模块一 发动机的总体构造

模块一发动机的总体构造湖北工程职院——水忠义项目一往复活塞式内燃机的基本术语一、基础知识（一）汽车简述1.汽车的基本组成1)汽车是由动力装置驱动，具有四个或四个以上车轮，可以单独行驶并完成载运任务的非轨道无架线车辆2)GB03.1-83规定，汽车分为轿车、客车、牵引车、特种车、工矿自卸车和越野车等3)汽车由各种工作装置和机构组成，通常分为发动机、底盘、车身及电气设备四个部分，2.国产汽车产品型号首部由2个或3个拼音字母组成，是企业代号中间由四位数字组成，分为首位中间两位和末位数字三部分。其含义如表1.1所示。尾部由拼音字母加数字组成，可以表示专用汽车的分类或变型车与基本车型的区别（二）汽车发动机概述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．往复活塞式发动机的基本结构发动机的工作腔称作气缸，气缸内表面为圆柱形，顶部用气缸盖封闭。在气缸盖上装有进、排气门，实现进气和排气活塞在气缸内作往复直线运动，经连杆传给曲轴，变成旋转运动。汽油机气缸盖上安装能产生电火花的火花塞，柴油机气缸盖上安装喷油器2．基本术语上止点：活塞离曲轴回转中心最远处。下止点：活塞离曲轴回转中心最近处。曲柄半径R：连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。活塞行程S：上、下两止点间的距离（mm），S=2R•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。•发动机排量（Vl）：多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量•Vl=Vh×i•燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时，活塞顶上面的空间容积。•气缸总容积（Va）：活塞在下止点时，活塞顶上面的空间容积。•压缩比（ε）：气缸总容积与燃烧室容积的比值。•ε=Va/Vc工作循环：对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。四冲程发动机曲轴旋转两周，活塞往复四个行程完成一个工作循环的发动机。二冲程发动机曲轴旋转一周，活塞往复二个行程完成一个工作循环的发动机。发动机工况发动机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻发动机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速（用n表示,单位r/min）即为发动机转速。3．发动机的分类按使用燃料分：汽油机、柴油机等。按工作循环分：四冲程发动机、二冲程发动机。发动机的分类按冷却方式分：水冷式、风冷式发动机的分类按气门装置位置分：侧置式、顶置式发动机的分类按气缸排列分：直列式发动机、V型发动机、对置式发动机发动机的分类按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机。发动机的分类二、项目实施任务一汽车总体结构认知1．观察汽车模型，认知汽车四大组成部分。2．观察实车（货车或轿车），认知发动机在汽车上的位置。任务二发动机基本结构认知观察解剖四缸发动机，认知气缸盖、气缸体、进排气门、活塞、连杆、曲轴等，观察各缸活塞上下止点位置关系，理解活塞直线运动与曲柄旋转运动的转化。三、知识拓展双燃料汽车用发动机燃用LPG或CNG的发动机主要优点有：①LPG或CNG在常温下为气态，与空气混合均匀，燃烧完全，可以大大减少一氧化碳、碳氢气体和微粒的排放。②燃烧界限宽，稀燃特性好，可以减少氮氧化物的生成，提高燃料经济性。③不稀释润滑油，可以延长润滑油的更换周期和发动机的使用寿命。④冷启动性和低温运转性能良好，暖机无须加浓。项目二发动机的总体构造一、基础知识（一）发动机的工作原理四行程汽油机工作原理：将空气与汽油以一定比例混合成良好的混合气，在进气行程被吸入气缸，经压缩点火燃烧而变为热能，燃烧后的气体所产生的高温高压，作用于活塞顶部，推动活塞作直线运动，同时通过连杆、曲轴飞轮机构而变为旋转的机械能，对外输出作功。1．四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1、进气行程活塞下行排气门关闭进气门开启进气终了时气缸内压强为0.074～0.093Mpa，温度上升至353～403K2、压缩行程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。活塞上行进气门关闭排气门关闭3、作功行程活塞下行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。进气门关闭排气门关闭4、排气行程活塞上行排气终了时气缸内压强下降至0.102～0.120Mpa，温度下降至900～1200K排气门打开进气门关闭残余废气2．四冲程柴油机的工作原理四冲程柴油机的工作循环同样包括进气、压缩、做功和排气等四个过程，在各个活塞行程中，进排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油机和汽油机在混合气形成及着火方式上有着根本的差别。1.四冲程发动机完成一个循环,曲轴转两周，720*2.发动机完成了四行程：进气、压缩、作功、排气3.在活塞的四个行程中，仅一个行程是作功的，其他三个行程都不作功是做功的准备行程4.进气门.排气门各打开。关闭一次5.曲轴旋转是不均匀的。为了解决这个问题，在曲轴上安装转动惯量较大的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺序依次进行工作。气缸数越多，发动机的工作越平稳。小结：知识链接:发动机着火的基本条件——油、气、电油：是否有浓度合适的油；气：气缸压力是否足够；电：火花塞能否产生足够的电火花以点燃混合气（对于汽油机）；配气正时：进排气门开闭的时刻是否正确；点火或喷油正时：点火或喷油的时刻是否正确。（1）汽油机的特点①汽油与空气在缸外混合，进入气缸的是可燃混和气，用电火花点燃，结构上需要点火系统，对混合气的要求高，燃烧后废气的成分除二氧化碳和水外，还含有一氧化碳、碳氢、氮氧气体等有害气体。