一、自我介紹

二、點名

三、導語：汽車已經成為我們日常生活中不可替代的重要交通工具，下面我

們就來介紹下汽車的發展史。

四、正課

§0.1總論

一、汽車發展史話

?1769?1918：告別馬車和蒸汽車，汽車時代開始

?1769年：2缸蒸汽機動力車，排量62升，最高車速4km/h.

?1886年：從德國人卡爾.本茨制造的以汽油為動力的三輪車開始，人類真

正進入汽車時代。同時，戴姆勒展示了自己的第一輛4輪車。

?1919?1945：汽車史的黃金時代，汽車進入工業化大生產階段

?1946?1969：經歷了戰后恢復期，汽車成為工業國家的主導產業，加速了

汽車的平民化

?1970?1989年：石油危機，廢氣污染，導致小型車的大發展

?1990?至今：安全、環保成為主題，汽車更多應用電子技術，信息時代的

人類仍離不開汽車

二、中國汽車工業發展狀況

?建國初期25年(1953?1978)：“缺重少輕，轎車基本空白”，文革使

汽車工業連續8年(1970?1977)停滯不前，1978年汽車產量為14.9萬輛。

?改革開放后15年(1978?1993)：汽車工業進入大發展階段，1985年提

出要把汽車工業作為支柱產業的方針，1987年確定了發展轎車工業來振興我國

汽車工業的戰略，確定了轎車一汽、二汽、上海三大基地及天津、北京、廣州三

小基地。1993年汽車產量為129.7萬輛躍居世界第12位。

?新的發展時期(1994年以后)：1994年頒布《汽車工業產業政策》，作

為指導我國汽車工業發展的綱領，汽車工業的目標：2010年汽車產量達600萬

輛，成為國民經濟的支柱產業；從與國外聯合開發逐步走向成熟的自主開發；制

定政策鼓勵個人購買汽車，為轎車的普及做好準備。屆時，我國將步入世界汽車

工業強國的行列。

三、汽車的分類

按用途分

1.運輸汽車

?根據GB3730.1—88的規定，運輸汽車可分為轎車、客車和貨車等，并按

照汽車的主要特征參數分級：轎車按照發動機工作容積、客車按照車輛總長度、

貨車按照汽車的總質量。見表0-1。

2.特種運輸汽車

?特種用途汽車：商業售貨車、醫療救護車、公安消防車、環衛環保作業車、

市政建設工程作業車、農牧副漁作業車、石油地質作業車、機場作業車等，

?競賽汽車：F1方程式賽、拉力賽

?娛樂汽車：旅游汽車、高爾夫球場專用車、海灘游玩汽車等

表0T運輸汽車分級

（1）轎車：載送2?9個乘員，主要供私人用的汽車

分級發動機工作示例

容積/L

微型<1.0奧拓、夏利TJ7100、福萊爾

普通級1.0~1.6捷達王、富康988、羚羊7130

中級1.6?2.5桑塔納2000、奧迪100、紅旗CA7220

中高級2.5?4.0豐田皇冠、奔馳300、別克新世紀

高級>4.0卡迪拉克、林肯、奔馳S600、奧迪A6

（2）客車：載送9個以上乘員，供公共服務用汽車

分級車輛總長度示例

/m

微型<3.5松花江HF6350、天津大發

輕型3.5-7解放CA6440、金杯RZHH4L

中型7-10四平SPK6900、金華BK6820LPG

大型10-12黃海DD6112H、上海SK6115KHp2

特大型較接式客車上海SK6142較接式客車、金陵JLY6121雙

與雙層客車層客車

（3）貨車：載送貨物的運輸汽車

分級汽車總質量示例

/t

微型<1.8福田微卡、小卡、輕卡

輕型

1.8~6北京BJ1041、躍進NJ1060、江鈴JX1030DS

中型

6?14解放1091、1092、東風1090E

重型

>14黃河1171、斯太爾重型汽車

按動力裝置類型分類

