发动机原理与构造习题解答

发动机原理与构造习题解答一、发动机的工作原理和总体构造1、汽车发动机通常是由哪些机构与系统组成？它们各有什么功用？(1) 曲柄连杆机构：进行热功转换。

曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。

它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。

在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。

而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。

(2) 配气机构：控制进、排气门的开启时刻及延续时间。

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。

配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。

(3) 燃料供给系统：汽油机：由化油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。

柴油机：由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸。

汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。

(4) 润滑系统：减少相对运动部件的摩擦阻力，减轻磨损。

润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。

并对零件表面进行清洗和冷却。

润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

(5) 冷却系统：降低气缸及高温部件的高温，使发动机保持正常的工作温度。

冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

(7) 点火系统：（汽油机独有）在压缩行程接近上止点时，点火系即在火花塞电极间产生电火花以点燃混合气。

在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。

能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

(8) 起动系统：用外力转动发动机曲轴以达到燃烧作功所需的条件。

要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。

发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。

因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。

完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。

2、柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式与点火方式上有何不同？它们所用的压缩比为何不一样？可燃混合气的形成及发火方式：汽油机：汽油粘度小，蒸发性好，自燃温度高于380ºC。

在气缸外部的化油器处形成混合气，由进气管进入气缸，在压缩接近上止点时由火花塞发火点燃混合气。

即外火源点燃。

柴油机：柴油粘度大，蒸发性差，自燃度为250ºC左右。

在气缸内部形成混合气，即在压缩接近终了由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸与压缩后的高温空气混合，自行发火燃烧。

即压缩自燃。

柴油机靠压缩自燃，因此，压缩比设计得较大。

3、四冲程汽油机与柴油机在总体构造上有何异同？汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。

汽油机与柴油机的燃料供给系有区别：汽油机：由化油器或喷油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。

柴油机：由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器直接喷入气缸。

二、曲柄连杆机构1、发动机镶入缸套有何优点？什么是干缸套？什么是湿缸套？采用湿缸套如何防止漏水？气缸套采用耐磨的优质材料制成，气缸体可用价格较低的一般材料制造，从而降低了制造成本。

同时，气缸套可以从气缸体中取出，因而便于修理和更换，并可大大延长气缸体的使用寿命。

气缸套有干式气缸套和湿式气缸套两种。

干式气缸套的特点：气缸套装入气缸体后，其外壁不直接与冷却水接触，而和气缸体的壁面直接接触，壁厚较薄，一般为1～3mm。

它具有整体式气缸体的优点，强度和刚度都较好，但加工比较复杂，内、外表面都需要进行精加工，拆装不方便，散热不良。

湿式气缸套的特点：气缸套装入气缸体后，其外壁直接与冷却水接触，气缸套仅在上、下各有一圆环地带和气缸体接触，壁厚一般为5～9mm。

它散热良好，冷却均匀，加工容易，通常只需要精加工内表面，而与水接触的外表面不需要加工，拆装方便，但缺点是强度、刚度都不如干式气缸套好，而且容易产生漏水现象。

应该采取一些防漏措施，缸套的外表面设有上支承定位带和下支承密封带，缸套装入座孔后，通常缸套顶面略高出气缸体上平面0.05～0.15mm，以保证气缸的密封性，防止冷却水窜漏。

3、扭曲环装入汽缸中为什么会产生扭曲？它的优缺点？装配时应注意什么？扭曲环是在矩形环的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分，使断面呈不对称形状，装入气缸后，由于断面不对称，产生不平衡力的作用，使活塞环发生扭曲变形。

活塞上行时，扭曲环在残余油膜上浮，可以减小摩擦，减小磨损。

活塞下行时，则有刮油效果，避免机油烧掉。

同时，由于扭曲环在环槽中上、下跳动的行程缩短，可以减轻"泵油"的副作用。

安装时必须注意断面形状和方向，内切口朝上，外切口朝下，不能装反。

4、曲轴为什么要轴向定位？怎样定位？为什么曲轴只能有一处定位？当发动机工作时，曲轴经常受到离合器施加于飞轮的轴向力作用而有轴向窜动的趋势。

这样将破坏曲轴上各部件的正确相对位置。

故必须用定位装置加以限制。

而曲轴受热膨胀时又应允许它能自由伸长，所以曲轴只能设一处定位。

定位方式：①翻边轴瓦的翻边定位（中央或后端）。

②推力轴承及止推片（前端）。

三、配气机构1、配气机构的功用是什么？顶置式气门配气机构由哪些零件组成？功用：按发动机工作过程的需要，适时开启、关闭进排气门，使新鲜充量进入，废气排出。

气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁片等组成。

其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。

2、为什么一般在发动机的配气机构中要保留气门间隙？气门间隙过大或过小有何危害？在哪里调整与测量？调整时气门挺柱应处于配气凸轮的什么位置？气门间隙：为防止气门受热膨胀，导致气门关闭不严，漏气，使发动机功率下降。

