第三章內(nèi)燃機(jī)

第三章內(nèi)燃機(jī)第一節(jié)概述熱機(jī)：將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。①內(nèi)燃機(jī)：是熱機(jī)的一種，其特點(diǎn)是燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒，燃燒的氣體所含的熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。②外燃機(jī)：也是熱機(jī)的一種，其特點(diǎn)是燃燒的氣體將所含熱能在鍋筒外部的爐膛內(nèi)燃燒，其熱能將鍋筒內(nèi)的水加熱成為高溫高壓的水蒸氣，再由水蒸氣轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、熱效率高、體積小、質(zhì)量輕等特點(diǎn)。因而廣泛應(yīng)用與飛機(jī)、火車、汽車、船舶等交通工具、農(nóng)用機(jī)械、石油鉆采及發(fā)電設(shè)備作為動力。②缺點(diǎn)：主要以石油產(chǎn)品作為燃料，燃燒后排出的廢氣含有較高的有害成分，污染環(huán)境，同時(shí)石油資源有限。目前研究趨勢：排氣凈化及其他新能源發(fā)動機(jī)的研究。（一）內(nèi)燃機(jī)的分類一、內(nèi)燃機(jī)的分類及表示方法1、按活塞運(yùn)動方式：往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式。2、根據(jù)所用燃料種類：汽油機(jī)、柴油機(jī)和氣體燃料發(fā)動機(jī)。3、按冷卻方式：水冷和風(fēng)冷。4、按行程數(shù)：四沖程和二沖程。5、按進(jìn)氣狀態(tài)：增壓和非增壓。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī):1、按所用的燃料分：（1）液體燃料發(fā)動機(jī)；汽油機(jī)（gasolineengine）；柴油機(jī)（dieselengine）。（2）氣體燃料發(fā)動機(jī)：壓縮天然氣發(fā)動機(jī)（CNG）；液化石油氣發(fā)動機(jī)（LPG）。2、按點(diǎn)火方式分：（1）點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)（如汽油機(jī)、氣體燃料發(fā)動機(jī)）；（2）壓燃式發(fā)動機(jī)（如柴油機(jī)）。3、按工作循環(huán)的沖程數(shù)分：（1）四沖程發(fā)動機(jī)；（2）二沖程發(fā)動機(jī)。4、按冷卻方式分：（1）水冷發(fā)動機(jī)；（2）風(fēng)冷發(fā)動機(jī)。5、按進(jìn)氣方式分：（1）自然吸氣式發(fā)動機(jī)（非增壓式發(fā)動機(jī)）；（2）強(qiáng)制吸氣式（增壓式發(fā)動機(jī)）。6、按氣缸數(shù)分：（1）單缸發(fā)動機(jī)；（2）多缸發(fā)動機(jī)。7、按氣缸排列方式分：（1）單列發(fā)動機(jī)：直立式發(fā)動機(jī)、平臥式發(fā)動機(jī)（2）雙列發(fā)動機(jī)：V型發(fā)動機(jī)、水平對置式發(fā)動機(jī)玉柴歐Ⅲ系列車用柴油機(jī)YC4G玉柴歐Ⅲ系列車用柴油機(jī)YC6J270-30（二）內(nèi)燃機(jī)的系列和型號（三）單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造單缸四沖程汽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)示意圖1-氣缸2-活塞3-連桿4-曲軸5-曲軸正時(shí)齒輪6-凸輪軸正時(shí)齒輪7-凸輪軸8-凸輪9-飛輪10-進(jìn)氣門11-排氣門12-氣門組（彈簧）二、發(fā)動機(jī)基本術(shù)語和計(jì)算公式1．上止點(diǎn)：活塞距曲軸中心最遠(yuǎn)的位置（最上）。

2．下止點(diǎn)：活塞距曲軸中心最近的位置（最下）。

3．活塞沖程（S）：上、下止點(diǎn)間的距離。

4．壓縮室容積（Vc）：活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部與缸蓋間的容積，又稱燃燒室容積。

5．汽缸工作容積（VＨ）：活塞上、下止點(diǎn)之間的容積稱為一個(gè)汽缸的工作容積也叫排量，它可以用由下式表示：

VＨ=π/4·D2·S·i

(10ˉ6)（Ｌ）式中D—?dú)飧字睆剑╩

m）S—活塞沖程（m

m）

i—?dú)飧讛?shù)。

6．汽缸的最大容積（Va）：活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上部的氣缸的總?cè)莘e，即氣缸工作容積與壓縮容積的之和：

