绪 论（一） 【组织教学】
采用各种方法，贯穿教学过程始终； 点名认识学生，宣布课程相关要求。 【新课引入】
大家好，我们又见面了。这一学期，我将和大家一起来学习一门重要的专业课程——《汽车发动机构造与维修》。希望我们能像第一学期那样合作愉快，共同进步。
《汽车发动机构造与维修》这门课程主要向大家介绍汽车发动机的基本结构、工作原理、维护和修理以及故障诊断和排除方面的系统知识。通过本课程的学习，再配以相关实训，大家将具备对汽车发动机进行结构分析、常规维护和修理、故障诊断和排除方面的基本技能。 【讲解新课】
随着汽车工业及汽车技术的发展，汽车已成为机电一体化的载体。现代汽车结构日益复杂，传统汽车维修技术已不能适应，必须拓展新知识、新技术。环境保护和节能降耗等要求汽车维修不仅要恢复汽车的经济性、动力性、安全性指标，还要在诸如废气排放、噪声控制、舒适耐用等方面达到国家标准和满足社会需求。一系列新技术在汽车上的应用，使汽车维修的内涵跨入更广阔的领域。
所以，我们有必要先来了解一下有关汽车维修的相关知识： 一、发动机零件的耗损形式
汽车发动机的零件在工作过程中，不可避免地要发生耗损。其耗损的形式主要有：磨损、腐蚀、疲劳和变形四类。
1
其中，磨损是最主要的一种耗损形式，大约有80%的零部件是由于磨损而报废的。 1、磨损
相互运动的零件，其相接触表面之间的摩擦会造成零件表面的磨损，致使零件的尺寸、形状和表面质量发生变化，配合特性变坏。
所以，通常以汽车主要部件的磨损情况作为衡量汽车技术状况变化的指标。
汽车零件的磨损，大致可分为三个阶段：
零件的磨合期
特征：零件磨损较快。
原因：新加工零件表面存在微观凹凸不平，产生了嵌合磨损所致。 时间：新车或新修竣车运行1000～1500km以内。
要求：零件的载荷越大、滑动速度越高和表面越粗糙，其磨损量
就越大。故新车或新修竣车，应按规定以较小的载荷和较低的速度运行。
正常工作期
特征：零件的磨损量随行驶里程的增加而增长，但增长很缓慢。 原因：零件工作表面已经磨合，润滑条件较好，相配零件的间隙
在正常技术范围内。
时间：取决于零件的材料、结构、使用条件及是否正确维护。 要求：合理使用、强制维护。
加速磨损期
特征：相配零件间隙已达到最大允许使用极限，磨损量急剧增加。 原因：间隙增大，润滑油膜难以维持，冲击负荷增大，导致磨损
2
量增大，出现异响、漏气、振抖等现象。
时间：极短。
要求：不能继续使用，及时送修。
磨损量磨损率2、腐蚀
金属零件表面常发生化学腐蚀和电化学腐蚀。 3、疲劳
疲劳断裂是材料在交变载荷作用下产生的疲劳裂纹萌生和发展而导致断裂的一种破坏现象。 4、变形
零件的变形形式主要有弯曲、扭曲、翘曲等。
车辆在使用过程中，随着行驶里程的增加，由于各零件上述形式的耗损，将导致汽车技术状况逐渐变差。要了解汽车技术状况的变化，一般可通过相继出现的种种外观症状来推断其变化程度。 二、汽车技术状况变化的表现 1、动力性下降
具体表现为汽车的最高行驶速度减小、加速时间增长、加速距离增长、最大爬坡度减小、牵引能力下降等。
3
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 行驶里程 零件的磨损规律
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 行驶里程
2、经济性变差
具体表现为燃、润料消耗量增大、维修运行费用增加。 3、汽车安全特性下降
具体表现为汽车制动距离增长、跑偏量增大、制动机构反应迟缓失灵、转向操纵沉重、摆振不断增加、行驶过程中噪声振抖异响不断增多、排气污染增加等。 4、汽车可靠特性下降
具体表现在汽车运行故障增多，因故障停驶时间增长。 5、各技术参数发生变化
技术参数包括：发动机功率、燃油消耗量、机油消耗量、发动机燃烧质量、气缸压缩力、曲轴箱窜气量、气缸漏气率、进气歧管真空度、点火系工作质量、机油压力、机油品质、发动机温度、发动机异响和振动等。 【巩固新课】
强调本节主要内容： 发动机零件的耗损形式； 汽车技术状况变化的表现。 【布置作业】
1、发动机零件的耗损形式有哪些？
2、零件的磨损可分为哪三个阶段？各阶段有何特点？ 3、汽车技术状况变化可表现在哪些方面？
4
绪论（二）
