學(xué)習(xí)任務(wù)一 發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造及工作原理

1、1 學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)1: 1:汽車發(fā)動汽車發(fā)動機(jī)總體構(gòu)造與工作原理機(jī)總體構(gòu)造與工作原理2學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.對發(fā)動機(jī)的分類與總體構(gòu)造、有一個總的認(rèn)識。對發(fā)動機(jī)的分類與總體構(gòu)造、有一個總的認(rèn)識。2.掌握四沖程發(fā)動機(jī)的常用術(shù)語掌握四沖程發(fā)動機(jī)的常用術(shù)語3.掌握發(fā)動機(jī)的工作原理掌握發(fā)動機(jī)的工作原理學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境1 小張剛剛從高職汽車專業(yè)畢業(yè)，上班第一天，碰到一故障；故障現(xiàn)象：當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速突然變化時，有明顯而沉重的連續(xù)“嘡嘡”聲，并伴有發(fā)動機(jī)抖動現(xiàn)象、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高，響聲增大、負(fù)荷變化時響聲明顯 。 故障原因：初步認(rèn)定曲軸軸承響3一、發(fā)動機(jī)的定義一、發(fā)動機(jī)的定義： 發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變

2、成機(jī)發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。械能的機(jī)器。 現(xiàn)代汽車大多現(xiàn)代汽車大多使用往復(fù)活塞式內(nèi)使用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它將燃料在燃機(jī)。它將燃料在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，把產(chǎn)生的行燃燒，把產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備14往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)由機(jī)體組、活塞、連桿組、曲軸飛輪組等零件構(gòu)成561 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)二、發(fā)動機(jī)的分類二、發(fā)動機(jī)的分類 ：73 3、按冷卻方式不同、按冷卻方式不同水冷發(fā)動機(jī)水冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)2 2、按完成一個工作循環(huán)所需行程數(shù)、按完成一個工作循環(huán)

3、所需行程數(shù)四行程發(fā)動機(jī)四行程發(fā)動機(jī)二行程發(fā)動機(jī)二行程發(fā)動機(jī)8動態(tài)演示一個工作循環(huán)動態(tài)演示一個工作循環(huán)94 4、按氣缸數(shù)及排列方式、按氣缸數(shù)及排列方式單缸發(fā)動機(jī)單缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)單列式單列式型型對置式對置式單列式單列式型型對置式對置式10上止點(diǎn)上止點(diǎn) 下止點(diǎn)下止點(diǎn) 活塞行程活塞行程(S) (S) 曲柄半徑曲柄半徑(R) (R) 氣缸工作容積氣缸工作容積(V(Vh h ) ) 燃燒室容積燃燒室容積(Vc ) (Vc ) 氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e(Va ) (Va ) 三、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語三、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語 壓縮比壓縮比發(fā)動機(jī)排量發(fā)動機(jī)排量工作循環(huán)工作循環(huán)111213工作循環(huán)工作循環(huán)

4、對于往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)，每進(jìn)行一次能量轉(zhuǎn)換，對于往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)，每進(jìn)行一次能量轉(zhuǎn)換，均要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周均要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周而復(fù)始的連續(xù)過程，稱為發(fā)動機(jī)的一個工作循環(huán)。而復(fù)始的連續(xù)過程，稱為發(fā)動機(jī)的一個工作循環(huán)。 多缸發(fā)動機(jī)各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機(jī)排量排量 ，用用表示表示V VL L 。發(fā)動機(jī)排量發(fā)動機(jī)排量VL= V h i V Vh h氣缸工作容積氣缸工作容積 （氣缸排量）（氣缸排量） i i 氣缸數(shù)目氣缸數(shù)目14151617壓縮比壓縮比 氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮氣缸總?cè)莘e與燃燒室

5、容積之比稱為壓縮比，用比，用表示表示。 例如：例如：現(xiàn)代化汽油發(fā)動機(jī)壓縮比一般為現(xiàn)代化汽油發(fā)動機(jī)壓縮比一般為6 69(9(轎車有的達(dá)到轎車有的達(dá)到9 9 11) )。如一汽。如一汽- -大眾捷達(dá)轎車大眾捷達(dá)轎車EA827EA827型型1.6L1.6L發(fā)動機(jī)的壓縮發(fā)動機(jī)的壓縮比為比為8.58.5，而，而EA113EA113型型1.6L1.6L發(fā)動機(jī)則為發(fā)動機(jī)則為9.39.3。 柴油機(jī)壓縮比一般為為柴油機(jī)壓縮比一般為為16162222。V Va a 氣缸總?cè)莘e；氣缸總?cè)莘e；V Vh h 氣缸工作容積；氣缸工作容積； V Vc c 燃燒室容積；燃燒室容積；186.6.上止點(diǎn)上止點(diǎn) 7.7.下止點(diǎn)下止