Va=VH+Vc

７．壓縮比：汽缸最大容積與壓縮室容積的比值稱為壓縮比。三、四沖程發(fā)動機(jī)的工作原理四沖程發(fā)動機(jī)是指發(fā)動機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)，需經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、做功（膨脹）和排氣4個(gè)過程，對應(yīng)著活塞上下的4個(gè)行程，曲軸要旋轉(zhuǎn)720度。1.四沖程汽油機(jī)的工作原理四沖程汽油機(jī)活塞在一個(gè)工作循環(huán)中從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)，又從下止點(diǎn)到上止點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動兩次，同時(shí)完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)工作過程。1．進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動使活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)。進(jìn)氣行程汽油機(jī)吸入汽油和空氣的混合氣，進(jìn)氣行程結(jié)束，氣缸內(nèi)混合氣壓力為0.08～0.09MPa，混合氣溫度370～400K。2．壓縮行程壓縮行程時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動使活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動到上止點(diǎn)。壓縮行程結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)混合氣壓力可達(dá)0.8～1.5MPa，溫度上升到600～750K，但并未達(dá)到汽油空氣混合氣自燃的溫度。因此，在活塞接近上止點(diǎn)之前10～15°，通過火花塞點(diǎn)火。

3．做功行程作功行程時(shí)高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)。迅速燃燒的混合氣在上止點(diǎn)被點(diǎn)燃后，壓力上升到3.0～6.5MPa，溫度上升到2200～2800K，因此推動活塞，通過連桿轉(zhuǎn)動曲軸對外輸出轉(zhuǎn)矩?；钊竭_(dá)下止點(diǎn)時(shí)，缸內(nèi)壓力降到0.35～0.5MPa，溫度下降到1200～1500K。4．排氣行程排氣行程時(shí)曲軸帶動活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動到上止點(diǎn)?；钊竭_(dá)上止點(diǎn)時(shí)，廢氣壓力仍有0.105～0.12MPa，溫度為900～1100K。排氣行程結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)仍然殘留的廢氣為殘余廢氣。殘余廢氣量與進(jìn)氣過程中吸入氣體量的比值稱為殘余廢氣系數(shù)。2.四沖程柴油機(jī)的工作原理柴油機(jī)的工作是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣這四個(gè)過程來完成的，這四個(gè)過程構(gòu)成了一個(gè)工作循環(huán)。活塞走過四個(gè)過程才能完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為四沖程柴油機(jī)。1．進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動第一個(gè)半圈（0o~180o）使活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)。柴油機(jī)吸入的是純空氣，此時(shí)進(jìn)氣門打開（排氣門關(guān)閉），進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力為0.085～0.095MPa，溫度為310～340K。2．壓縮行程壓縮行程時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動第二個(gè)半圈（180o~360o）使活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動到上止點(diǎn)。此時(shí)進(jìn)、排氣門都關(guān)閉。壓縮行程結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓力達(dá)3.0～5.0MPa，溫度上升到750～1000K。在活塞接近上止點(diǎn)之前10～35°，柴油以12～100MPa的壓力噴入氣缸。

3．作功行程

作功行程時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動第三個(gè)半圈（360o~540o））,壓縮行程中活塞到達(dá)上止點(diǎn)前，噴油器開始向燃燒室噴入霧狀柴油，柴油在高溫高壓空氣作用下自燃，釋放大量熱能，氣體膨脹，推動活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)。迅速燃燒的混合氣在上止點(diǎn)然后，壓力上升到6.0～9.0MPa，溫度上升到1800～2200K?；钊竭_(dá)下止點(diǎn)時(shí)，缸內(nèi)壓力降到0.2～0.5MPa，溫度下降到1000～1200K。在此行程中進(jìn)、排氣門都是關(guān)閉的。

4．排氣行程

排氣行程時(shí)曲軸轉(zhuǎn)動第四個(gè)半圈（540o~720o））帶動活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動到上止點(diǎn)。活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣門開啟，進(jìn)氣門應(yīng)關(guān)閉，燃燒后的廢氣在活塞的作用下經(jīng)排氣門排出氣缸，至活塞到達(dá)上止點(diǎn)，排氣行程結(jié)束。未排凈的廢氣壓力仍有0.105～0.12MPa，溫度有700～900K。至此，柴油機(jī)完成了一個(gè)工作循環(huán)，并不斷重復(fù)這樣的循環(huán)。0.085～0.095MPa，溫度為310～340K3.0～5.0MPa，溫度上升到750～1000K6.0～9.0MPa1800～2200K0.2～0.5MPa，溫度下降到1000～1200K廢氣壓力0.105～0.12MPa，溫度700～900K四、二沖程發(fā)動機(jī)的工作原理二沖程發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)是在活塞的兩個(gè)行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一圈（360度）的時(shí)間內(nèi)完成的。（二沖程內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)一圈，活塞經(jīng)過兩個(gè)沖程就可完成一個(gè)工作循環(huán)。）1、二沖程汽油機(jī)的工作原理第一沖程：當(dāng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動時(shí)，活塞起著一個(gè)上擠下吸的作用。在運(yùn)動中活塞關(guān)閉了換氣孔和排氣孔，在活塞的上部使進(jìn)入氣缸內(nèi)燃料混合氣受到壓縮。當(dāng)活塞繼續(xù)上升，活塞的下部將進(jìn)氣孔打開時(shí)，開始吸氣，由于曲軸箱的容積不斷增加，產(chǎn)生吸力，化油器中的可燃混合氣便被吸入曲軸箱。第二沖程：當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣，活塞起著上推下壓作用。在活塞上方燃?xì)馀蛎洰a(chǎn)生的壓力使活塞向下移動而作功。當(dāng)活塞繼續(xù)向下移動時(shí)，在活塞的下方首先關(guān)閉進(jìn)氣孔，使曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣受到擠壓，當(dāng)繼續(xù)向下移動時(shí)，排氣孔被打開，氣缸中的廢氣受到燃?xì)鈮毫Φ淖饔米孕信懦?。?dāng)活塞再向下移動時(shí)，換氣孔被打開，曲軸箱內(nèi)受擠壓的可燃?xì)怏w經(jīng)換氣孔進(jìn)入氣缸，并幫助驅(qū)掃廢氣。該掃氣過程實(shí)際上是排氣和進(jìn)氣兩個(gè)工作過程的結(jié)合，一直到活塞經(jīng)過下止點(diǎn)后，再向上運(yùn)動將換氣孔和排氣孔封閉后才結(jié)束。

