现代工程机械发动机与底盘构造

第一章

1、四行程柴油机的工作原理和工作过程：

进气行程，由曲轴旋转通过连杆带动活塞自上止点移向下止点，在此期间进气门开启，排气门关闭。由于活塞上方空间不断扩大，气缸内压力降至大气压力以下，新鲜空气经进气门不断被吸入气缸。

压缩行程由曲轴继续旋转推动活塞自下止点移向上止点，在此期间进排气门都关闭。由于气缸内容积不断减小，空气受压缩后温度、压力随着升高，为下步柴油的燃烧准备了有利条件。作功行程当压缩行程接近终了时（即活塞接近上止点时），喷油器以高压将油雾迅速喷入气缸，油雾进入高温气体后，边混合边蒸发，迅速形成可燃混合气并自行着火燃烧，燃烧产生的大量热能使气缸内的温度和压力急剧升高，此时由于进、排气门仍都关闭着，高压气体将活塞从上止点推向下止点，并通过连杆推动曲轴旋转。随着活塞下移，气缸容积不断增大，气体的压力和温度也逐渐降低，这一过程实现了化学能变热量、热能变机械能的两次能量转换。

排气行程曲轴继续旋转，又将活塞自下止点推向上止点，在此期间排气门开启，进气门关闭，燃烧后的废气经排气门排出气缸外。

至此，柴油机经历了进气、压缩、作功、排气四个过程，完成了一个工作循环。由于曲轴一端装有飞轮，依靠飞轮旋转的惯性将使曲轴继续旋转，则下一个工作循环又开始，如此周而复始，使柴油机得以连续不断地运转

2、气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示。

ε=Va/Vc＝(Vh+Vc)/Vc＝１+Vh/Vc

它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，则压缩终了时气缸内气体的压力和温度就越高。Va气缸总容积，Vh汽缸工作容积（气缸排量），Vc燃烧室容积。

3、四行程汽油机与四行程柴油机工作过程的主要区别在于：

1)汽油机进气行程吸入气缸的不是纯空气，而是在气缸外部已初步形成的可燃混合气。方法是在进气通道上装一汽化器（图1-4），当高速气通过汽化器喉管12时，由于汽油粘度小，挥发性好，汽油从喷孔13被吸出并吹散，吹散的汽油滴在气流中一边汽化一边与空气混合，成为可燃混合气进入气缸。

2)由于汽油机压缩行程所压缩的是可燃混合气而不是纯空气，所以压缩比要小得多，一般压缩比ε=6~9，否则容易自燃，使着火时刻失去控制。

3)由于同样的理由，汽油机必须采用电火花点火，由专门机构准确控制点火时刻。

4)由于汽油机的可燃混合气经过进气和压缩两个行程的准备，汽油充分汽化，油气混合均匀，比柴油机的准备过程充分得多，一旦着火，燃烧速度极快，因而一般汽油机的转速比柴油机高。

4、柴油机两大机构、四大系统：曲柄连杆机构和机件组件、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、启动装置（汽油机：燃料供给系中，在进气管路中串连一个制备汽油混合气的装置——化油器。汽油机中有点火系统。）

5、发动机的主要性能指标有动力性指标和经济性指标。动力性指标包括有效扭矩、有效功率及升功率等；经济性指标，也叫燃料经济性指标，指的是发动机的有效燃油消耗率（也称比油耗）和有效热效率。

发动机的曲轴飞轮组件驱动工作机械的力矩称有效扭矩

发动机在单位时间内对外实际作功的大小称有效功率

在标定工况下发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率称为升功率

发动机每工作一小时所消耗的燃料重量称为耗油量

第二章

1、活塞连杆组基本组成：由活塞、活塞环、活塞销、连杆和轴瓦等组成。

活塞连杆组基本功能：活塞连杆组的功用是活塞与气缸套、气缸盖一起组成燃烧室；承受燃气压力，并把它传递给连杆，由活塞环密封气缸，防止缸内气体泄漏入曲轴箱和由轴箱内机油窜入燃烧室；传递热量，将活塞顶部接受的热量通过气缸壁传给介质，连杆用来连接活塞和曲轴，传递动力，把活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动。

2、为保证活塞与缸壁间均匀而合理的配合间隙，常温下通常将活塞裙部加工成椭圆形，长轴垂直于活塞销轴线方向；活塞侧表面加工成上小下大的截锥形或阶梯形。这样活塞在工作中变形后，裙部可近似恢复成正圆形，侧表面可近似恢复成正圆柱形，使合理的配合间隙得到保证。否则，如果常温下裙部加工成圆形，则工作中由于裙部在侧压力作用下，使直径沿活塞销轴线方向上变长。在顶部气体压力作用下，同样使裙部沿销轴线方向变长；活塞销座孔处金铁堆积及销与座孔磨擦而引起的温升，又进一步使裙部沿销轴线方向的膨胀变形量增大。这三方面原因作用结果，将导致裙部变成椭圆形，破坏合理的配合间隙。又如果常温下活塞侧表面加工成圆柱形，则工作中由于活塞顶部温度高，裙部温度低，再加上顶部和头部金属厚，因此导致活塞上部变形量大于下部，产生锥度，这同样破环合理的配合间隙。

