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江淮汽车乘用车制造公司发动机奥林匹克劳动竞赛培训教材江淮汽车乘用车制造公司汽车的生产是一个复杂的过程，汽车是由许多的零件、部件、分总成等装配而成，将原材制造成产品的全过程，包括原料的运输、保管、毛坯的制造、机加工及热处理，部件装配和汽车的总装配，产品的品质检验、调试、涂装及包装、储层等。在实际生产中，它是一个社会化复杂的生产过程。需要不同的制造商合作来完成。发动机概述江淮汽车乘用车制造公司汽油发动机基本规格发动机的部分系统工作原理发动机编码规则介绍目录江淮汽车乘用车制造公司目前发动机生产的汽油发动机以HFC4GA1（GA00）为基础，包括2.0L、2.4L共2种排量的新机型，2.0L发动机技术规格均为：直列四缸、双顶置凸轮轴、16气门，额定转速为5500r/min，额定功率为95KW，缸径85mm，行程88mm，最大扭矩172N.m。2.4L（GA、GB）技术规格为：直列四缸、双顶置凸轮轴、16气门，额定转速5500r/min，额定功率为100KW，缸径86.5mm，行程100mm，最大扭矩193N.m。发动机基本规格江淮汽车乘用车制造公司轿车及SRV发动机•以HFC4GA1-1（GB00）为基础，包括2.0L、2.4L共4种横置新机型，均为欧—III标准的新款发动机，其中HFC4GA3-1（GD60）和HFC4GA1-1(GB1*)配C级车，HFC4GA3-1（GD10、GD13）配SRV。•GD10、GD13和GD60三款发动机技术规格为：直列四缸、双顶置凸轮轴、16气门、额定转速为5500r/min，额定功率为95KW，缸径85cm，行程88cm，最大扭矩172Nm，排量为2.0L。•GB1*型发动机技术规格为：直列四缸、双顶置凸轮轴、16气门、额定转速为5500r/min，额定功率为100KW，缸径86.5cm，行程100cm，最大扭矩193Nm，排量为2.4L。发动机基本规格江淮汽车乘用车制造公司发动机概述—四冲程汽油机的工作循环四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程，即进气行程、压缩行程、作功行程和排气过程。进气行程：进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，在气缸内造成真空吸力。压缩行程：为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，所以需要一个压缩行程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，称为压缩行程。作功行程：在这个行程中，进、排报门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后放出大量的热能，使其压力和温度迅速增加。高温、高压气体推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转产输出机械能。排气行程：当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。江淮汽车乘用车制造公司发动机概述—四冲程汽油机的总体构造发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器，其结构形式很多，具体构造也是各种各样的。四冲程汽油机的一般构造主要包括两大机构和五大系统，具体包括：曲柄连杆机构、配气机构、供给系、点火系、冷却系、润滑系和起动系。曲柄连杆机构：包括活塞、连杆、带有飞轮的曲轴等。这是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力的机构。配气机构：包括进气门、排气门、摇臂、气门间隙调节器（液压挺柱）、凸轮轴以及凸轮轴定时带轮。其作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气。机体组：包括气缸盖、气缸体及油底壳。机体的作用是作为发动机各机构、各系统的装配基体，而且其本身的许多部分又分别是曲轴连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成部分。