1.活塞式內燃機汽車

?通常分為汽油車、柴油車，代用燃料：合成液體石油、液化石油氣（LPG）、

壓縮天然氣（CNG）,醇類等。

2.電動汽車

?以電動機為驅動機械，以蓄電池為能源的車輛。

3,復合車

?有發動機和蓄能器兩套動力源，克服了電動車續駛里程短和車速低的缺點

以及內燃機汽車油耗大和排放污染嚴重的缺點。

4.燃氣輪機汽車

?1964年燃氣輪機汽車以648.71km/h創造當時陸上車輛（靠車輪驅動）速

度最高世界記錄（不依靠噴氣驅動）。

5.噴氣式汽車

?依靠航空發動機或火箭發動機以及特殊燃料，并以噴氣反作用力驅動的輪

式汽車，1997年以1227.73（超過聲速）創造陸上車輛速度最高世界記錄。

四、國產汽車產品型號編制規則

?按照國標9417-88,國產汽車型號應能表明汽車的廠牌、類型和主要特征

參數等。該型號由拼音字母和阿拉伯數字組成，包括首部、中部、尾部。

?首部——企業代號，如CA代表一汽，EQ代表二汽，SH代表上海等。

?中部一由4位數字組成，分為首位、中間兩位和末位數字三部分。其含

義見課本表0-4o

?尾部——專用汽車分類或變型車與基本型的區別，如X表示廂式汽車、G

表示罐式汽車等。

,示例：

?CA1092表示一汽貨車，總質量9t,末位2表示在原車型CA1091上改進型。

?CA7226L表示一汽轎車，發動機排量2.2升，6表示安裝6缸發動機的車

型，L表示加長型

小結：汽車的分類和國產汽車產品型號編制規則

作業：CA7226L這個型號的汽車的具體參數是什么？

一、講解上次課的作業

二、復習：汽車的分類和國產汽車產品型號編制規則

三、導語：上次課介紹了汽車的發展史、分類和汽車的分類和國產汽車產品

型號編制規則，那么汽車的具體構造是怎么樣的呢，下面我們一起來學

習下。

四、正課

§0.2汽車的基本構造和行駛原理

一、汽車總體構造的組成部分

?汽車通常由發動機、底盤、車身、電器設備四個部分組成。

1.發動機

?使供入其中的燃料燃燒而發出動力。廣泛應用往復活塞式內燃機，一般由

機體、曲柄連桿機構、配氣機構、供給系、冷卻系、潤滑系、點火系(汽油機)、

起動系等部分組成。

2.底盤

?接受發動機的動力，使汽車運動并按駕駛員的操縱正常行駛。包括：

?傳動系：將發動機的動力傳給驅動車輪，包括離合器、變速器、傳動軸、

主減速器及差速器、半軸、驅動橋等部件。

?行駛系：使汽車各總成及部件安裝在適當的位置，對全車起支承作用，以

保證汽車正常行駛。包括車架、車身、懸架、車輪等部件

?轉向系：使汽車按駕駛員選定的方向行駛，由轉向操縱裝置、轉向器、轉

向傳動裝置組成，有的汽車還帶有動力轉向裝置。

?制動系：使汽車減速或停車，并保證駕駛員離去后汽車能可靠地停駐。包

括供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器。

3.車身

?是駕駛員工作及容納乘客和貨物的場所，由本體、內外裝飾和車身附件等

組成。

4.電器設備

?由電源、發動機起動系和點火系、照明和信號裝置、空調、儀表和報警系

統、輔助電器及現代汽車電子技術等組成。

二、汽車的總體布置形式

?按發動機相對于各總成的位置，汽車有下列幾種布置形式:

1.發動機前置后輪驅動(FR)

?傳統布置形式，大多數貨車、部分轎車和客車采用。

2.發動機前置前輪驅動(FF)

?大多數轎車盛行。

3.發動機后置后輪驅動(RR)

?大、中型客車盛行，少數轎車也采用。

4.發動機中置后輪驅動(MR)

?方程式賽車和大多數跑車采用，少數大、中型客車也采用。

5.全輪驅動(nWD)

