模块1 发动机总论

汽车发动机构造与维修项目教程模块1发动机总论项目发动机总体结构及工作原理发动机，又称为引擎，是一种能够把其他形式的能转化为机械能的机器。图1-1桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机的外形图1—动力转向油泵；2—动力转向油泵带轮；3—张紧轮；4—曲轴带轮；5—空调压缩机带轮；6—空调压缩机；7—正时齿形带护罩；8—气缸盖罩；9—燃油分配管；10—机油尺；11—进气歧管；12—发电机；13—发电机带轮；14—导向轮图1-2桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机的纵剖视图1—油底壳；2—机油泵；3—机油泵链；4—水泵；5—曲轴正时齿形带轮；6—凸轮轴正时齿带轮；7—正时齿形带；8—凸轮轴；9—喷油器；10—气门；11—活塞；12—机油滤清器；13—曲轴任务一认识发动机【任务描述】发动机是汽车的动力装置，被称为汽车的“心脏”。它是一种由多机构和系统组成的较复杂的机器。本节的主要任务是了解发动机的类型、结构及基本术语。【知识准备】一、发动机概述汽车发动机都是热能动力装置，简称热机。发动机的作用是把输入气缸内的燃料燃烧产生的热能转化为机械能，输出机械动力。二、发动机分类1．按照所用燃料分类按照所使用燃料的不同可以分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三大类。2．按照行程分类在一个工作循环中，活塞往复四个行程的内燃机称作四行程往复活塞式内燃机，而活塞往复两个行程便完成一个工作循环的称作二行程往复活塞式内燃机。3．按照冷却方式分类按照冷却方式不同，可以分为水冷发动机和风冷发动机。4．按照气缸数目分类按照气缸数目不同分为单缸发动机和多缸发动机。5．按照气缸排列方式分类按照气缸排列方式不同分为直列式、水平对置式、V型发动机。6．按照进气系统是否采用增压方式分类按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气（非增压式）发动机和强制进气（增压式）发动机。7．按照活塞的工作方式分类按照活塞的工作方式分为往复式和转子式内燃机。【知识拓展】一、国产汽车产品型号编制规则1．国产汽车产品的编号规则编号由四部分组成。Ⅰ部分：企业名称代号。Ⅱ部分：车辆类型代号。Ⅲ部分：主参数代号。Ⅳ部分：产品代号。2．进口汽车的编号进口轿车的编号（以丰田为例）由车型编号和规格编号两部分组成，如图1-5所示，各部分字母（数字）代表的内容分别是：a代表发动机类型编号。b代表底盘类型编号。c代表系列数。d代表转向盘的位置编号。e代表车身类型编号。f代表车型名称编号。g代表车身类型编号。h代表变速器编号。i为车辆级别编号。j为发动机（燃油系技术特点）类型编号。k为补充代码。二、汽车的主要参数1．汽车质量参数（kg）（1）整车装备质量（kg）：汽车完全装备好的质量，包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。（2）最大总质量（kg）：汽车满载时的总质量。（3）最大装载质量（kg）：设计时允许的最大装载客货质量。（4）最大轴载质量（kg）：汽车单轴所承载的最大总质量。2．汽车主要尺寸参数（1）车长（mm）：汽车长度方向两极端点间的距离。（2）车宽（mm）：汽车宽度方向两极端点间的距离。（3）车高（mm）：汽车最高点至地面间的距离。（4）轴距（mm）：汽车前轴中心至后轴中心的距离。（5）轮距（mm）：同一车轿左右轮胎胎面中心线间的距离。（6）前悬（mm）：汽车最前端至前轴中心的距离。（7）后悬（mm）：汽车最后端至后轴中心的距离。（8）最小离地间隙（mm）：汽车满载时，最低点至地面的距离。（9）接近角（°）：汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。（10）离去角（°）：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。（11）转弯半径（mm）：汽车转向时，汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。（12）最小转弯半径（mm）：转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径。3．性能参数（1）最高车速（km/h）：汽车在平直道路上行驶时能达到的最大速度。（2）最大爬坡度（%）：汽车满载时的最大爬坡度。（3）百公里耗油量（L/100km）：汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。（4）驱动方式：车轮数和驱动轮数（n×m）：车轮数以轮毂数为计量依据，n代表汽车的车轮总数，m代表驱动轮数。三、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如图1-3所示。【任务实施】操作观察发动机组成一、认识发动机的总体结构及各结构件的安装位置，如图1-4所示。图1-4一汽奥迪100型轿车发动机二、根据本书所介绍的发动机分类方式说出你观察到的发动机形式。任务二观察发动机工作过程【任务描述】本节主要了解发动机的工作过程。【知识准备】一、发动机的组成发动机是由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系以及起动系组成。图1-5发动机的组成示意图1．曲柄连杆机构曲柄连杆机构是由机体、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。