第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修基礎(chǔ)知識(shí)

第一章發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修基礎(chǔ)知識(shí)1第一節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造2現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造

3一、發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)供給系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)起動(dòng)系統(tǒng)4曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成

5配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過(guò)程，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出。配氣機(jī)構(gòu)一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組和氣門驅(qū)動(dòng)組組成。6供給系統(tǒng)7冷卻系統(tǒng)冷卻系是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。冷卻系由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。8潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤(rùn)滑系由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。9點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火系功用是在壓縮行程終了時(shí)準(zhǔn)確點(diǎn)火點(diǎn)火系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成10起動(dòng)系統(tǒng)要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)。11二、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類汽車的動(dòng)力源是發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置稱為熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱熱機(jī)。內(nèi)燃機(jī)是熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，其特點(diǎn)是液力或氣體燃料與空氣混合后直接輸入機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。另一種熱機(jī)是外燃機(jī)，如蒸汽機(jī)，其特點(diǎn)是燃料在機(jī)器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋爐內(nèi)的水加熱而產(chǎn)生高溫、高壓的水蒸氣，輸送至機(jī)器內(nèi)部，使所含的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。12（1）按所用的燃料分類

可分為液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)、柴油機(jī)等）和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（如天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)等）。13（2）按發(fā)火方式分類

可分為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油的特性是在同樣的條件下其自燃點(diǎn)比汽油的自燃點(diǎn)低，因此采用壓燃式（自燃式）發(fā)火。一般可通過(guò)噴油泵和噴油器將柴油直接噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)，在氣缸內(nèi)與壓縮空氣均勻混合后，在高溫下得以自燃，這種發(fā)動(dòng)機(jī)稱為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油的特性是其自燃的溫度比柴油的要高，因此常采用點(diǎn)燃式發(fā)火。利用火花塞發(fā)出的電火花強(qiáng)制點(diǎn)燃汽油，使其發(fā)火燃燒，這種發(fā)動(dòng)機(jī)稱為點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。14（3）按工作循環(huán)的沖程數(shù)分類

在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，每一次將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能都必須經(jīng)過(guò)吸入空氣、壓縮和輸入燃料，使之發(fā)火燃燒而膨脹作功，然后將生成的廢氣排除這樣一系列連續(xù)過(guò)程，稱為一個(gè)工作循環(huán)。對(duì)于往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，可以根據(jù)每一工作循環(huán)所需活塞行程數(shù)來(lái)分類。凡活塞往復(fù)四個(gè)單程完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞往復(fù)兩個(gè)單程即完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。15（4）按氣缸數(shù)及其排列方式分類

僅有一個(gè)氣缸的稱為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，有兩個(gè)以上氣缸的稱為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。單缸有立式與臥式，多缸有V型與對(duì)置式。16（5）按冷卻方式分類

根據(jù)冷卻方式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)可以分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)還可按進(jìn)氣方式分類。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不裝增壓器，空氣是靠活塞的抽吸作用進(jìn)入氣缸內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為非增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)（或自然吸入式發(fā)動(dòng)機(jī)）；發(fā)動(dòng)機(jī)上裝有增壓器，空氣通過(guò)增壓器可以提高進(jìn)氣壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)。17近年來(lái)還有按每氣缸中的氣門數(shù)來(lái)分類的，當(dāng)每氣缸中設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為二氣門發(fā)動(dòng)機(jī)；每缸中設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門的，稱為四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)；或者每個(gè)氣缸中設(shè)有三個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門的，稱為五氣門發(fā)動(dòng)機(jī)。

18第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

一、基本術(shù)語(yǔ)1.上止點(diǎn)2.下止點(diǎn)3.活塞行程（S）4.曲柄半徑（R）S=2R195.氣缸工作容積定義：上、下止點(diǎn)間所包容的氣缸容積符號(hào)：Vh公式：式中：D----氣缸直徑mmS----活塞行程mm206.燃燒室容積和氣缸總?cè)莘e燃燒室容積：活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間成為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積。符號(hào)：VC氣缸總?cè)莘e：氣缸工作容積與燃燒室容積之和稱為氣缸總?cè)莘e。符號(hào)：Va

公式：217.發(fā)動(dòng)機(jī)排量定義：內(nèi)燃機(jī)所有氣缸工作容積的總和符號(hào)：VL公式：式中：i----氣缸數(shù)

Vh---氣缸工作容積L228.壓縮比定義：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比符號(hào)：ε公式：239.工作循環(huán)在氣缸內(nèi)每完成一次熱能與機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換，所經(jīng)歷的一系列連續(xù)過(guò)程稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。24二、發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理

