1第一章汽车发动机构造

发动机构造教学大纲教学大纲《发动机构造》教学大纲.doc课程简介《汽车发动机构造与维修》是一门必修课是一门非常重要的专业课，学好与否直接关系到后续课程的学习理论学时50，实验学时20考试方式：闭卷总论第一章发动机的基本知识第二章曲柄连杆机构第三章配气机构第四章汽油机燃料供给系第五章柴油机燃料供给系第六章冷却系第七章润滑系第八章点火系统第九章启动系统第十章装配与调试目录第一节绪论教学目标：1、汽车文化：了解汽车的发展历史；2、了解汽车的定义、分类；3、了解汽车的总体构造；4、掌握发动机的组成。（一）汽车文化汽车发展史汽车发展史.doc汽车诞生年：1886年1月29日，德国曼海姆专利局批准卡尔·本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利，这一天被大多数人称为现代汽车诞生日。卡尔·本茨也被称为汽车之父。（二）汽车定义汽车：是由动力驱动，一般具有四个或四个以上车轮的非轨道承载车辆，主要用于载运人、货物及一些特殊用途。汽车组成：发动机、底盘、车身和电器四大部分（三）现代汽车类型按用途分1）轿车3）货车2）客车5）特种车4）牵引车和汽车列车7）农用汽车6）工矿自卸车8）越野汽车轿车的分类类型发动机排量（L）车型微型≤1.0夏利、奥拓普通型＞1.0～≤1.6富康、捷达中级＞1.6～≤2.5桑塔纳3000、奥迪A6中高级＞2.5～≤4.0皇冠、奔驰300高级＞4.0CA770、卡迪拉克、林肯、奔驰600系列1、按排量分类2、按发动机布置和驱动方式分发动机布置和驱动型式示意图发动机前置、前驱发动机前置、后驱发动机后置、后驱客车的分类类型车辆长度（m）微型＜3.5轻型3.5～7中型7～10大型10～12超大型＞12（铰接式）10～12（双层）1、按汽车的长度分类超大型客车2、按车身型式分类：长（短）头客车箱形客车流线型客车铰接式客车双层客车货车的分类1、按驾驶室总成结构型式分类长头车短头车平头车2、按货箱型式分类栏板式罐式自卸式平台式箱式篷式3、按汽车质量分类：类型总质量（t）微型＜1.8轻型1.8～6中型＞6～≤14重型＞14牵引车特种用途车*防弹高级迎宾车*检阅车*银行运款专用车各种专用车各种专用车消防车洒水车救护车扫雪车殡丧车垃圾装运车清扫车混凝土搅拌车按国家标准分最新汽车分类标准（GB/T3730.1-2001）按用途分：乘用车和商用车两大类。乘用车：主要用于载运乘客及其随身行李物品，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位；乘用车有普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、舱背乘用车（这6种俗称轿车）、旅行车、多用途乘用车（MPV）、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车（旅居车、防弹车、救护车、殡仪车）等。商用车：主要用于商业用途，运送人员和货物。主要包括座位大于9的客车、货车、半挂牵引车等。不再对车辆进行分类和分级，而是给出各种车型的具体术语和定义。其他分类按发动机位置及驱动型式分：前置发动机前驱动FF、前置发动机后驱动FR、中置发动机后驱动MR、后置发动机后驱动RR和四轮驱动4WD五种。四轮驱动是指汽车所有车轮都是驱动轮，一般多用于越野车。汽车驱动情况常用4×2、4×4等表示，前一位数表示汽车总车轮数，后一位数表示汽车驱动轮数。轿车按车身分类:有一厢式（发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成一个空间形态）、二厢式（发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成两个空间形态）、三厢式（发动机舱、客舱和行李舱在外形上形成三个空间形态）。若轿车顶盖不可开启，称该车身为闭式；若客舱顶为敞顶或按需要可开闭，称该车身为开式按汽车动力装置类型分：内燃机汽车（燃料在气缸内燃烧，将所产生的热能转化为机械能的机器。如汽油车、柴油车、气体燃料汽车等）；电动汽车（以蓄电池为能源，以电动机为驱动的汽车）；燃气轮机汽车（用航空发动机或火箭发动机及特殊燃料，用喷气反作用力驱动的发动机。主要用于赛车）。（三）汽车的总体构造1）发动机：动力装置，作用是将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。2）底盘：作用是支撑发动机、车身等部件，接受发动机的动力使汽车行驶。组成部分：传动系，行驶系，转向系，制动系。3）车身：是驾驶员工作和装载乘客、货物的场所4）电气设备组成：电源、用电设备。第一章发动机构造与维修基础知识第一节发动机的总体构造1.发动机的总体构造2.发动机分类1.1发动机的总体构造1.汽油机的组成两大机构，五大系统。两大机构：曲轴连杆机构，配气机构五大系统：燃料供给系，点火系，冷却系，润滑系，起动系。（1）曲轴连杆机构作用：将燃料燃烧所放出的热能通过活塞、连杆、曲轴等转变为驱动汽车行驶的机械能。组成：汽缸体，汽缸盖，活塞，连杆，曲轴和飞轮等机件组成。（2）配气机构作用：根据发动机工作需要，适时打开进气或排气通道；使混合气体进入气缸或废气排出气缸。组成：气门，气门弹簧，凸轮轴，挺杆，凸轮轴传动机构等。(3)燃料供给系作用:根据发动机的工作需要，配置出一定数量和浓度的可燃混合气并送入气缸。分类：化油器式和电控燃油喷射式组成：汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、汽油泵、（化油器）、空气滤清器、进排气歧管等组成(4)点火系作用：根据发动机的工作需要，及时点燃气缸内的混合气。分类：传统，普通电子，微型机控制电子电控燃油点火系统组成：电池，发电机，点火线圈，分电器，火花塞和电子控制系统。(5)冷却系作用：帮助发动机散热。分类：水冷式，风冷式水冷式冷却系组成：水套，水泵，散热器，风扇，节温器等。(6)润滑系作用：减小摩擦和磨损，对摩擦表面进行清洗和冷却。组成：机油泵，集滤器，限压阀，油道和机油滤清器等。(7)起动系作用：使发动机由静止状态进入正常工作状态。组成：起动机和其附属装置。2发动机的分类（1）发动机的定义:发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能.1.按照所用燃料分类（2）发动机的分类2.按照工作行程分类3.按照冷却方式分类4.按照气缸数目分类5.按照气缸排列方式分类6.