6、點(diǎn)8.8.活塞行程活塞行程 9.9.曲軸半徑曲軸半徑1920一、一、 四行程發(fā)動機(jī)工作原理四行程發(fā)動機(jī)工作原理觀觀看看演演示示 1 1、進(jìn)氣行程、進(jìn)氣行程 2 2、壓縮行程、壓縮行程 3 3、作功行程、作功行程 4 4、排氣行程、排氣行程 知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備221四行程四行程汽油機(jī)汽油機(jī)的工作原理的工作原理22汽油發(fā)動機(jī)四個行程的圖示1.1.進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程. .壓縮行程壓縮行程. .作功行程作功行程4.4.排氣行程排氣行程每一行程工作的具體分析如下每一行程工作的具體分析如下 231.1.進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟進(jìn)氣門開啟P大氣壓力線大氣壓力線Vra示功圖示功圖上止點(diǎn)上止點(diǎn)

7、下止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖示功圖：表示活塞表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。氣體壓力的變化情況。進(jìn)氣終了時氣缸內(nèi)進(jìn)氣終了時氣缸內(nèi)壓強(qiáng)壓強(qiáng)為為0.0750.0750.09Mpa0.09Mpa，溫度溫度上升至上升至370370400K400K 活活塞塞下下行行進(jìn)進(jìn) 氣氣242.2.壓縮行程壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點(diǎn)上止點(diǎn)下止點(diǎn)下止點(diǎn)壓縮終了時氣缸內(nèi)壓縮終了時氣缸內(nèi)壓強(qiáng)壓強(qiáng)上升至上升至0.60.61.2Mpa1.2Mpa，溫度溫度繼續(xù)上升至繼續(xù)上升至600600700K 700K 。活活塞塞上上行行壓壓 縮縮

8、253.3.作功行程作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點(diǎn)上止點(diǎn)下止點(diǎn)下止點(diǎn)作功中氣缸內(nèi)作功中氣缸內(nèi)最高壓強(qiáng)最高壓強(qiáng)可達(dá)可達(dá)3 35Mpa5Mpa，最最高溫度高溫度可達(dá)可達(dá)220022002800K2800K；作功終了時氣；作功終了時氣缸內(nèi)缸內(nèi)壓強(qiáng)壓強(qiáng)下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，溫度溫度下降下降至至130013001600K1600K。 活活塞塞下下行行作作 功功264.4.排氣行程排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開排氣門打開PVr示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點(diǎn)上止點(diǎn)下止點(diǎn)下止點(diǎn)殘余廢氣殘余廢

9、氣排氣終了時氣缸內(nèi)排氣終了時氣缸內(nèi)壓強(qiáng)壓強(qiáng)下降至下降至0.1050.1050.115Mpa0.115Mpa，溫度溫度下降至下降至9009001200K1200K a 活活塞塞上上行行排排 氣氣27二、四行程二、四行程柴油機(jī)柴油機(jī)工作原理工作原理 與汽油機(jī)工作與汽油機(jī)工作原理相比，只有一原理相比，只有一個行程即作功行程個行程即作功行程中，柴油機(jī)由于用中，柴油機(jī)由于用的柴油粘度比汽油的柴油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且大、不易蒸發(fā)，且自燃溫度又較汽油自燃溫度又較汽油低，所以采用的是低，所以采用的是 壓縮自燃式點(diǎn)火壓縮自燃式點(diǎn)火。28進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程壓縮行程壓縮行程作功行程作功行程排氣行程排氣行程新鮮空

10、氣新鮮空氣四行程柴油機(jī)各行程示意圖四行程柴油機(jī)各行程示意圖開始噴油開始噴油29四、汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作四、汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作相同相同點(diǎn)點(diǎn) 每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周; ; 每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周; ; 只有作功行程產(chǎn)生動力。只有作功行程產(chǎn)生動力。 汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作不同不同點(diǎn)：點(diǎn)：30分析和比較汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作分析和比較汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作異同異同?首先分別看一下汽油機(jī)和柴油機(jī)的圖示首先分別看一下汽油機(jī)和柴油機(jī)的圖示火花塞火花塞 噴油器噴油器 31五、汽油機(jī)與柴油機(jī)優(yōu)劣比較：五、汽油機(jī)與柴油機(jī)優(yōu)劣比較：1. 汽油機(jī)：汽油機(jī)：優(yōu)：轉(zhuǎn)速高

