1发动机总体构造

2020/3/16现代汽车学院1汽车发动机构造与维修发动机总体构造汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院2目录往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理发动机总体构造发动机主要性能指标和特性汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院3目标掌握汽车发动机的类型、总体构造和基本工作原理；掌握发动机基本术语、主要技术参数和国产发动机的编号规则；掌握发动机主要性能指标的定义和作用。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院4汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院5基本术语四冲程发动机工作原理二冲程发动机工作原理发动机的几种分类发动机的总体构造目录汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院62.1基本术语活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)VL=Vh×iVh=πD2S×10-6/4（L）D——气缸直径（mm）S——活塞行程（mm）汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院7汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院8汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院9汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院10汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院11汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院12汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院13汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院14四冲程发动机的简单工作原理一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院15进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K，压力75~90kPa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。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院16压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/VcPVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院17作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院18排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200K压力105~125kPa残余废气汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院19二、四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进气门排气门纯空气温度300~370K压力800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa温度800~1000K压力105~400kPa终了：温度800~1000K压力105~400kPa汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院20思考四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环当中有什么相同之处？汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院21相同点：1每个工作循环中曲轴都转两周，每一行程曲轴都转半周。2只有在作功行程产生动力。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院22思考四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环当中有什么不同呢？汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院23不同点汽油机柴油机汽油与空气在缸外混合，吸进气缸的是可燃混合气吸进气缸的是纯空气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧有点火系无点火系无喷油器有喷油器汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院24二冲程发动机的工作原理二冲程汽油发动机工作原理二冲程柴油发动机工作原理汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院25一、二冲程汽油机工作原理压缩混合气进气点火燃烧排气扫气孔进气孔排气孔火花塞1、结构汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院26二、二冲程柴油机工作原理换气燃烧排气压缩喷油器空气扫气泵废气排气门汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院27思考二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何不同点？1.理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。2.由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。3.构造简单，质量较小。4.易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院282.4发动机的分类冷却方式水冷发动机风冷发动机气缸数燃烧的燃料工作行程数四冲程发动机二冲程发动机汽油发动机柴油发动机单缸发动机多缸发动机化油器式发动机直接喷射式发动机发动机排列方式单列式发动机双列式发动机汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院29为了便于内燃机的生产管理和使用，国家标准(GB725－82)《内燃机产品名称和型号编制规则》中对内燃机的名称和型号作了统一规定。1.内燃机的名称和型号内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由以下四部分组成：首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院30内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院313.型号编制举例(1)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(2)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表示系列代号汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院322.5发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系点火系冷却系润滑系起动系汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院33单缸发动机结构示意图汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院34连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮■配气机构■曲柄连杆机构汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院35摇臂凸轮轴汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院36桑塔纳发动机结构示意图汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院37桑塔纳发动机冷却系示意图汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院38桑塔纳发动机润滑系示意图汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院39压缩比定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用ε表示。ε=Va/Vc现代化油器式发动机压缩比一般为6～9(轿车有的达9～11)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院40压缩比过大的不良后果名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院41四冲程发动机工作状态状态行程温度(K)压力进气行程370~44075~90kPa压缩行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程900~1200105~125kPa汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院42柴油机工作时各行程状态参数状态行程温度(K)压力进气行程320~350800~900kPa压缩行程800~10003~5MPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程800~1000105~125kPa汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院43发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准。发动机的主要性能指标有：动力性能指标，经济性能指标和排放性能指标。(1)动力性能指标动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标，包括有效扭矩、有效功率和曲轴转速。a.有效扭矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，通常用Te表示，单位为N·m。有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产生的扭矩，并克服了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净扭矩。b.有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示，单位为kW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器测定，测出有效扭矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院44式中：Te－有效扭矩，单位为N·m；n－曲轴转速，单位为r/min。c.转速：指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/min。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行300～1000小时。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院45(2)经济性能指标通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出1kW有效功率在1小时内所消耗的燃油质量(以g为单位)，燃油消耗率通常用ge表示，其单位为g/kW·h，计算公式如下式中：GT－每小时的燃油消耗量，kg/h；汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院46Pe－有效功率，kW。很明显，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少，其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率ge是最小值。(3)排放性能排放性能指标包括排放烟度、有害气体(CO，HC，NOx)排放量、噪声等。汽车发动机构造与维修2020/3/16现代汽车学院472.特性发动机的主要性能指标有效扭矩Te，有效功率Pe，有效耗油率随其运转工况(负荷、转速)变化而变化的关系称为发动机的特性。其性能指标随发动机曲轴转速变化的关系称为发动机的速度特性，而性能指标随负荷变化的关系称为发动机的负荷特性。用曲线来表示这些关系，称为发动机的特性曲线。发动机特性是对发动机性能进行全面评价和鉴定的依据。在发动机特性中，其速度特性最为常用，下面仅介绍发动机的速