?越野汽車特有的布置形式，通常發動機前置，在變速器之后的分動器將動

力分別輸送給全部驅動輪。

三、汽車的主要參數

1.汽車的質量參數

包括了整車裝備質量、最大載重質量、最大總質量和最大軸載質量。

2.汽車結構尺寸參數

包括了車長L、車寬B、車高H、軸距Ll、L2、輪距A、前懸S1、后懸S2、

最小離地間隙C、接近角％和離去角%。

3.汽車性能參數

包括了最高車速、最大爬坡度、最小轉彎半徑、平均燃油消耗量、驅動方式。

四、汽車行駛基本原理

1.驅動力的產生

2.汽車的行駛阻力

包括滾動阻力Ff、空氣阻力Fw、上坡阻力Fi和加速阻力Fj

3.附著力與附著條件

五、現代汽車技術的發展與應用

小結以上內容

作業：練習冊相應章節

一、講解上次課作業

二、復習上次課內容

三、導語：我們了解了汽車大致構造，下面我們就從汽車的心臟，動力的源

泉發動機的構造講起。

四、正課

§1.1發動機類型、一般構造及基本術語

一、汽車發動機的類型、

1、根據使用燃料不同可以分為汽油機和柴油機

2、根據一個工作循環內活塞的行程數不同可以分為四沖程發動機和二沖程

發動機。

3、根據冷卻方式不同可以分為水冷式發動機和風冷式發動機。

4、根據進氣狀態的不同可以分成增壓式發動機和非增壓式發動機。

二、發動機的一般構造

KI-9汽華發動機總體組成（汽湎機）

1-凸輪軸2-搖臂3-排氣門4-火花塞5-電控噴油器6-燃油濾清器7-電動燃油泵8-燃油箱9-

點火線圈組件10-燃油壓力調節閥11-進氣門12-水溫傳感器13-爆振傳感器14-進氣管15-進氣

溫度傳感器16-節氣門17-節氣門傳感器18-空氣濾清器19-空氣質量計20-控制單元（ECU）21-

冷卻水套22-發動機轉速傳感器23-點火開關24-蓄電池25-起動馬達26-飛輪27-油底殼28-

機油29-曲軸30-連桿31-曲軸皮帶輪32-傳動皮帶33-氣缸34-排氣三元催化轉化器35-氧傳

感器36-活塞37-凸輪軸皮帶輪

三、基本術語

氣道8-電控噴油器9-火花塞10-排氣門1b排氣道

（1）四沖程發動機：活塞在上、下止點間往復移動四個行程（相當于曲軸旋

轉了兩周），完成進氣、壓縮、作功、排氣一個工作循環的發動機就稱為四沖程

發動機。

四個行程中，只有一個行程作功，造成曲軸轉速不均勻，工作振動大。所以在

曲軸后端安裝了一個質量較大的飛輪，作功時飛輪吸收儲存能量，其余三個行程

則依靠飛輪慣性維持轉動。

（2）沖程與活塞行程：

沖程：指發動機的類型；

行程S：指活塞在上、下兩個止點之間距離；

氣缸工作容積匕一個活塞在一個行程中所掃過的容積。

式中匕——工作容積（n?）；

D---氣缸直徑（mm）；

5—活塞行程（nun）。

發動機的排量心：一臺發動機所有氣缸工作容積之和。

式中匕——發動機的排量（L）；

1---氣缸數。

（3）壓縮行程的作用

一是提高進入氣缸內混合氣的壓力和溫度（壓縮終了的氣缸內氣體壓力可達

0.6~1.2MPa,溫度達6001r700K）,為混合氣迅速著火燃燒創造條件；

二是可以有效提高發動機的燃燒熱效率〃。由熱力學第一定律

當混合氣被壓縮程度提高時，發動機混合氣燃燒所達到的最高溫度（刀）升

高，而排氣的溫度（北）降低，導致熱效率提高。

1860年，法國人Lenoir（勒努瓦）研制成功的世界第一臺內燃機，沒有壓

縮行程，熱效率僅4.5%；1876年，德國人奧托（Otto）制造出第一臺四沖程內

燃機，采用壓縮行程，雖然壓縮比只有2.5,但熱效率卻提高到12%,有力地證

明了科學是第一生產力這個真理。

壓縮比￡：氣缸內氣體被壓縮的程度。

竺

7

式中匕—氣缸總容積（活塞處于下止點時，活塞頂部以上的氣缸容積）；

匕一氣缸燃燒室容積（活塞處于上止點時，活塞頂部以上的容積）。

現代汽油機壓縮比一般為7?H,如廣州本田雅閣2.4i-VTEC發動機壓縮比為

9.7,而3.0V6-VTEC發動機壓縮比則為10。

發動機壓縮比也不能過高，否則會導致壓縮終了溫度和壓力升高，汽油機產生

爆震燃燒，熱負荷、機械負荷、噪音和振動加大，起動困難。

小結以上內容

作業：四沖程發動機一個工作循環有哪四個沖程?