由此可知，二沖程汽油機(jī)沒有一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)氣和排氣沖程，進(jìn)氣和排氣過程分別是與壓縮和作功的過程同時(shí)進(jìn)行的。所以，二沖程汽油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈，活塞走兩個(gè)沖程即完成一個(gè)工作循環(huán)。2、二沖程柴油機(jī)的工作原理在氣缸中部開有進(jìn)氣孔，其啟閉由活塞的往復(fù)運(yùn)動來控制。氣缸頂部設(shè)有排氣門。換氣時(shí)，采用增壓器提高空氣壓力，由進(jìn)氣孔壓入氣缸，并將廢氣驅(qū)趕出去。與汽油機(jī)的區(qū)別：換氣時(shí)進(jìn)入的是純凈空氣；自燃；無燃油損失。氣缸頂部是同時(shí)開放的排氣門，一般有兩個(gè)或四個(gè)。還有一個(gè)柴油機(jī)燃料的噴射器（上圖黃色部分所示）。與二沖程汽油發(fā)動機(jī)一樣，活塞被拉伸以起到入口閥的作用?；钊诘竭_(dá)其行程底端時(shí)進(jìn)氣口被打開。渦輪增壓器或增壓器（淺藍(lán)色部分）會對進(jìn)入的空氣進(jìn)行壓縮。與四沖程發(fā)動機(jī)一樣，曲軸箱是密封的并且里面裝有汽油。

第一沖程——活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動。

當(dāng)活塞處于下止點(diǎn)時(shí)，排氣閥和進(jìn)氣孔早已打開，貯氣室l中的壓縮空氣便進(jìn)入氣缸內(nèi)，并沖向排氣閥，這動產(chǎn)生清除廢氣的作用，同時(shí)也使氣缸內(nèi)充滿新空氣。當(dāng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動時(shí)，進(jìn)氣孔首先由活塞關(guān)閉，然后排氣閥也關(guān)閉；空氣在氣缸內(nèi)受到壓縮。第二沖程——活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動。

活塞行至上止點(diǎn)前，噴油器將燃油噴入燃燒室中，壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫，立刻點(diǎn)燃霧化的燃油，燃燒所產(chǎn)生的壓力，推動活塞下行，直到排氣閥再打開時(shí)為止。燃燒后的廢氣在內(nèi)外壓力差的作用下，自行從排氣閥排出。當(dāng)進(jìn)氣孔被活塞打開后，氣缸內(nèi)又進(jìn)行掃氣過程。曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，活塞走了兩個(gè)沖程就完成一個(gè)循環(huán)，因此叫二沖程柴油機(jī)。

二沖程柴油發(fā)動機(jī)的第一沖程為進(jìn)氣、壓縮；第二沖程為做功、排氣。3、二沖程汽油機(jī)與二沖程柴油機(jī)的區(qū)別二沖程柴油機(jī)和二沖程汽油機(jī)之間的巨大差異：在柴油機(jī)中，向氣缸注入的只有空氣，而不是油氣混合體。這意味著二沖程柴油機(jī)不會產(chǎn)生困擾二沖程汽油發(fā)動機(jī)的環(huán)境問題。另外，二沖程柴油機(jī)必須有渦輪增壓器或增壓器，這意味著在鏈鋸中不會安裝二沖程柴油機(jī)，因?yàn)槟菢犹嘿F了。

