发动机拆装实验报告

目录

引言 (1)

第一章：发动机拆装方法 (1)

1.1基本信息 (1)

1.2拆装流程 (2)

1.3注意事项 (5)

第二章：汽油机结构特点说明书 (5)

2.1曲柄连杆机构 (5)

2.2配气机构 (6)

2.3燃油系统 (8)

2.4进排气系统 (9)

2.5冷却系统 (10)

2.6润滑系统 (11)

2.7点火系统 (12)

2.8启动系统 (12)

2.9发动机管理系统 (12)

第三章：汽油机与柴油机对比分析 (14)

3.1配气机构差异及分析 (14)

3.2燃烧室差异及分析 (14)

3.3进排气系统差异及分析 (14)

3.4润滑系统差异及分析 (15)

3.5冷却系统差异及分析 (15)

3.6燃油系统差异及分析 (16)

小结 (17)

引言

在为期5天的发动机拆装实习中，在老师们的悉心指导之下，我们顺利完成了对一台4RB2汽油机的拆装以及对一台柴油机结构的观察。由于是这台汽油发动机的第一次拆装，在拆装过程中我们克服并且解决了很多的问题，再次巩固复习了上学期汽车构造课程的理论知识，理解了发动机各系统机构的功能以及实现方法，同时对一台新发动机的拆装，我们也看到了制造工艺的不断提高，以及新技术在发动机上的使用，同时测出了出厂时的气门正时与各安装螺丝的扭矩。在与柴油机的对比中更理解了由于汽油柴油安装特性的不同所导致的结构差异。

通过本次拆装实习，我发现在实物面前可以更好的理解工作原理，同时通过实际操作使得我在动手能力和装配技巧方面也有了极大的提高。下面以汽油发动机的结构说明书为例，说明发动机的工作原理，并对比汽油和柴油两款发动机的异同来简要阐述汽油机与柴油机工作特性的本质差异，并以此说明在本次拆装实习中我的收获与体会。

第一章：发动机拆装方法

1.1基本信息

在总体布置上：4RB2汽油机采用链条驱动的双顶置凸轮轴（无轴承）、龙门式无套缸体、超短缸心距（102.5）及短连杆（孔距135）、优化设计的水道、油道，

缩小了发动机整体尺寸；在附件方面：机油泵、水泵附着在链轮室上、起动机轻量化、旋装式机滤器、增强聚丙烯风扇等，使附件系统重量轻、体积小；选材方面：采用铝质缸盖、链轮室等，从而使整机重量进一步降低（总质量165kg，比质量为1.62kg/kw）。