一、講解上次課的作業

二、復習上次課的內容

三、導語：我們了解了發動機的基本術語后，那么它是怎么產生動力來

驅動汽車前進的呢？

四、正課

§1.2發動機工作原理

一、四沖程發動機：活塞在上、下止點間往復移動四個行程（相當于曲軸旋轉

了兩周），完成進氣、壓縮、作功、排氣一個工作循環的發動機就稱為四沖程發

動機。

行程名稱曲軸轉角活塞行向進氣門排氣門

進氣0°?180°開關

壓縮180°?360°t關關

作功360°?540°關關

排氣540°?720°關開

四個行程中，只有一個行程作功，造成曲軸轉速不均勻，工作振動大。所以在曲

軸后端安裝了一個質量較大的飛輪，作功時飛輪吸收儲存能量，其余三個行程則

依靠飛輪慣性維持轉動。

1.示功圖

將四沖程發動機在一個工作循環里氣缸

內氣體壓力隨氣缸工作容積或曲軸轉角變化

的關系以座標圖表示，得到圖卜4所示的發動

機示功圖。

由示功圖可以看到發動機一個工作循環里

工作狀態的變化，檢查判斷發動機性能優劣。

發動機特征點參數隨機型、結構等有所不同，

一般范圍如表1-2所示。

圖1-4四沖程發動機示功圖

表b2發動機特征點參數

進氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

P0.075?0.6~1.23-50.3-0.5

汽油0.09

機T370—400600?7002200?1300-

28001600

P0.08?3.5?4.56?90.2~0.4

柴油0.09

機T300~370750—10002000?1200?

25001500

注：P-氣缸內氣體壓強（MPa）；T-氣缸內氣體溫度（K）

二、四沖程柴油機結構特點與工作原理

結構特點：沒有火花塞，噴油器直接安裝在氣缸頂向氣缸內噴油（圖1-5）。

工作原理：進氣行程進入氣缸的是純空氣，而不是可燃混合氣；在壓縮行程末,

噴油器向氣缸噴入高壓柴油，由于氣缸的高溫高壓作用，柴油迅速著火燃燒，使

氣體急劇膨脹，推動活塞作功。其著火方式屬于壓燃式，而不是汽油機的點燃式。

燃料：柴油，粘度高，不易揮發，自燃點低，不會產生爆燃。為了使柴油可靠

著火，提高發動機燃燒熱效率，柴油機的壓縮比汽油機高得多，一般為16?22,

所以其最高燃燒壓力也比汽油機高，工作也比汽油機粗暴。

柴油機與汽油機比較（表1-3）：

表1-3柴油機與汽油機比較

性能汽油機柴油機

著火方式點燃壓燃

燃油消耗高低

熱效率30%左右40%左右

工作平穩性柔和粗暴

高(4000?6000低(2500?

發動機轉速

r/min)3000r/min)

升功率大小

起動性易難

制造維修成本低高

比質量小大

使用壽命短長

CO、HC大，NOx、黑CO、HC小,NOx、黑

排放

煙少煙多

柴油機的轉速也在不斷提高，奔馳V230轎車柴油機，最高轉速可達6000r/mino

小結以上內谷

作業：練習冊相應章節

一、講解上次課作業

二、復習四沖程汽油和柴油發動機的工作原理

三、導語：我們知道了四沖程發動機的工作原理，那么為了更好的完成發動

機的各個工作循環，延長發動機使用壽命，我們還有一些裝置來輔助完

成各個工作循環，下面我們就來學習下。

四、正課

§1.3發動機總體構造及型號編制規則

一、發動機總體構造

在一個機體上安裝一個機構（曲柄連桿機構）和六大系統（換氣系統、燃料供

給系統、潤滑系統、冷卻系統、點火系統和起動系統），如表1-9和圖1-9所示。

柴油機則為五大系統，沒有點火系統。

表「9發動機總體組成

名稱功用主要部件

發動機的骨架，支承

機體組件著發動機的所有零部機體、氣缸、氣缸蓋、氣缸墊等

件

將活塞頂的燃氣壓力

曲柄連桿機

轉變為曲軸的轉矩，輸活塞、連桿、曲軸、飛輪等

構

出機械能

按照發動機要求，定空氣濾清器、進排氣管系、配氣

換氣系統時開閉進、排氣門，吸機構（氣門組件、凸輪軸、驅動機

入干凈空氣，排除廢氣構）、排氣消音器等

汽油機：汽油箱、輸油泵、濾清

器、壓力調節器、各種傳感器、電

按照發動機要求，定

燃料供給系控噴油器、電控單元等；（舊汽油

時、定量供給所需要的

統機采用化油器）

燃料

柴油機：柴油箱、輸油泵、濾清

器、高壓油泵、調速器、噴油器等

按規定的時刻，準時

蓄電池、點火開關、點火線圈組

點火系統點燃汽油機氣缸內的

件、傳感器、電控裝置、火花塞等

可燃混合氣

潤滑、減摩、延長壽

油底殼、機油泵、機油濾清器、

潤滑系統命、密封、清潔、冷卻、

機油壓力表、機油道等

防銹蝕

保持發動機在適宜的冷卻水泵、風扇、節溫器、散熱

冷卻系統

溫度下工作器、冷卻水道等

起動系統起動發動機蓄電池、起動開關、起動馬達等

、國產內燃機型號編制規則

根據國家標準GB725-91規定，我國內燃機型號由以下四個部分組成:

