汽车发动机概述

汽车发动机构造与维修第1章汽车发动机总论学习目标知识目标：1.能正确描述发动机的基本结构、作用和发动机的常用术语定义；2.能简单叙述发动机基本工作原理；3.能够正确描述发动机的总体构造。第一节汽车发动机的类型及工作原理一、汽车发动机类型–往复活塞式发动机–转子式发动机–二冲程发动机–四冲程发动机–单缸发动机–多缸发动机•水冷式发动机•风冷式发动机•直列式发动机•V形发动机和对置式发动机•汽油机•柴油机•现代汽车采用：四冲程、多缸、水冷式往复活塞式转子式二冲程发动机四冲程发动机直列式发动机V形发动机二、发动机工作原理发动机的工作过程是周期性地将燃料燃烧的热能转变为机械能的过程。经过进气、压缩、作功、排气，每进行一次称为一个工作循环。曲轴旋转两周，活塞往复运动四次完成一个工作循环，称为四冲程发动机。曲轴旋转一周，活塞往复运动二次完成一个工作循环，称为二冲程发动机。单缸发动机基本结构1-机油泵；2-曲轴正时齿轮；3-凸轮轴正时齿轮；4-凸轮轴；6-排气歧管；7-进气歧管；8-进气门；9-排气门；10-化油器；11-火花塞；12-气缸盖；14-气缸；15-活塞；18-活塞销；21-飞轮；22-曲轴；24-油底壳发动机基本术语1.上止点活塞离曲轴回转中心最远处，一般指活塞上行到最高位置，一般用英文缩写词TDC表示。2.下止点活塞离曲轴回转中心最近处，一般指活塞下行到最低位置，一般用英文缩写词BDC表示。3.活塞行程（S）上、下止点间的距离。4.曲柄半径（R）与连杆下端（即连杆大头）相连的曲柄销中心到曲轴回转中心的距离（mm）。显然，S=2R。曲轴每转一周，活塞移动两个行程。5.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(L)。Vh=πD2s/4×106式中D——气缸直径,mm。6.燃烧室容积(Vc)活塞在上止点时，活塞上方的空间叫燃烧室，它的容积叫燃烧室容积(L)。7.发动机排量(VL)：发动机所有气缸工作容积之和（L）。设发动机的气缸数为i，则VL=Vhi8.气缸总容积(Va)活塞在下止点时，活塞上方的容积称为气缸总容积（L）。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，即ε=Va/Vc=1+Vh/Vc它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般车用汽油机的压缩比为7~10，柴油机的压缩比为15~22。四冲程汽油机工作原理1.进气行程活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。进气门打开，排气门关闭。活塞上腔容积增大，在真空吸力的作用下，经过滤清的空气与汽油形成混合气，经进气门被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。2.压缩行程活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动。进、排气门均关闭，活塞上腔容积不断减小，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。气体压力和温度同时升高，混合气进一步混合，形成可燃混合气。此时，气缸内压力为600~1500kPa,温度600~800K,远高于汽油的点燃温度,很容易点燃。四冲程汽油机工作原理3.作功行程压缩行程末，火花塞产生电火花,点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，推动活塞由上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出作功。四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理4.排气行程在作功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。小结1.发动机自行运转之前需要外力完成进气和压缩两个冲程，通常用人力、电动机等带动发动机曲轴和运转。2.在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转动，其他三个冲程都是曲轴带动活塞运动。3.在整个循环过程中，进气门、排气门各开启一次。一个工作循环曲轴旋转720°（2圈）；活塞上、下运动四次（4个行程）。小结4.发动机着火的基本条件是油：有油，混合气浓度合适。电：能产生足够的火花,点燃可燃混合气。气：气缸有足够压力。点火正时：压缩冲程上止点前点火。配气正时：定时将进、排气门开关。四冲程柴油机工作原理1.进气行程曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气缸内活塞上腔容积逐渐增大，形成真空度，在真空吸力作用下，新鲜空气被吸入气缸。2.压缩行程曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气缸内活塞上腔容积逐渐减小，空气被压缩，压力、温度升高。四冲程柴油机工作原理3.作功行程压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器喷入气缸内的高压空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气，柴油自行着火燃烧，气缸内压力、温度急剧升高，推动活塞由上止点向下止点运动，带动曲轴旋转作功。4.排气行程在作功终了时，排气门被打开，曲轴带动活塞由下止点向上止点运动，废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸。四冲程柴油机工作原理第二节发动机的总体构造•机体组•曲柄连杆机构•配气机构•供油系统•冷却系统•润滑系统•起动系统•点火系统EQ6100-1发动机剖面图第三节发动机的主要性能指标及编号规则一、主要性能指标包括动力性指标(有效转矩、有效功率及升功率)和经济性指标(有效燃油消耗率)。1.有效转矩发动机曲轴对外输出的转矩称为有效转矩，用Me表示，单位为N·m。2.有效功率发动机曲轴对外输出的功率称为有效功率，用Pe表示，单位为kW。它等于有效转矩与角速度的乘积。有效转矩Me和曲轴转速n可用测功器和转速计测定，然后用以下的公式计算出发动机有效功率:3.升功率在标定工况(标定功率、标定转速)下发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率称为升功率，用PL表示，单位是kW/L。4.有效燃油消耗率发动机在lh内持续发出lkW有效功率所消耗的燃油量，称为有效燃油消耗率，也称有效比油耗或有效耗油率，用ge表示，单位是g／(kW·h)。发动机型号编制举例(1)EQ6100—1型汽油机：表示二汽生产、六缸、四冲程、缸径100mm、水冷、通用型、第一种变型产品。(2)6120Q柴油机：表示6缸、四冲程、缸径120mm、水冷、车用。(3)12V135Z柴油机：表示12缸、V形、四冲程、缸径135mm、水冷、增压。