氣相位；各缸進氣（或8汽）凸輪的相對角位置、則應與發動機的點火次序相一致。因此，只要知道了凸輪軸的旋轉方向，以及各進氣凸輪（或排氣凸輪）的工作次序，就不難判斷發動機的點火次序。對四缸四行程發動機的凸輪軸，其同名凸輪間的夾角為業四行程六缸發動機同名凸輪間的夾角為360W＝60/6=60凸輪軸通常由曲軸通過一對正時齒輪驅動，在裝配曲軸和凸輪軸時，必須將正時記號對準，以保證正確的配氣相位和發火時刻。為了防止凸輪軸的軸向移動，凸輪軸必須有軸向定位裝置。現代汽車發動機的凸輪多采用止推凸緣定位裝置在解放CA6102、東風EQ6llJ、豐田ZY、3Y型凸輪軸，均采用這種定位方式，即將止推凸緣裝在凸輪軸第一道軸頸前的凸臺上，凸臺比止推凸緣厚，以保證止推凸緣與正時齒輪之間的軸向間隙符合規定（轎車0.05~0.10S）。凸輪軸的材料一般用優質鋼磨鍛而成，也可以采用合金鑄鐵或球墨鑄鐵鑄造，凸輪和軸徑的工作表面一般經過熱處理后精磨，以蓋栓耐磨性。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部21

氣門挺柱：挺住的功用是將凸輪的推力傳給推桿（或氣門桿），并承受凸輪軸旋轉時所施加的側向力。對于氣門側置式配氣機構，其挺柱一般做成菌式，在挺柱的頂部裝有調節螺釘，用來調節氣門間隙。氣門頂置式配氣機構的挺柱一般制成筒式，以減輕重量。所示為滾輪式挺住，其優點是可以減小摩擦所造成的對挺柱的側向力。這種挺柱結構復雜，重量較大。一般多用于大缸徑柴油機上。挺柱常用鎳鉻合金鑄鐵或冷激合金鑄鐵制造。其摩擦表面應經熱處理后精磨。有的發動機的挺柱直接裝在氣缸體上相應處鋁出的導向孔中，也有的發動機的挺柱裝在可拆式的挺柱導向體中。液壓挺柱，在挺柱體1中裝有柱塞3，在柱塞上端壓人支承座5。柱塞經常被彈簧8壓向上方，其最上位置由卡環4來限制。柱塞下端的閥架2內裝有碟形彈簧6和單向閥7。發動機潤滑系中的機油從主油道經挺柱體側面的油孔流入，并經常充滿柱塞內臟及其下面的空腔，當氣門關閉時，彈簧8是注塞3連同壓合在注塞上的支撐座緊靠推桿，整個陪氣機構中不存在間隙。當挺柱被凸輪推舉向上時，推桿作用于支承座5和柱塞3上的反力力圖使柱塞克服彈簧8的力而相對于挺柱體1向下移動，于是柱塞下部空腔內油壓迅速增高，使單向閥7關閥。由于液體的不可壓縮性，整個挺柱如同一個剛體一樣上升，這樣便保證了必要的氣門升程。當油壓很高時，會有少許油液經柱塞與挺柱體之間的配合間隙漏出去，但這不致影響正常的工作。同樣，在氣門受熱膨脹時，柱塞也因受壓而與挺柱體作軸向相對運動，并將油液自下腔經上述間隙擠出。故使用液力挺柱時，可以不留氣門間隙，而保證氣門受熱膨脹時仍能與氣門座密合。當氣門開始關閉或冷卻收縮時，柱塞所受壓力減小，由于彈簧8的作用，柱塞向上運動，始終與推桿保持接觸。同時柱塞下部的空腔中產生真空度，單向閥7被吸開，油液便流入而再度充滿整個挺柱內腔。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部22