五、二沖程發(fā)動機(jī)與四沖程發(fā)動機(jī)的比較具有的優(yōu)點(diǎn)：①二沖程發(fā)動機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)曲軸旋轉(zhuǎn)一周，而四沖程發(fā)動機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)曲軸要轉(zhuǎn)兩周，因而當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、壓縮比、工作容積相同時(shí)，理論上講二沖程發(fā)動機(jī)做功次數(shù)是四沖程發(fā)動機(jī)做功次數(shù)的兩倍，其發(fā)出的功率也應(yīng)是四沖程發(fā)動機(jī)的兩倍。②由于二沖程發(fā)動機(jī)曲軸一周做一次功，做功的頻率高，因而運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。③由于二沖程發(fā)動機(jī)不設(shè)置專門的配氣機(jī)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)較簡單，質(zhì)量也較小。由于二沖程發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)上的原因，存在以下缺點(diǎn)：①燃燒后廢氣不易從氣缸內(nèi)排除干凈。②由于換氣，減少了有效工作行程，因此在同樣曲軸轉(zhuǎn)速和工作容積情況下，二沖程發(fā)動機(jī)的功率不等于四沖程發(fā)動機(jī)的二倍。一般只有1.5～1.6倍。③二沖程發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性不如四沖程發(fā)動機(jī)，原因在于換氣時(shí)有一部分新鮮可燃混合氣隨同廢氣排出（四沖程柴油機(jī)和四沖程直噴燃?xì)饣蚱蜋C(jī)由于換氣時(shí)是由純空氣掃除廢氣，因而不存在燃油在換氣時(shí)隨廢氣排出。）六、內(nèi)燃機(jī)的總體構(gòu)造以四沖程汽油機(jī)為例介紹發(fā)動機(jī)的一般構(gòu)造：曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)的主體，由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組3部分組成。配氣機(jī)構(gòu)作用是依靠凸輪凸緣線運(yùn)動軌跡使氣門按一定規(guī)律開啟或關(guān)閉，以使可燃混合氣及時(shí)充入氣缸或從氣缸內(nèi)排除廢氣。燃料供給系是將燃料（汽油機(jī)是可燃混合氣，柴油機(jī)則分別是空氣和高壓狀態(tài)下經(jīng)霧化的柴油供入氣缸供燃燒，并將燃燒后的廢氣排出）。點(diǎn)火系按規(guī)定的順序和時(shí)刻及時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧字斜粔嚎s的可燃混合氣。潤滑系是將潤滑油供給到發(fā)動機(jī)上有相對運(yùn)動需要潤滑的零件表面，以減少摩擦阻力、沖洗運(yùn)動磨損產(chǎn)生的金屬微粒、帶走摩擦熱量。冷卻系通過循環(huán)流動的冷卻水帶走受熱機(jī)件傳導(dǎo)的熱量，并將熱量散發(fā)到大氣中，以保證發(fā)動機(jī)能正常工作。起動系利用起動機(jī)的動力使發(fā)動機(jī)啟動并進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。第二節(jié)曲柄連桿機(jī)構(gòu)功用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并將燃?xì)庾饔迷诨钊斏系牧D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，由曲軸向外輸出做功。組成由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組成。一、機(jī)體組機(jī)體組包括氣缸體、上下曲軸箱、汽缸蓋和汽缸墊及油底殼等。1、氣缸體氣缸體是發(fā)動機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體，是發(fā)動機(jī)中最重要的一個(gè)部件。氣缸體有水冷式缸體和風(fēng)冷式氣缸體。水冷式氣缸體一般與上曲軸箱鑄成一體。氣缸體上部拍了出所有氣缸，氣缸周圍的空腔相互連通構(gòu)成水套。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(jié)構(gòu)有一般式、龍門式、和隧道式三種形式風(fēng)冷式氣缸體和曲軸箱采用分體式結(jié)構(gòu)，氣缸體和曲軸箱分開鑄造，然后再裝配到一起。氣缸體和氣缸蓋外表面鑄有許多散熱片來保證充分散熱，缸體的材料一般用灰鑄鐵，為提高氣缸的耐磨性，有時(shí)在鑄鐵中加入少量合金元素如鎳、鉬、鉻、磷等。但是，實(shí)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(jīng)濟(jì)性，廣泛采用缸體內(nèi)鑲?cè)霘飧滋讈硇纬蓺飧坠ぷ鞅砻?。這樣，缸套可用耐磨性較好的合金鑄鐵或合金鋼制造，以延長氣缸使用壽命，而缸體可用價(jià)格較低的普通鑄鐵或鋁合金材料制造。