1、四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理四沖程：進(jìn)氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程251.進(jìn)氣沖程活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開(kāi)，活塞在移動(dòng)過(guò)程中，氣缸容積增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度?？扇?xì)怏w被吸入氣缸。Pa=(0.80~0.95)poTa=310~340K262.壓縮沖程曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)進(jìn)、排氣門都關(guān)閉，氣缸內(nèi)成為封閉容積，可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)壓縮行程結(jié)束。Pc=834~1960kPaTc=600~700K273.作功沖程作功行程包括燃燒過(guò)程和膨脹過(guò)程，在這一行程中，進(jìn)氣門和排氣門仍然保持關(guān)閉。可燃混合氣燃燒后放出大量的熱使氣缸內(nèi)氣體溫度和壓力急劇升高，推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)運(yùn)行到下止點(diǎn)。pz=2940~4900PaTz=2200~2800K284.排氣沖程排氣行程開(kāi)始，排氣門打開(kāi)，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞右下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)，靠廢氣的殘余壓力和活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門排出氣缸。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣行程結(jié)束。pr=(1.05~1.20)poTr=850~1200K29分析：1.發(fā)動(dòng)機(jī)自行運(yùn)轉(zhuǎn)之前需要外力完成進(jìn)氣壓縮兩個(gè)沖程。2.在四個(gè)沖程中只有作功沖程是活塞帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其他三個(gè)沖程都是曲軸帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。3.在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，進(jìn)氣門、排氣門各開(kāi)啟一次。304.發(fā)動(dòng)機(jī)著火的基本條件是：油：是否有油，濃度是否合適。電：能否產(chǎn)生足夠的火花,點(diǎn)燃可燃混合氣。氣：氣缸壓力是否足夠。點(diǎn)火正時(shí)：壓縮沖程上止點(diǎn)前點(diǎn)火。配氣正時(shí)：定時(shí)將進(jìn)、排氣門開(kāi)關(guān)。31汽油機(jī)工作過(guò)程演示322.四沖程柴油機(jī)工作原理四行程柴油機(jī)的工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程。進(jìn)氣行程：被吸入氣缸的是純空氣壓縮行程：柴油機(jī)壓縮比較大作功行程：壓縮終了時(shí)噴油器將柴油噴入燃燒室，柴油自行燃燒。排氣行程：與汽油機(jī)相同33第三節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)

性能指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)其他指標(biāo)有效轉(zhuǎn)矩有效功率發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速平均有效壓力有效熱效率有效燃油消耗率34有效轉(zhuǎn)矩定義：發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩符號(hào)：Te單位：N.m有效功：有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移的乘積即為發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的有效功35有效功率定義：發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間對(duì)外輸出的有效功稱為有效功率符號(hào)：Pe單位：KW大小：有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度的乘積公式：36發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表示符號(hào)：n單位：r/min標(biāo)定轉(zhuǎn)速：發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品標(biāo)牌上的有效功率及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速分別稱為標(biāo)定功率和標(biāo)定轉(zhuǎn)速37平均有效壓力平均有效壓力：?jiǎn)挝粴飧坠ぷ魅莘e發(fā)出的有效功率稱為平均有效壓力表示符號(hào)：Pme單位：MPa評(píng)價(jià)方法：平均有效壓力越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的作功能力越強(qiáng)38有效熱效率有效熱效率：燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功率的百分?jǐn)?shù)稱為有效熱效率符號(hào)：ηe評(píng)價(jià)方法：為了獲得一定數(shù)量的有效功所消耗的熱量越少，有效熱效率越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性越好39有效燃油消耗率有效燃油消耗率：發(fā)動(dòng)機(jī)每輸出1kW.h的有效功率所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率表示符號(hào)：b

e單位：g/(kW.h)公式：

B—發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)的耗油量Pe—發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率40其它性能指標(biāo)（1）強(qiáng)化指標(biāo)：發(fā)動(dòng)機(jī)承受熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括升功率和強(qiáng)化系數(shù)。*升功率：發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定工況下，單位發(fā)動(dòng)機(jī)排量輸出的有效功率稱為升功率。*強(qiáng)化系數(shù)：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強(qiáng)化系數(shù)緊湊性指標(biāo)：表征發(fā)動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)緊湊程度的指標(biāo)，包括比容積和比質(zhì)量。*比容積：發(fā)動(dòng)機(jī)外廓體積