首部中部后部尾部

用途特征符號

符號含義

無符號通型

T拖拉機用

結構特征符號M摩托車用

氣缸布置形式符號含義G工程機械

符號含義無符號水冷Q車用

多缸直列F風冷J鐵路機車

無符號

及單缸N凝氣冷卻D發電機組

S十字頭式船用主機，

VV型C

Z增壓右機基本型

P平臥形

ZL增壓中冷船用主機，

Cz

左機基本型

Dz可倒轉

Y農用運輸車

L林業機械

型號示例

4100Q——四缸、直列、四沖程、缸徑100mm、水冷、汽車用。

1E65F——單缸、二沖程、缸徑65mm、風冷、通用型。

12V135ZG——12缸、V型、四沖程、缸徑135mm、水冷、增壓、工程機械用。

小結以上內谷

作業：練習冊相應章節

一、講解上次課作業

二、復習上次課的內容。

三、導語：我們知道內燃機的能量轉化機構是曲柄連桿機構，我們就應該對

這個主要機構的具體構造有個深入了解，下面我們就來學習曲柄連桿機

構。

四、正課

§2.1-2.2機體組

一、概述

曲柄連桿機構一般由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組三部分組成。

二、機體組

氣缸體結構:氣缸、曲軸支乘孔、曲軸箱（曲軸運動的空間）、加強筋、冷卻

水套、潤滑油道等。

氣缸：是是燃燒作功的場所。為了節省貴金屬材料，降低成本，方便維修，

現代汽車廣泛采用鑲入缸體內的氣缸套（圖2-6）。

圖2-6氣缸套

a）干式氣缸套b）濕式氣缸套

1-機體2-氣缸套3-水套4-密封

圖2-5氣缸體

1-曲軸支乘孔2-機體3-氣缸4-水道

氣缸套：有干式氣缸套和濕式氣缸套兩類。

干式氣缸套：外壁不直接與冷卻水接觸，而和

氣缸體的壁面直接接觸，壁厚一般為1?3mm。它

強度和剛度都較好，但加工比較復雜，內、外表面

都需要進行精加工，拆裝不方便，散熱不良。

濕式氣缸套：外壁直接與冷卻水接觸，氣缸套

圖2-7風冷發動機

1-散熱片2-氣缸

僅在上、下各有一圓環地帶和氣缸體接觸，壁厚一般為5?9nim。它散熱良好，

冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內表面，而與水接觸的外表面不需要加

工，拆裝方便，但其強度、剛度不如干式氣缸套好，而且容易產生漏水現象，所

以常加橡膠密封圈4等防止漏水，使用和維修時應密切注意，否則將產生冷卻液

漏入油底殼的嚴重后果。

風冷發動機（圖2-7）：在氣缸體和氣缸蓋外表面鑄有許多散熱片，以增加

散熱面積，其結構簡單，但冷卻效果差。

氣缸體結構形式（按氣缸體與油底殼安裝平面的位置不同分）（圖2-8）：

（1）一般式氣缸體：油底殼安裝平面和曲軸旋轉中心在同一高度。優點是機

體高度小，重量輕，結構緊湊，便于加工，曲軸拆裝方便；但剛度和強度較差。

（2）龍門式氣缸體：油底殼安裝平面低于曲軸的旋轉中心。優點是強度和剛

度都好，能承受較大的機械負荷；但工藝性較差，結構笨重，加工較困難。

（3）隧道式氣缸體：曲軸的主軸承孔為整體式，主軸承孔較大，曲軸從氣缸

體后部裝入。優點是結構緊湊、剛度和強度好；但加工精度要求高，工藝性較差,

曲軸拆裝不方便。

氣缸蓋

作用：氣缸蓋（圖2-9）從上部密封氣缸，與活塞頂部和氣缸壁一起構成燃

燒室。

?材料：灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成。鋁合金的導熱性好，有利于提高壓縮比，所

以近年來鋁合金氣缸蓋越來越多。

類型：分單體式氣缸蓋、塊狀氣缸蓋和整體式氣缸蓋三種。

單體式氣缸蓋只覆蓋一個氣缸，塊狀氣缸蓋能覆蓋部分（二個以上）氣缸，

整體式氣缸蓋能覆蓋所有氣缸。

結構：形狀復雜，水套、進、排氣門座和氣門導管孔孔，火花塞孔或噴油器

孔、凸輪軸軸承孔（頂置凸輪軸式）、燃燒室。

汽油機燃燒室結構形式（三種）（圖2-10）：

（1）半球形燃燒室：它是橫剖面呈半球形的一種燃燒室。其結構緊湊、復雜,

火花塞布置在燃燒室中央，火焰行程短，燃燒速率高，散熱少，熱效率高。可采

用4氣門結構，充氣效率高，排氣凈化好，在轎車發動機上廣泛應用。

（2）楔形燃燒室：

是橫剖面呈楔形的燃燒

室，其結構簡單、緊湊，

散熱面積小，熱損失小；

能保證混合氣在壓縮行二

程中形成良好的渦流運幺

動，有利于提高混合氣

的混合質量；進氣阻力

小，提高了充氣效率。

圖2T0汽油機燃燒室

a）半球形燃燒室b）楔形燃燒室c）浴盆形燃燒室

但火花塞置于楔形燃燒室高處，火焰傳播距離長，爆燃傾向變大；而且存在較大

激冷面，容易形成有害HC排放。

(3)浴盆形燃燒室：是橫剖面呈倒浴盆形的燃燒室，結構簡單，制造成本低。

但不夠緊湊，散熱面積大，熱損失大，火焰傳播距離長，爆燃傾向大。

氣缸墊(圖2-n)

