项目1 汽车发动机总体构造
任务1 汽车发动机的构造及工作原理
实训内容
汽车发动机拆装原则、操作步骤。
实训场地
理论与实践一体化汽修专业实训教室。
实训设备
（1）装备齐全的汽油发动机和柴油发动机各1台。
（2）拆散但机件齐备的汽油发动机和柴油发动机各1台。
（3）透明能运转的发动机1台。
（4）能运转的发动机解剖教具1台。
（5）发动机及各系统的电动示教板1套。
知识链接
一、发动机的组成
汽油发动机（简称汽油机）通常由两大机构、五大系统组成，柴油发动机（简称柴油机）则由两大机构、四大系统组成。“两大机构”是指曲柄连杆机构和配气机构，“五大系统”是指燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系（柴油机无此系统）和起动系。汽油机的组成如图1-1所示。
图1-1 汽油机的组成
1．曲柄连杆机构
曲柄连杆机构的作用是将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。
2．配气机构
配气机构的作用是使可燃混合气体及时充入气缸，并及时将废气从气缸中排出。
配气机构由气门组及气门传动组组成。
3．燃料供给系
燃料供给系的作用是将一定浓度和数量的可燃混合气体（或空气）送入气缸以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出。
化油器式汽油机燃料供给系包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管及排气管、排气消音器等，如图1-2所示。
图1-2 化油器式汽油机燃料供给系
电控直喷式汽油机燃料供给系在传统燃料供给系的基础上取消了化油器，取而代之的是电子控制单元（ECU）、各种传感器和执行器，能精确控制空燃比，使发动机性能得到提高，如图1-3所示。
图1-3 电控直喷式汽油机燃料供给系
柴油机燃料供给系包括柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器、进气门、空气滤清器等，如图1-4所示。
图1-4 柴油机燃料供给系
4．润滑系
润滑系的作用是将润滑油送至各个摩擦表面，以减轻机件的磨损，并清洗、冷却摩擦表面，延长发动机的使用寿命。
润滑系包括机油泵、机油滤清器、润滑油道、限压阀、油底壳等，如图1-5所示。
图1-5 润滑系
5．冷却系
冷却系的作用是将受热机件的热量散到大气中去，从而保证发动机的正常工作。
6．点火系
点火系是汽油机独有的，它的作用是按规定时刻向气缸内提供电火花以点燃气缸中的可燃混合气体，如图1-6所示。
图1-6 点火系
柴油机由于其混合气体是自行着火燃烧的，故没有点火系。
7．起动系
起动系的作用是将静止的发动机起动并转入自行运转。
起动系包括起动机及其附属装置等。
二、发动机分类
1．按所用燃料分类
发动机按所用燃料不同，可分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机。
2．按冲程数分类
发动机按一个工作循环中活塞往复运动的冲程数进行分类，可分为四冲程发动机和二冲程发动机。
3．按冷却方式分类
发动机按冷却方式不同，可分为水冷发动机和风冷发动机。
4．按气缸数目分类
发动机按气缸数目不同，可分为单缸发动机和多缸发动机。
5．按气缸排列方式分类
发动机按气缸排列方式进行分类，可分为直列式发动机、V型发动机、W型发动机、对置式发动机。
6．按进气系统是否采用增压方式分类
发动机按进气系统是否采用增压方式进行分类，可分为自然吸气（非增压式）发动机和强制进气（增压式）发动机。
7．按活塞的工作方式分类
发动机按活塞工作方式，可分为往复式发动机和转子发动机。
三、发动机型号编制规则
发动机型号编制规则，如图1-7所示。
图1-7 发动机型号编制规则
四、发动机基本术语
发动机基本术语如图1-8所示。
图1-8 发动机基本术语
1．上止点（上死点）
活塞距离曲轴旋转中心最远的位置，称为上止点。
2．下止点（下死点）
活塞距离曲轴旋转中心最近的位置，称为下止点。
3．活塞行程
上止点、下止点之间的距离，称为活塞行程，一般用S表示。
4．曲柄半径
曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离，称为曲柄半径，一般用R表示。通常活塞行程是曲柄半径的2倍，即S=2R。
5．气缸工作容积
活塞由上止点运动到下止点，活塞顶部所经过的容积，称为气缸工作容积，也称为气缸排量，一般用Vh表示。
Vh=（π/4）D2·S×106
