图解汽车发动机原理与构造

发动机、变速器、底盘合称为传统燃油汽车的“三大件”。

历经百多年的发展，汽车发动机一直沿着汽油发动机与柴油发动机两大主流行进。

车用发动机有多种分类形式，上面说的汽油机、柴油机就是按燃料的类型来分类的。内燃机（车用发动机的另一称呼）除了可以烧汽油、柴油，也可以使用其他清洁能源，如多用在卡车上的燃气发动机就可以使用CNG（压缩天然气）、LPG（液化石油气）、LNG（液化天然气）等燃料。按照缸体与活塞分布形式，车用发动机又可分为直列发动机、V型发动机、W型发动机及水平对置发动机（使用这个发动机的品牌车型极少，多用在德国保时捷与日本斯巴鲁生产的汽车上）。根据是否配备涡轮增压器，发动机还有自然吸气发动机（简称自吸）与涡轮增压发动机（简称增压）的区别。随着一些新技术的应用，会听到不少带新前缀的发动机称呼，如直喷发动机（燃油直接喷射在气缸内，以前的多为进气歧管喷射），可变正时与气门升程发动机，阿特金森循环发动机，可闭缸工作发动机，等等。

除了马自达跑车上曾用过的转子发动机较为异类外，其他汽车上使用的发动机都是活塞发动机。活塞发动机也叫往复式发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机（带一个活塞的发动机叫单缸发动机，两个叫双缸，三个以上按数字叫。汽车上至少是三缸发动机）。活塞发动机是热机的一种，靠汽油、柴油、天然气等燃料提供动力。活塞式发动机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、进排气系统、燃料供给系统、点火系统（汽油机及燃气发动机独有）、冷却系统、润滑系统及启动系统等组成。活塞发动机大多是四冲程发动机，即每个气缸完成一个工作循环，活塞在气缸内要经过四个冲程，依次是进气、压缩、做功和排气。

那么，汽车发动机分类如此之多，内部构造又是这么复杂，具体到每个类型和总成系统，它的结构形式如何？又是怎样工作的呢？为了解决这些问题，我们编写了此书。

本书以四冲程活塞发动机为主体，按照发动机的结构（一机体两机构七系统，即机体组；曲柄连杆机构、配气机构；燃油供给系统、进排气系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、启动系统、电控系统）及特殊新型动力分类系统的层次，采用“一页一主题”的方式进行编写。该书以图为中心，文字辅助说明，图文相映地介绍了发动机各总成机构与系统的内部结构、部件位置、系统组成与功能以及控制原理。由于商用车用发动机主要是大型柴油发动机，与乘用车用发动机存在较大区别，所以用部分篇幅介绍了商用车用发动机的构造原理。

本书在编写中以搭载于奔驰、宝马、奥迪、大众、保时捷、丰田、本田、马自达等汽车上的发动机总成为参照，借用三维透视图解、部件分解、图文对照的方式，简洁明了地讲述了各类汽车发动机的结构及原理。

为了便于了解发动机内部运行机制以及控制流程，本书在各节点配备了若干视频，通过这些视频可以动态地演示发动机的组成部件以及工作原理。通过这种“图、文、影”的三维解说方式，相信可以让读者朋友们更快地了解和学习汽车发动机的构造与原理。

本书由瑞佩尔主编，此外参加编写的人员还有朱如盛、周金洪、刘滨、陈棋、孙丽佳、周方、彭斌、王坤、章军旗、满亚林、彭启凤、李丽娟、徐银泉。在编写过程中，参考了大量国内外相关文献和品牌官方信息资料，在此，谨向这些资料信息的原创者们表示由衷的感谢！

限于水平及成书仓促，书中疏漏之处在所难免，还请广大读者朋友及业内专家多多指正。

编者

本书以四冲程活塞发动机为主体，按照发动机的结构(一机体二机构七系统，即机体组;曲柄连杆机构，配气机构；燃油供给系统、进排气系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、启动系统、电控系统)及特殊新型动力分类系统的层次，采用“一页一主题”的方式进行编写。书中内容以图为中心，文字辅助说明，图文相映地介绍了发动机各总成机构与系统的内部结构、部件位置、系统组成与功能以及控制原理。由于商用车用发动机主要是大型柴油发动机，与乘用车用发动机存在较大区别，所以用部分篇幅介绍了商用车用发动机的构造原理。