作用：保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣、漏水和漏油。

結構：目前應用較多的是銅皮——石棉結構的氣缸墊，其翻邊處有三層銅皮,

壓緊時不易變形。有的氣缸墊還采用在石棉中心用編織的綱絲網或有孔鋼板為骨

架，兩面用石棉及橡膠粘結劑壓成。有的采用實心有彈性的金屬片作為氣缸墊，

以適應發動機強化要求。

安裝注意：光滑的一面朝向氣缸體，否則容易被高壓氣體沖壞。氣缸墊上的

孔要和氣缸體上的孔對齊。擰緊氣缸蓋螺栓時，必須由中央對稱地向四周擴展的

順序分2?3次進行，最后一次擰緊到規定的力矩。

圖2-11氣缸墊

油底殼

油底殼主要作用是裝潤滑油。

發動機的支承

發動機的支承是把發動機固定在車架上緊固件。

小結以上內谷

作業：練習冊相應章節

一、講解上次課作業

二、復習上次課內容

三、導語：上次課我們學習了機體組的構造，我們今天來學習活塞連桿組。

四、正課

§2.3.1活塞連桿組

一、活塞連桿組件（圖2-12）由活塞、活塞環、活塞銷、連桿、連桿軸瓦

等組成，。

1.活塞

由頂部、頭部和裙部三部分組成（圖2-13）。

圖2-12活塞連桿組件

1一活塞2—活塞環3—活塞銷4一連桿

5—注軒像脛K—注注美7—注軒鈾百

（1）活塞頂部：有平頂、凸頂

和凹頂三種（圖2-14）。

平頂活塞頂部是一個平面，結

構簡單，制造容易，受熱面積小，

頂部應力分布較為均勻，一般用在

汽油機上，柴油機很少采用。

凸頂活塞的頂部凸起，起導向

作用，有利于改善換氣過程。二行

程汽油機常采用凸頂活塞。

凹頂活塞頂部呈凹陷形，凹坑

的形狀和位置必須有利于可燃混合

氣的形成和燃燒。凹頂的大小還可

以用來調節發動機的壓縮比。凹頂圖2-14活塞頂部形狀

通常有方形凹坑、3形凹坑、雙渦a）平頂活塞b）凸頂活塞c）凹頂

流凹坑、球形凹坑等。

有些活塞頂打有各種記號（圖2-15）,用以顯示活塞及活塞銷的安裝和選配

要求，應嚴格按要求進行。

（2）活塞頭部（防漏部）：活塞頭部指第

活塞環槽到活塞銷孔以上的部分。它有數道環

用以安裝活塞環。為了提高第一道環槽的耐熱

磨性，有的在第一道環槽部位鑄入耐熱合金鋼

圈。

（3）活塞裙部：活塞裙部指從油環槽下端

至活塞最下端的部分。活塞裙部對活塞在氣缸

往復運動起導向作用，并承受氣體側壓力。

圖2-15活塞頂部記號

為了使活塞在正常工作溫度下與氣缸壁保持比

較均勻的間隙，以免在氣缸內卡死或加大局部磨損，必須在冷態下預先把活塞裙

部加工成不同的形狀（圖2-16）。

1）預先

將活塞裙部

加工成橢圓

形，橢圓的長

軸方向與銷

座垂直。

2）預先

將活塞裙部圖2-16活塞裙部結構之一

做成錐形、階a）裙部橢圓b）錐形c）階梯形d）桶形

梯形或桶形。

3）預先在活塞裙

部開槽（圖2T7a）。在

裙部開橫向的隔熱槽，

可以減小活塞裙部的

受熱量；在裙部開縱

向膨脹槽，可以補償

裙部受熱后的變形量。

槽的形狀有“T”形或

“n”形。裙部開豎

槽后，會使其開槽的

一側剛度變小，在裝

配時應使其位于作功

行程中承受側壓力較

小的一側。通常柴圖2-17活塞裙部結構之二油

a）裙部開槽b）拖板式活塞c）裙部鑄恒范鋼

機活塞受力大，裙部一般不開槽。

4）拖板式活塞（圖2-17b）。在許多高速汽油機上，為了減輕活塞重量，把

裙部不受側壓力的兩邊切去一部分或開孔，以減小慣性力，減小銷座附近的熱變