推桿：推桿的作用是將從凸輪輪經過挺柱傳來的推力傳給搖行、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。對于缸體與缸蓋部是鋁合金制造的發動機，其推桿最好用硬鋁制造。推桿可以是實心，或畝心的．鋼制實心推桿，一般是同球形支座鍛成一個整體，然后進行熱處理。搖臂與搖臂軸：實際上是一個雙臂杠桿，用來將推桿傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推開氣門。搖臂7的兩邊臂長的比值（稱為搖臂比）約為1.2～1.8，其中長臂一端是推動氣門的。端頭的工作表面一般制成圓柱形，當搖臂擺動時可沿氣門桿端面滾滑。這樣可以使二者之間的力盡可能沿氣門軸線作用。搖臂內還鉆有潤滑油道和油孔。在搖臂的短臂端螺紋孔中旋入用以調節氣門間隙的調節螺釘9，螺釘的球頭與推桿頂端的凹球座相接觸。搖臂通過襯套6空套在搖臂軸2上，而后者又支承在支座5上，搖臂上還鉆有油孔。搖臂軸為空心管狀結構，機油從支座的油道經搖臂軸內腔和搖臂中的油道流向搖臂兩端進行潤滑。為了防止搖臂的竄動，在搖臂軸上每兩搖臂之間都裝有定位彈簧11。搖臂是用45號鋼沖壓而成。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部24

（3.3）燃料供給系：作用：汽油機燃料供給系統的作用是貯存、輸送、清潔燃料，根據發動機不同工況的要求，配制一定數量和濃度的可燃混合氣進入氣缸，并在燃燒作功后，將燃燒產生的廢氣排至大氣中。汽油機燃料供給系統有化油器式燃料供給系統和電控噴射式燃料供給系統兩大類型。化油器式燃料供給系疑難已逐漸退出歷史舞臺，目前汽車發動機廣泛采用電控噴射式燃料供給系統。組成：由進氣系統、燃油供給系統、排氣系統、電子控制系統組成。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部25

1）進氣系統作用：向發動機提供與負荷相適應的清潔的空氣，同時測量和控制進入發動機氣缸的空氣量，使它們在系統中與噴油器噴出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合氣；同時于有限的氣缸容積中盡可能多和均勻地供氣。組成：由空氣濾清器、空氣流量計或進氣管絕對壓力傳感器、節氣門體、怠速控制閥、進氣總管、進氣歧管等組成空氣濾清器：空氣濾清器的作用是濾去空氣中的塵土和砂粒，以減少氣缸、活塞和活塞環的磨損，延長發動機的使用壽命。空氣濾清器按濾清方式可分為慣性式、過濾式和綜合式（前兩種的綜合）三種。目前，汽車發動機廣泛采用紙質干式空氣濾清器，它屬于過濾式。這種濾清器具有結構簡單、質量輕、成本低、使用方便、濾清效果高的優點。紙質干式濾清器濾清效率可達99.5％以上。空氣流量計：空氣流量計的作用是對進入氣缸的空氣量進行直接計量，并把空氣流量的信息輸送到ECU。它用在L型的發動機進氣系統中，安裝在空氣濾清器與節氣門體之間。進氣歧管絕對壓力傳感器：進氣歧管絕對壓力傳感器用于D型的發動機進氣系統中，它所起的作用和空氣流量計相似。進氣歧管絕對壓力傳感器根據發動機的負荷狀態測出進氣歧管內絕對壓力的變化，并轉換成電壓信號，與轉速信號一起輸送到電控單元ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控信號。進氣歧管絕對壓力傳感器的安裝位置較靈活，位于節氣門體的后方，有的車型通過真空軟管與進氣總管連接；有的車型則將進氣歧管絕對壓力傳感器直接安裝在進氣總管上。進氣歧管絕對壓力傳感器按工作原理可分為壓阻效應式、電容式和電感式三種。壓阻效應式傳感器具有靈敏度高、尺寸小、成本低、動態響應和抗振性好的優點，從而得到了廣泛的應用。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部26