1.2拆装流程

a)拆卸塑料顶盖：卸下挂钩，拔出火花塞、分离高压电火模块，最后拿下塑

料顶盖，露出内部凸轮轴。

火花塞分电器

塑料顶盖

b)分离排气管组件：卸下保护铁壳，断开氧传感器，进而拆除排气歧管。排气歧管

三元催化剂氧传感器

c) 分离进气管组件、拔出高压油轨以及喷油嘴，拆除进气管组件

d) 拆卸油底壳以及机油粗滤器、机油滤清器

e) 断开各传感器、取下皮带，卸下电机总成。 由于传感器过于繁多，在之后的传感器部分中详细介绍。

f) 分离水泵和机油泵，取下链轮室盖，同时注意将曲轴与0刻度对齐 节气门组件

炭罐阀门

高压油轨及喷油嘴

进气歧管

机油粗滤器（集滤器）

油底壳

机油滤清器

水泵

机油泵（内部）

g)取下凸轮轴和链轮，在此之前，将曲轴转至1缸下止点，核对气门正时标

记。具体方法详见气门正时部分

h)卸下气缸盖、拿开缸垫

缸体

气缸与活塞缸垫

i)取下各缸活塞，与上下连杆配套，按照各缸次序放好，之后依次卸下各轴

瓦，取出止推片，将曲轴从缸体中拿出。

活塞连杆

曲轴

平衡重

装配过程与拆卸过程正好相反，不做过多赘述。

1.3注意事项

活塞安装过程中，应该注意：活塞的方向是否一致，上下轴瓦的配套，保证原来的配合关系，同时注意采用相应工具，注意气环油环的保护。

拆下活塞连杆组件的轴瓦应按正确的顺序排好，安装时不得调换位置。拆卸主轴承盖、主轴瓦及曲轴、止推片时，应按顺序放好，以便安装

对于曲轴的装配，先要正确安装主轴颈轴瓦，然后安装曲轴，紧接着要安装止推片（有凹槽面朝外）。安装主轴承盖时要注意其序号，安装螺丝时，按照先中间后两边的原则安装，逐步拧紧，从而保证受力的平衡与稳定。

安装凸轮轴及链条时，要特别注意气门正时的调整与安装（见后续说明）。

拆装机油滤清器时，需要使用特定的工具。

拆装链条时，要注意链条张紧器的使用与安装：松开棘爪将齿杆完全压入并将销钩套在固定销上，使齿杆不能弹出；将垫片和张紧器一起安装到位，并用2颗螺母拧紧。使张紧器的销钩从齿杆的固定销商脱开，齿杆就弹出并将滑履压向链条，从而张紧链条。

第二章：汽油机结构特点说明书

2.1曲柄连杆机构

问题：对你所拆第一台发动机曲柄连杆机构中的曲轴、活塞、连杆结构特点进行分析。

所拆发动机为直列四缸发动机，缸体的材料为铸铁，曲轴箱的型式采用了龙门式，有利于发动机的强化和提高。同时缸体底面可以形成一个整体平面与机油盘相配，使密封比较简单。气缸是铸造后精加工内表面，镀保护层而成，无缸套，因而气缸的刚度较高，冷却性能稍差，气缸外面开有水道和油道，用于冷却和润滑。4RB2型汽油机缸盖采用铝合金铸造，为整体式气缸盖，气门与活塞间构成蓬型燃烧室。

本组所拆的发动机的曲柄连杆组属于整体式曲轴，全支承，结构简单，工作可靠，其发火顺序为1-3-2-4。曲轴采用平衡重平衡一阶往复惯性力，无平衡轴。止推轴承采用半圆形止推片，上下各两片，装在机体和主轴承盖的浅槽中，有定位防止转动，位于曲轴中央，起定位作用。连杆为平切口，采用普通连杆，未采用胀断的定位方式。

而活塞为半拖鞋型活塞，在保证裙部有足够承压面积的条件下，将不承受侧

向力一侧的裙部部分地去掉，从而使得其质量轻，裙部弹性好，避免与曲轴平衡重运动干涉。活塞销轴线偏向主推力面，能减少活塞越过上止点时对缸壁的拍击。共有三道活塞环，其中上两道是气环，装入气缸后，在自身弹力作用下，外圆面与气缸壁紧密贴合，形成第一密封面。而高压气体进入侧隙中，环下侧面与环槽贴紧，形成第二密封面。活塞环开口气隙为泄漏通道，多道气环开口错开，构成迷宫式漏气通道；而下面的一道是油环，起到刮油，布油的作用。

由于所拆发动机为新发动机，故可以用扭矩扳手测出各螺丝出厂时安装扭矩，列表如下 曲轴大盖扭矩 曲柄小盖扭矩 可见各部位扭矩近似相等，但存在一定安装误差。

2.2 配气机构

问题：详细画出你所拆第一台发动机配气机构示意图，并进行简要说明。 如右图：

配气机构采用双顶置式

凸轮轴，直接驱动气门机构，

没有推杆和摇臂，减少了惯性

质量，即减少了配气机构的惯

性力，同时传动链短，运动件

少，机构刚度大，适合高速机；

而每缸采用4气门机构，进气

通路面积大，进气量大，发动

机可采用高转速；气门头直径

小，质量小，高速动力学性能

好；排气门直径小，容易散热；

火花塞布置在气缸中央，易于

安装。

由于所拆发动机为新发动机，故可以用扭矩扳手测出各螺丝出厂时安装扭矩，列表如下：可见各部位扭矩近似相等，但存在一定误差。

140

130130120140

150120150100

100100125120125110125

凸轮轴固定小盖螺栓扭矩

2.2.1气门正时

问题：简述你所拆发动机正时如何保证？气门间隙如何保证？并绘制示意图配气机构中，最为重要的还是气门正时的调整，而其本质上是两根凸轮轴的相位与曲轴的相位要有确定的关系，从而使得气门开闭与活塞的位置相匹配，必须在工作过程中利用齿轮和链条传动严格保证，从而使发动机正常运作。