形量，稱拖板式活塞。該結構裙部彈性好，質量小，活塞與氣缸的配合間隙較小。

5）裙部鑄恒范鋼（圖2T7c）。為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些

汽油機活塞在活塞裙部或銷座內鑄入熱膨脹系數低的恒范鋼片。恒范鋼為低碳鐵

鎂合金，其膨脹系數僅為鋁合金的1/10,而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽

制了裙部的熱膨脹變形量。

6）活塞銷孔偏置結構（圖

2-18）0有些高速汽油機的活塞銷孔心

線偏離活塞中心線平面，向作功行中

受側壓力的一方偏移了1?2mm。這結

構可使活塞在壓縮行程到作功行程較

為柔和地從壓向氣缸的一面過渡到向

氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。安

裝時要注意，活塞銷偏置的方向不裝

反，否則換向敲擊力會增大，使裙圖2T8活塞銷孔偏置結構受

損。e-偏移量

2.活塞環

活塞環是具有彈性的開口環，有氣環和油環之分。

氣環的作用：密封、傳熱。

油環作用：布油、刮油、封氣、傳熱。

（1）氣環結構原理（圖2-19）：氣環開有切口，具有彈性，在自由狀態下外

徑大于氣缸直徑，它與活塞一起裝入氣缸后，外表面緊貼在氣缸壁上，形成第一

密封面；被封閉的氣體不能通過環周與氣缸之間，便進入了環與環槽的空隙，一

方面把環壓到環槽端面形成第二密封面，另一方

面，作用在環背的氣體壓力又大大加強了第一密

封面的密封作用。汽油機一般采用2道氣環，柴

油機一般采用3道氣環。

氣環的斷面形狀很多，常見的有矩形環、扭

曲環、錐面環、梯形環和桶面環（圖2-20）。

第二密封面

圖2-19氣環密封原理

1）矩形環：其斷面為矩形，結構簡單，制造方便，易于生產，應用最廣。

但矩形環隨活塞往復運動時，會把氣缸壁面上的機油不斷送入氣缸中（圖2-21）o

這種現象稱為”氣環的泵油作用”。

圖2-20氣環的斷面形狀

a）矩形環b）錐面環c）正扭曲內切環d）梯形環圖2-21矩形環泵油作用

e）桶面環a）活塞下行b）活塞上行

2）錐面環（圖2-20b）：其斷面呈錐形，外圓工作面上加工?個很小的錐面

（0.5°?1.5°）,減小了環與氣缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利于磨

合和密封。活塞下行時，便于刮油；活塞上行時，由于錐面的〃油楔〃作用，能在

油膜上〃飄浮〃過去，減小磨損，安裝時，不能裝反，否則會引起機油上竄。

3）扭曲環（圖2-20c、d）：扭曲環是在矩形環的內圓上邊緣或外圓下邊緣

內

切去一部分，使斷面呈不對稱形狀，在環的圓

切

部分切槽或倒角的稱內切環，在環的外圓部分

不

槽或倒角的稱外切環。裝入氣缸后，由于斷面

作

側

對稱，外側作用力合力￡（圖2-22b）與內

使

電

用力合力E之間有一力臂e,產生了扭曲力

殘

活塞環發生扭曲變形。活塞上行時，扭曲環在

塞

余油膜上“浮過”，可以減小摩擦和磨損。活

M由

下行時，則有刮油效果，避免機油上竄。同

以

于扭曲環在環槽中上、下跳動的行程縮短，可

道

第2

減輕“泵油”的副作用。目前被廣泛應用于

內

隆

活塞環槽上，安裝時必須注意斷面形狀和方

切口朝上，外切口朝下，不能裝反。圖2-22扭曲環作用原理

作