【组织教学】
采用各种方法，贯穿教学过程始终。 【复习提问】
1、发动机零件的耗损形式有哪些？
2、零件的磨损可分为哪三个阶段？各阶段有何特点？ 3、汽车技术状况变化可表现在哪些方面？ 【新课引入】
通过上节课的学习，我们知道了汽车发动机零件的耗损形式及其技术状况变化的特征。那么，到底可以采取什么样的措施来延缓汽车发动机的技术状况变化？当汽车发动机的技术状况发生了较大变化后，我们又可以采取什么样的措施来恢复它良好的技术状况呢？
这一节我们就来学习这方面的基础知识。 【讲解新课】 三、发动机的维护
概念：发动机的维护是指为维持其完好技术状况和工作能力而
进行的作业。
原则：预防为主、定期检测、强制维护。
5
目的：保持整洁，及时发现并清除故障隐患，延长零件使用寿
命了，防止早期损坏和运行中出现故障，保证安全行车。
1、发动机维护作业的内容
清洁：外表清洁、滤清器和水、油、气管道的清洁。
检查：利用人工检视或仪器诊断，检视装备是否齐全、整洁，有
无漏水、漏油、漏气、漏电现象；检查发动机的异响，发动机运转是否正常；检测发动机动力性；废气排放情况等。
紧固：检查并按规定力矩和顺序拧紧所有外露连接件的螺栓和螺
母。
补给：按需添加燃料、润滑剂、冷却液等。
润滑：按要求更换发动机机油和给各润滑点加注润滑剂。 调整：按规定对发动机各部位的可调节部分进行调整。
2、发动机作业维护的类别 （1）预防性维护
按事先规定的维护计划而进行的各种维护作业。 定期维护
日常维护：日常性作业，由驾驶员负责执行。其作业中心内容是
清洁、补给和安全检视。
一级维护：由专业维修工负责执行。其作业中心内容除日常维护
作业外，以清洁、润滑、紧固为主，并检查有关制动、操纵等安全部件。坚持三检（出车前、中、后）、保持四清（三滤和蓄电池）、防止四漏（水、油、气、电）。
二级维护：由专业维修工负责执行。其作业中心内容除一级维护
6
作业内容外，以检查、调整为主，如怠速、点火提前角、配气相位、气门间隙、气缸压力、冷却系、润滑系等。
磨合维护
汽车运行初期，改善零件摩擦表面几何形状和表面层物理机械性能的过程。
走合前：以检查、紧固为主。
走合中：限速、限载，路面良好，200km紧固缸盖螺栓，500km
热车换机油。
走合后：更换三滤，检查调整点火正时、气门间隙，按一级维护
项目进行润滑和维护。
换季维护
换入夏季时的维护：冷却系、润滑油、化油器、蓄电池、轮胎气压等。
换入冬季时的维护：同上。 （2）非预防性维护
对于一些突发性故障所采取的事后维护和。 3、发动机维护的周期
一般以车辆行驶里程为依据。 一级维护周期：2000～3000km。 二级维护周期：10000～15000km。 不同车型要求有所不同。 四、发动机的修理
7
1、发动机的修理工艺
发动机大修时进行的各种技术作业总称为发动机修理工艺。（大修：全面修理；小修：局部修理。）
按一定的顺序和方法完成这些作业的过程称为发动机修理工艺过程。一般包括进厂检验、外部清洗、总成和零件的拆卸、零件清洗、零件的检验分类、零件修理、总成装配、总成试验、发动机总装及测试、出厂检验等。
（1）零件的拆卸原则
顺序：先装的后拆，后装的先拆，能同时拆的就同时拆。 范围：能不拆的就不拆，尽量避免大拆大卸。 目的：拆是为了装。
（2）零件的清洗方法
油污：有机溶剂（油、酒精）清洗、碱溶液清洗和化学合成水基金
属清洗剂清洗。
积炭：机械和化学清除法。 水垢：酸洗或碱洗法。
2、发动机零件的机械加工修复 （1）修理尺寸法
相配零件中的主要件磨损逾限后，为了延长这些零件的使用寿命，将其磨损部位用机械加工的方法扩大（孔）或缩小（轴）至规定的尺寸，恢复其正确的几何形状和精度，然后更换相应的配合件，通过改变尺寸而达到配合性质不变的目的。
一般为0.25㎜一级。
8
（2）镶套修复法
在制造零件时，把易磨损部位制成一个单独的套筒状零件，然后用过盈配合的方法镶入相应部位。待磨损部位磨损逾限后，可用更换新套筒件的方法修复。
镶套过盈量选择合适。 五、发动机的故障诊断与检测技术
发动机故障：发动机部分或完全丧失工作能力的现象。
故障诊断：在不解体条件下，通过检查、测试、分析、判断等一系列
活动查明故障部位及原因的过程。
性能检测：和故障诊断相似，但侧重使用性能和技术状况。