式中：D——气缸直径，单位mm；
S——活塞行程，单位mm。
6．发动机工作容积
多缸发动机所有气缸的工作容积之和，称为发动机工作容积，也称为发动机排量，一般用VL表示。
VL=i·Vh
式中：Vh——气缸工作容积；
i——气缸数目。
7．燃烧室容积
活塞位于上止点时，活塞顶部上方的容积，称为燃烧室容积，一般用VC表示。
8．气缸总容积
活塞位于下止点时，活塞顶部上方的容积，称为气缸总容积，一般用Va表示。
Va= Vh+ VC
即：气缸总容积就是气缸工作容积与燃烧室容积之和。
9．压缩比
气缸总容积与燃烧室容积之比，一般用ε表示。
ε = Va/ VC=（Vh+ VC）/ VC=1+ Vh/ VC
从上式看出，当ε越大，压缩终了时，气缸内气体的压力和温度越高，循环热效率越高。
10．工况
发动机在某一时刻的运行状况，称为工况。
11．工作循环
汽车的每一个工作循环包括进气、压缩、做功和排气的过程，即完成一次进气、压缩、做功和排气的过程叫一个工作循环。
五、发动机的工作原理
1．四冲程汽油机的工作原理
四冲程汽油机每完成一个工作循环，活塞要移动4个行程，曲轴要转动2周（720°），进气门、排气门要各开启1次，具体内容见表1-1。
表1-1 四冲程汽油机完成一个工作循环示意表
2．四冲程柴油机的工作原理
与四冲程汽油机相似，四冲程柴油机每完成一个工作循环，活塞也要经历4个行程，曲轴要转动2周（720°）。不同之处是进气和点火方式有些区别，具体内容见表1-2。
表1-2 汽油机与柴油机的不同之处
3．特点
在四冲程发动机一个工作循环的4个行程中，只有1个行程是做功的，其他3个都是为做功做准备的。
单缸发动机，由于4个行程发动机的转速不同，导致发动机运转不平稳。
改进措施：加大飞轮质量及尺寸，但仍有较大振动；或采用多缸发动机。
实训流程
一、实训前准备
1．安全教育
（1）注意机件、器具、设备和人身安全。
（2）未经许可，不得随意乱动实训室内与本实训无关的任何设备、陈列器具等，不得乱动电器开关。
（3）实训室严禁烟火。
（4）严禁在实训室内嬉戏。
2．工位清理
保持车间整洁干净，及时清扫地面，将工位整理干净，物品摆放整齐。
3．小组分工
每班分成4个组，分2个内容进行：2个组进行实训内容的动手操作，2个组制订实训操作计划。依次进行轮换，分2次完成。
4．确定设备及工具
准备好实训器具，将工具零件整齐摆放在工具车上，以备使用。
二、操作过程
1．发动机拆装原则
总体拆装原则：先拆外围附件，再拆主体；先上后下；先外后内；能不拆的尽量不拆。
2．机体组拆装要领（以EQ6100-1型发动机为例）
拆装顺序：
（1）首先要放尽发动机润滑油并将放油螺栓拧紧，然后拆除外围附件（如发电机、风扇、空气滤清器、机油滤清器、起动机、汽油泵、皮带轮等）。
（2）拆除气门室罩、摇臂组、推杆、边盖及挺柱。
（3）先用扭力扳手拧松缸盖螺栓，再用套筒扳手和摇把将缸盖螺栓卸下，最后将缸盖拆下。
（4）翻转发动机，用套筒扳手和摇把将下曲轴（即油底壳）拆下。
（5）安装时顺序刚好相反。
3．拆装时的注意事项
（1）要正确选用和使用工具，并保证自身、工具和设备的安全。
（2）拆卸气缸盖时，缸盖螺栓要用扭力扳手按“从四周向中间”的顺序来进行（有要求的按要求进行，没要求的要交叉进行），将气缸盖螺栓拧松，然后按顺序用摇把和套筒扳手将气缸盖螺栓卸下。
安装气缸盖时，先用摇把和套筒扳手将气缸盖螺栓按“由中间向四周”的顺序将气缸盖螺栓拧紧，然后分次（一般是2～3次）用扭力扳手将气缸盖螺栓拧紧，最后一次要拧紧到规定的力矩。
注意，对于铸铁气缸盖、气缸体，热车后要将气缸盖螺栓再按规定的力矩拧紧1次；对于铝合金气缸盖则省略此步骤。
（3）气缸垫安装前首先要将气缸盖、气缸体平面清理干净。
气缸垫安装时要注意方向；所有的孔必须对正；有标记的按照标记的方向安装；将带有金属卷边的一面朝向易修整的或较硬的平面（对于铸铁气缸盖、气缸体，要朝向气缸盖；对于铝合金的则要朝向气缸体）；下曲轴箱，螺栓的扭紧力矩不要过大，但要均匀。
注意：先拆的后装，后拆的先装；拆装时，要注意装配标记；装配时，要注意螺栓或螺母的拧紧力矩；零件的摆放要规整。
三、任务检测
1．应知
（1）汽车发动机的整体和主要部件。
（2）汽车发动机的工作过程。
2．应会
（1）在规定时间内完成操作。
（2）应及时纠正操作过程中出现的违规操作。
（3）汽车发动机拆装原则、操作步骤。
（4）符合安全文明生产的要求。
四、展示成果
各小组派代表展示完成的任务成果，并对成果进行讲解汇报。
五、综合评价
对学生进行综合评价，将评价结果填入实训课堂评价表（表1-3）。
表1-3 实训课堂评价表
