发动机构造与维修1

北京交通运输职业学院发动机构造与维修发动机构造与维修北京交通运输职业学院发动机构造与维修总论提问：1、你还记得世界上第一辆汽车是什么时候问世的吗？（1886年）2、你还记得是谁发明的第一辆汽车吗？（德国人卡尔·本茨）3、你能给汽车下一个定义吗？（P1）4、你能说出汽车的主要组成吗？发动机、底盘（传动系、行驶系、转向系、制动系）、车身、电气设备。5、你能说一说以上汽车各主要组成的作用吗？6、你了解汽车的分类吗？（P3）北京交通运输职业学院发动机构造与维修单元一发动机总体构造一、发动机的作用和基本工作原理提问：你能说出发动机的作用吗？发动机的作用：将燃料的化学能转化为热能再转化为机械能并对外输出动力。提问：你了解发动机从哪怎么对外输出动力吗？（主要作用通过进气、压缩、作功、排气，把燃烧汽油产生的作用力转变为曲轴的扭距力，以向底盘输出扭距。也就是为汽车提供动力的源泉。）北京交通运输职业学院发动机构造与维修（一）发动机常用术语（实物、教具演示）上止点下止点SVcVh2RVa＝Vh＋VcS＝2R北京交通运输职业学院发动机构造与维修北京交通运输职业学院发动机构造与维修发动机常用术语（P4—6）1、上止点：活塞离曲轴回转中心最远处。2、下止点：活塞离曲轴回转中心最近处。3、活塞行程（S）：上、下两止点间的距离（单位：mm）冲程：从一个止点运动到另一个止点的过程。4、曲柄半径（R）：从曲柄销中心线到曲轴回转中心线的距离。（显然，曲轴每转一圈，活塞运动两个行程）S＝2R5、气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。Vh＝Πd2/4×106×S北京交通运输职业学院发动机构造与维修6、排量（VL，发动机工作容积）：发动机所有气缸工作容积的总和。VL＝Vh×ii—气缸数。7、燃烧室容积（Vc）：活塞处于上止点时活塞上方的空间容积。8、气缸总容积（Va）：活塞处于下止点时活塞上方的空间容积。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和。即Va＝Vh＋Vc9、压缩比（ε）：气缸总容积与燃烧室容积的比值。ε＝Va/Vc＝（Vh＋Vc）/Vc＝1＋Vh/Vc一般汽油机的压缩比约为6—10，柴油机的压缩比约为15—22。发动机常用术语（P4—6）北京交通运输职业学院发动机构造与维修（一）四冲程发动机的简单工作原理（工作循环）工作循环：发动机每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程就叫一个工作循环。四冲程发动机：曲轴转两圈活塞运动四个行程完成一个工作循环的发动机。北京交通运输职业学院发动机构造与维修1、四冲程汽油机的工作循环1）进气冲程要点：活塞向下止点运动，进气门开、排气门关，汽油和空气的混合气被吸入气缸。进气终了的缸内压力为0.075—0.09MPa（低于外界压力），进气终了缸内气体温度为370K—440K。排气门关闭进气门开启北京交通运输职业学院发动机构造与维修2）压缩冲程四冲程汽油机的工作循环要点：活塞向上止点运动，进、排气门都关闭，气缸中的气体被压缩。压缩终了的缸内压力为0.6—1.2MPa，压缩终了缸内气体温度为600K—800K。进气门关闭排气门关闭北京交通运输职业学院发动机构造与维修3）作功冲程四冲程汽油机的工作循环要点：活塞运动到接近压缩上止点时，活花塞跳火点燃混合气。活塞冲向下止点，进、排气门都关闭。最高压力3—5MPa，最高温度2200K—2800K。进气门关闭排气门关闭瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa北京交通运输职业学院发动机构造与维修4）排气冲程四冲程汽油机的工作循环要点：活塞向上止点运动，进气门关、排气门开，废气依靠自身的压力及活塞的驱赶作用被排出气缸。排气终了的缸内压力为0.105—0.115MPa（略高于大气压力），排气终了缸内气体温度为900K—1200K。进气门关闭排气门打开残余废气北京交通运输职业学院发动机构造与维修四冲程汽油机的工作循环北京交通运输职业学院发动机构造与维修2、四冲程柴油机的工作循环1）进气冲程与汽油机的区别：吸入气缸的是纯空气。