節氣門體：節氣門體安裝在空氣流量計之后的進氣管上，用以控制發動機正常運行工況下的進氣量。節氣門體主要由節氣門和怠速空氣道組成，在節氣門體上還安裝有節氣門位置傳感器、怠速控制閥等裝置。節氣門位置傳感器的作用是把汽油機運轉過程中節氣門的位置及開啟角度的變化轉換成電信號輸入發動機ECU，用于控制燃油噴射及其他輔助控制。節氣門位置傳感器安裝在節氣門體上節氣門軸的一端，通過節氣門軸帶動其內部的電刷、觸點轉動，從而把節氣門開度轉化為電信號輸出。常見的節氣門位置傳感器有觸點開關式、線性電位計式和綜合式三種類型。節氣門位置傳感器：節氣門位置傳感器的作用是把汽油機運轉過程中節氣門的位置及開啟角度的變化轉換成電信號輸入發動機ECU，用于控制燃油噴射及其他輔助控制。節氣門位置傳感器安裝在節氣門體上節氣門軸的一端，通過節氣門軸帶動其內部的電刷、觸點轉動，從而把節氣門開度轉化為電信號輸出。常見的節氣門位置傳感器有觸點開關式、線性電位計式和綜合式三種類型。怠速控制閥是通過控制進入氣缸的空氣量來調整發動機怠速的。按照其控制方式可將怠速控制分為直接控制節氣門最小開度的節氣門直動式和控制節氣門旁通氣道截面積的旁通氣道式兩種類型。

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2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部空濾空氣流量計進氣歧管絕對壓力傳感器節氣門體進氣管怠速控制閥2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/329

2）燃油供給系統作用：向發動機精確提供各種工況下所需要的燃油量。組成:電控汽油噴射系統的燃油供給系統由汽油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、燃油分配管、油壓調節器、噴油器、冷起動噴嘴和輸油管等組成，有的還設有油壓脈動緩沖器。汽油泵：汽油泵主要起到在電壓信號下泵油，建立油壓。

燃油分配管：燃油分配管也被稱作"共軌"，其功用是將汽油均勻、等壓地輸送給各缸噴油器。由于它的容積較大，故有儲油蓄壓、減緩油壓脈動的作用。

噴油器：噴油器的功用是按照電控單元的指令將一定數量的汽油適時地噴入進氣道或進氣管內，并與其中的空氣混合形成可燃混合氣。噴油器的通電、斷電由電控單元控制。電控單元以電脈沖的形式向噴油器輸出控制電流。當電脈沖從零升起時，噴油器因通電而開啟；電脈沖回落到零時，噴油器又因斷電而關閉。電脈沖從升起到回落所持續的時間稱為脈沖寬度。若電控單元輸出的脈沖寬度短，則噴油持續時間短，噴油量少；若電控單元輸出的脈沖寬度長，則噴油持續時間長，噴油量多。一般噴油器針閥升程約為0.1mm，而噴油持續時間在2～10ms范圍內。油壓調節器：油壓調節器的功用是使燃油供給系統的壓力與進氣管壓力之差即噴油壓力保持恒定。因為噴油器的噴油量除取決于噴油持續時間外，還與噴油壓力有關。在相同的噴油持續時間內，噴油壓力越大，噴油量越多，反之亦然。所以只有保持噴油壓力恒定不變，才能使噴油量在各種負荷下都只惟一地取決于噴油持續時間或電脈沖寬度，以實現電控單元對噴油量的精確控制。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部油壓脈動緩沖器：當汽油泵泵油、噴油器噴射及油壓調節器的回油平面閥開閉時，都將引起燃油管路中油壓的脈動和脈動噪聲。燃油壓力脈動太大使油壓調節器的工作失常。油壓脈動緩沖器的作用就是減小燃油管路中油壓的脈動和脈動噪聲，并能在發動機停機后保持油路中有一定的壓力，以利于發動機重新起動。冷起動噴嘴及熱時間開關：冷起動噴嘴的功用是當發動機低溫起動時，向進氣管噴入一定數量附加的汽油，以加濃混合氣。冷起動噴嘴也是一個電磁閥，故又稱冷起動閥。冷起動噴嘴的開啟和持續噴油的時間取決于發動機的溫度，并由熱時間開關控制。冷起動噴嘴安裝在進氣管上，熱時間開關裝在機體上并與冷卻液接觸。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部