4）梯形環（圖2-20e）：其斷面呈梯形,a）矩形環b）扭曲環工

時，梯形環在壓縮行程和作功行程隨著活塞受側

壓力的方向不同而不斷地改變位置，這樣會把沉積在環槽中的積炭擠出去，避免

了環被粘在環槽中而折斷。可以延長環的使用壽命。缺點是加工困難，精度要求

高。

5）桶面環（圖2-20f）:桶面環的外圓為凸圓弧形。當桶面環上下運動時,

均能與氣缸壁形成楔形空間，使機油容易進入摩擦面，減小磨損。由于它與氣缸

呈圓弧接觸，故對氣缸表面的適應性和對活塞偏擺的適應性均較好，有利于密封,

但凸圓弧表面加工較困難。

（2）油環:油環有普通油環和組合油環兩種(圖2-23)。

1）普通油環

2）組合式油環：它由上下數片刮油鋼片1

與中間的擴脹器組成。擴脹器由軸向襯環2和徑

向襯環3組成，軸向襯環產生軸向彈力，徑向襯a)

環產生徑向彈力，使刮油鋼片緊緊壓向氣缸壁和

活塞環槽。刮油鋼片1表面鍍銘，很薄，對氣缸

的比壓力大，刮油效果好；而且數片刮油鋼片彼

此獨立，對氣缸壁面適應性好；回油通路大，重

量輕。近年來汽車發動機上越來越多地采用了組

合式油環。缺點主要是制造成本高。

b)

圖2-23油環

a）普通油環b）組合油環

1-刮油鋼片2-軸向襯環3-

徑向襯環

小結以上內谷

作業：練習冊對應章節

一、講解上次課作業

二、復習上次課內容

三、導語：上次課我們講解了活塞和活塞環，這次我們把剩下的活塞銷和連

桿的構造講解一下

四、正課

§2.3.2活塞銷和連桿

一、活塞銷

作用：連接、傳力。

連接配合方式：與活塞銷座孔及連桿小頭襯套孔的連接配合有全浮式和半浮

式兩種方式（圖2-25）。

全浮式：指當發動機工作時，活塞銷、連桿小頭和活塞銷座都有相對運動，

使磨損均勻。活塞銷兩端裝有卡環5,進行軸向定位。由于鋁活塞熱膨脹量比鋼

大，為了保證高溫工作時活塞銷與活塞銷座孔有正常間隙（0.01?0.02mm）,在

冷態時為過渡配合，裝配時，應先把鋁活塞加熱到一定程度，再把活塞銷裝入。

半浮式：活塞中部與連桿小頭

采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在

兩端銷座內作自由擺動，而和連桿

小頭沒有相對運動。活塞銷不會作

軸向竄動，不需要卡環，小轎車上

應用較多。

4.連桿

功用：連接活塞與曲軸，將活

1的連接方式

塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運

）半浮式

動。

3-活塞銷4-活塞

結構：連桿小頭、連桿桿身、

?環

連桿大頭（圖2-26）。

連桿小頭:連桿襯套（青銅）（半浮式活塞銷

沒有）。

連桿桿身：“工”字形斷面，抗彎強度好,

重量輕，大圓弧過渡，且上小下大，采用壓力法

潤滑的連桿，桿身中部制有連通大、小頭的油道。

連桿大頭：有整體式和分開式兩種。一般都

采用分開式，分開式又分為平分和斜分兩種（圖

2-27)o

圖2-26連桿的結構

1-連桿襯套2-連桿小頭3-連桿

桿身4-連桿螺釘5-連桿大頭

6-連桿軸瓦7-連桿蓋8-連桿軸

瓦凸鍵9-凹槽

平分一一分面與連桿桿身軸線垂直（圖2-27a）,汽油機多采用這種連桿。

因為一般汽油機連桿大頭的橫向尺寸都小于氣缸直徑，可以方便地通過氣缸進行

拆裝。

斜分一一分面與連桿桿身軸線成

30°?60°夾角（圖2-27b）。柴油機多采

用這種連桿。因為，柴油機壓縮比大，受