北京交通运输职业学院发动机构造与维修四冲程柴油机的工作循环2）压缩冲程与汽油机的区别：压缩的是纯空气。压缩终了的缸内压力为3—5MPa，压缩终了缸内气体温度为800K—1000K。（压力和温度都远高于汽油机）北京交通运输职业学院发动机构造与维修四冲程柴油机的工作循环3）作功冲程与汽油机的区别：在压缩冲程接近上止点时，喷油器将柴油以雾状喷入燃烧室与压缩后的高温空气混合并燃烧。最高压力5—10MPa，最高温度1800K—2200K。北京交通运输职业学院发动机构造与维修4）排气冲程四冲程柴油机的工作循环北京交通运输职业学院发动机构造与维修四冲程柴油机的工作循环小结1)两种发动机工作循环的共同特点：（讨论）（1）每个工作循环曲轴转两圈（720°），每个冲程曲轴转半圈（180°），进、排气门各开启一次。（2）四个冲程中只有一个作功冲程，其它三个冲程都是消耗功的辅助冲程。（3）发动机开始运转时必须靠外力起动，依靠曲轴和飞轮储存的能量（或其它缸作功）使进气、压缩和排气冲程得以进行。北京交通运输职业学院发动机构造与维修四冲程柴油机的工作循环小结2）两种发动机工作循环的主要不同之处：（讨论）（1）进气成分不同。汽油机——混合气；柴油机——纯空气。（2）混合气形成的地点不同。汽油机——进气管和气缸；柴油机——气缸。（3）着火方式。汽油机——点燃；柴油机——压燃。北京交通运输职业学院发动机构造与维修（三）二冲程发动机的简单工作原理1、二冲程汽油机的简单工作原理（了解）第一冲程：活塞向上运动，活塞上方换气、压缩，活塞下方进气；第二冲程：活塞向下运动，活塞上方作功、换气，活塞下方预压混合气。北京交通运输职业学院发动机构造与维修第一冲程：活塞向上运动，压缩，喷油并燃烧；第二冲程：活塞下行至2/3行程时排气，换气。二冲程汽油机多用在摩托车上，二冲程柴油机用于中型汽车。（三）二冲程发动机的简单工作原理1、二冲程汽油机的简单工作原理（了解）北京交通运输职业学院发动机构造与维修二、发动机的总体构造（一）发动机的组成1、汽油机（简单解释）两大机构：曲柄连杆机构、配气机构。五大系统：燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系。2、柴油机（简单解释）两大机构、四大系统（无点火系）。（二）国产内燃机型号编制规则（阅读P13）例1：EQ6100－1例2：1E65F例3：12V135Z北京交通运输职业学院发动机构造与维修三、发动机主要性能指标和特性（一）主要性能指标1、动力性指标1）有效功率（Pe）：从发动机飞轮输出的功率，单位：Kw。2）有效转矩（Me）：从发动机飞轮输出的转矩，单位：N.m。Pe和Me之间的关系：Pe＝Me×n/9550式中n—发动机转速（r/min）2、经济性指标燃油消耗率（ge）发动机每发出1Kw的有效功率，在1h内所消耗的燃油克数。北京交通运输职业学院发动机构造与维修（二）发动机的特性1、速度特性：节气门开度（或喷油泵供油拉杆位置）一定时，有效功率（Pe）、有效转矩（Me）和燃油消耗率（ge）随发动机转速（n）变化的特性。速度特性包括部分特性和外特性。部分特性：节气门部分开启时（或喷油泵供油拉杆所处位置供油量小于标定功率的循环供油量位置时）的速度特性。外特性：节气门全开时（或喷油泵供油拉杆在标定功率的循环供油量位置时）的速度特性。北京交通运输职业学院发动机构造与维修1）汽油机外特性曲线分析要点：（1）最大功率和最大转矩都对应某一转速。例：丰田威驰轿车用5A—FE发动机最大功率：77Kw/6000rpm。最大转矩：135Nm/4800rpm。（2）最低油耗点出现在最大功率和最大转矩点之间。北京交通运输职业学院发动机构造与维修2）柴油机外特性曲线分析要点：（1）有效转矩(Me)曲线比较平缓，超负荷能力较差。（2）燃油消耗率(ge)曲线平坦，可在较大转速范围内省油。北京交通运输职业学院发动机构造与维修单元二曲柄连杆机构构造与维修一、概述（一）曲柄连杆机构的功用与组成1、功用：将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。