2．配气机构配气机构是由气门组和气门传动组两部分组成。3．燃料供给系汽油燃料供给系通常由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、燃油分配总管、喷油器、空气滤清器、空气流量计（用于L型，D型没有）、节气门体、进气总管、进气歧管、排气歧管和排气总管、消声器等组成。柴油机燃料供给系是由柴油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成。4．冷却系冷却系有水冷式和风冷式两种，现代汽车一般都采用水冷式。水冷式由水泵、散热器、风扇、分水管、节温器和水套（在机体内）等组成。5．润滑系润滑系是由机油泵、限压阀、集滤器、机油滤清器、油底壳等组成。6．点火系汽油机点火系由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、分电器和火花塞等组成。7．起动系起动系是由起动机和起动继电器等组成。二、发动机的基本术语图1-6发动机基本术语1—活塞；2—连杆；3—曲轴；4—燃烧室（1）上止点：活塞上行到达最高点处的位置，称为活塞上止点。（2）下止点：活塞下行到达最低点处的位置，称为活塞下止点。（3）活塞行程（S）：活塞在上下止点间的运行距离称为活塞行程。（4）曲柄半径（R）：曲轴上连杆轴颈轴线与曲轴主轴颈轴线（曲轴回转中心）之间的距离称为曲柄半径，显然S=2R。（5）气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积，称为气缸工作容积。式中：D—气缸直径，cm；S—活塞行程，cm。26h104VDS（6）发动机工作容积（VL）：发动机所有气缸工作容积之和，也称为发动机排量。VL=Vhi式中：i—气缸数。发动机排量是发动机的重要参数之一，排量越大，进入气缸的可燃混合气或空气量就越多，发动机输出的功率就越大。（7）燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时，活塞顶部与气缸盖之间的容积。（8）气缸总容积（Va）：活塞在下止点时，活塞顶上方整个空间的容积，显然Va=Vh+Vc。（9）压缩比（ε）：气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。ahchccc=1VVVVVVV压缩比大小表示活塞由下止点运行到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。（10）工作循环：在气缸中进行的每一次将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的一系列连续过程称为发动机的一个工作循环。三、四冲程发动机的工作原理如图1-7所示，四冲程汽油机的工作循环由进气、压缩、做功和排气四个行程所组成。图1-7四冲程汽油机的工作循环1．四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的运转是按进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程的顺序不断循环反复的。（1）进气行程（2）压缩行程（3）做功行程（4）排气行程2．四冲程柴油机的工作原理四冲程柴油机与汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气4个行程。【知识拓展】二冲程发动机二冲程发动机是指活塞在上、下止点间往复移动2个行程（相当于曲轴旋转360°），完成进气、压缩、做功和排气4个过程的发动机。1．二冲程汽油机的结构特点与工作原理（1）二冲程汽油机的结构特点。二冲程汽油机基本结构如图1-8所示。图1-8二冲程汽油机工作原理示意图1—进气孔；2—排气孔；3—换气孔（2）二冲程汽油机行程的具体工作情况如下。第一行程时，活塞上方进行换气、压缩，活塞下方进行进气；第二行程时，活塞上方进行做功、换气，活塞下方预压混合气，换气过程跨越两个行程，二冲程汽油机多用在摩托车上。2．二冲程柴油机的结构特点与工作原理（1）二冲程柴油机的结构特点。二冲程柴油机和二冲程汽油机工作情况类似，如图1-9所示。图1-9二冲程柴油机结构（2）二冲程柴油机的工作原理。第一行程：在曲轴的旋转带动下，活塞由下止点向上止点运动，行程开始前，进气孔和排气门均已开启，经离心机风机提高压力的新鲜空气（压力为0.12～0.14MPa）进入气缸进行换气。当活塞上移到进气孔关闭时，排气门此时也关闭，于是进入气缸的空气开始被压缩，气体温度和压力上升。当活塞上移至接近上止点时，泵喷嘴将高压柴油以雾状喷入气缸内，柴油自行着火燃烧。第二行程：当活塞到达上止点后，着火燃烧的高温、高压气体推动活塞下行做功。当活塞下行到接近下止点时，排气门打开，废气靠自身压力自行排出气缸。此后，进气孔开启，排出的废气冲击排气涡轮叶轮使其旋转，并带动离心机风机旋转，将空气加压，增压空气经冷却器冷却后，再从缸套上的空气进气孔进入气缸进行换气。二冲程柴油机工作循环与二冲程汽油机的主要不同之处：二冲程柴油机进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。操作观察发动机工作过程1．观察发动机工作过程，写出发动机常用术语的含义。上止点：。下止点：。活塞行程：。燃烧室容积：。气缸工作容积：。发动机排量：。压缩比：。2．填写活塞、进气门、排气门在工作循环中的运动协调关系。行程机件进气行程压缩行程做功行程排气行程活塞从上止点往下止点移动进气门开启排气门关闭