发动机构造培训课件.

发动机构造第一章：简介•发动机（动力装置）：将自然界的能量转化为人们所需要的机械能的装置。•热力发动机：燃料与空气混合，经过燃烧，将其中包含的化学能转化为热能，再经气体膨胀过程把热能转化为机械能的动力装置。•内燃机：燃料在气缸内部进行燃烧，所产生的气体直接将所含热能转变为机械能。柴油机、汽油机•外燃机：如蒸汽机、汽轮机•电动机：将电能转化为机械能的装置内燃机的常用术语•1．上止点•2．下止点•3．活塞行程•4．曲柄半径•5．气缸工作容积•6．燃烧室容积•7．气缸最大容积•8．内燃机排量•9．压缩比ε内燃机的常用术语•1．上止点TDC（TopDeadCenter）活塞离曲轴旋转中心最远的位置•2．下止点BDC（BottomDeadCenter）活塞离曲轴旋转中心最近的位置•3．活塞行程S上下止点之间的距离•4．曲柄半径R曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即S=2R。•5．气缸工作容积Vh（单位L)活塞由上止点运动到下止点,活塞顶部所扫过的容积Vh=(π/4)D2·S×10-3•6．燃烧室容积（余隙容积）VC活塞位于上止点时，活塞顶部上方的容积•7．气缸最大容积Va活塞位于下止点时,活塞顶部上方的容积Va=Vh+VC•8．内燃机排量VL所有气缸的工作容积之和VL=i·Vh式中：i－气缸数目。•9．压缩比气缸最大容积Va与燃烧室容积VC之比ε=1+Vh/VC越大，循环热效率越高汽油机ε=6～10柴油机ε=16～22内燃机的常用术语释义发动机的基本名词术语描述指标•1．动力性指标概念：指内燃机对外作功能力的指标（1）有效转矩Te曲轴传给汽车传动系的转动力矩。单位：N·m（2）有效功率Pe发动机曲轴的输出功率（发动机对外实际做功的大小）·Pe=Te（2πn/60）×10-3（KW）标定功率：并不是该内燃机所能发出的最大功率，而是内燃机出厂时根据使用目的而调整的。由于使用目的的不同，同一种内燃机的标定功率可以不同：十五分钟功率：内燃机允许连续运转15分钟的最大有效功率一小时功率：内燃机允许连续运转1小时的最大有效功率十二小时功率：内燃机允许连续运转12小时的最大有效功率额定功率持续功率：内燃机允许长期连续工作的最大有效功率描述指标•2.经济性指标概念：是指内燃机的生产成本、运转中的消耗以及修理费用等各项指标。通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能有效燃油消耗率be发动机每发出一千瓦有效功率在一小时内所消耗的燃油量be=（G/Pe）×103（g/KW·h）式中：G—每小时的燃油消耗量，kg/hPe—有效功率，kW二、内燃机的分类1．根据所用燃料的不同柴油机、汽油机、燃气机（汽油机进行适当的改进）二、内燃机的分类1．根据所用燃料的不同•柴油机、•汽油机、•燃气机（汽油机进行适当的改进）2．按冲程数：•二冲程：每两个活塞行程（曲轴每转一转）完成一个工作循环。如：摩托车，小型农林机械•四冲程：每四个活塞行程（曲轴每转两转）完成一个工作循环。绝大多数发动机所采用。3．按气缸数：•单缸机：只有一个气缸，•多缸机：由多个气缸组成4．按气缸排列方式•单列式：直列立式，直列卧式•双列式：对置卧式，V型5．按冷却方式•水冷：以液体为冷却介质，有专门的冷却系统•风冷：以空气为冷却介质，没有专门的冷却系统如：坦克6．按进气方式•增压：柴油机为了提高功率有采用增压式的。•自然吸气：汽油机常采用自然吸气式但现在已有许多增压汽油机。7．按着火方式•点燃：靠火花塞点火来产生燃烧，汽油机所采用•压燃：靠燃油的自燃来产生燃烧，柴油机所采用8．按用途•固定式：发电机组•移动式：工程机械采用9.按额定转速分•高速、小轿车•中速、货运汽车、工程车辆•低速。船用三、内燃机型号编制规则举例•(1)柴油机•195：表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型•165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型•495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用•6135Q：表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用•X4105：表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号举例•(2)汽油机•1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型•4100Q：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用•4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品•CA6102：表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号•8V100：表示八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型•TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号•CA488：表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号1.四冲程柴油机组成：2-2内燃机工作原理1、汽油机的工作原理2.二冲程汽油机•二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程即曲轴旋转一圈的时间内完成的。没有专门的配气机构，换气是通过三个孔（进气孔、排气孔、扫气孔）来实现。工作过程•上行冲程：活塞上移，三个孔均关，开始压缩气体，同时，活塞上移使曲轴箱出现真空，上行到进气孔打开时，新鲜混合气进入曲轴箱。•下行冲程：活塞接近上止点时，产生电火花点燃可燃混合气，使其温度、压力上升，推动活塞下行作功，行致排气口打开，废气排出。另外，进气口关闭，下行活塞使其压缩，受压气体经扫气口进入气缸，完成换气过程。3.二冲程与四冲程发动机的比较•（1）曲轴每转一周完成一个工作循环，做功一次。由于曲轴每转一周做功一次，因此曲轴旋转角速度比较均匀。•（2）二冲程发动机换气过程时间短，仅为四冲程发动机的1/3左右。进排气过程几乎同时进行，利用新气扫除废气，新气可能流失，废气也不易清除干净。