3、活塞环按功用活塞环分为气环和油环两种。气环的功用是密封和传热。即防止气缸内气体泄漏于曲轴箱，并将活塞顶部接受的多余热量传给气缸壁，由冷却介质带走。油环的功用是刮油和布油。即将气缸壁上多余的机油刮掉，防止上窜燃烧室，并使机油均匀分布，形成油膜，改善活塞与缸壁的润滑条件。

4、扭曲环，内外扭怎么安装：安装时内切扭曲环的切口朝上，外切扭曲环的切口朝下。外切扭曲环因切口处漏气量多，不宜作第一道环。

5、连杆大头定位方式：连杆螺栓定位、锯齿形定位、套销定位、止口定位。

连杆基本构成：大头、小头和杆身三个部分

6、曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和扭转减速器等组成。

7.曲轴的功用是将连杆传来的气体压力转变为扭矩，作为动力而输出做功，并驱动配气机构等各辅助装置。

8.飞轮标志：飞轮外圆上一般刻上上止点，供油始点等记号，便于检查调整供油或点火时间及气门间隙时参照。修理中安装飞轮时，不允许改变它与接盘的相对位置，安装面要保持干净、无损伤。

9.扭转减振器常见类型：发动机曲轴的扭转减振器有橡胶扭转减振器，硅油扭转减振器和硅油--橡胶扭转减振器等三种型式。

10.气缸套：气缸套有两种型式：干式（不与冷却水直接接触）与湿式（湿式缸套外表面直接与冷却水接触，所以传热情况较好。）。

第三章

1.配气机构的基本功能：是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和着火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。

2.凸轮轴的不知是可分为下置、中置和上置三种。

3.凸轮轴的传动方式有齿轮传动、链传动和齿形带传动。

4、进、排气门早开和迟关的目的，是为了在每一工作循环中尽可能干净地将废气排出气缸，尽可能多地把新鲜空气吸进气缸，以获得最大功率。气门早开，不仅能保证进、排气行程一开始就能有较大的气门开度，而且能消除因气体惯性导致约15°左右曲轴转角，气体不流

动这一“无效角”。气门迟关，可利用高速流动着的气体惯性，实现过后排气和充气。

5、为什么要有气门间隙：气门间隙系指气门杆尾端摇臂（或调整螺钉）间留有的间隙。气门的关闭是靠气门弹簧将其压在气门座上，如不留有气门间隙，或间隙太小，发动机工作时将因气门组和气门传动组受热膨胀而使气门关闭不严。气门漏气不仅会造成发动机功率的下降，甚至会使气门密封表面积碳而烧坏气门。气门间隙也不宜太大，否则会破坏配气规律使气门迟开早关影响排气和充气，同样会使发动机的功率下降。此外，气门间隙太大，还会造成配气机构的撞击产生噪声、加快零件的磨损。

第四章

1.燃油供给系的组成与基本功用：

柴油机燃油供给系主要由燃油箱、滤清器、输油泵、喷油泵、喷油器、油管等组成

柴油机燃油供给系的任务，就是按照柴油机工作次序及不同工况的要求，在每一工作循环中，把干净的柴油按一定规律和要求供给气缸，使其与空气形成可燃混合气并自行着火燃烧，把燃油中含有的化学能释放出来，通过曲柄连杆机构转变为机械功。

2.混合气的形成特点：

由于柴油机是利用柴油的着火性好而采用自燃的着火方式，故其混合气形成时间极短，混合气极不均匀。一般是在压缩行程约上止点前10?～15?曲轴转角时将柴油喷入气缸，在上止点附近着火燃烧。苦柴油机的转速为2000r/min，15?曲轴转角仅相当于1/800s。正因为形成混合气时间极短，致使混合气极不均匀。另外由于结构方面的原因，气缸内有的地方柴油过多而空气较少，甚至没有空气；相反，有的地方空气多而柴油少，甚至完全没有柴油；但也有某些地方柴油与空气的混合适中，成为首先着火燃烧的火源。