2、氣缸套干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(nèi)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。其壁厚比干式缸套厚，一般為5～9mm3、汽缸蓋氣缸蓋的主要作用是封閉氣缸上部，與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室一般水冷式發(fā)動機(jī)氣缸蓋內(nèi)鑄有冷卻水套，缸蓋下端面與缸體上端面向所對應(yīng)的水套是相通的，利用水的循環(huán)來冷卻燃燒室壁等高溫部分；風(fēng)冷式發(fā)動機(jī)氣缸蓋上鑄有許多散熱片，靠增大散熱面積來降低燃燒室的溫度發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上應(yīng)有進(jìn)排氣門座導(dǎo)管孔和進(jìn)排氣通道等。汽油機(jī)氣缸蓋還應(yīng)有火花塞孔，而柴油機(jī)則設(shè)有安裝噴油器的做孔4、汽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。5、油底殼油底殼的主要作用是儲存機(jī)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二、活塞連桿組活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等主要機(jī)件組成。1、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(zhuǎn)活塞可分為頭部、環(huán)槽部和裙部三部分活塞頭部活塞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(huán)槽活塞環(huán)安裝在活塞環(huán)槽內(nèi)。汽油機(jī)一般由2～3道環(huán)槽,上面1～2道用來安裝氣環(huán),實(shí)現(xiàn)氣缸的密封;最下面的一道用來安裝油環(huán).在油環(huán)槽底面上鉆有許多徑向回油孔,當(dāng)活塞向下運(yùn)動時(shí),油環(huán)把氣缸壁上多余的機(jī)油刮下來經(jīng)回油孔流回油底殼。若溫度過高，第一道環(huán)容易產(chǎn)生積碳，出現(xiàn)過熱卡死現(xiàn)象活塞裙部活塞裙部起導(dǎo)向作用2、活塞環(huán)活塞環(huán)安裝在活塞環(huán)槽內(nèi)，用來密封活塞與氣缸壁之間的間隙，防止竄氣，同時(shí)使活塞往復(fù)運(yùn)動便順捷。活塞環(huán)分為氣環(huán)和油環(huán)兩種活塞環(huán)3、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(shí)也按等強(qiáng)度要求做成截面管狀體結(jié)構(gòu)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(nèi)自由轉(zhuǎn)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(fā)生相對轉(zhuǎn)動；銷與活塞銷座孔之間為間隙配合4、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(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(qiáng)度和剛度要求的前提下減少質(zhì)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(fā)動機(jī)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三、曲軸飛輪組曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。1、曲軸曲軸是發(fā)動機(jī)最重要的機(jī)件之一。其作用是將活塞連桿組傳來的氣體作用力轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)力矩對外輸出，并驅(qū)動發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他輔助裝置工作曲軸前端主要用來驅(qū)動配氣機(jī)構(gòu)、水泵和風(fēng)扇等附屬機(jī)構(gòu)，前端軸上安裝有正時(shí)齒輪(或同步帶輪)、風(fēng)扇與水泵的帶輪、扭轉(zhuǎn)減振器以及起動爪等曲軸后端采用凸緣結(jié)構(gòu)，用來安裝飛輪主軸頸和連桿軸頸是發(fā)動機(jī)中最關(guān)鍵的滑動配合副，一般均進(jìn)行表面淬火，軸頸過渡圓角處還須進(jìn)行滾壓強(qiáng)化等化等工藝，以提高其抗疲勞強(qiáng)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(qiáng)度高、耐沖擊韌度和耐磨性能好的優(yōu)質(zhì)中碳結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)中碳合金鋼或高強(qiáng)度球墨鑄鐵來鍛造或鑄造曲軸在裝配前必須經(jīng)過動平衡校驗(yàn)，對不平衡的曲軸，常在其偏重的一側(cè)平衡重或曲柄上鉆去一部分質(zhì)量，以達(dá)到平衡的要求