1、人工直观试探法
通过原地或道路试验，靠观察或采用简单工具来判断发动机的技术状况和故障的方法。 2、仪表检测法
采用专用仪器，特别是采用微机智能技术，对汽车发动机的性能参数进行检测、分析、判断等。 【巩固新课】
强调本节主要内容：
发动机维护和修理的内容、方法、工艺和要求； 发动机故障诊断与性能检测。 【布置作业】
1、预习§1-1汽车发动机的类型及工作原理 2、书面作业：
9
教材P16面2、3、4、5。
§1-1汽车发动机的类型及工作原理
【组织教学】
采用各种方法，贯穿教学过程始终。 【复习提问】
1、发动机维护作业的内容有哪些？ 2、发动机维护作业可分为哪些类别？ 3、发动机零件的拆卸原则是什么？ 4、什么是修理尺寸法和镶套修复法？ 【新课引入】
大家知道，发动机是汽车的心脏，它的工作情况直接影响着汽车整车的性能。那么，发动机到底是如何工作的呢？今天，就让我们来研究一下和发动机工作有关的一些基础知识。 【讲解新课】
10
一、发动机的类型
现代汽车发动机以往复活塞式内燃发动机为最多，经过一个多世纪的不断革新，其技术已相当完善，被汽车界广泛采用。
内燃机：热力发动机机的一种，其特点是燃料燃烧产生热能的过程在发动机机内部完成。
蒸气机：燃料在发动机外部燃烧，通过加热水而产生水蒸气，
最终通过水蒸气来推动发动机运转。
往复活塞式发动机：工作时活塞在气缸内做往复直线运动，选用曲柄连杆机构将活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动。
转子式发动机：相当于活塞的三角形转子在蚕茧形壳体内做偏
心回转运动，直接将可燃混合气的燃烧膨胀力转化为发动机的输出转矩。
往复活塞式内燃发动机根据不同的特征，又可分为很多不同的种类：
1、按完成一个工作循环活塞的往复次数不同分
四冲程发动机：活塞上下往复运动四个单程完成一个工作循环的发
动机。
二冲程发动机：活塞上下往复两个单程即完成一个工作循环的发动
机。
2、按冷却方式不同分
水冷发动机：利用水或冷却液（水和乙二醇的混合物）把工作时
产生的热量散发出去的发动机。
风冷发动机：通过加大散热面积，直接把热量散发到大气中的发
11
动机。
3、按气缸数不同分
单缸发动机：只有一个气缸的发动机。 多缸发动机：有两个及其以上气缸的发动机。
4、按气缸排列方式分
直列发动机：所有气缸排成一排的发动机。
V形发动机：所有气缸排成两排，并成一定的夹角，最终形成V
字状的发动机。
对置式发动机：所有气缸排成两排，对置放在同一平面的发动机。
5、按使用燃料不同分
汽油机：以汽油为燃料的发动机。 柴油机：以柴油为燃料的发动机。
6、按进气是否增压分
增压式发动机：利用一定的增压装置提高进入气缸内气体压力的发
动机。
非增压式发动机：依靠大气压自然进气的发动机。
二、发动机的一般构造
气缸内装有活塞，连杆的塞销与活塞铰接，大头与曲轴
另有控制进排气用的气构。
三、发动机的基本术语
小头通过活铰接。 门及其它机
12
1、上止点
指活塞上行到达最高点处的位置，即活塞离曲轴回转中心最远处。 2、下止点
指活塞下行到达最低点处的位置，即活塞离曲轴回转中心最近处。
3、活塞行程S
活塞在上、下止点之间运行的距离。 4、曲柄半径R
曲轴连杆轴颈的中心至曲轴主轴颈中心的距离。S=2R
5、气缸容积Vh
上、下止点间气缸的容积。
VhD24106s
式中：D—气缸直径，㎜；
S—活塞行程，㎜； Vh—气缸工作容积，L。
6、发动机排量VL
多缸发动机各缸工作容积的总和。 7、燃烧室容积VC
活塞在上止点时，活塞顶部以上的容积。 8、气缸总容积Va
13
活塞在下止点时，活塞顶部以上的容积。
Va=VC+Vh
9、压缩比ε
气缸总容积与燃烧室容积之比。 汽油机：6～9；柴油机：16～22。 10、工作循环
发动机每一次将燃料燃烧的热能转变为机械能的过程。 四、四冲程汽油机工作原理 1、进气行程
进气门打开，排气门关闭；活塞下行，气缸内容积增大，压力减小；进气行程末P=0.075～0.09MPa；T=370～440K。 2、压缩行程
进、排气门均关闭；活塞上行，气缸内容积减小，压力增大；压缩行程末P=0.6～1.2MPa；T=600～700K。 3、作功行程
