任务 发动机基本知识和基本维修技能的学习
任务描述
通过学习发动机基本原理和汽车维修基本技能，初步掌握发动机基本原理和特点以及熟悉发动机拆装和检修的相关要求，为以后任务的学习打下基础。完成该任务时间为6课时。
相关知识
发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏，它将燃料燃烧产生的热能转变为机械能，目前汽车上常用的是四冲程往复活塞式、水冷式、直列式或V型汽油机。
1.基本术语
活塞式内燃机工作循环是由进气、压缩、做功和排气四个行程组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程，内燃机才能持续地做功。
上、下止点分别是指活塞顶离曲轴回转中心最远处、最近处，如图1-1所示。
活塞行程是上、下止点间的距离。曲轴每回转一周，活塞移动两个活塞行程。
另外，上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。活塞位于上止点时，活塞顶面以上、气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。气缸工作容积与燃烧室容积之和称为气缸总容积。气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。
图1-1 上、下止点
2.基本原理
四冲程往复活塞式内燃机在四个活塞行程内完成进气、压缩、做功和排气四个过程。
（1）进气行程的工作情况
如图1-2a所示，活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。
（2）压缩行程的工作情况
如图1-2b所示，进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高。
（3）做功行程的工作情况
如图1-2c所示，压缩行程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转做功。这时，进、排气门仍关闭。
（4）排气行程的工作情况
如图1-2d所示，排气行程开始，排气门开启，进气门关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体（或称废气）在其自身剩余压力和活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。
图1-2 发动机工作行程
a）进气行程 b）压缩行程 c）做功行程 d）排气行程
3.发动机的组成
发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器，它之所以能完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，是因为它具备一些必备的机构和系统。汽油发动机主要包括两大机构和五大系统；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统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统。
（1）曲柄连杆机构的组成
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部分。如图1-3所示，它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。其中，机体组是发动机的骨架，由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等组成，它上面安装着发动机的主要零件和附件，承受各种载荷；活塞连杆组是做功和运动转换装置，由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴承等组成；曲轴飞轮组由曲轴、飞轮和一些附件组成。
图1-3 曲柄连杆机构
（2）配气机构的组成
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。配气机构一般由气门组和气门传动机构组成。其中，如图1-4所示，气门组包括气门、气门导管、气门弹簧等；气门传动机构包括凸轮轴、正时链条、正时链轮等。
图1-4 配气机构
（3）燃料供给系统的组成
燃料供给系统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到大气中去。如图1-5所示，燃料供给系统主要包括空气流量计、节气门位置传感器、进气管、燃油供给系统的油箱、电动燃油泵、喷油器、排气装置等。
图1-5 燃料供给系统
（4）润滑系统的组成
润滑系统的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁机油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机体的磨损，并对零件表面进行清洁和冷却。如图1-6所示，润滑系统通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
图1-6 润滑系统
（5）冷却系统的组成
冷却系统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统通常由冷却水套、冷却液泵、风扇、散热器、节温器等组成。
（6）点火系统的组成
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统。点火系统通常由电源、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
（7）起动系统的组成
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做功，推动活塞运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转。因此，曲轴在外力作用下从开始转动到发动机自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程需要的装置，称为发动机的起动系统。
4.拆装及检修发动机的方法
1）元件的安装通常是按与拆卸相反的顺序进行。
2）O形圈、密封垫通常不能重复使用，需要更换新件，更换时在O形圈上涂润滑油。
3）安装正时带导轮，导轮面朝内安装。
4）注意元件的朝前方向，一般曲轴带轮为前，飞轮为后。
5）注意相同元件的顺序，例如活塞，它与气缸是配套的，不同缸的活塞不可以互换。
6）在拆卸之前，必须进行外部清洗，清除发动机外部的油污，以保证拆卸场地的清洁，避免拆卸过程中零件被弄脏，杂物落入机器内部。
7）发动机安装过程中各连接螺栓的拧紧力矩严格按规定值进行。
8）安装时，所有自锁螺母必须更换。
9）按照由表及里的原则拆卸附件。
10）按顺序摆放零件，既便于检查时不遗漏，也便于安装。
11）有些车型（如别克GL8）需要断开蓄电池负极，拔掉空气流量计插头，才可以拆卸空气滤清器。在拆卸蓄电池负极之前，要事先记录好数码收音机存储的频道及音响密码，否则可能会引起数码收音机存储的频道丢失、音响锁止等现象。
5.维修发动机一般注意事项
1）佩戴安全防护眼镜以保护眼睛。
2）在举升的车辆下进行工作时，应在车下使用安全支架。
3）在车上工作时，应施加驻车制动。如果是自动变速器车辆，应将变速杆置于P（驻车）位，除非特定操作要求才置于其他挡位。如果是手动变速器车辆，应将变速杆置于空挡（发动机运转时），除非特定操作要求才置于其他挡位。
4）必须在通风良好的区域进行发动机的维修工作，以防一氧化碳中毒。
5）在发动机运转时，身体部位及衣服应远离转动的部件，尤其是风扇和传动带。
6）为防止严重烫伤，应避免接触高温金属部件，例如散热器、排气歧管、尾气管、三元催化转化器和消声器。
7）在车上工作时，不得吸烟。
8）为避免受伤，在开始工作前，应摘掉戒指、手表、项链，脱去宽松的衣服，长头发应挽起固定于脑后。
9）双手及其他物体不得接触风扇叶片。电动冷却风扇随时会因发动机温度升高而运转，因此，必须确保电动冷却风扇的电源完全断开后，才能在电动冷却风扇附近进行操作。
10）严防飞轮、缸体、曲轴等重物跌落，避免砸伤人员。
任务实施