曲軸組

2、飛輪作用：主要用來儲存或釋放能量。飛輪是一個(gè)轉(zhuǎn)動慣量很大的圓盤，外緣上壓有一個(gè)齒圈，與起動機(jī)的驅(qū)動齒輪嚙合，供起動機(jī)發(fā)動機(jī)時(shí)使用。飛輪上通常還刻有第一缸點(diǎn)火正時(shí)記號，以便校準(zhǔn)點(diǎn)火時(shí)刻多缸發(fā)動機(jī)的飛輪應(yīng)與曲軸一起進(jìn)行動平衡試驗(yàn)。為了保證在拆裝過程中不破壞飛輪與曲軸間的裝配關(guān)系，采用定位銷或不對稱螺栓布置方式，安裝時(shí)應(yīng)加以注意曲軸飛輪組

四、曲柄連桿機(jī)構(gòu)常見損傷及修理第三節(jié)配氣機(jī)構(gòu)功用：按照發(fā)動機(jī)各缸的工作循環(huán)和點(diǎn)火順序，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門，使新鮮的可燃混合氣（汽油機(jī)）或空氣（柴油機(jī)）得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)排出。同時(shí)，在氣門關(guān)閉時(shí)能封住氣缸內(nèi)的高壓氣體。組成：進(jìn)氣排氣系統(tǒng)、配氣機(jī)構(gòu)、減壓機(jī)構(gòu)等。有的內(nèi)燃機(jī)還設(shè)有增壓器。（一）進(jìn)、排氣系統(tǒng)（二）配氣機(jī)構(gòu)（三）配氣相位與氣門間隙（四）減壓機(jī)構(gòu)一、氣門式配氣機(jī)構(gòu)的布置及傳動氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動組構(gòu)成。配氣機(jī)構(gòu)一般由以下幾種分類方法。①按氣門的位置不同：頂置式氣門和側(cè)置式氣門兩大類。②按凸輪軸的布置：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：齒輪傳動式、鏈傳動式和帶傳動式。④按每氣缸氣門數(shù)目：二氣門式、四氣門式、五氣門式等多種。配氣機(jī)構(gòu)1、氣門的布置形式氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)其進(jìn)、排氣門大頭朝下，倒掛在氣缸蓋上。①氣門組由氣門、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門彈簧座、鎖片等組成。②氣門傳動組由搖臂軸、搖臂、推桿、挺桿、挺柱、凸輪軸和定時(shí)齒輪等。③工作原理：發(fā)動機(jī)工作時(shí)，曲軸上的正時(shí)齒輪驅(qū)動凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動到凸起部分頂起挺柱時(shí)，通過推桿和調(diào)整螺釘使搖臂繞搖臂軸擺動，壓縮氣門彈簧，使氣門離座，即氣門開啟。當(dāng)凸輪凸起部分滑過挺柱后，氣門便在氣門彈簧力作用下落座，即氣門關(guān)閉。氣門側(cè)置式配氣機(jī)構(gòu)其進(jìn)、排氣門都布置在氣缸的一側(cè)，由于氣門側(cè)置，使燃燒室延伸至氣缸直徑以外，限制了壓縮比的提升，即不利于燃燒又增大了熱量損失。目前已被淘汰。2、凸輪軸的布置形式凸輪軸的布置形式可分為下置、中置和上置3種，均可用于氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)。①凸輪軸下置或中置的配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸下置或中置的配氣機(jī)構(gòu)中的凸輪軸分別位于曲軸箱或氣缸體上部。凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)：當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，為減小氣門傳動機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動的質(zhì)量，可將凸輪軸位置移至氣缸體上部，由凸輪經(jīng)挺柱直接驅(qū)動搖臂而省去推桿。②凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)其凸輪軸布置在氣缸蓋上。凸輪軸驅(qū)動氣門的形式有兩種：1）凸輪軸直接驅(qū)動氣門（見課本圖6-9）2）通過搖臂來驅(qū)動氣門。如圖。特點(diǎn)：沒有挺柱、推桿，大大減小了往復(fù)運(yùn)動質(zhì)量，對凸輪軸和彈簧設(shè)計(jì)要求也最低。在高速發(fā)動機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。3、凸輪軸的傳動方式通過曲軸驅(qū)動凸輪軸一般有齒輪傳動、鏈傳動和帶傳動3種方式。凸輪軸下置、中置式配氣機(jī)構(gòu)大多采用圓柱形斜齒正時(shí)齒輪傳動。凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)一般采用鏈條與鏈輪或齒形帶傳動，齒形帶傳動具有噪音小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。二、氣門間隙發(fā)動機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，氣門與其傳動機(jī)構(gòu)間均預(yù)留一定的間隙，以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量。這一間隙稱為氣門間隙。過小關(guān)閉不嚴(yán),過大延時(shí)打開。由生產(chǎn)廠按設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定。通常進(jìn)氣門間隙為0.25～0.3mm，排氣門間隙為0.3～0.35mm三、氣門配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造1、氣門組包括氣門、氣門導(dǎo)管、氣門座、氣門彈簧和鎖片等零件。(1)氣門有頭部和桿部組成，可分為凸頂、平頂和凹頂材料：進(jìn)氣門為合金鋼；排氣門采用耐熱合金鋼。（2）氣門桿呈圓柱形，其導(dǎo)向和承受側(cè)向力、并帶走部分熱量的作用。氣門頭與桿有一較大的過渡圓弧面，有利于氣體的流動

進(jìn)氣門頭部直徑一般大于排氣門。（為了減少進(jìn)氣阻力，提高充量系數(shù)）(3)氣門座氣門座是與氣門頭部閥面配合的環(huán)形座?？稍跉飧咨w上直接鏜出，也可鑲環(huán)形套。一般采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵加工。（4）氣門導(dǎo)管功用：導(dǎo)向，以保證氣門做直線運(yùn)動，并使氣門與氣門座能正確貼合。此外，氣門導(dǎo)管還在氣門桿與氣缸蓋之間起導(dǎo)熱作用。（5）氣門彈簧

