汽车基础知识(发动机)

汽车基础知识（动力篇）2——课程目的在本课程结束后，学员将能够：认识汽车动力总成的原理认识汽车动力总成现行技术就SGM产品中主要汽车技术的发展作说明3——汽车的基本构造动力总成电子及通信系统底盘系统车身及附件4发动机传动系——动力总成概述：车辆的动力总成(PowerTrain)是指包括发动机、传动系在内的动力产生和传输系统。5发动机按照内燃机所用燃料可分为汽油机和柴油机。——动力总成6曲柄连杆机构——动力总成发动机：将某一种形式的能量（如汽油、柴油等）转化成机械能的机器。连杆活塞曲轴7发动机是汽车的动力装置：由机体、曲柄连杆机构、配气机构、冷却系、润滑系、燃料系、启动系和点火系组成。——发动机基本组成8——四冲程工作原理考虑汽油发动机单缸的情况，其活塞经过往复的四个冲程完成一个工作循环，包括进气、压缩、作功、排气四个冲程。进气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程演示9进气冲程压缩冲程作功冲程排气冲程进气门可燃混合气——四冲程工作原理10——四缸发动机四冲程工作原理演示111.进气冲程2.压缩冲程3.做功冲程4.排气冲程——四冲程工作原理及主要零件A.进气阀、摇臂、压紧弹簧B.阀门盖C.进气门D.气缸盖E.冷却水F.发动机体G.油底壳H.机油泵I.凸轮轴J.排气阀、摇臂、弹簧K.火花塞L.排气门M.活塞N.连杆O.连杆轴P.曲轴演示12——发动机常用术语压缩比：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。13直列（L型）4缸直列6缸（BMW）直列5缸（Volvo）——发动机汽缸布置形式演示14——发动机汽缸布置形式V型6缸演示演示15V型8缸W型12缸——发动机汽缸布置形式16水平对置4缸水平对置6缸——发动机汽缸布置形式演示演示17——曲柄连杆机构曲柄连杆机构：是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。曲轴飞轮组演示18——配气机构演示19OHV(Over-headValve)顶置式气门OHC(Over-headCamshaft)顶置凸轮轴——配气机构型式20SOHC(SingleOver-headCamshaft)顶置单凸轮轴DOHC(DoubleOver-headCamshaft)顶置双凸轮轴——配气机构型式21二气门三气门四气门五气门——气门的数量和型式22——气门的数量和型式演示23组成：1.发动机2.转速传感器3.节气门位置传感器4.节气门执行器5.节气门6.加速踏板位置传感器7.车速传感器8.变速器9.加速踏板10.节气门电子控制单元（ECU）——电子节气门电子节气门控制系统的最大优点：可以实现发动机全范围的最佳扭矩的输出。24•有效扭矩最大扭矩•有效功率最高输出功率•转速——动力性能指标动力性能指标：功率和扭矩25可变长度进气歧管——改变功率和扭矩的技术动力性——具有较高的功率和较大的扭矩较长的进气歧管低速大扭矩,高速低功率较短的进气歧管却正相反，低速小扭矩,高速大功率通过双级可变进气歧管，可以保证得到两者的长处在保证在较大的转速范围内，不但具有较大的扭矩的同时，在高转速区具有较高的最大输出功率。豪华性——华丽整齐的发动机外表,显示动力充沛。驾驶乐趣——汽车在高速行驶时，具有较好的加速性。26可变长度进气歧管——改变功率和扭矩的技术27——改变功率和扭矩的技术28废气涡轮增压(Turbo)——改变功率和扭矩的技术29图释1.8升四缸汽油机扭矩:Nm功率:Kw1.8升四缸涡轮增压发动机(1.8T)扭矩:Nm功率:Kw图释图释较比——改变功率和扭矩的技术30图释1.8升四缸汽油机扭矩:Nm功率:Kw1.8升四缸涡轮增压发动机(1.8T)扭矩:Nm功率:Kw图释图释较比——改变功率和扭矩的技术311.8升四缸汽油机扭矩:Nm功率:Kw1.8升四缸涡轮增压发动机(1.8T)扭矩:Nm功率:Kw图释图释图释较比——改变功率和扭矩的技术32可变进气相位特点：动力性保证汽车进排气时刻合理，使发动机获得良好的进排气效果，燃烧充分，获得良好的动力；舒适性液压调节机构保证其良好的可靠性和较低的噪音水平；驾驶乐趣动力性越好意味着更好的驾驶乐趣。