为使喷入气缸中的柴油尽可能燃烧完全，以便提高柴油机的经济性，实际充入气缸中的空气量要比完全燃烧理论上需要的空气量多，即要有过量的空气。

3.柴油机燃烧过程四个阶段：着火落后期、迅速燃烧期、缓慢燃烧期、过后燃烧期。

4.燃烧室类型，特点：

统一式燃烧室

燃烧室的结构特点和混合气的形成方式：

（1）球型燃烧室结构特点：①活塞顶部呈多半“球”形凹坑。②采用双孔孔式喷油器（喷油压力17.5MPa左右）置于凹坑的边缘。③缸盖内配置有螺旋进气道。混合气的形成方式：在强的进气涡流及挤压涡流的气流作用下，以油膜蒸发混合为主而成。

（2）“U”型燃烧室结构特点：①活塞顶部呈“U”形凹坑。②采用单孔孔式喷油器（12MPa 左右的喷油压力），置于凹坑的边缘。③缸盖内配置有螺旋进气道。混合气的形成方式：在进气涡流及挤压涡流的气流作用下：低速时，以空间雾化混合为主而成；高速时，以油膜蒸发混合为主而成

（3）涡流室式燃烧室结构特点: ①活塞顶部多呈“双涡”形凹坑。②辅助燃烧室呈球形、锥形、球锥形等，容积较大（占总容积的70～80％）。③采用轴针式喷油器置于辅燃室内(12.5Mpa压力)。④主辅燃室由一个切向通道相通。混合气的形成方式: 在压缩涡流及二次涡流的气流作用下，以空间雾化混合为主而成。

分隔式燃烧室。（涡流室式燃烧室、预燃室式燃烧室）

特点：由于主燃烧室内燃烧是在副燃烧室以后，因此主燃烧室内压力升高要延迟很多，处于活塞下行及气缸容积不断加大的条件下进行，而燃烧又主要以扩散燃烧形式进行，所以主燃室内压力升高率明显比直喷式要低，工作平稳，噪声小，缸内温度也相对要低些，因此NO x 排放量也比直喷式少；分隔式燃烧室分别有强烈的压缩涡流或燃烧紊流，促进了油和气的良好混合，因此，燃烧过程的好坏并不主要依靠喷射能量，所以对喷油系统要求不高；由于散

热面积大，流动损失大，故燃油消耗率较高，起动性较差。为了解决起动困难，需把压缩比适当加大。另外，预燃室一般用耐热钢单独制造，再嵌入气缸盖内。

5、柴油机的喷油泵按作用原理不同大体可分为三类：柱塞式喷油泵、喷油泵—喷油器和转子分配式喷油泵。

6.柱塞式喷油泵的工作原理：泵油作用主要由柱塞1和柱塞套8这对精密偶件的相对运动来实现的。柱塞1圆柱表面上铣有直线形（或螺旋形）的斜槽2，斜槽内腔和柱塞上面的泵腔用柱塞中心油道3相连通，柱塞套筒上的进油孔4和回油孔7与泵体上的低压油腔相通。当柱塞下移到图4-6 a）所示的位置时，燃油经低压油腔经进油孔4被吸入，充满柱塞上面的空间。图4-6 b）表示柱塞向上运动时，起初一部分燃料被挤回低压油腔，这个过程一直延续到柱塞顶面遮住油孔的上边缘为止。如柱塞继续上升，柱塞上部的燃料压力就增加，于是便推开柱塞套上面的出油阀向高压油管供油。柱塞上升到图4-6 c）所示位置时，斜槽的边缘与回油孔的下边缘接通，柱塞上面的燃料，便通过中心油道、斜槽和回油孔回到低压油腔，供油即停止。

7.喷油器常见类型：闭式喷油器通常可分为孔式和轴针式两种。

8、按调速器的作用原理，有机械式、气力式和液力式，现在还有电子式。按控制调速范围的不同，机械式调速器可分为单制式、双制式和全制式三种。

9、评价调速器的工作性能好坏，常以调速率作为指标

δ=【（nx-nH）/((nx+nH)/2) 】×100%

δ值愈低，表明柴油机在负荷变化时引起的转速波动较小，转速比较稳定。

10.喷油提角的大小对柴油机工作过程影响很大。喷油提前角较大时，不仅气缸内温度和压力较低，混合气形成条件较差，着火落后期长，导致柴油机工作粗暴；甚至会造成活塞在止点前即形成燃烧高潮，使功率下降。喷油提前角过小时，活塞在上止点前不能开始燃烧，在上止点附近不能形成燃烧高潮，同样使功率下降，且排气冒白烟。因此，为获得较好的动力性和经济性，柴油机应选定最佳的喷油提前角。所谓最佳喷油提前角指在转速和供油量一定的条件下，能获得最大的功率及最小的耗油率的喷油提前角。

喷油提前角的调节，实际上是通过调节喷油泵的供油提前角来实现的。按作用原理，喷油提前角的调节方法有两种：一是改变滚轮传动部件的高度，即改变柱塞相对柱塞套的高度；二是改变喷油泵凸轮轴与曲轴的相对角位置。