按照进气系统是否采用增压方式分类第二节发动机的工作原理（1）发动机工作原理中的基本术语（2）单缸四冲程汽油机工作原理（3）单缸四冲程柴油机工作原理（4）多缸四冲程汽油机工作原理上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)（1）、发动机工作原理中的基本术语压缩比发动机排量工作循环动态演示1.上止点指活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置。2.下止点指活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置。3.活塞行程指活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。一般用s表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180°4.曲柄半径指曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即s=2R。5.气缸工作容积活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。一般用Vh表示：式中：D－气缸直径，单位mm；S－活塞行程，单位mm)(10462LSDVh6.燃烧室容积活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。一般用Vc表示。7.气缸总容积活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即Va＝Vc＋Vh。8.发动机排量多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般用VL表示：式中：Vh－气缸工作容积；i－气缸数目9.压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。式中：Va－气缸总容积；Vh－气缸工作容积；Vc－燃烧室容积；汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比，一般为16～22。10.工作循环进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。（2）单缸四行程发动机工作原理视频演示1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程活塞置于气缸中，活塞可在气缸中作往复直线运动，活塞通过连杆和曲轴相连，曲轴可绕其轴线旋转。1、进气行程排气门关闭进气门开启大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。进气终了时气缸内压强为0.074～0.093Mpa，温度上升至353～403K活塞下行2、压缩行程进气门关闭排气门关闭PVra示功图大气压力线c上止点下止点压缩终了时气缸内压强上升至0.6～1.5Mpa，温度继续上升至600～700K。活塞上行3、作功行程进气门关闭排气门关闭PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点作功中气缸内最高压强可达3～5Mpa，最高温度可达2200～2800K；作功终了时气缸内压强下降至0.3～0.5Mpa，温度下降至1300～1600K。活塞下行4、排气行程进气门关闭排气门打开PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点残余废气排气终了时气缸内压强下降至0.102～0.120Mpa，温度下降至900～1200Ka活塞上行进气行程压缩行程作功行程排气行程新鲜空气（3）单缸四冲程柴油机工作原理四行程柴油机各行程示意图开始喷油1.四冲程柴油机的四个行程1.1.进气行程进入气缸的不是混合气，而是纯空气。1.2.压缩行程(1)压缩行程压缩的是纯空气。(2)压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3MPa～5MPa，温度可达800K～1000K。点燃温度汽油的点燃温度很低，约263K，柴油的点燃温度高，约为313K～359K。自燃温度柴油的自燃温度低（比汽油低100K），约为473K～573K，汽油自燃温度高，约为653K1.3.作功行程(1)压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气。因为此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度(约500K左右)，柴油自行着火燃烧，且以后的一段时间内边喷边燃烧，气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行作功。(2)作功行程中，瞬时压力可达5MPa～10MPa，瞬时温度可达1800K～2200K；作功终了，压力约为200kPa～400kPa，温度约为1200K～1500K。1.4.排气行程排气行程与汽油机排气行程基本相同。2.四冲程汽油机与柴油机的相同点与不同点2.1相同点：1.每个工作循环曲轴转两周，每一冲程曲轴转半周，进气冲程进气门开，排气冲程排气门开，其余两个冲程进、排气门均关。2.四个冲程中，只有作功冲程产生动力，其余三个冲程消耗能量。3.必须用外力起动。4.工作循环基本内容相似，主要机件的运动相同，结构基本相同。2.2不同点：1.混合气形成方式不同：汽油机是缸外混合；进入气缸的是燃油混合气；柴油机是缸内混合，进气冲程－进入气缸的是纯空气；2.压缩冲程－压缩比大，压缩终了的压力、温度高。3.着火方式不同：作功冲程－压缩冲程末，汽油机点燃式；柴油机压燃高压柴油呈雾状喷入气缸内，自行燃烧作功，最高压力5～10Mpa；4.排气冲程与汽油机基本相同。压力0.105～0.125Mpa，温度800-1000K。（4）多缸四冲程汽油机工作原理每一气缸的工作循环都与单杠四冲程发动机相同，但按一定顺序进行。不论是几缸四冲程发动机，曲轴每转两周，各缸轮流做功一次。多缸发动机各缸的做功间隔角为720°/i。多缸发动机优势：发动机工作平稳。第三课发动机的性能指标（1）发动机性能指标的定义和分类（2）动力性指标（3）经济性指标（4）强化指标（5）紧凑性指标（6）运转性能指标（7）可靠性指标与耐久性指标（8）工艺性指标（1）发动机性能指标的定义和分类1.发动机性能指标是评定发动机性能好坏的各种物理量的总称。包括：动力性指标，经济性指标，强化指标，紧凑性指标，运转性