——改变功率和扭矩的技术33•进、排气门开、关时刻的控制•进、排气门升程的控制可变进气相位——改变功率和扭矩的技术34本田VTEC技术VTEC＝VariableValveTimingandLiftElectronicControlSystem可变气门正时及升程电子控制系统VTC＝VariableTimingControliVTEC＝VTEC＋VTC——改变功率和扭矩的技术35Valvetronic——改变功率和扭矩的技术36进气侧排气侧提前延迟提前延迟VVT-i系统（可变配气正时控制机构）VVT-i系统用于控制进气门凸轮轴在50°范围内调整凸轮轴转角，使配气正时满足优化控制发动机工作状态的要求，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、经济性和降低尾气的排放。——改变功率和扭矩的技术37——燃料供给系多层复合塑料燃油箱38——燃料供给系燃料供给系汽油电喷系统39——燃料供给系燃料供给系汽油电喷系统喷油嘴40多点燃油喷射多点顺序燃油喷射——燃料供给系燃料供给系汽油电喷系统演示41——燃料供给系燃料供给系汽油电喷系统缸内直喷技术：汽油机直喷技术也是各大汽车企业研究的重点。目前，在国外一些高档轿车上已经开始普遍使用，其好处就是燃料的利用率高，更加节油、环保，动力性能也更好。但是直喷发动机对于油品要求较高，而国内油质还达不到要求。因此，宝马、奥迪等在国内等中国生产的汽车都没有采用缸内直喷技术。42主要性能指标——燃料供给系燃料供给系汽油的性质蒸发性热值抗爆性辛烷值43——燃料供给系燃料供给系空气供给系统44过量空气系数：理论空燃比：——燃料供给系燃料供给系可燃混合气可燃混合气：是指空气与燃料的混合物，其成分对发动机的动力性与经济性有很大的影响。空燃比：可燃混合气中空气和燃料的质量比。演示45——润滑系润滑作用、清洗作用、密封作用、防锈蚀作用、液压作用、减震缓冲作用46——润滑系润滑方式：压力润滑、飞溅润滑、定期润滑47——冷却系48•水温信号•车速信号•发动机转速信号•空调开关状态•发动机ECU冷却风扇马达无级控制风扇转速信号冷却风扇ECU——冷却系49——冷却系演示50——冷却系演示51——点火系52——点火系将火花塞和点火线圈“合二为一”，且为数字式精确控制每缸点火53——点火系演示54——点火系演示发动机爆震传感器55起动机制动灯开关ACC继电器IG1,2继电器发动机开关空挡起动开关STSWACCRSTARSTA1,起动信号2,ACC动力切断发动机ECU(ECM)电源控制ECU3,起动机运转发动机冷却液温度传感器凸轮轴位置传感器制动灯开关起动机切断继电器起动机继电器——起动系56——起动系飞轮演示57——动力总成总结发动机组成演示58——动力总成提高动力性指标提高经济性指标提高环保指标目标59——动力总成柴油机演示60——动力总成转子发动机演示演示61——动力总成混联式混合动力：1.串联式混合动力系统2.并联式混合动力系统3.混联式混合动力（PRIUS普锐斯使用的THS）62——动力总成氢燃料电池63——动力总成-排放64症状————动力总成-排放一氧化碳与血红素亲和对人体健康之影响COHb饱和度5-20%感觉不适，神经系统机能降低20-50%头痛、头晕、呕吐50-60%虚脱、昏厥60%以上意识丧失、甚至死亡65扭力转速与点火正时固定浓稀-空燃比-——动力总成-排放三元催化器：将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。空燃比对引擎性能及废气排放的影响扭力CONXoHC燃料消耗率66——动力总成-闭环控制催化转换器泡沫陶瓷的微观结构等离子体-催化系统捕集净化微粒演示67——动力总成-闭环控制闭环控制演示68——动力总成-排放废气再循环系统(EGR)EGR工作对象NOX生成条件发动机工况废气组成作用原理有害NOX化合物高温/富氧高温/富氧H2O,N2,CO2废气导入气缸降低混合气氧浓度吸收热量降低温度减少氮氧化物产生69缺点：NOx排放量随负荷增加而增加，EGR率也应随之增加。随着EGR率的增加，将使燃烧速度减慢、燃烧稳定性变差、HC和CO排放上升、发动机功率下降、油耗增大。因此，EGR率必须适当控制。控制要求是：发动机水温低于500C时，不应进行废气再循环；怠速和小负荷时，NOx排放量不高，不进行废气再循环；全负荷和急加速时，不应进行废气再循环。——动力总成-排放废气再循环系统(EGR)70——动力总成-排放二次空气喷射（SAIS)SAIS工作对象CO,CH生成条件发动机工况作用原理排放的有害CO,CH气体燃烧不充分,催化转换器起燃温度未到冷启动,温度低空气导入排气管CO,CH再次燃烧降低浓度燃烧热量加快催化转化器起燃71二次空气系统只在以下两种工况下短暂作用：——动力总成-排放二次空气喷射(SAIS)工况冷起动阶段热起动时怠速自检阶段冷却液温度5℃-30℃最大96℃Tobecontinued…