11.输油泵常见分类：活塞式、膜片式、齿轮式和叶片式等几种。

12. PT燃油系统主要由主油箱、浮子油箱、滤油器、PT泵、喷油器等组成。

PT燃油系统燃油流程：主油箱→浮子油箱→滤清器→PT泵→喷油器→浮子油箱或主油箱燃油从主油箱流出，经浮子油箱、滤油器到PT泵，提高一定的压力后输送到喷油器。流入喷油器中的燃油大约有20%左右以高压喷入气缸，剩余部分燃油对喷油器进行冷却和润滑后，流回浮子油箱。

13. PT泵主要由齿轮泵、PTG调速器、节流阀、MVS调速器以及断流阀等五个部分组成。

14.喷油器的计量原理：柱塞式喷油泵是将低压燃油变成高压后输送给喷油器，喷油器以雾状将燃油喷入燃烧室，喷射燃料量的多少，是由喷油泵严格控制的。PT燃油系统则不同，PT泵供给喷油器的是低压燃油，每个工作循环向燃烧室里喷射的燃油量，是由喷油器严格计量的。

15.三个量孔的功能：计量量孔用于计量燃油流量。回油量孔的作用是为了维持计量量孔的进口压力稳定。平衡量孔主要保证各缸喷油量的均匀性，一旦个别缸因回油量孔、计量量孔存在制造误差使供油不均匀，可更换不同尺寸的平衡量孔进行调整。此外，通过更换不同尺寸的平衡量孔，使喷油器适用于不同功率的柴油机。

16、辅助装置主要包括主油箱1、浮子油箱2、滤油器3等。

主油箱主要用于贮存燃油。

设置浮子油箱的主要作用，是防止主油箱里的燃油流进喷油器。

第六章

1.润滑系的作用：减磨、冷却、清洗磨屑，增强缸套的密封性、防止零件表面氧化。

2、润滑方式：

压力润滑：曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处所承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定的压力将机油输送到摩擦部位，这种润滑方式称之为压力润滑。其特点是工作可靠，润滑效果好，并且具有强烈的冷却和清洗作用。

飞溅润滑：对于机油难以用压力输送到或承受负荷不大的摩擦部分，如汽缸壁、正时齿轮、凸轮表面等处的润滑，则利用运动零件飞溅出来的油滴或油雾润滑摩擦表面，称之为飞溅润滑。

掺混润滑：摩托车及其它小型曲轴箱扫气的二冲程汽油机摩擦表面的润滑，是在汽油中掺入4%~6%的机油，通过化油器或燃油喷射装置雾化后，进入曲轴箱和汽缸内润滑各零件摩擦表面，这种润滑方式称之为掺混润滑。

3.润滑系的主要机件有机油泵，机油滤清器和机油冷却器等。

4.曲轴箱通风的方式有三种：自然通风、强制封闭式通风和单向阀通风。

第七章

1、水冷却系根据冷却水循环方式分为对自然对流式和强制循环式。

自然对流是以水受热后，热水向上运动而冷水向下运动这种物理现象进行循环的。这种循环水箱必置于发动机之上。由于自然对流冷却不均匀、效果差，故只用在小功率发动机上。强制循环式水冷却系是利用水泵强制冷却水在发动机的水套和散热器之间进行循环流动。由于这种循环水的流量、循环路径，流经散热器的风力、风量可以调节，故，其冷却能力大且冷却强度可调，冷却均匀，工作可靠。目前在发动机上广泛采用。

2.大小循环如何流动：

大循环：水泵将散热器下水管经过冷却的水泵入分水管，再进入缸体水套、缸盖水套，吸收热量后，再经缸盖出水口流经节温器。当水温过高时，节温器开启，冷却水经散热器散热后再由下水管流入水泵。

小循环：水泵将散热器下水管经过冷却的水泵入分水管，再进入缸体水套，缸盖水套，吸收热量后，再经缸盖出水口流经节温器。当水温低时，节温器关闭，冷却水不经散热器直接由旁通道进入水泵。

双阀式节温器控制冷却系大小循环过程：①当水温低于40℃以下时，膨胀筒收缩，上阀门关，侧阀门开，冷却系进行小循环。②水温高于65 ℃以上时，膨胀筒伸张，上阀门开，侧阀门关；冷却系进行大循环。

3.强制循环式水冷却系主要由水泵，冷却水套、散热器、分水管及节温器等部件组成。

4.节温器的作用：

节温器的作用是根据冷却水的温度改变水在冷却系中的循环路径，调节冷却强度从而使发动机保持在最佳温度范围内工作。

节温器打开：大循环，关闭：小循环

第八章

1、发动机的起动方式：人力启动、电力启动（按传动机构分：惯性啮合式起动机、电枢移动式起动机、强制啮合式起动机。按控制装置分：直接操纵式起动机、电磁控制式起动机、