11、、質(zhì)量小、工作噪聲小、起動容易、工作優(yōu)：轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量小、工作噪聲小、起動容易、工作穩(wěn)定、操作省力、適應(yīng)性好、制造和維修費(fèi)用低穩(wěn)定、操作省力、適應(yīng)性好、制造和維修費(fèi)用低劣：燃油消耗率高、經(jīng)濟(jì)性差劣：燃油消耗率高、經(jīng)濟(jì)性差2. 柴油機(jī)：柴油機(jī)：優(yōu)：壓縮比高，經(jīng)濟(jì)性好，沒有電氣和點(diǎn)火系統(tǒng)的故優(yōu)：壓縮比高，經(jīng)濟(jì)性好，沒有電氣和點(diǎn)火系統(tǒng)的故障障劣：轉(zhuǎn)速低、質(zhì)量大、制造和維修費(fèi)用高劣：轉(zhuǎn)速低、質(zhì)量大、制造和維修費(fèi)用高32二沖程汽油機(jī)的工作原理拓展學(xué)習(xí)拓展學(xué)習(xí)33二沖程汽油機(jī)的工作原理34七、二沖程柴油機(jī)的工作原理35發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造點(diǎn)此觀看錄像點(diǎn)此觀看錄像 運(yùn)動與旋轉(zhuǎn)工作循環(huán)發(fā)動機(jī)構(gòu)造轉(zhuǎn)子

12、發(fā)動機(jī)知識準(zhǔn)備知識準(zhǔn)備336一、發(fā)動機(jī)組成1. 曲柄連桿機(jī)構(gòu)：由機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成。作用是將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能并輸出動力。2. 配氣機(jī)構(gòu)：由氣門組、氣門傳動組組成。作用是適時控制進(jìn)排氣門開啟，實(shí)現(xiàn)換氣。3 .燃料系：供氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、混合氣形成裝置、排氣系統(tǒng)等組成。作用是向氣缸提供適量合適濃度的可燃混合氣。374 .冷卻系：水泵、散熱器、風(fēng)扇、分水管、水套、節(jié)溫器等。作用是保證發(fā)動機(jī)在適宜溫度下工作。5 .潤滑系：機(jī)油泵、限壓閥、集濾器、機(jī)油濾清器、旁通閥、油底殼等。作用是潤滑、清潔、冷卻、密封。6.起動系：起動機(jī)、起動繼電器等。7.點(diǎn)火系：電源、點(diǎn)火

13、線圈、分電器、火花塞等。點(diǎn)燃可燃混合氣（汽油機(jī)）。38 桑塔納發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖39404142434445461.桑塔納發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)桑塔納發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu):發(fā)動機(jī)借以產(chǎn)生動力，并將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S發(fā)動機(jī)借以產(chǎn)生動力，并將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而輸出動力的機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而輸出動力的機(jī)構(gòu)47桑桑塔塔納納發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)的的配配氣氣機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)2.配氣機(jī)構(gòu)：配氣機(jī)構(gòu)：將可燃混合氣及時充入氣缸并及時從氣缸排出廢氣將可燃混合氣及時充入氣缸并及時從氣缸排出廢氣483.桑塔納轎車燃料供給系桑塔納轎車燃料供給系: 根據(jù)發(fā)動機(jī)各種工況要求，配制具有一定數(shù)量和

14、濃度的根據(jù)發(fā)動機(jī)各種工況要求，配制具有一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣供入氣缸，并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動機(jī)?？扇蓟旌蠚夤┤霘飧祝⑷紵傻膹U氣排出發(fā)動機(jī)。49供給路線圖供給路線圖汽油箱汽油箱汽油濾清器汽油濾清器汽油泵汽油泵空氣濾清器空氣濾清器化油器化油器( (混合混合) )排氣管排氣管排氣消聲器排氣消聲器在氣缸內(nèi)燃繞在氣缸內(nèi)燃繞50可燃混合氣成分的表示方可燃混合氣成分的表示方法法1.空燃比（空燃比（A/F=14.7） 將實(shí)際吸入發(fā)動機(jī)中的空氣的質(zhì)量與燃料的質(zhì)量比值將實(shí)際吸入發(fā)動機(jī)中的空氣的質(zhì)量與燃料的質(zhì)量比值稱為空燃比，用符號稱為空燃比，用符號R表示。（多為歐美國家采用）表示。（多為歐美國家采