（P21）2、组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。1）机体组：气缸盖、气缸垫、气缸套、气缸体、上下曲轴箱。曲柄连杆机构的组成北京交通运输职业学院发动机构造与维修曲柄连杆机构的组成2）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆等。3）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮等。（二）工作条件1、高温：最高温度在2800K。2、高压：最高压力5—10MPa。3、高速：发动机最高转速：4000—6000r/min。（n＝6000r/min时，活塞1S要完成200个行程）4、受力复杂：气体压力、惯性力、摩擦力等。二、机体组的结构与工作原理（一）气缸体与曲轴箱1、基本结构与功用北京交通运输职业学院发动机构造与维修2、气缸体的常用材料：灰铸铁、铝合金。3、上曲轴箱的基本结构形式气缸体与曲轴箱a）平分式b）龙门式c）隧道式北京交通运输职业学院发动机构造与维修1）平分式特点：主轴承座孔中心线位于曲轴箱分开面上，结构简单，刚度小，密封性差，多用于中小型发动机，如BJ492Q。2）龙门式特点：主轴承座孔中心线高于曲轴箱分开面，结构较复杂，刚度大，密封性好，多用于大中型发动机。如EQ6100—13）隧道式特点：刚度最大，主轴承同轴度好，拆装困难，多用于大型柴油机。如6135Q、8V120柴油机。上曲轴箱的基本结构形式北京交通运输职业学院发动机构造与维修4）下曲轴箱（油底壳，常用薄钢板冲压而成）1－衬垫2－稳油挡板3－放油塞北京交通运输职业学院发动机构造与维修4、气缸与气缸套1）多缸发动机气缸排列形式直列式：多用于六缸以下的发动机。V型：多用于六缸以上发动机。对置式:应用较少。北京交通运输职业学院发动机构造与维修2）气缸套提问：你认为有必要镶气缸套吗？为什么？使用气缸套的目的：延长缸体的使用寿命，降低成本。常用材料：合金铸铁或合金钢。北京交通运输职业学院发动机构造与维修形式：湿式气缸套，干式气缸套。气缸套提问：仔细观察上图，你能说出两种缸套各有什么特点吗？干式气缸套的特点：不易漏水、漏气，刚体刚度大，修理更换不便，散热较差。装配后缸套上平面与缸体上平面平齐。湿式气缸套的特点：散热好，便于修理更换，易漏水、漏气，易产生穴蚀，缸体刚度差。装配后缸套上平面高出缸体上平面0.05—0.15mm。北京交通运输职业学院发动机构造与维修5、气缸盖与气缸垫功用：封闭气缸构成燃烧室。常用材料：灰铸铁、铝合金。结构特点：（对照实物）1）气缸盖汽缸盖上有：冷却水套、进排气门座及气门导管孔、火花塞（喷油器）孔。北京交通运输职业学院发动机构造与维修汽油机常见燃烧室类型：盆形、楔形、半球形。气缸盖与气缸垫北京交通运输职业学院发动机构造与维修各种燃烧室的特点（P28）汽油机常见燃烧室半球形燃烧室：气门尺寸大，换气好；火花塞位于燃烧室中部，燃烧迅速；无挤气间隙，低速性能差；配气机构复杂。楔形燃烧室：气门斜置，导流好，充气效率高；有挤气涡流，燃烧好。盆形燃烧室：气门尺寸小，换气差；有挤气涡流；燃烧速度较慢。北京交通运输职业学院发动机构造与维修2）气缸垫作用：密封缸体与缸盖之间的结合面，防止漏气、漏水。形式：金属——石棉气缸垫，金属骨架——石棉垫，纯金属气缸垫。（国外开始使用耐热密封胶）（气缸垫安装时应注意卷边的朝向，原则是朝向易修整的接触面或硬平面）北京交通运输职业学院发动机构造与维修6、发动机的支撑采用弹性支撑（三点、四点）北京交通运输职业学院发动机构造与维修三、机体的检修（一）气缸体与气缸盖的常见损伤及检修常见损伤：裂纹、变形和磨损1、裂纹部位及原因：气缸体的薄弱部位，气缸盖的进、排气门座之间的过梁处。因薄厚不均，冷热不均，振动，镶缸套时过盈量大，螺栓紧固力矩过大。气缸盖进、排气门座之间的过梁处，因镶气门座或气门导管时过盈量大。危害：漏气、漏水。检查：通过水压试验，压力0.3—0.4MPa，保持5min不渗漏。修理：更换。北京交通运输职业学院发动机构造与维修2、变形原因：高温时拆卸气缸盖，紧固顺序、力矩不符合要