转动曲轴使键槽向上，装入半圆键及曲轴正时链轮。在曲轴正时链轮上安装凸轮轴正时链条时，使链条上的正时标记—黑色链节与曲轴正时链轮上的正时凹坑标记对准。同时转动曲轴直至第一和第四缸活塞置于上止点位置。转动曲轴皮带轮，使皮带轮的正时标记对准链轮室盖上的“0”标记位置。

装凸轮轴正时链条和进气凸轮轴正时链轮，将进气凸轮轴正时链轮上的正时标记与凸轮轴上正时链条上的对应正时标记对齐，装进气凸轮轴时应使凸轮轴角度定位向上，在装排气凸轮轴时应使进气凸轮轴驱动齿轮上的正时标记与排气凸轮轴齿轮上的正时标记对齐，并处于一条直线上（进气凸轮轴上的角度定位销向上）；最后安装链轮和链条，将链轮对准进气凸轮轴上的角度定位销并装入，装上螺栓并拧紧，安装张紧器，使齿杆弹出并将滑履压向链条，从而张紧链条，完成气门正时。如图

1010101115

1010101010

101091011

1010151310

曲轴正时标记链轮正时标记凸轮轴正时标记

2.2.2气门间隙

对于气门间隙的调整，应该采用两次调整法，对于直列四缸发动机，其发火顺序为1-3-2-4：当第1缸处在压缩上止点时，此缸的进排气门都是关闭的;而2缸正处于作功终了，因排气门提前打开，只有进气门是关闭的;3缸正是进气接近终了，此时进气门迟闭，只有排气门是关闭的；而4缸正处排气终了，此时处于气门叠开区则当第1缸处在压缩上止点时，按发动机工作顺序可知，第1缸的进、排气门和2缸的进气门，3的排气门均可调整；再旋转曲轴一圈，当4缸处压缩上止点时，同理可以调整其余四个气门（第4缸的进、排气门和3缸的进气门，2的排气门均可调整）。利用塞尺与调节螺母可完成气门间隙的调整。

示意图：

2.3燃油系统

所拆发动机燃油系统为多点汽油喷射（电控）：这较好控制了各缸汽油分配均匀性，可以更快响应、更精确空燃比控制，在进气管道中没有狭窄的喉管，空气流动阻力小，充气性能好。

采用无回油管供油系统，可以发现，油轨上无油压调节装置，可推测油压调节器装在油箱，使得流经油轨的汽油都是要喷入发动机的，这样回流的汽油温度低（未经发动机加热），有利于蒸发污染控制。

2.4进排气系统

为了使发动机正常工作，需要良好的进排气系统，使得进气量可调节，并使得每缸的工作状态一致，从而保证发动机整体稳定、高效的运转，这就需要与之相配套的进排气系统。

2.4.1进气系统

进气系统采用电动节气门，ECU根据加速踏板位置和发动机运行状态计算节气门开度，并控制直流电机使节气门达到需要的角位置，从而把空气、燃料、曲轴箱通风的油气和炭罐的废气均匀地分配给各缸；利用进气歧管和稳压腔的形状和长短提高充量系数，利用谐振腔的容积存储部分倒流的进气，降低前后气流相互间的冲撞，合理的调节各缸的进气，使各缸进气较为均匀，同时消减部分进气噪音，而各气缸独立的长气道型式，以保证进气通畅、均匀，拥有较高的充气效率。

