發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造2024/1/311目錄往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的根本結(jié)構(gòu)和工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)和特性2024/1/312目標(biāo)掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、總體構(gòu)造和根本工作原理；掌握發(fā)動(dòng)機(jī)根本術(shù)語、主要技術(shù)參數(shù)和國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的編號(hào)規(guī)那么；掌握發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的定義和作用。2024/1/3132024/1/314根本術(shù)語四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)的幾種分類發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造目錄2024/1/3152.1根本術(shù)語活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)VL=Vh×iVh=πD2S×10-6/4〔L〕D——?dú)飧字睆健瞞m〕S——活塞行程〔mm〕2024/1/3162024/1/3172024/1/3182024/1/3192024/1/31102024/1/31112024/1/31122024/1/3113四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡單工作原理 一、四沖程汽油機(jī)的工作原理1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程2024/1/3114進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa大氣壓力線PVra示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。2024/1/3115壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600~800K，壓力600~1500kPa2024/1/3116作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa

2024/1/3117排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門翻開活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度900~1200K壓力105~125kPa剩余廢氣2024/1/3118二、四沖程柴油機(jī)的工作原理噴油器噴油泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進(jìn)氣門排氣門純空氣溫度300~370K壓力800~900kPa溫度800~1000K壓力3~5MPa瞬時(shí)：溫度1800~2200K壓力5~10MPa溫度800~1000K壓力105~400kPa終了：溫度800~1000K壓力105~400kPa2024/1/3119思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)當(dāng)中有什么相同之處？2024/1/3120相同點(diǎn)：每個(gè)工作循環(huán)中曲軸都轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸都轉(zhuǎn)半周。只有在作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。2024/1/3121思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)當(dāng)中有什么不同呢？2024/1/3122不同點(diǎn)2024/1/3123二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理2024/1/3124一、二沖程汽油機(jī)工作原理1、結(jié)構(gòu)第一行程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，事先已充滿活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。

第二行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞上方進(jìn)行作功過程和換氣過程，而活塞下方那么進(jìn)行可燃混合氣的預(yù)壓縮。

2024/1/3125二、二沖程柴油機(jī)工作原理第一行程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，行程開始前不久，進(jìn)氣孔和排氣門均以開啟，利用從掃氣泵流出的空氣使氣缸換氣。當(dāng)活塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)氣孔被關(guān)閉，排氣門也關(guān)閉，空氣受到壓縮，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，燃油和空氣混合后燃燒，使氣缸內(nèi)壓力增大。第二行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)氣體膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)外作功，當(dāng)活塞下行到大約2/3行程時(shí)，排氣門開啟，排出廢氣，氣缸內(nèi)壓力降低，進(jìn)氣孔開啟，進(jìn)行換氣，換氣一直延續(xù)到活塞向上運(yùn)動(dòng)1/3行程進(jìn)氣孔關(guān)閉結(jié)束。

2024/1/3126思考二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何不同點(diǎn)？理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量較少。2024/1/31272.4發(fā)動(dòng)機(jī)的分類冷卻方式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)燃燒的燃料工作行程數(shù)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排列方式單列式發(fā)動(dòng)機(jī)雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)2024/1/3128為了便于內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)管理和使用，國家標(biāo)準(zhǔn)(GB725－82)?內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)那么?中對(duì)內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號(hào)作了統(tǒng)一規(guī)定。1.內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號(hào)內(nèi)燃機(jī)名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等。內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下四局部組成：首部：為產(chǎn)品系列符號(hào)和換代標(biāo)志符號(hào)，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：由缸數(shù)符號(hào)、沖程符號(hào)、氣缸排列形式符號(hào)和缸徑符號(hào)等組成。后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號(hào)，以字母表示。尾部：區(qū)分符號(hào)。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時(shí)，由制造廠選用適當(dāng)符號(hào)表示。2024/1/3129內(nèi)燃機(jī)型號(hào)的排列順序及符號(hào)所代表的意義內(nèi)燃機(jī)型號(hào)的排列順序及符號(hào)所代表的意義規(guī)定如下：2024/1/31303.型號(hào)編制舉例(1)汽油機(jī)1E65F：表示單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型4100Q：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品CA6102：表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號(hào)8V100：表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號(hào)CA488：表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號(hào)(2)柴油機(jī)195：表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型165F：表示單缸，四行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型495Q：表示四缸，四行程，缸徑95mm，水冷車用6135Q：表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用X4105：表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號(hào)2024/1/31312.5發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造2024/1/3132單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2024/1/3133連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時(shí)齒輪■

配氣機(jī)構(gòu)■曲柄連桿機(jī)構(gòu)2024/1/3134搖臂凸輪軸2024/1/3135桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2024/1/3136桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系示意圖2024/1/3137桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系示意圖2024/1/3138壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。ε=Va/Vc現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為6～9(轎車有的達(dá)9～11)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。2024/1/3139壓縮比過大的不良后果

2024/1/3140四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)2024/1/3141柴油機(jī)工作時(shí)各行程狀態(tài)參數(shù)2024/1/3142發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)是用來衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有：動(dòng)力性能指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)和排放性能指標(biāo)。(1)動(dòng)力性能指標(biāo)動(dòng)力性能指標(biāo)指曲軸對(duì)外作功能力的指標(biāo)，包括有效扭矩、有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速。a.有效扭矩：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過曲軸或飛輪對(duì)外輸出的扭矩，通常用Me表示，單位為N·m。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸產(chǎn)生的扭矩，并克服了摩擦，驅(qū)動(dòng)附件等損失之后從曲軸對(duì)外輸出的凈扭矩。b.有效功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過曲軸或飛輪對(duì)外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對(duì)外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可以在專用的試驗(yàn)臺(tái)上用測功器測定，測出有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速，然后用下面公式計(jì)算出有效功率。2024/1/3143式中：Me－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。c.轉(zhuǎn)速：指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的規(guī)定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能在額定工況下連續(xù)運(yùn)行300～1000小時(shí)。2024/1/3144(2)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)通常用燃油消耗率來評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。燃油消耗率是指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kW·h，計(jì)算公式如下

式中：GT－每小時(shí)的燃油消耗量，kg/h；2024/1/3145

Pe－有效功率，kW。很明顯，有效燃油消耗率越小，表示發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出凈功率所消耗的燃油越少，其經(jīng)濟(jì)性越好。通常發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上給出的有效燃油消耗率ge是最小值。(3)排放性能排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。

2024/1/31462.特性發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有效扭矩Te，有效功率Pe，有效耗油率隨其運(yùn)轉(zhuǎn)工況(負(fù)荷、轉(zhuǎn)速)變化而變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。其性能指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性，而性能指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性。用曲線來表示這些關(guān)系，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的特性曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)特性是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行全面評(píng)價(jià)和鑒定的依據(jù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)特性中，其速度特性最為常用，下面僅介紹發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。2024/1/31472024/1/31482024/1/3149速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性指發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)Me，Pe，ge，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱為速度特性曲線。速度特性可以在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上測得。當(dāng)節(jié)氣門開度保持不變時(shí)，同時(shí)用測功器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸施加一定數(shù)值的阻力矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定時(shí)即阻力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的有效扭矩相等時(shí)，可用轉(zhuǎn)速表測出此時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，同時(shí)在測功器上測出該轉(zhuǎn)速下的有效扭矩Me，計(jì)算出有效功率Pe，另外可測出消耗一定量汽油所經(jīng)