3）排氣系統作用:發動機在排氣行程期間，氣缸中的廢氣經排氣門進入排氣歧管，再由排氣歧管進入排氣管、催化轉換器和消聲器，最后由排氣尾管排到大氣中。組成：排氣歧管、催化轉換器、消聲器。排氣歧管：一般排氣歧管由鑄鐵或球墨鑄鐵制造，近些年來采用不銹鋼排氣歧管的汽車愈來愈多，其原因是不銹鋼排氣歧管質量輕，耐久性好，同時內壁光滑，排氣阻力小。排氣歧管的形狀十分重要。為了不使各缸排氣相互干擾及不出現排氣倒流現象，并盡可能地利用慣性排氣，應該將排氣歧管做得盡可能的長，而且各缸支管應該相互獨立、長度相等。催化轉換器：催化轉換器是利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC和NOx轉換為對人體無害的氣體的一種排氣凈化裝置，也稱作催化凈化轉換器。金屬鉑、鈀或銠均可作催化劑。在化學反應過程中，催化劑只促進反應的進行，不是反應物的一部分。消聲器：發動機的排氣壓力為0.3～0.5MPa，溫度在500～700℃，這表明排氣有一定的能量。同時，由于排氣的間歇性，在排氣管內引起排氣壓力的脈動。若將發動機排氣直接排放到大氣中，將產生強烈的、頻譜比較復雜的噪聲，其頻率從幾十赫到一萬赫以上。排氣消聲器的功用是降低排氣噪聲。消聲器通過逐漸降低排氣壓力和衰減排氣壓力的脈動，使排氣能量耗散殆盡。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部33

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4）電子控制系統功用：電控汽油噴射系統(EFI系統)是以電控單元(ECU)為控制中心，并利用安裝在發動機上的各種傳感器測出發動機的各種運行參數，再按照電腦中預存的控制程序精確地控制噴油器的噴油量，使發動機在各種工況下都能獲得最佳空燃比的可燃混合氣。組成：傳感器、ECU、執行器三部分。傳感器：是信號檢測與轉換裝置，安裝在發動機的各個部位，其功用是檢測發動機運行狀態的電量參數、物理參數和化學參數等，并轉換成ECU能夠識別的電信號輸入ECU，主要的傳感器有：空氣流量計、發動機轉速傳感器、凸輪軸位置傳感器、節氣門位置傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器、爆震傳感器、車速傳感器、空調器信號傳感器等。ECU：發動機控制系統的核心部件。ECU中保存了發動機各種工況的最佳噴油持續時間，在接收了各種傳感器傳來的信號后，經過計算確定滿足發動機運轉狀態的噴油量和噴油時間。執行器：是控制系統的執行機構，它接受ECU發出的各種控制指令，完成具體的控制動作，從而使發動機處于最佳工作狀態，主要的執行器主要有：節氣門控制部件、噴油器、帶輸出驅動級的點火線圈組件、活性炭罐電磁閥、電動燃油泵。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部35

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（3.4）潤滑系統：作用：滑系統的功用就是在發動機工作時連續不斷地把數量足夠、溫度適當的潔凈機油輸送到全部傳動件的摩擦表面，并在摩擦表面之間形成油膜，實現液體摩擦，從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機件磨損，以達到提高發動機工作可靠性和耐久性的目的。組成：潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。

潤滑油道：潤滑油道分布在氣缸蓋和機體內。

機油泵：機油泵的功用是保證機油在潤滑系統內循環流動，并在發動機任何轉速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數量的機油。機油泵結構形式可分為齒輪式和轉子式兩類。

機油濾清器：機油濾清器的功用是濾除機油中的金屬磨屑、機械雜質和機油氧化物。如果這些雜質隨同機油進入潤滑系統，將加劇發動機零件的磨損，還可能堵塞油管或油道。機油濾清的方式有兩種：全流式和分流式。全流式機油濾清器串聯于機油泵和主油道之間，因此全部機油都經過它濾清。目前在轎車上普遍采用全流式機油濾清器。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部限壓閥：機油泵的供油量與其轉速有關，而機油泵的轉速又與發動機轉速成正比。因此，在設計機油泵時，都是使其在低速時有足夠大的供油量。但是，在高速時機油泵的供油量明顯偏大，機油壓力也顯著偏高。另外，在發動機冷起動時，機油黏度大，流動性差，機油壓力也會大幅度升高。為了防止油壓過高，在潤滑油路中設置安全閥或限壓閥。一般安全閥裝在機油泵或機體的主油道上。當安全閥安裝在機油泵上時，如果油壓達到規定值，安全閥開啟，多余的機油返回機油泵進口。如果安全閥安裝在主油道上，則當油壓達到規定值時，多余的機油經過安全閥流回油底殼。