2.4.2排气系统

排气歧管采用铝合金铸造，其作用是把发动机各缸排出的废气汇集在一起，并导入排气总管，应避免各缸排气相互干扰和排气倒流；且各缸支管应相互独立排气管为钢管式，具有良好的热稳定性和可靠性，优化设计的结构有利于避免各缸排气干涉，减小排气脉动效应以及压力波的干涉。而排气系统上铁片起到隔热，散热的作用。

油道

水道

冷却润滑系统图

2.5冷却系统

问题：详细画出你所拆第一台发动机冷却循环系统图，标注冷却液走向，并进行简要说明。

4RB2型汽油机采用强制水冷循环，进水口侧装有一个节温器，蜡式节温器在温度高时，石蜡熔化变为液体，体积增大，工作特性为：冷起动时，冷却液温度低，关闭流向散热器的通道；温度高时再打开。

如图，冷却水经过节温器进入水泵，水泵为离心式水泵，由曲轴通过皮带驱动。之后经由发动机水套，冷却缸体，再经过缸垫向上冷却发动机凸轮轴，气门等各部件，最后视节温器情况来决定是否经由散热器等回到缸体。

小循环时，冷却液温度低于规定值，节温器关闭冷却液流向散热器的通道，冷却液经旁通孔和水泵返回发动机；大循环时，冷却液温度过高，节温器打开阀门，这时冷却液经节温阀进入散热器，并由散热器经水泵流回发动机。

2.6润滑系统

问题：详细画出你所拆第一台发动机润滑系统图，标出油路走向，并进行简要说明。

润滑在发动机正常工作中至关重要，润滑系统中的机油有润滑、冷却、清洗、密封和防锈的功用。本发动机润滑方式为全滤清压力与飞溅复合式。机油从油底壳出发，经过集滤器到达机油泵，机油泵为转子式，机油泵的内外转子装在链轮室内，由减振曲轴皮带轮直接驱动，机油泵的内转子拨动外转子作偏心运动，由此在工作腔内产生体积的变化，由此产生工作腔内压力的变化，提供机油压力。

本发动机采用全流式油路，机油通过机油泵工作室后，进入机油滤清器过滤进入主油道。主油道设置在缸上，通过油道润滑主轴颈、连轴颈、凸轮轴轴承（缸体上设有通向缸盖的油道）；链轮、链条及涨紧机构由主油道上的喷油器喷油润滑；气门挺柱、气门、缸孔、活塞销及销孔等通过飞溅润滑，最后通过泄油孔流回油底壳。

采用油气分离（呼吸器），曲轴箱通风来保证润滑油质量，通过扭曲环的使用，防止泵油。

2.7点火系统

利用高压电火模块结合ECU选择合适的点火时机，在规定的时刻，按发动机的点火顺序供给火花塞以足够能量的高压电，使其两电极间产生电火花，点燃混合气，使发动机正常燃烧做功。所拆发动机火花塞位于气缸盖正上方，每缸一个点火线圈，独立控制，分电器位于总控制线束上，由ECU控制。

2.8启动系统

电机在发动机工作中同时承担者两个工作，一是作为电动机提供发动机启动时所需的初始转速，同时在发动机工作过程中作为发电机，为车辆中其他用电设备提供电力。

发动机启动时，采用先啮合，后驱动的方式，同时通过离合器实现超速保护。直流电动机在直流电压的作用下，产生旋转力矩。接通起动开关起动发动机时，电动机轴旋转，并通过驱动齿轮和飞轮，驱动发动机曲轴旋转，使发动机起动。

2.9发动机管理系统

问题：详细画出你所拆第一台发动机传感器位置，并对其功能进行描述。

发动机管理系统主要有传感器、执行器、控制器组成，其中控制器为ECU,执行器主要控制节气门开度，喷油量及时间，点火时间，而传感器较多，具体介绍如下：

2.8.1节气门位置传感器

对于所用，电动节气门发动机，可用于闭环控制节气门转角，它是表征负荷的辅助信号，与空气流量计信号对照互检，确定加减速修正喷油量。

2.8.2位置传感器

包括曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器，由装在曲轴、凸轮轴、分电器轴上的齿型信号盘与固定在机体上的传感器组成，主要有磁电感应式和霍尔效应式两种。曲轴上安置的信号盘和缸体上固定的传感器可以计算曲轴转速，以及给出上止点。但只能给出每转一次的转角信号，不能判断是压缩上止点还是进排气上止点；要实现顺序喷油和顺序点火，必须测出凸轮轴（或分电器轴）相位，即给出一个工作循环内的转角信号。