进、排气门均关闭；开始瞬间，P=3～5MPa；T=2200～2800K。随后活塞下行，气缸内容积增大，压力减小；作功行程末P=0.3～0.5MPa；T=1300～1600K。 4、排气行程
进气门关闭，排气门打开；活塞上行，气缸内容积减小，压力减小；排气行程末P=0.105～0.115MPa；T=900～1200K。 五、四各种柴油机的工作原理
只区别和汽油机不同：
14
1、进气行程进入气缸的物质不同； 2、压缩终了的压力和温度不同； 3、可燃混合气的点燃方式不同。 【巩固新课】
强调本节主要内容： 发动机的分类； 发动机的基本术语； 四冲程发动机的工作原理。 【布置作业】
1、教材P16面7
2、发动机根据不同的特征可分为哪些类别？
3、解释：上、下止点；气缸容积；压缩比；工作循环。 4、试述四冲程汽油发动机的工作原理。
§1-2发动机的总体构造
【组织教学】
采用各种方法，贯穿教学过程始终。 【复习提问】
1、往复活塞式内燃发动机根据不同的特征可分为哪些类别？2、什么叫工作循环？上、下止点？活塞行程？曲柄半径？ 3、什么叫气缸工作容积？气缸总容积？燃烧室容积？ 4、什么叫压缩比？什么叫发动机排量？ 5、试述四冲程汽油发动机的工作过程。
15
【新课引入】
知道了发动机的分类、常用术语和基本工作原理，下面我们来研究发动机的总体构造。
发动机是一部复杂的机器，结构形式很多，但为完成发动机的工作循环所需要的基本结构则是大体相同的。下面，就让我们从这些基本结构开始研究。 【讲解新课】
一、各种发动机都基本相同的五大基本构造 1、曲柄连杆机构
曲柄连杆机构主要由气缸体、气缸盖、活塞、连杆总成、曲轴和飞轮、油底壳等组成。
曲柄连杆机构是发动机实现热功转换的核心机构。在作功行程，它把燃气推动活塞作功的直线运动转变成曲轴的旋转运动，向外输出转矩；在进气、压缩、排气行程，它把曲轴的旋转运动转变成活塞的直线往复运动，以完成作功准备工作。 2、配气机构
主要由进气门、排气门、摇臂机构、推杆、挺柱、凸轮轴和凸轮轴正时齿轮等组成。
作用是使新鲜气体适时充入气缸并及时从气缸排出废气。 3、冷却系
主重要包括水泵、风扇、节温器、水套、散热器等组成。 作用是冷却受热机件，保持发动机正常的工作温度。 4、润滑系
16
主要由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油粗滤器、机油细滤器及机油散热器等组成。
作用是润滑摩擦件，减小摩擦阻力和机件的磨损，以及冷却摩擦零件和清洗摩擦表面。 5、起动系
主要由起动机及其附属装置组成。 作用是使静止的起动并转入自行运转。 二、某些发动机特有的基本构造 1、化油器式汽油发动机 （1）点火系
主要由供给低压电流的电源装置，将低压电流及时变成高压电流的变压装置，将高压电流分送给各缸火花塞而产生电火花的分电装置等三大部分组成。
作用是在压缩行程活塞接近上止点时保证按时产生电火花，点燃气缸中被压缩的混合气。 （2）燃油供给系
主要由汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等组成。
作用是把汽油和空气为成分合适的可燃气供入气缸，并将燃烧后的废气排到大气中去。 2、电喷汽油发动机 （1）燃油供给系
主要由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油压力调节器、喷
17
油器、空气滤清器、进排气歧管及三元催化器、消声器等组成。 （2）电子控制系统
主要由控制器（电脑）、传感器等组成。
电脑接受各种传感器的反馈信号并进行运算、处理、判断，然后向有关执行器（喷油器、点火器等）发出指令，使发动机在各种工况下都能得到浓度合适的可燃混合气，并能适时点火燃烧。 （3）点火系统
由电脑控制火花塞的发火时间，使发动机在各种工况下都能获得最佳的点火时间和足够的点火能量。 3、柴油发动机的燃料供给系
主要由柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器、空气滤清器、进排气歧管、排气消声器等组成。