15、用）2.燃空比燃空比 空燃比的倒數(shù)稱為燃空比，用符號空燃比的倒數(shù)稱為燃空比，用符號表示。（日本等國家常用）表示。（日本等國家常用）3.過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù) =燃燒燃燒1kg1kg燃料實(shí)際供給的空氣量燃料實(shí)際供給的空氣量理論上完全燃燒理論上完全燃燒1kg1kg燃料時所需要的空氣質(zhì)量燃料時所需要的空氣質(zhì)量 = 1 為標(biāo)準(zhǔn)混合氣為標(biāo)準(zhǔn)混合氣 1 為濃混合氣為濃混合氣 1 為稀混合氣為稀混合氣R = 14.7 為標(biāo)準(zhǔn)混合氣為標(biāo)準(zhǔn)混合氣 R 14.7 為濃混合氣為濃混合氣 R 14.7 為稀混合氣為稀混合氣514.桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系：桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系：散熱，保證發(fā)動機(jī)散熱，保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度

16、下工作在最適宜的溫度下工作525.桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系：桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系：減少運(yùn)動零件的摩減少運(yùn)動零件的摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并部分地冷卻摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并部分地冷卻摩擦零件擦零件536.桑桑 塔納發(fā)塔納發(fā)動機(jī)點(diǎn)火動機(jī)點(diǎn)火系：系：保證按保證按規(guī)定時刻及時規(guī)定時刻及時點(diǎn)燃?xì)飧字斜稽c(diǎn)燃?xì)飧字斜粔嚎s的可燃混壓縮的可燃混合氣合氣547.桑塔納轎桑塔納轎車起動機(jī)車起動機(jī)使靜止的發(fā)動使靜止的發(fā)動機(jī)起動并轉(zhuǎn)入機(jī)起動并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)自行運(yùn)轉(zhuǎn)55二、二、 內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則 首部首部：為產(chǎn)品特征代號為產(chǎn)品特征代號( (產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號

17、) )，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。 中部中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。徑符號等組成。 后部：后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。 尾部尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。1.內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分組成內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分組成(國標(biāo)國標(biāo)GB/T725-1991)562.內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及

18、符號所代表的意義內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義57(1) (1) 汽油機(jī)汽油機(jī) 1E651E65F F： 表示單缸，二行程，缸徑表示單缸，二行程，缸徑65mm65mm，風(fēng)冷通用型，風(fēng)冷通用型 4100Q-44100Q-4： 表示四缸，表示四缸，直列直列四行程，缸徑四行程，缸徑100mm100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品 TJ376QTJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑表示三缸，四行程，缸徑76mm76mm，水冷車用，水冷車用，TJTJ表示系列符號表示系列符號 CA488CA488： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑88mm88mm，水冷通用型，

19、水冷通用型，CACA表示系列符號表示系列符號 (2) (2) 柴油機(jī)柴油機(jī) 195195： 表示單缸，四行程，缸徑表示單缸，四行程，缸徑95mm95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F165F： 表示單缸，四行程，缸徑表示單缸，四行程，缸徑65mm65mm，風(fēng)冷通用型，風(fēng)冷通用型 6135Q6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑表示六缸，四行程，缸徑135mm135mm，水冷車用，水冷車用 YZ6102QYZ6102Q： 表示六缸，直列四行程，缸徑表示六缸，直列四行程，缸徑102mm102mm，水冷汽車用，水冷汽車用，YZYZ揚(yáng)柴生產(chǎn)。揚(yáng)柴生產(chǎn)。12VE230ZCZ:12F12VE230ZCZ

20、:12F缸，缸，V V形排列，二沖程，缸徑形排列，二沖程，缸徑230230mm，水冷、增壓、船用。，水冷、增壓、船用。3.國內(nèi)發(fā)動機(jī)型號編制舉例國內(nèi)發(fā)動機(jī)型號編制舉例 58(1) (1) 汽油機(jī)汽油機(jī) 豐田豐田3S-GTE3S-GTE：表示區(qū)分符號為：表示區(qū)分符號為3 3、S S系列系列, ,頂置雙凸輪軸頂置雙凸輪軸, ,有一根皮帶同時有一根皮帶同時 驅(qū)動的電子控制燃油噴射發(fā)動機(jī)驅(qū)動的電子控制燃油噴射發(fā)動機(jī)本田本田F23-AF23-A： 表示四缸，排量表示四缸，排量2.3L2.3L，第一代產(chǎn)品，第一代產(chǎn)品康明斯康明斯6B5.96B5.9： 表示六缸，表示六缸，B B系列，自然吸氣，排量系列，自然吸氣，排量5.9L5.9L的柴油機(jī)的柴油機(jī)沃爾沃沃爾沃DH12D420DH12D420：表示柴