2.8.3进气歧管温度，压力传感器

测量范围温度－40～120°C，与进气压力传感器一起，用于计算进气质量，以及用于控制增压压力。

2.8.4氧传感器

装在排气歧管与三效催化转换器之间。监测废气中氧的浓度，用于闭环控制空燃比，使三效催化转换器工作在高效转换区。

2.8.5冷却液温度传感器

装在气缸体上，测量冷却液温度；测量范围－40～130°C。

2.8.6机油压力传感器

装在机油滤清器内或主油道，用于监测润滑系统的工作情况。

2.8.7爆震传感器

装在缸体侧面，用于确定点火提前角而避免发生爆震，通过压电晶体式振动传感器，将缸体振动转变为电信号，爆震时发动机缸体振动频率与传感器固有频率相同，传感器内的惯性质量的惯性力压压电晶体，使之产生电信号，从而确定是否发生爆震。

其总体布置如图所示

第三章：汽油机与柴油机对比分析

问题：分析汽油机与柴油机结构特点，并进行对比分析：

3.1配气机构差异及分析

柴油机转速较低，采用凸轮轴下置，凸轮轴布置在气缸体上；凸轮轴离曲轴近，可以用一对齿轮传动，可靠性高，但是传动链长，零件多，机构刚度差，高速动力学性能差。

而汽油机为了适应其高转速的要求，配气机构采用双顶置式凸轮轴，直接驱动气门机构，没有推杆和摇臂，减少了惯性质量，即减少了配气机构的惯性力，同时传动链短，运动件少，机构刚度大，适合高速工况。

3.2燃烧室差异及分析

由于汽油、柴油本身特性的不同，在发动机工作过程中，缸内理想的空气流动状态也有所不同，这就导致了燃烧室形状的明显差异。其中柴油机的燃烧室是ω型，主要位于活塞顶上，而汽油机的则是帐篷型，主要位于气缸盖上。

针对缸内空气运动，对于汽油机，需要结构紧凑，减少热损失，提高热效率；增大进气流通面积，提高动力性，同时在压缩终点形成挤流，增大湍流等，提高燃烧速度，尽可能使火焰传播距离短，以避免“爆燃”，而对于对柴油机，需要增强喷油油束与空气的混合，有助于快速燃烧，燃烧室表面不与冷却水直接接触，减少散热损失。正是不同的设计要求，导致了两者在燃烧室上的巨大差异。

3.3进排气系统差异及分析

通过两台发动机的对比分析，我们发现汽油机与柴油机需要不同的进排气系统来适应各自的要求。

3.3.1进气系统

由于汽油机的工作特性，采用质调节，需要使用节气门来控制进气量，而柴油机采用量调节，故进气道较为简单，直接将空气送到各缸，而无需考虑进气的均匀性。

同时，汽油机采用谐振腔来调节各缸的进气，使各缸进气较为均匀，同时各气缸采用独立的长气道型式，以保证汽油机进气稳压腔的等阻，使得进气通畅、均匀，拥有较高的充气效率。而柴油机进气系统只是与外界相通的一根管道，没有特殊的设计。

3.3.2出气道

柴油机排气时，采用废气涡轮增压系统，与同样功率的自然吸气发动机相比，燃油经济性改善。同时采用旁通控制（根据进气歧管压力，通过排气旁通阀控制增压压力），而所拆汽油机无此系统

但为了保证各缸工作状态相同，避免各缸排气干涉，将1，4缸排气与2，3缸排气分别连接后再与主管路连接，从而避免脉动效应对发动机正常工作的影响。而柴油机没有对此的特殊设计