因此，在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中应留适当的间隙。

不同机型，气门间隙的大小不同，根据实验确定，一般冷态时，排气门间隙大于进气门间隙，进气门间隙约为0.25～0.3mm，排气门间隙约为0.3～0.35mm。

间隙过大：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降，此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。

间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，导致气门变形，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。

调气门间隙应在气门关闭时调：调整：在摇臂一端的调整螺钉，锁紧螺母处调。

测量：在气门杆尾部与摇臂间。

调整时气门挺柱应处于配气凸轮的基园位置。

3、如何从一根凸轮轴上找出各缸的进、排气凸轮和该发动机的发火顺序？（1）、判定各缸的进、排气凸轮。

（2）、判定凸轮轴的旋向。

（3）、根据α=360/ⅰ判定同名凸轮的工作顺序，即发动机的发火次序。

四、汽油机供给系2、结合理想化油器的特性曲线，说明现代化油器各供油装置的功用。

主供油系统功用：保证发动机工作时，化油器所供给的混合气随节气门开度加大而逐渐变稀，并在中负荷时接近最经济成份。

除怠速和极小负荷工况外，汽车其它工况所消耗的燃料主要由主供油系统供给。

怠速系统功用：保证怠速和极小负荷时供给浓的混合气Φa=0.6— 0.8。

加浓系统功用：在大负荷和全负荷时额外供油，使浓度达Φa=0.85—0.95，以保证发动机发出最大功率。

加速系统功用：在节气门突然开大时，及时供给一定量的额外燃油，使混合气临时加浓，以适应发动机加速的需要。

供给Φa= 0.7。

起动系统功用：发动机冷起动时，供给极浓的混合气Φa=0.2— 0.6。

3、说明主供油装置是在什么样的负荷范围内起作用？在此负荷范围内，随着节气门开度的逐渐加大，混合气浓度怎样变化？它的构造及工作原理如何？主供油系统除怠速和极小负荷工况外，汽车其它工况所消耗的燃料主要由主供油系统供给。

保证发动机工作时，化油器所供给的混合气随节气门开度加大而逐渐变稀，并在中负荷时接近最经济成份。

构造：在主喷管与化油器浮子室间加一个通气孔（油井），用来降低主量孔处的真空度。

原理：主供油系统不工作时，通气管内油面与主喷管、浮子室油面是等高的。

小油门时，喉管真空度小，从主喷管喷出的油量较少，通气管内的油面下降不多。

油门增大，喉管真空度↑，由于主量孔比主喷管的流通截面小，汽油来不及从浮子室向主喷管补充，通气管内的油面就很快降低直到被吸净为止。

这时，空气通过空气量孔流入通气管，并与主量孔出来的汽油一道从主喷口喷出，并在喷出前，空气和汽油已形成气泡，有利于汽化。

4、说明加速装置的功用、构造及工作原理。

加速泵的功用：就是在节气门突然开大时，及时加浓混合气，以适应汽油机加速的需要。

构造：在浮子室内有一泵缸，泵缸内有活塞，活塞通过活塞杆及弹簧，连接板与拉杆相连。

拉杆由固装在节气门轴上的摇臂操纵，加速泵腔与浮子室之间装有进油阀，泵腔与加速量孔之间油道中装有出油阀。

进油阀在不加速时，在本身重力作用下，经常开启和关闭不严，而出油阀则靠重力经常保持关闭，只有在加速时方能开启原理：当节气门开度减小时，摇臂逆时针回转，带动拉杆、连接板、活塞杆及活塞向上移动，泵腔内产生真空度，汽油便自浮子室经进油阀充入泵腔。

当一般地增加负荷，即节气门缓慢地开大时，活塞便缓慢地下降，泵腔内形成的油压不大，进油阀在自动重力的作用下处于开启或关闭不严状态，于是，汽油又通过进油阀流回浮子室，加速装置并不起作用。

但当节气门迅速地开大时，由于活塞下移很快，泵腔油压迅速增大，使进油阀关闭，同时顶开出油阀，泵腔内所贮存的汽油便从加速量孔喷入喉管内，加浓混合气。

这种加浓作用只是一时的，当节气门停止运动后，即使保持的开度很大，加速泵也不再供油。

8、应用电控汽油喷射系统有何优点，它的系统组成有哪些？优点：在任何情况下都能获得精确的空燃比；混合气在各缸分配均匀；汽车的加速性能好；充气效率高；良好的起动性能和减速减油或断油。