气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分，是承受高温、高压的机件。江淮汽车乘用车制造公司发动机概述—四冲程汽油机的总体构造点火系：点火系：包括供给低压电流的蓄电池、发电机、点火线圈与火花塞等。其作用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。供给系：包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器、化油器（电喷系统）等。其作用是把汽油和空气混合成分合适的可燃混合气供入气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。起动系：包括起动机及其附属装置，用以使静止的发动机起动并转入自行运转。冷却系：主要包括水泵、散热器、风扇、分水管以及缸体和气缸盖里铸出的空腔——水套等。其作用是把受热机析的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。润滑系：包括机油泵、机油滤清器、限压阀、润滑油道、机油集滤器等。其作用是将润滑油供人作相对运动的零件，以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件，清洗摩擦表面。江淮汽车乘用车制造公司发动机零部件工作原理江淮汽车乘用车制造公司发动机零部件工作原理：活塞总成活塞的主要作用：是承受气缸中的气体压力，并将此压力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转。活塞的工作环境:高温：顶部最高温度高达600～700K，高温使活塞机械强度下降，破坏活塞与其相关零件的配合。高压：瞬时的压力最大值可达3～5MPa，高压导致活塞侧压力大，加速活塞外表面的磨损，容易引起活塞变形。高速：最高5500r/min的转速，活塞平均速度可达11m/s，高速会产生很大的惯性力，使曲轴连杆机构的各零件和轴承承受附加载荷。交变载荷的作用：活塞承受的气体压力和惯性压力是呈周期性变化的，活塞的不同部位会受到交变的拉伸、压缩或弯曲载荷。活塞的结构：活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部。活塞顶部活塞裙部活塞头部活塞裙部：活塞裙部是指油环槽以下的部分。活塞在气缸内上下往复运动的过程中，靠活塞裙部起导向作用，以控制活塞头部摆动，并承受侧力。活塞头部：活塞头部是活塞环槽以上的部分，其主要作用是承受气体压力、与活塞环一起实现气缸的密封、传热。活塞顶部：活塞顶部的形状主要取决于燃烧室的形式。G4JS/4GA1发动机的活塞为凹顶活塞。江淮汽车乘用车制造公司气环的主要功用：密封和传热。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁，避免活塞过热。如果密封不良，不但发动机起动困难，功率下降，燃油和机油的消耗量增加，机油老化变质，而且还由于活塞环外圆与气缸壁贴合不精密，活塞顶部接受的热传不出去，而导致活塞及活塞环温度过高，甚至被烧坏。发动机零部件工作原理：活塞环油环的主要功用：刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。既能防止机油窜入燃烧室被烧掉，又能实现对活塞、活塞环和气缸壁的润滑。此外，气环和油环还分别起到刮油和密封的辅助作用。江淮汽车乘用车制造公司活塞环在自由状态下不是正圆形，其外廓尺寸比气缸直径大。当活塞环装入气缸后，在其自身的弹力作用下环的外圆面与气缸臂贴紧形成第一密封面，气缸内的高压气体不可能通过第一密封面泄漏。高压气体可能通过活塞顶岸与气缸臂之间的间隙进入活塞环的侧隙和径向间隙中。进入侧隙中的高压气体使环的下侧面与环槽的下侧面贴紧形成第二密封面，高压气体也不可能通过第二密封面泄漏。进入径向间隙中的高压气体只能使环的外圆面与气缸壁更加贴紧。这时漏气的唯一通道就是活塞环的开口端隙。如果几道活塞环的开口相互错开，那么就形成了迷宫式漏气通道。由于侧隙、背隙和端隙都很小，气体在通道内的流动阻力很大，致使气体压力P迅速下降（最后漏入曲轴箱内的气体就很少了，一般仅为进气量的0.2%～0.1%。