•（3）曲轴箱换气方式二冲程发动机因为没有进排气门，结构大大简化。第二章、发动机的基本构造发动机的基本构造•两大机构：一、曲柄连杆机构二、配气机构•五大系统三、内燃机燃料供给系四、润滑系五、冷却系六、起动系统七、点火系统一、曲柄连杆机构作用：将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力组成：由机体曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成（一）机体组（1）组成：主要包括气缸体、气缸盖、曲轴箱、气缸套、气缸垫、油底壳等不动件。（2）作用：保证运动件相互位置，并构成燃烧室、气道、水道、油道，以保证燃烧、换气、冷却和润滑的需要。1.气缸体隧道式主轴承的机体机座结构16V538型隧道式机体汽缸套定位：轴向定位：下端不固定，受热可自由伸长。径向定位：凸缘，防止横向移动。干、湿式缸套湿式：１.散热条件好，２.厚度大，制造和更换方便。３.有水的腐蚀和穴蚀。干式：１.无腐蚀和穴蚀。２.壁薄，汽缸中心距可减小，结构紧凑，刚度小。小缸径高速机，制造要求高。３.汽缸套外圆须精磨，汽缸体上的孔须珩磨。3.汽缸盖•气缸盖的结构形式：气缸盖的结构形式多种多样•按气缸盖的数量分类，有单体式气缸盖、整体式气缸盖、块式气缸盖。A单体式汽缸盖：气缸盖罩•位置气缸盖上部•功用起封闭及防尘作用•材料一般为薄钢板冲压而成•缸盖螺栓：用于固定缸盖，要求用规定力矩按规定顺序分2~3次拧紧油底壳•1．作用·用来封闭机体的下部和储存润滑油。•2．材料·薄钢板冲压而成（有的采用铝合金制成，如GM公司3.1LV6汽油机）•3．结构·一般用薄钢片冲压而成，或者用铝合金铸造而成，为了加强散热，通常铸有散热片，曲轴箱中部和后部通常做的深一些，内部有隔板，防止大量泡沫的产生，下部有放油螺塞。（二）活塞连杆组•1.作用：将活塞在气缸中的往复运动变成曲轴的旋转运动。3.活塞（1）活塞顶部：活塞顶部、汽缸盖和汽缸壁组成燃烧室组成燃烧室。几种常用活塞顶的形状4.活塞环•分为气环和油环两种。气环：高速机：2-3道中速机：3-4道低速机：5-6道油环：一般是1-2道5.连杆（1）功用：将活塞承受的力传给曲轴并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动（2）组成：连杆由连杆大头、连杆小头、连杆杆身等组成（3）切口型式（三）曲轴飞轮组•1.组成：由曲轴、飞轮和一些附件组成。2.曲轴•作用：旋转输出扭矩•支承形式：3.飞轮•功用•·能量存储器，保证发动机运转平稳•·轮缘上镶嵌起动用飞轮齿圈•·刻有上止点记号，用于调整点火正时、喷油正时或配气正时二、配气机构1、作用：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。2、组成：气门组、气门传动组、气门驱动组等3．配气机构的类型•（1）气门布置形式•·气门顶置式•组成：凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成•特点：进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比•·气门侧置式•组成：凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。•特点：省去了推杆、摇臂等零件，简化了结构。因为它的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，逐渐被淘汰（1）气门布置形式（2）凸轮轴布置位置•·凸轮轴上置式•·凸轮轴下置式•·凸轮轴中置式（3）气门驱动形式•·直接驱动式•·摇臂驱动式•·摆臂驱动式（4）每缸气门数及其排列方式•1）两气门式•2）多气门式4气门式气门数目及气道布置（5）凸轮轴传动方式•凸轮轴下置，中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿•链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构。近年来高速汽车发动机上广泛采用齿形皮带来代替传动链。三、燃料供给系统作用：a、汽油机：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出到大气中去；组成：油箱、油泵、燃油滤清器、化油器、喷油器等b、柴油机：把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。作用：向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却以及进行防腐、密封等。组成：润滑油道、机油泵、机油滤清器等。四、润滑系统4.安全阀机油泵必须在发动机各种转速下都能供给足够数量的机油，以维持足够的机油压力，保证发动机的润滑。机油泵的供油量与其转速有关，而机油泵的转速又与发动机转速成正比。因此，在设计机油泵时，都是使其在低速时有足够大的供油量。但是，在高速时机油泵的供油量明显偏大，机油压力也显著偏高。另外，在发动机冷起动时，机油黏度大，流动性差，机油压力也会大幅度升高。为了防止油压过高，在润滑油路中设置安全阀或限压阀。一般安全阀装在机油泵或机体的主油道上。当安全阀安装在机油泵上时，如果油压达到规定值，安全阀开启，多余的机油返回机油泵进口。如果安全阀安装在主油道上，则当油压达到规定值时，多余的机油经过安全阀流回油底壳。二、机油滤清器机油滤清器的功用是滤除机油中的金属磨屑、机械杂质和机油氧化物。如果这些杂质随同机油进入润滑系统，将加剧发动机零件的磨损，还可能堵塞油管或油道。机油滤清的方式有两种：全流式和分流式。全流式机油滤清器串联于机油泵和主油道之间，因此全部机油都经过它滤清。目前在轿车上普遍采用全流式机油滤清器。桑塔纳润滑系统五、冷却系统作用：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。组成：水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。六、点火系统作用：在汽油机中，将气缸内的可燃混合气用电火花在正确的时刻进行点燃。组成：蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞、点火模块、电控单元等。七、起动系统作用：使发动机由静止状态过渡到工作状态。组成：起动机及其附属装置