克服氣門關(guān)閉過程中氣門及傳動件的慣性力，防止各傳動件之間因慣性力的作用而產(chǎn)生的間隙，保證氣門及時(shí)落座并貼合緊密；防止氣門在發(fā)動機(jī)振動時(shí)發(fā)生跳動，破壞其密封性。氣門彈簧座應(yīng)具有足夠的剛度和安裝預(yù)緊力。2、氣門傳動組組成：凸輪軸、定時(shí)齒輪、挺柱以及推桿、搖臂、搖臂座和搖臂軸等。作用：使進(jìn)、排氣門能按規(guī)定的順序和時(shí)刻開閉，并保證有足夠的開度。（1）凸輪軸作用：按規(guī)定的工作循環(huán)順序，開啟時(shí)刻和升程，及時(shí)地開啟和關(guān)閉氣門，并驅(qū)動油泵、燃油泵等。（2）挺柱作用：將凸輪的推力傳給推桿（或氣門桿），并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力。（3）推桿作用：將凸輪軸經(jīng)挺柱傳來的推力傳給搖臂，一般只用在凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)中。（4）搖臂作用：將推桿傳來的力改變方向，使氣門開啟。四、配氣相位配氣相位：用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門開、閉時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間稱為配氣相位，其對應(yīng)的環(huán)形圖，叫做配氣相位圖。五、配氣機(jī)構(gòu)常見故障的原因分析及檢修見課本182頁表6-1第四節(jié)潤滑系一、潤滑系的功用及組成1.潤滑系的功用功用：①動機(jī)工作時(shí)，對各個(gè)運(yùn)動零件的摩擦表面連續(xù)不斷地輸送溫度適宜、帶有壓力的清潔潤滑油，并在運(yùn)動表面之間形成油膜，實(shí)現(xiàn)液體摩擦，以減小摩擦阻力、減低功率消耗、減輕機(jī)件磨損、延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。②輸送到摩擦表面間循環(huán)流動的具有一定壓力和粘度的潤滑油，還可起到帶走零件摩擦面間的金屬磨屑、積炭、塵粒等“磨料”的沖洗作用。③吸收摩擦面熱量的冷卻作用，減輕零件間的沖擊振動作用。也就是“減摩，清洗，冷卻，密封”的作用。2.潤滑方式①壓力潤滑以一定壓力把潤滑油供入摩擦表面的潤滑方式。主要用于主軸承、連桿軸承及凸輪軸承等負(fù)荷較大的摩擦面的潤滑。②飛濺潤滑利用發(fā)動機(jī)工作時(shí)運(yùn)動件濺潑起來的油滴或油霧潤滑摩擦表面的潤滑方式，主要用于潤滑負(fù)荷較輕的氣缸壁面和配氣機(jī)構(gòu)的凸輪、挺柱、氣門桿及傳動齒輪等工作表面。③潤滑脂潤滑使用專用黃油槍將潤滑脂定期擠注到零件工作表面的潤滑方法。主要潤滑部位如發(fā)動機(jī)軸承等。3.潤滑系組成①潤滑油貯存裝置油底殼，用以貯存必要數(shù)量的潤滑油，以保證發(fā)動機(jī)循環(huán)使用。②潤滑油升壓和輸送裝置主要有機(jī)油泵和潤滑油管道組成，其功用是保證發(fā)動機(jī)在任何工況下都能供給足夠壓力和流量的潤滑油到達(dá)需要潤滑的部位，并滿足潤滑系中潤滑油的循環(huán)流動。③潤滑油濾清裝置包括機(jī)油集濾器、機(jī)油粗濾器、機(jī)油細(xì)濾器，用以濾除潤滑油中的金屬微粒、機(jī)械雜質(zhì)和潤滑油氧化物等，保證潤滑油的清潔。④潤滑油冷卻裝置即機(jī)油散熱器⑤安全、限壓裝置包括限壓閥、旁通閥。用以保持潤滑油路中的正常壓力及供油連續(xù)性，使?jié)櫥倒ぷ骺煽?。此外，潤滑系還包括潤滑油壓力表、溫度表等，二、潤滑系統(tǒng)的使用和注意事項(xiàng)1、看住壓力表。２、檢查油尺。３、機(jī)油標(biāo)號（夏HC-14號，冬HC-8號）。4、定期更換和保養(yǎng)三、潤滑系的常見故障及排除方法潤滑油壓力過低潤滑油消耗量過大潤滑油壓力過高潤滑油消耗量過大第五節(jié)冷卻系一、冷卻系的作用及組成功用：使發(fā)動機(jī)在各種工況下均能確保在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，既要防止發(fā)動機(jī)過熱，也能防止嚴(yán)冬季節(jié)發(fā)動機(jī)過冷。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動后，冷卻系還應(yīng)保證發(fā)動機(jī)很快升溫到正常工作溫度（80-90度）方式：發(fā)動機(jī)的冷卻系有水冷和風(fēng)冷。大中型發(fā)動機(jī)一般都采用水冷卻系。發(fā)動機(jī)強(qiáng)制循環(huán)水冷卻系統(tǒng)由水泵、散熱器、冷卻風(fēng)扇、冷卻液膨脹箱、發(fā)動機(jī)水套、控制裝置（雙速熱敏開關(guān)和節(jié)溫器）、水溫傳感器、水溫表及連接管道等零部件構(gòu)成。冷卻系中的主要零部件散熱器散熱器蓋水泵風(fēng)扇節(jié)溫器（一）風(fēng)冷式