发动机零部件工作原理：活塞环密封江淮汽车乘用车制造公司由气环的密封原理可知，第一、二密封面必须贴合严密，才能实现密封。因此，环的圆面与气缸壁面、环与环槽的侧面都必须形状正确，形状误差和表面粗糙度要小，间隙适当。开口端隙一般为0.25～0.8mm，第一道气环的温度最高（600K左右），其端隙也最大。端隙过大，漏气严重；端隙过小，活塞环受热膨胀后可能卡死甚至折断。发动机零部件工作原理：活塞环-装配间隙为了防止活塞环受热后胀死在环槽内或卡死在气缸内，造成机件损坏，在安装活塞环时应留有一定值的端隙、侧隙和背隙。1）端隙Δ1：又称为开口间隙，是指环随活塞装入气缸后切口端面间的间隙。Δ1一般为0.25～0.50mm。第一道气环工作温度高、热膨胀量大，故端隙大于第二、三道环；端隙值随发动机缸径的增大而增大。2）侧隙Δ2：又称为边隙，是指环高度方向与环槽之间的间隙。第一道气环因工作温度高，其值取0.04～0.10mm，其它气环一般为0.03～0.07mm，组合油环没有侧隙。3）背隙Δ3：是指活塞环装入气缸后，环的背面（即内圆柱面）与环槽底部之间的间隙。气环的背隙一般为0.5～1.0mm。江淮汽车乘用车制造公司发动机零部件工作原理：活塞环-第一道气环第一道气环：正扭曲桶面环（内圆面的上边缘切掉一部分）直开口断面不对称的气环装入气缸后，由于弹性内力的作用使断面发生扭转，故称扭曲环。当发动机工作时，在进气、压缩和排气行程中，扭曲环发生扭曲，其工作特点一方面与锥面环类似，另一方面由于扭曲环的上下侧面与环槽的上下侧面相接触，从而防止了环在环槽内上下窜动，消除了泵油现象，减轻了环对环槽的冲击而引起的磨损。在做功行程中，巨大的燃气压力作用于环的上侧面和内圆面，足以克服环的弹性内力使环不再扭曲，整个外圆面与气缸壁接触。江淮汽车乘用车制造公司发动机零部件工作原理：活塞环-第二道气环第二道气环：外止口锥面环（直开口）环的外圆为锥角很小的锥面。理论上锥面环与气缸壁为线接触，磨合性好，增大了接触压力和对气缸壁形状的适应能力。当活塞下行时，锥面环能起到向下刮油的作用。当活塞上行时，由于锥面的油楔的作用，锥面环能滑越过气缸壁上的油膜而不致将机油带入燃烧室。锥面环传热性差，所以不用作第一道气环。由于锥角很小，一般不易识别，为避免装错，在环的上侧面标有向上的记号。江淮汽车乘用车制造公司发动机零部件工作原理：活塞环-钢带组合油环油环：钢带组合油环油环用来刮掉缸壁上的润滑油，还可以防止润滑油进入到燃烧室内，并润滑缸壁以防过度磨损。4GA1/G4JS发动机的油环由三部分组成，包括衬簧和上下刮片。衬簧用来顶着缸壁推出油环，刮片用来刮掉缸壁上的润滑油。对于刮片，镀铬部分可以提高油环的耐磨性。安装时衬簧搭口朝向活塞顶部。从缸壁上刮下来的润滑油通过活塞环、活塞上的孔返回到曲轴箱内。江淮汽车乘用车制造公司工步：先装1、4缸，后装2、3缸要领：A要确认活塞环开口方向（活塞环开口方向示意图）及活塞的安装方向（箭头“▲”方向指向发动机前端，即齿形轮室端），活塞环及缸体内镗均匀涂油；B注意连杆盖止口位置方向不能颠倒；A注意正确活塞的安装顺序。曲轴半圆键槽朝上。不良操作后果：活塞环对口、气缸孔及活塞环毁损，导致机油消耗量大等不良。装配活塞连杆总成Q1：为什么要先装1、4缸后装2、3缸？因为活塞连杆装配完成后，为了点火正时的需要需将1、4缸活塞处于上止点。考虑到OP080工位的拧紧顺序，先装1、4缸后装2、3缸可以避免在后续工位重复工作（将1、4缸用曲轴摇把恢复到上止点）。Q2：为什么连杆盖止口位置方向不能颠倒？因为连杆和连杆盖都是成直线镗孔的，在加工内孔时，连杆盖固定在连杆上，所以保持连杆盖和连杆的匹配是相当重要的。如果两者不匹配，就会导致连杆和轴承盖不对正，从而造成轴承损坏或过度磨损。江淮汽车乘用车制造公司江淮汽车乘用车制造公司气门挺柱和摇臂一起将凸轮轴的旋转运动转化为气门的垂直运动。而液压挺柱（气门间隙调节器）除了基本的功能外，在正常工作情况下还能通过机油压力保证气门间隙随时都维持在0，不但有效的降低配气机构的运动噪音，还提高了气门开启时间的准确率。下图是液压挺柱的一些基本组成部件。发动机零部件工作原理：气门间隙调节器江淮汽车乘用车制造公司当凸轮在基圆处时，柱塞回位弹簧将柱塞体顶起，单向球打开，来自主油道的柱塞腔机