输油泵从油箱内吸入柴油并经滤清器滤清后向喷油泵输送低压柴油；喷油泵将低压柴油变成高压柴油，在压缩行程接近上止点时将一定量的柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，自行着火燃烧。 【巩固新课】
强调本节主要内容：发动机的基本构成 1、各种发动机上都相同的部分 2、不同发动机上不同的部分
【布置作业】
1、预习§1-3发动机的主要性能指标及编号规则 2、书面作业：教材P16面9、10题。
18
§1-3发动机的主要性能指标及编号规则
【组织教学】
采用各种方法，贯穿教学过程始终。 【复习提问】
1、各种发动机都基本相同的五大基本构造是什么？
2、化油器式汽油机的燃油供给系和点火系的结构和作用是什么？
3、柴油机的燃油供给系有何特点？ 【新课引入】
发动机的种类繁多，我们依据什么标准对发动机的好坏做出评价？依据什么来快速区分不同类型的发动机呢？今天，我们就来学习这方面的知识。 【讲解新课】
一、发动机的主要性能指标
评价一台发动机的质量指标应是全面的，包括性能指标、可行耐久性指标、结构性指标、工艺性指标等。但是，许多指标却是相互制约和矛盾的。下面我们主要讨论发动机的使用性能指标。 1、有效转矩
19
发动机通过曲轴对外输出的转矩称为有效转矩，用Me来表示，单位为N·m。
有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡，与充气量、燃烧的完善程度、内部各种损失有关。 2、有效功率
发动机通过曲轴对外输出的功率称为有效功率，用Pe来表示，单位为kw。
有效功率是发动机克服了各部分摩擦阻力和驱动各种辅助装置所消耗的功率后所得到的净功率。
Men2n3PeMe10(KW)
609550式中：Me—有效转矩，N·m；
Pe—有效功率，kw。
由式中可以看出，提高发动机的转速可使功率提高，从而使单位功率的体积减小，质量减轻。但发动机的转速提高受到下列条件的限制：
提高转速使运动件的惯性增加，使发动机的机械负荷增加；同时，由于工作频率增加，使活塞、缸盖、缸套、排气门等零件的热负荷也有所增加。
提高转速使发动机摩擦损失功率增加，机械效率降低，因而使燃油消耗升高。
提高转速使发动机零件磨损加快，大修周期缩短。 提高转速使发动机的平衡问题更加突出，噪音也随之加大。
20
发动机铭牌上标明的功率及相应转速称为标定功率和标定转速。 3、升功率
在标定工况（标定功率、标定转速）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，用PL表示，单位是kw /L。 4、有效燃油消耗率
发动机在1h内持续发出1 kw的有效功率所消耗的燃油量，称为有效燃油消耗率，用ge表示，单位是g/（kw·h）。
ge=（GT/ Pe）×103
式中：GT—发动机每小时耗油量，kg/h；
Pe—发动机标定功率，kw。
除此之外，经常还从起动性能、噪声、排气品质等方面对发动机的使用性能做出评价。 二、国产内燃机型号编制规则
GB725-91《内燃机产品名称和型号编制规则》规定内燃机型号由首部、中部、后部和尾部四部分组成。 1、首部
产品系列符号与换代标志符号，由制造厂各自选定，但需经主管部门或标准化机构核准。 2、中部
由表示气缸数、气缸排列形式、冲程、缸径的符号组成。 无符号 直列 3、后部
21
V V型 P 平卧形 无符号 四冲程 E 二冲程
结构特征和用途特征符号，以字母表示。 无符号 水冷 无符号 T F 风冷 M N 凝气冷却 G Q 车用 Z 增压 D 发电机组 通用型 拖拉机 摩托车 工种机械 4、尾部
区分符号。同一系列产品因改型等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。
例：CA6102型汽油机
EQ6100Q-1型汽油机 YC6105QC型柴油机
【巩固新课】
强调本节主要内容： 1、发动机的性能指标； 2、发动机的编号规则。 【布置作业】
1、什么叫有效功率、有效转矩、有效燃油消耗率？ 2、如何计算有效功率？ 3、解释：EQ6100-1型汽油机
§2-1曲柄连杆机构的构造和工作原理（一）
【组织教学】
22
采用各种方法，贯穿教学过程始终。 【复习提问】