用高速流動的空氣直接冷卻受熱零件的表面。適宜干旱地區(qū)。（二）水冷系式

用水作為介質(zhì)對內(nèi)燃機(jī)實(shí)施冷卻。常用的有蒸發(fā)式和壓力循環(huán)式（強(qiáng)制循環(huán)式）四缸強(qiáng)制循環(huán)式發(fā)動機(jī)的水冷卻系統(tǒng)

（三）冷卻系統(tǒng)的使用和注意事項(xiàng)1、看住水量，及時(shí)補(bǔ)足。2、看住水溫（85－90o）。3、冬季放凈水。4、定期除垢。二、冷卻系的常見故障及排除方法

課本198頁第六節(jié)汽油機(jī)燃料供給系一、汽油機(jī)燃料供給系概述1、汽油2、汽油機(jī)燃料供給系作用及一般組成作用：按發(fā)動機(jī)的不同工況的需要，配置一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，供給氣缸燃燒做功，將廢氣排入大氣。組成：①燃油供給裝置，包括油箱、濾清器、汽油泵、油管等；實(shí)現(xiàn)汽油的貯存、輸送及清潔作用。②空氣供給裝置③可燃混合氣形成裝置④可燃混合氣供給和廢氣排出裝置二、簡單化油器與可燃混合氣的形成1、化油器功用：根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況的需要，向發(fā)動機(jī)提供一定量，清潔的，霧化良好的汽油。并與一定數(shù)量的空氣混合形成可燃混合，同時(shí)保證發(fā)動機(jī)各種工況下，都能提供濃度合適的可燃混合氣。2、混合氣濃度即空氣量與汽油量的混合比例。用過量空氣系數(shù)α表示。理論上燃燒1kg汽油約需空氣15kg，即15：1，此時(shí)用α=1表示，稱為標(biāo)準(zhǔn)混合氣。當(dāng)α>1時(shí),表示氣多油少,混合氣稀;當(dāng)α<1時(shí),表示氣少油多,混合氣濃。3、簡單化油器

簡單化油器工作原理：當(dāng)活塞下移時(shí)，進(jìn)氣門打開，空氣在喉管處流速急速增加，氣壓顯著下降，而浮子室油面受大氣作用，在壓力差的作用下，汽油自浮子室，流過主量孔，經(jīng)主噴管噴出，同時(shí)被高速氣流沖散成細(xì)霧?？扇蓟旌蠚庾源颂庨_始形成，在進(jìn)氣管和汽缸中，汽油不斷蒸發(fā)、霧化，被氣流吹散帶動，并與空氣不斷混合。

節(jié)氣門俗稱油門，用以調(diào)節(jié)進(jìn)入汽缸的混合氣量，開度大進(jìn)入汽缸的混合氣多，開度小進(jìn)入汽缸的混合氣少。簡單化油器不能滿足使用要求，在實(shí)際的化油器中增加了主供油裝置和輔助供油裝置。4、主供油裝置它的作用是在中等負(fù)荷工況供給稍稀的混合氣。發(fā)動機(jī)工作時(shí)，隨著節(jié)氣門的開大，主油井中吸油量增加，泡沫管處油面下降，泡沫孔便露出油面，主井的空氣由少增多，減少了吸油作用。5、輔助供油裝置1.怠速裝置：怠速時(shí)，汽油機(jī)轉(zhuǎn)速低，要求較濃的混合氣，此時(shí)節(jié)氣門接近于全閉，前方喉管處氣壓接近大氣壓汽油不出，后方氣壓卻很低，怠速孔設(shè)在此處油從怠速孔噴出。2.起動加濃裝置有阻風(fēng)門和加濃按鈕。啟動時(shí)，關(guān)小阻風(fēng)門，降低阻風(fēng)門后的氣壓，以增加汽油噴出量，使混氣變濃。啟動后應(yīng)逐漸打開阻風(fēng)門，以免過濃息火。三、汽油直接噴射系統(tǒng)簡介1、汽油直接噴射系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)（191頁）2、汽油直接噴射供給系統(tǒng)的分類按噴射系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分多點(diǎn)噴射和單點(diǎn)噴射；按噴射控制裝置的形式：機(jī)械式、電子控制式和機(jī)電一體式。按噴射方式不同：脈沖順序彭射式和連續(xù)噴射式。3、電子控制噴射系統(tǒng)的組成電噴系統(tǒng)主要由進(jìn)氣、燃料供給和控制三個(gè)分系統(tǒng)組成。①進(jìn)氣系統(tǒng)其功能是提供燃料所需要的空氣②燃料供給系統(tǒng)該系統(tǒng)由汽油箱、電動汽油泵、汽