3.3.3废气污染处理

柴油机采用废气再循环系统，废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2等多原子气体，而CO2等气体不能燃烧却由于其比热容高而吸收大量的热，使气缸中混合气的最高燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量，同时搭配氮还原系统，将废气之中的氮氧化物还原为利用尿素等还原剂还原为氮气

而汽油机采用三元催化转换器，作为一整体式结构，在其排气管中央的栅格网表面涂有催化剂，其作用是将废气中的HC、CO和NOx等有害气体转换成CO2、N2和水蒸气。在理论空燃比附近转化效率较高。

3.4润滑系统差异及分析

柴油机的润滑系统中有一个与冷却水接触换热的装置，可以更好的为润滑油降温，而汽油机由于希望在较高的温度下工作，所以并无此装置。

同时，汽油机的油道大多铸造在活塞内部，而柴油机在每缸下部均有一个喷油嘴用以实现飞溅润滑。

3.5冷却系统差异及分析

汽油机与柴油机在冷却上也有较大差别，由于燃烧室位置的不同，冷却液的分布也有所不同，其中，其中柴油机的燃烧室位于活塞上，下部温度较高，而汽油机的则是位于气门上，下部温度较高。可见柴油机的主要冷却部位是缸体。柴油机气缸衬垫的上水孔明显小于汽油机上，以使得大部分的水流经缸体。而对于汽油机，气缸衬垫的上水孔较大，上部冷却较好。

对于汽油机其节温器安装于散热器的出水管道中，此处温度较低，以液态水为主。因为对于汽油机，发动机温度不能太低，否则在燃烧室点燃的火焰在蔓延至气缸边时会因为过冷而熄灭。所以应在冷却保证下，使得发动机温度尽可能高，

而且较高温度可以有效提高

而柴油机的节温器安装在散热器的进水管道中，此处温度较高，有水汽混合现象，故节温器上要设置有排气孔至储水罐。这是因为柴油机的燃烧室主要在活塞中央，活塞的厚度使得火焰不会因为过冷而熄灭，所以要求柴油机的冷却温度越低越好。

3.6 燃油系统差异及分析

柴油机与汽油机的本质区别就在于燃料的差异，这导致了供油系统、点燃方式的不同，其中汽油机采用点燃的方式，而柴油机则采用压燃的方式。这就导致了燃油系统喷油压力的不同，高压共轨式的柴油机喷油压力大约有1000到2000个大气压，而多点喷射的汽油机喷油压力仅为2、3个大气压，因为汽油的蒸发性较好，可在缸外与空气充分混合，即使是缸内直喷，也只需几百个大气压，而柴油的蒸发性较差，需要很大的喷油压力使之雾化，从而能够与空气比较均匀地混合。

对于柴油机，其燃油系统采用高压共轨式，经过高压油泵加压后的柴油进入油轨中储存，然后由ECU 控制在合适的时间喷入气缸合适量的柴油，与压缩的空气混合逐渐被压燃，多余的燃油还设置了专门的回油机构使之再次回到油箱，高压喷射的目的在于使柴油能够迅速雾化以充分燃烧；而汽油机则是多点喷射式（气道喷射），汽油在气缸之前、节气门之后的进气歧管内喷射，与空气混合成可燃混合气，可燃混合气进入气缸被压缩后由火花塞点燃。流经油轨的汽油都是要喷入发动机的，这样回流的汽油温度低，利于蒸发污染控制。

汽柴油机节温器对比图

小结

历经五天的拆装实习，在实际操作与交流提问的环节之中顺利完成，这样的一段实践经历，毕竟是学习过程中一段难得的体会。在此之后，对于发动机的印象，再也不是课本上枯燥单调的图纸，而是真实的实物。唯有将理论与实践相结合，才能够更好的认识这个复杂而多变的机构，才能够跟上汽车不断进步，不断发展的时代潮流。

最后，虽然在拆装过程中遇到了种种波折，但都被我们一一克服，感谢老师们的悉心指导，感谢小组成员的互帮互助，使得我们顺利完成了汽车发动机结构拆装实习，加深了汽车发动机的理解。