为了便于了解发动机内部运行机制以及控制流程，本书在各节点配备了若干视频，通过这些视频可以动态地演示发动机的组成部件以及工作原理。通过这种“图、文、影”的三维解说方式，相信可以让读者朋友们更快地了解和学习汽车发动机的构造与原理。

本书不仅可以供各汽车院校的相关专业作为教辅资料使用，也可供广大汽车领域从业人员作为了解、学习汽车发动机结构原理的专业书籍使用。

发动机类型　001

发动机专业术语　002

发动机基本参数　003

发动机性能参数　004

发动机编号规则　005

汽油发动机原理（四冲程）　006

柴油发动机原理（四冲程）　007

发动机部件概览　008

机体组—概览　009

机体组—气缸体　010

机体组—气缸套　011

机体组—气缸盖（汽油发动机）　012

机体组—气缸盖（柴油发动机）　013

机体组—油底壳　014

机体组—密封件　015

曲柄连杆机构—概览　016

曲柄连杆机构—活塞　017

曲柄连杆机构—活塞环/销　018

曲柄连杆机构—连杆结构　019

曲柄连杆机构—斜分式与裂解式连杆　020

曲柄连杆机构—曲轴　021

曲柄连杆机构—平衡轴　022

曲柄连杆机构—减振器　023

曲柄连杆机构—双质量飞轮（ZMS）　024

配气机构—概览　025

配气机构—气门　026

配气机构—气门间隙补偿　027

配气机构—凸轮轴　029

配气机构—正时链装置结构　030

配气机构—正时链形式与张紧方式　031

配气机构—正时带装置结构　032

配气机构—奔驰可变气门正时　033

配气机构—宝马可变气门升程（Valvetronic）　034

配气机构—宝马可变凸轮轴控制（双VANOS结构）　035

配气机构—宝马可变凸轮轴控制（双VANOS原理）　036

配气机构—奥迪凸轮轴调节机构　037

配气机构—奥迪气门升程系统　038

配气机构—丰田可变正时（VVT-i）　039

配气机构—本田可变正时（VTEC）　040

配气机构—本田可变气缸（VCM）　041

配气机构—阿特金森循环（Atkinson）　043

燃油供给系统—概览　044

燃油供给系统—汽油直喷系统　045

燃油供给系统—高精度喷射（HPI）（直喷汽油机）　046

燃油供给系统—双喷射系统（直喷汽油机）　047

燃油供给系统—高压共轨系统概览（柴油机）　048

燃油供给系统—高压共轨系统原理（柴油机）　049

燃油供给系统—燃油箱　050

燃油供给系统—燃油高压泵（直喷汽油机）　051

燃油供给系统—高压泵构造（直喷汽油机）　052

燃油供给系统—电磁喷射器构造（直喷汽油机）　053

燃油供给系统—高压泵构造（柴油共轨系统）　054

燃油供给系统—高压泵原理（柴油共轨系统）　055

燃油供给系统—压电喷射器（柴油共轨系统）　056

燃油供给系统—电磁阀喷射器（柴油共轨系统）　057

燃油供给系统—电控汽油喷射系统　058

燃油供给系统—电控柴油喷射系统　059

进排气系统—进气系统部件　060

进排气系统—进气电控系统（纵涡翻板）　061

进排气系统—进气电控系统（横涡翻板）　062

进排气系统—进气电控系统（可变进气歧管）　063

进排气系统—排气歧管　065

进排气系统—排气系统概览　066

进排气系统—排气系统消声器　067

进排气系统—排气系统隔离器与控制阀　068

进排气系统—汽油机废气组成与理想空燃比　069

进排气系统—催化转化器　070

进排气系统—柴油机SCR系统　071

进排气系统—柴油机废气净化模块　072

进排气系统—柴油机废气净化（不带SCR）系统　073

进排气系统—废气排放控制（汽油机）　075

进排气系统—废气排放控制（柴油机）　076

进排气系统—增压系统概览　077

进排气系统—增压器结构原理　078

进排气系统—增压器结构原理（柴油机）　079

进排气系统—增压器结构原理（罗茨式）　080