1、什么叫有效功率、有效转矩、有效燃油消耗率？ 2、如何计算有效功率？ 3、解释：EQ6100-1型汽油机 【新课引入】
前面，我们从总体上了解了发动机的一些基本情况，从今天开始，我们就来具体学习发动机的每一组成部分的结构、工作原理、维修和故障诊断的相关知识。 【讲解新课】
一、曲柄连杆机构的组成和工作条件 1、组成
由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三大部分组成。
机体组：气缸体、气缸盖、气缸垫、油底壳。 活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆。 曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器。
2、工作条件
高温、高压、高速和严重的化学腐蚀。 二、曲柄连杆机构的受力分析 1、气体作用力
（1）作功行程的气体压力 把气缸压向左侧的气缸壁； 使曲轴的主轴颈压紧在主轴承上；
23
对曲轴产生转矩使曲轴旋转。 （2）压缩行程的气体压力 把气缸压向右侧气缸壁； 使曲轴的主轴颈压紧在主轴承上； 对产生一个旋转阻力矩。 2、往复惯性力和离心力
往复运动的物体，当运动速度变化时，就要产生往复惯性力。 物体绕某一中心作旋转运动时，会产生离心力。 会引起发动机的上下、左右振动；
使曲柄连杆机构各零件和轴颈承受附加载荷，从而增加变形和磨损。 3、摩擦力 较小可忽略。 4、措施
在曲轴上增设平稳块； 连杆制成工字形断面； 采用铝合金活塞；
提高零件加工精度、表面硬度，加强润滑。 三、机体组
1、气缸体与气缸套 （1）气缸体
气缸：气缸体上半部分为引导活塞往复运动的圆筒。 上曲轴箱：供安装曲轴及为其旋转提供空间的部分。
24
水套：为了冷却气缸，在其外围制的容纳冷却水的空间。 气缸的排列形式：直列、V形和对置式三种。 气缸的结构形式：整体式和镶套式两种。
（2）气缸套
干式缸套：不直接与冷却水接触，壁厚一般为1～3㎜。 湿式缸套：与冷却水直接接触，壁厚一般为5～9㎜。
定位：径向利用上支撑定位带和下支撑密封带；轴向利用上端的凸缘。
密封：上支撑定位带与座孔为紧配合；下支撑密封带装有1～3道橡胶密封圈；整体安装后高出气缸体上平面0.05～0.15㎜，将气缸垫压紧在缸套顶面。 2、气缸盖
作用：用来封闭气缸的上部，并与活塞顶部和气缸壁共同构成燃
烧室。
材料：铸铁和铝合金两种。 结构：以孔多为特色。 形式：整体式和分开式。
安装：从中央向四周分几次逐步地拧到规定的力矩；
铸铁缸盖热态时需复紧一次。
燃烧室：楔形、盆形、半球形。
3、气缸垫
作用：保证气缸盖与气缸体接合面之间的密封，防止漏气、漏水
和漏油。
25
要求：足够的强度；具有耐热、耐腐蚀能力；一定的弹性和导热
性；拆装方便，重复使用。
结构：金属-石棉结构。
安装：应使带卷边一面朝向易修整的或较硬的平面。
4、油底壳
作用：贮存机油并封闭曲轴箱。
结构：后部较深，内有稳油挡板，底部装有带有磁性的放油塞。
【巩固新课】
强调本节主要内容： 1、曲柄连杆机构的受力分析 2、机体组各部件的结构 【布置作业】
1、预习活塞连杆组。
2、书面作业：教材P75面1、2、4。
§2-1曲柄连杆机构的构造和工作原理（二）
【组织教学】
采用各种方法，贯穿教学过程始终。 【复习提问】
1、曲柄连杆机构由哪几部分组成？
2、缸套分为哪两种？其中湿式缸套是如何定位和密封的？ 3、如何正确安装气缸盖？ 4、对气缸垫有何要求？
26
【讲解新课】 四、活塞连杆组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆和连杆轴瓦等机件组成。 1、活塞
作用：与汽缸盖、汽缸壁等共同组成燃烧室，承受汽缸中气体压力
并通过活塞销和连杆传给曲轴。
工作条件：高温、高压、巨大惯性力、交变载荷和热应力的作用，
工作条件极为恶劣。
要求：足够的强度和刚度；
质量尽可能小；
导热性、耐热性和耐磨性好； 温度变化时尺寸和形状的变化要小。
材料：铝合金制成。
基本结构：分为顶部、环槽部（头部）、裙部三部分。
（1）活塞顶部
燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。 为提高刚度、强度和散热能力，内腔制有加强筋。 顶部形状有平顶（汽油机）和凹顶（柴油机）。 （2）环槽部
切有若干道用以安装活塞环的环槽，是活塞的防漏和散热部分，环槽和活塞环一起实现汽缸的密封，并将活塞的热量通过活塞环散发到汽缸壁。
27
汽油机活塞一般有3～4道环槽，其中最下面的一道是油环槽，其余的是气环槽；在油环槽底面圆周上钻有许多与活塞内腔相通的泄油孔或泄油槽，以便油环从缸壁上刮下来的多余机油，由此经活塞内壁流回油底壳。
有的发动机活塞在第一道环槽上面，切出一道比环槽窄的隔热槽，以防第一环过热而产生积碳和卡死在环槽中。
有的发动机为了提高环槽寿命，在环槽部位铸入用耐热材料制造的环槽护圈。 （3）裙部
自油环槽下端面起至活塞底面的部分，为活塞在汽缸内作往复运动导向和承受侧压力。 〖特殊结构〗
裙部断面必须制成长轴垂直于活塞销座孔轴线方向的椭圆形;
原因：活塞工作时,燃气压力均布作用在活塞顶上,而活塞销给予的支持力则作用在活塞销座处,由此而产生的变形是:裙部直径沿活塞销座轴线方向增大。侧压力的作用也使裙部直径沿销座轴线方向增大。此外,活塞销座附近的金属量多,受热后裙部直径沿销座轴线方向的膨胀量大于其他方向。
把活塞制成一个直径上小下大的近似圆锥形。
原因：活塞沿轴线方向温度上高下底，壁厚上厚下薄，造成活塞自上而下膨胀量由大到小。
在活塞受侧压力较小的一侧开T形槽。（横槽叫绝热槽，作用是减少裙部受热；竖槽叫膨胀槽，作用是防止活塞受热后胀死在汽缸
28
中。）
活塞销座孔中镶铸膨胀系数仅为铸铝的1/10的“恒范钢片”。目的是减少热膨胀量。 （4）活塞销座孔
在裙部制有活塞销座孔，用于安装活塞销。
结构：多采用全浮式活塞销（工作时可慢慢转动，因此沿圆周磨损较均匀，且弯曲变形较小）；
为防止活塞销窜出划伤缸壁，在活塞销座孔外端制有用于安装卡环的卡环槽，两卡环槽之间的距离大于活塞销的长度，使卡环与活塞销端面之间留有足够的间隙。
活塞销座孔的加工精度很高，并且经分组与活塞销选配，以达到高精度的配合。活塞销座孔的尺寸分组，常用不同的油漆涂于活塞销座孔下方外表面。
活塞销座孔轴线若与活塞中心线垂直相交于同一平面内，当活塞越过上止点改变运动方向时，由于侧压力瞬时换向，使活塞与缸壁的接触面突然由一侧平移至另一侧，便产生活塞对缸壁的“敲击”，因此，很多发动机将活塞销座孔轴线向作功行程中受侧压力较大的一侧偏移1～2mm。这样，在活塞接近上止点时，作用在活塞销轴线右侧的气体压力大于左侧，使活塞绕活塞销轴线转过一个角度，裙部下端首先与左侧缸壁接触，提前换向。当活塞越过上止点，侧压力由向右变为向左时，活塞便以左下端接触处为支点，顶部向左转，完成换向，而使换向冲击力大为减弱。 （4）安装
29
由于活塞销座孔的轴线偏移，裙部的单面T形槽结构，以及顶部的特殊结构等原因，会使活塞的形状不对称。因此在装配活塞连杆总成，和向汽缸内安装该总成时，应特别注意活塞和连杆的正确方向。
【巩固新课】
强调本节重点内容：顶部形状、裙部结构、活塞销偏置、总成安装等。
【布置作业】
1、为什么活塞、连杆在发动机上要有一定的安装方向？ 2、全浮式活塞销有什么优点？为什么要用卡环进行轴向定位？ 3、活塞纵断面呈什么样的形状？裙部横断面呈什么样的形状？为什么？
§2-1曲柄连杆机构的构造和工作原理（三）
【组织教学】
30
采用各种方法，贯穿教学过程始终。 【复习提问】
1、为什么活塞、连杆在发动机上要有一定的安装方向？ 2、全浮式活塞销有什么优点？为什么要用卡环进行轴向定位？ 3、活塞纵断面呈什么样的形状？裙部横断面呈什么样的形状？为什么？ 【讲解新课】 四、活塞连杆组 2、活塞环
活塞环分为气环和油环两类。
作用：密封、散热、刮油和布油。
气环：密封和散热； 油环：刮油和布油。
组成：汽油机用三道活塞环，上面的两道是气环，下面的一道是油
环。
材料：除了一些组合式油环用弹簧钢片制作外，多数活塞环都是用
脆性较大的铸铁类材料制造的。（拆装时变形量不能过大，以防折断。）
详细情况：
（1）第一道环多为镀铬环，可以减缓活塞环和气缸壁的磨损，不得
装错。
（2）活塞环装入气缸后其两端之间应有端隙（开口间隙）；与环槽
间应有侧隙与背隙。
31
（3）密封措施