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（3.5）冷卻系統在發動機運轉過程中，冷卻系統維持發動機正常工作溫度，保證發動機正常運行。目前，根據冷卻介質不同，冷卻系統可分為風冷系統和水冷系統兩大類。水冷系統即以冷卻液（水和各種添加劑）為冷卻介質，將冷卻液導入發動機缸體和缸蓋的水套中，將混合氣燃燒的多余熱量帶出氣缸，散發到大氣中。在發動機缸蓋和缸體四周裝上散熱片，空氣流導入散熱片四周，將氣缸內多余的熱量帶出發動機外的冷卻方式。冷卻液是水與防凍劑的混合物。冷卻液用水最好是軟水，否則將在發動機水套中產生水垢，使傳熱受阻，易造成發動機過熱。純凈水在0℃時結冰。如果發動機冷卻系統中的水結冰，將使冷卻水終止循環引起發動機過熱。尤其嚴重的是水結冰時體積膨脹，可能將機體、氣缸蓋和散熱器脹裂。為了適應冬季行車的需要，在水中加入防凍劑制成冷卻液以防止循環冷卻水的凍結。最常用的防凍劑是乙二醇。冷卻液中水與乙二醇的比例不同，其冰點也不同。50％的水與50％的乙二醇混合而成的冷卻液，其冰點約為－35.5℃。組成：水泵、氣缸體和氣缸蓋中的冷卻水套、冷卻水道、恒溫器、散熱器、散熱器冷卻風扇等。水泵：水泵的功用是對冷卻液加壓，保證其在冷卻系統中循環流動。汽車發動機廣泛采用離心式水泵。當水泵葉輪旋轉時，水泵中的冷卻液被葉輪帶動一起旋轉，并在離心力的作用下被甩向水泵殼體的邊緣，同時產生一定的壓力，然后從出水管流出。在葉輪的中心處由于冷卻液被甩出而壓力下降，散熱器中的冷卻液在水泵進口與葉輪中心的壓差作用下經進水管流入葉輪中心。葉輪由鑄鐵或塑料制造，葉輪上通常有6～8個徑向直葉片或后彎葉片。水泵殼體由鑄鐵或鋁鑄制，進、出水管與水泵殼體鑄成一體。2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部40

2023/2/3泰安青年汽車有限公司質量管理部散熱器：散熱器就是利用流進散熱器芯縫隙中空氣流來帶走散熱器中冷卻液熱量，達到降低冷卻液溫度的目的，給發動機降溫。汽車散熱器主要有上貯水室、下貯水室、散熱器芯。節溫器：節溫器是控制冷卻液流動路徑的閥門。當發動機冷起動時，冷卻液的溫度較低，這時節溫器將冷卻液流向散熱器的通道關閉，使冷卻液經水泵入口直接流入機體或氣缸蓋水套，以便使冷卻液能夠迅速升溫。如果不裝節溫器，讓溫度較低的冷卻液經過散熱器冷卻后返回發動機，則冷卻液的溫度將長時間不能升高，發動機也將長時間在低溫下運轉。同時，車廂內的暖風系統以及用冷卻液加熱的進氣管、化油器預熱系統都在長時間內不能發揮作用。

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（3.6）點火系統

在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系.組成:點火系通常由電源、分電器、點火線圈和火花塞等組成。電源：提供點火系統工作時所需的能量，由蓄電池和發電機構成，其標稱電壓一般為12V。蓄電池是一個化學電源。充電時，其內部的化學反應將外接電源的電能轉變為化學能儲存起來；用電時，再通過化學反應將儲存的化學能轉變為電能，輸出給用電設備。蓄電池的種類繁多，按電解液成分的不同分為堿性蓄電池和酸性蓄電池。由于酸性蓄電池電極的主要成分是鉛，所以也稱為鉛酸蓄電池，簡稱鉛蓄電池。由于發動機起動時，蓄電池必須能夠為起動機提供200～600A的電流，有些大功率柴油機起動機的起動電流高達1000A，且要持續5s以上的