进排气系统—增压器电磁离合器（罗茨式）　081

进排气系统—双涡流涡轮增压器　082

进排气系统—双涡轮增压器（直列6缸发动机）　083

进排气系统—双涡轮增压系统（V型8缸发动机）　084

进排气系统—双增压系统　085

进排气系统—机械式压气机　086

进排气系统—压气机电磁离合器　087

进排气系统—增压空气冷却系统　088

冷却系统—冷却液循环系统　089

冷却系统—双回路系统　090

冷却系统—节温器　091

冷却系统—机械冷却液泵　092

冷却系统—电动冷却液泵　093

冷却系统—发动机温度调节　094

润滑系统—概览　095

润滑系统—概览（干油底壳类型）　096

润滑系统—机油滤清器　097

润滑系统—机油泵（双中心泵）　098

润滑系统—机油泵（外齿轮泵）　099

润滑系统—机油泵（叶片泵）　100

润滑系统—机油泵（摆动阀泵）　101

润滑系统—机油　102

润滑系统—曲轴箱通风系统　103

润滑系统—机油分离模块　104

点火系统—火花塞　105

点火系统—传统点火系统　106

点火系统—电控点火系统　107

预热系统—预热塞　108

预热系统—系统原理　109

启动系统—起动机　110

启动系统—起动机发电机　111

自动启停（MSA）与48V轻混系统　112

发动机带传动机构　113

发动机电控系统—发动机控制器（ECU）　114

发动机电控系统—空气流量传感器　115

发动机电控系统—曲轴位置传感器　116

发动机电控系统—电子节气门角度传感器　117

发动机电控系统—制动踏板位置传感器　118

发动机电控系统—宽带型氧传感器　119

发动机电控系统—阶跃式氧传感器　120

发动机电控系统—废气压力传感器　121

发动机电控系统—电子机油传感器　122

发动机电控系统—凸轮轴正时调节阀　123

发动机电控系统—电子气门升程控制阀　124

发动机电控系统—奥迪气门升程系统（AVS）　125

发动机电控系统—奥迪按需停缸技术（COD）　126

发动机电控系统—机油冷却器冷却液切断阀　127

发动机电控系统—特性曲线节温器　128

发动机电控系统—进气控制阀　129

发动机电控系统—高压喷射阀　130

发动机电控系统—主动控制机座（ACM）　131

商用车用发动机—发动机本体　132

商用车用发动机—发动机正时机构　133

商用车用发动机—发动机传动机构　134

商用车用发动机—发动机排气制动　135

商用车用发动机—高压共轨部件图　136

商用车用发动机—高压共轨信号图　137

商用车用发动机—高压共轨原理图　138

商用车用发动机—单体泵结构　139

商用车用发动机—单体泵原理　140

商用车用发动机—润滑系统　141

商用车用发动机—冷却系统　142

商用车用发动机—后处理系统部件　143

商用车用发动机—后处理系统原理　144

新型车用发动机—水平对置发动机　145

新型车用发动机—转子发动机　146

新型车用发动机—燃气发动机　147

新型车用发动机—新能源系统（油电混动）　148

新型车用发动机—新能源系统（插电混动）　149

新型车用发动机—新能源系统（纯电动）　150

新型车用发动机—新能源系统（氢燃料）　151

“一页一主题”的方式进行编写。以图为中心，文字辅助说明，图文相映地介绍了各类发动机的内部结构、部件位置、系统组成与功能、动力传递路线及控制原理。

本书在编写中以搭载于奔驰、宝马、奥迪、大众、保时捷、丰田、本田、马自达等汽车上的发动机总成为参照，借用三维透视图解，部件分解，图文对照的方式简洁明了讲述了各类汽车发动机的结构及原理。

为了便于了解发动机内部运行机制以及控制流程，本书在各节点配备了若干视频，通过这些视频可以动态地演示发动机的组成部件以及工作原理。通过这种“图文影”的三维解说方式，相信可以让读者朋友们更快了解和学习汽车发动机的构造与原理。