②具有转速高（目前最高转速6000r/min，货车4000r/min）、噪声小、质量小、起动容易、制造维修费用低等优点，故广泛应用在轿车、中小型货车及越野车上。③压缩比低于柴油机，油耗高，燃油经济性差。（2）柴油机的特点①进入气缸的是纯空气，燃油以高压形式喷入气缸，在缸内形成高温高压混和气后自行着火燃烧，结构上需要提高油压的燃油泵。②压缩比高于汽油机，油耗低且柴油价格便宜，燃油经济性好，重型货车多采用柴油机。③转速低于汽油机（一般2500～3000r/min），质量大、制造维修费用高。3.汽油机与柴油机的比较（二）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燃料系润滑系冷却系点火系起动系两大机构曲柄连杆机构配气机构四大系统燃料系润滑系冷却系起动系汽油机由两大机构和五大系统组成柴油机由两大机构和四大系统组成。曲轴连杆机构配气机构汽油机燃料供给系的功用：根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。柴油机燃料供给系的功用：是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。燃料供给系统三、冷却系统通常由水箱、水泵。节温器等组成。它的作用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。四、润滑系统润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。它的作用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。点火系统点火系通常由蓄电池、发电机、点火线圈、（分电器）和火花塞等组成。在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。柴油机采用压燃方式，没有点火系统。起动系统起动系统一般由起动机、电磁开关、起动开关等组成（三）内燃机的名称和型号编制规则国家标准GB725—82规定：内燃机型号由由以下四部分组成。国产内燃机名称由所采用的燃料命名，例如汽油机、柴油机等。首部：为产品特征代号(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。例：EQ6100Q-1汽油机----表示第二汽车制造厂生产、六缸、直列、四冲程、缸径100mm、水冷、汽车用发动机，第一种变形产品。6V100Q汽油机----表示六缸、V型、四冲程、缸径100mm、水冷、汽车用发动机。8E430Z型柴油机----表示八缸、二冲程、缸径430mm、水冷、增压、柴油发动机。165F型柴油机----表示单缸、四冲程、缸径65mm、风冷、柴油发动机。二、项目实施任务一汽油机总体结构的认知1．观察解剖的四缸汽油机，认知其两大机构五大系统的组成、各部分名称及作用。2．通过观察，能总结出其配气机构的特点，曲轴对外动力的传递方式；能判断其冷却方式；能准确区别燃油箱、水箱、油底壳；能识别汽油、机油、冷却液及作用。任务二柴油机总体结构的认知1.观察四缸柴油机实物，认知其两大机构四大系统的组成、各部分名称及作用。•观察其燃油供给系统，能简单说出与汽油机的区别。3.对其进行三液（燃油、机油、冷却液）检查。4.上网查阅四缸发动机（汽油机、柴油机各一款）资料，找出压缩比、气缸直径、百公里油耗、气门数量等指标，并进一步理解汽、柴油机的区别。三、知识拓展(一)发动机主要性能指标1.动力性指标动力性指标表示发动机做功能力的大小，用以评价发动机动力性好坏。有效转矩发动机通过飞轮对外输出的转矩称为有效转矩，记作Te，单位为N·m。它与外界施加于曲轴上的阻力矩相平衡。有效功率发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作Pe（单位：KW）。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。9550=nTPee2.经济性指标燃油消耗率发动机每输出1kw的有效功，在1h内所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，用be（单位：g/（kw·h）表示。显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。Te———有效转矩(N·m)；n———曲轴转速(r/min)项目三发动机总成拆装一、发动机维修安全知识（一）拆装安全注意事项1.拆装作业前必须使用翼子板布、地板垫和座椅套。2.使用专用维修工具。3.使用千斤顶时，在其底部放置厚木板，顶升时人应在汽车的外侧，严禁用砖块等易碎物支垫。当汽车用千斤顶顶起而未用支架垫稳时，不准在车上或车底下工作。4.拆装离合器时禁止摇转发动机或使用起动机。5.拆装电气系统时应断开蓄电池负极。6.断开蓄电池电线后，应重新调整时钟音响及其他电器存储器上的内容和信息。断开前要记录存储器内容，以防断电后丢失。7.不准用含铅汽油清洗零件，严禁明火、手机等接近汽油。（二）拆装规范注意事项1.保持车辆和场地整洁，拆装结束后及时清扫场地。2.不得将工具零件等扔在地上，应按要求摆放在工作台上。3.螺栓螺母应按规定力矩分几次拧紧，紧固后螺栓端部高出螺母2-3牙。4.所有的油封装配前应在摩擦部位涂润滑油。5.禁止用锤子直接捶击机件，应垫上铜棒后捶击。（三）发动机总成拆装操作规范由于当代汽车发动机的燃料系和点火系多数采用电子控制装置，附属电子元器件多，其连接管、线也较多，拆装时必须遵守操作规范。将发动机从车体上拆下时，要与他人协同作业，按规定程序进行拆卸、吊装、进入修理工序。1.拆卸操作规程2.发动机总成拆卸一般步骤3.发动机安装到车上注意事项①应按拆卸的相反顺序予以安装。所有密封件、衬垫、自锁螺母都应更换；安装时按规定力矩拧紧螺栓。②在分离轴承与输入轴之间涂少许润滑油，分离轴承的导向套不必润滑。③确保发动机与变速器同心安装。④安装后重新注满冷却系和发动机润滑油。检查所有液面高度。发动机定义分类常用术语工作原理发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。按不同的分类方法大致分为四大类十个基本术语汽油发动机四个行程的工作过程柴油发动机区别于汽油机的工作过程小结（重点）