活塞环、气缸壁、活塞之间可能漏气的地方有三处：环与缸壁之间的开口间隙处；环的外圆柱与缸壁接触处；环与活塞间的侧隙和背隙处。
措施：（除开口间隙外，其余两处是可以密封的。）
活塞环在自由状态下，其直径比气缸直径大，当将环径向压缩随活塞一起装入气缸后，便产生径向弹力F0，使之与缸壁压紧，形成了第一密封面，其压紧力为FA；
气缸中的高压气体不能从此密封面下窜，便进入侧隙和背隙，作用在环侧面上的气体压力把活塞环压紧在环槽的下端面上，形成了第二密封面，其压紧力为FB；
背压力P2则使环更紧地压在气缸壁上。燃气使环对缸壁的压紧作用称为气环的第二次密封。
由于开囗间隙很小（一般0.25～0.5mm），并相互按一定位置错开，形成迷宫式封气路线，气体通过各道环囗后，漏入曲轴箱的气量是很少的，一般仅为进气量的0.2%～1%。 （4）气环断面形状
矩形断面：矩形断面的气环随活塞作往复运动时，因第二密封面在
环槽上下端面间的交替变化，每一工作循环会把气缸壁上的机油送入气缸一次。这种现象如同油泵的作用一样，称为气环的泵油作用。机油被泵入燃室，不但增加了机油的消耗，而且还会在燃烧室或环槽中形成积炭，使环卡死，失去密封作用，甚至使环折断。
扭曲环：（为了加强密封、加速磨合、减小泵油作用及改善润滑，
32
发动机广泛采用了非矩形断面的扭曲环。）是在矩形环的内圆上边缘或下边缘切槽或倒角而成。将这种环装入气缸后，由于环的弹性内力不对称而产生断面倾斜，使环发生扭曲。环的外圆下端压紧缸壁，外圆上端与内圆下端与环槽的上、下端面压紧，防止了活塞环在环槽内的上、下窜动而造成的泵油作用，同时还有利于密封和磨合，活塞下行时还有利于刮油。
扭曲环的安装具有方向性：凡内圆切槽的环槽口应向上；外圆切槽的
环槽口应向下；两种切槽的环都有的，其中内圆切槽的环，为第一道环。
锥面环：与缸壁是线接触，有利于磨合和密封。这种环在活塞下
行时有刮油作用，上行时有布油作用。故只能按图示方向安装。为避免装反，锥面环在环端面上侧面标有“向上”或“TOP”等字样。
油环：分整体式和组合式两种结构形式，目前广泛应用的是组合
式油环，一般由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成，轴向衬环夹装在第二、三刮油片之间，径向衬环使三片刮油片压紧在气缸壁上。 3、活塞销
作用：连接活塞与连杆，并在二者之间起到传力的作用。
材料：多用低炭钢或低炭合金制造加以表面渗碳或氰化处理，并为空
心圆柱体。
形式：
（1）全浮式
在发动机正常工作温度时，活塞销能在连杆衬套孔和活塞销座孔中自由转动，以使活塞销外表面的磨损比较均匀。
33
（2）半浮式
活塞销在连杆小头孔为固定不动的过盈配合，在销座孔内为可以活动的间隙配合。 4、连杆
作用：连接活塞和曲轴，并在二者之间起到传力和转换运动的作用。 组成：由大头、杆身和小头三部分组成。
小头：安装活塞销（半浮式）或连杆衬套（全浮式）的圆形座孔。
在全浮式连接的连杆小头顶部开有与座孔相通的供飞溅润滑用的集油孔或集油槽，座孔内镶有连杆衬套，座孔与衬套为边盈配合。
杆身：工字形断面结构，内钻有纵向油道。
大头：为可分开的圆孔，与杆身分开的部分叫连杆盖，两部分用
连杆螺栓连接。
连杆盖和连杆是组合后镗的孔，在同侧刻有配对记号，以防装错。 大头孔内装有上、下两片轴瓦，通过凸键和凹槽定位。
切口形式：平切口和斜切口两种形式。平切口利用连杆螺栓上的精
加工的圆柱部分与经过精加工的螺栓孔来定位；斜切口利用止口定位、套筒定位和锯齿定位。
布置形式
（1）并列连杆式 （2）主副连杆式 （3）叉形连杆式
连杆轴瓦
是安装在连杆大头和连杆盖上的被剖分成两半的滑动轴轴承。是在厚1～3mm的薄钢背的内圆面上浇注0.3～0.7mm厚的减摩合金层
34
（如巴氏合金、铜铅合金、高锡铝合金等）而成。
轴瓦背面很光，在自同情由状态下不是半圆形，当它们被装进连杆大头孔内时，有一定的过盈。 【巩固新课】
强调本节重点内容：活塞环及连杆的结构 【布置作业】
1、活塞环有何作用？ 2、安装活塞环时应注意什么？
3、什么叫全浮式活塞销？半浮式活塞销？ 4、连杆由哪三部分组成？
35
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容