汽車整車裝配與調(diào)試課件：發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原理

汽車整車裝配與調(diào)試發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原理目錄發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原理發(fā)動機總成的裝配

發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原理

一、發(fā)動機的類型1、按照氣缸排列分類。（1）直列式發(fā)動機。長安逸動PLUS發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖發(fā)動機飾蓋氣門彈簧水泵皮帶輪惰輪張緊輪曲軸皮帶輪發(fā)電機空調(diào)壓縮機機油濾清器曲軸活塞氣門挺桿凸輪軸直列四缸發(fā)動機直列六缸發(fā)動機（2）V型發(fā)動機。V型八缸發(fā)動機（3）水平對置式發(fā)動機2、按照冷卻的方式分類。內(nèi)燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動機和風(fēng)冷發(fā)動機，分別如左圖和右圖所示。水冷發(fā)動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的。水冷發(fā)動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動機。水冷發(fā)動機

風(fēng)冷發(fā)動機3、按照行程分類。發(fā)動機每一次將熱能轉(zhuǎn)化為機械能都必須經(jīng)過進氣、壓縮、作功和排氣這樣一系列連續(xù)過程，成為一個工作循環(huán)。按照完成一個工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機和二行程內(nèi)燃，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動四個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為四行程內(nèi)燃機；活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動兩個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為二行程內(nèi)燃機。汽車發(fā)動機廣泛使用四行程內(nèi)燃機。二沖程內(nèi)燃機四沖程內(nèi)燃機4、按照所用燃料分類內(nèi)燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機稱為汽油機。使用柴油機為燃料的內(nèi)燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟性能和排放性能都比汽油機好。5、按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類內(nèi)燃機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動機和強制進氣(增壓式)發(fā)動機。汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有采用增壓式的。二、發(fā)動機的結(jié)構(gòu)現(xiàn)代汽車發(fā)動機主要由曲柄連桿機構(gòu)、供給系統(tǒng)、配氣機構(gòu)、點火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起動裝置、進氣系統(tǒng)、機體組等構(gòu)成。發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)供給系統(tǒng)配氣機構(gòu)點火系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)起動裝置進氣系統(tǒng)機體組1、曲柄連桿機構(gòu)。

曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運動。其結(jié)構(gòu)如圖所示。2、配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)的功用是按照發(fā)動機每一氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。配氣機構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。主要是要求其結(jié)構(gòu)有利于減小進氣和排氣的阻力，而且進、排氣門的開啟時刻和持續(xù)開啟時間比較適當(dāng)，使吸氣和排氣都盡可能充分。其結(jié)構(gòu)如圖所示。3、燃料供給系統(tǒng)汽油機燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機各種工況的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出，其油路如圖所示。4、潤滑系統(tǒng)潤滑系的功用是在發(fā)動機工作時連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠的潔凈潤滑油輸送到全部傳動件的摩擦表面，并在摩擦表面之間形成油膜，以實現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器、油底殼、集濾器和一些潤滑油壓力表、溫度表和閥門等組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示。5、冷卻系統(tǒng)。冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)循環(huán)過程如圖所示。發(fā)動機的冷卻系有風(fēng)冷和水冷之分，汽車發(fā)動機，尤其是轎車發(fā)動機大都采用水冷系，只有少數(shù)汽車發(fā)動機采用風(fēng)冷系。水箱風(fēng)扇節(jié)溫器水泵發(fā)動機水室膨脹箱暖風(fēng)機6、點火系統(tǒng)在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系，為了適應(yīng)發(fā)動機的工作，要求點火系能在規(guī)定的時刻，按發(fā)動機的點火次序供給火花塞以足夠能量的高壓電，使其兩電極間產(chǎn)生電火花，點燃混合氣，使發(fā)動機作功。點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。7、起動系統(tǒng)。因為發(fā)動機不能自行由靜止轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，必須用外力轉(zhuǎn)動曲軸，直到曲軸達到發(fā)動機開始燃燒所必需的轉(zhuǎn)速，保證混合氣的形成、壓縮和點火能夠順利進行。發(fā)動機由靜止轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的全過程，稱發(fā)動機的啟動。完成發(fā)動機啟動過程所需的一系列裝置稱發(fā)動機啟動裝置。電動機起動裝置一般由直流電動機、操縱機構(gòu)和離合機構(gòu)三大部分組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示。點火開關(guān)(操縱機構(gòu))起動機(直流電機)蓄電池飛輪(離合機構(gòu))8、進氣系統(tǒng)。把空氣或混合氣導(dǎo)入發(fā)動機氣缸的零部件集合體稱為發(fā)動機進氣系統(tǒng)。進氣系統(tǒng)在發(fā)動機上的整體結(jié)構(gòu)如圖所示，包含了空氣濾清器、進氣歧管、進氣門機構(gòu)?？諝饨?jīng)空氣濾清器過濾掉雜質(zhì)后，流過空氣流量計，經(jīng)由進氣道進入進氣歧管，與噴油嘴噴出的汽油混合后形成適當(dāng)比例的油氣，由進氣門送入氣缸內(nèi)點火燃燒，產(chǎn)生動力。1-節(jié)氣門體；2-進氣管后段；3-空氣流量計；4-空氣濾清器；5-進氣管前段9、機體組。發(fā)動機機體組主要由氣缸蓋、氣缸墊、氣缸體、油底殼、氣缸蓋罩以及主軸承蓋等組成。機體組是發(fā)動機的支架，是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)和發(fā)動機各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體。三、發(fā)動機的工作原理1、發(fā)動機術(shù)語上止點---——活塞在氣缸中的最高點；下止點——活塞在氣缸中的最低點；活塞行程——上、下兩止點的直線距離；氣缸工作容積——活塞從上止點到下止點所掃過的容積；燃燒室容積——活塞在上止點時，活塞頂部以上的空間；發(fā)動機工作容積(發(fā)動機排量)——多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和；壓縮比——氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值。2、四沖程汽油發(fā)動機的工作原理?；旌蠚怏w燃燒所爆發(fā)出的能量使活塞上下逸動，從而帶動曲軸等部件進行旋轉(zhuǎn)運動，四行程汽油機的運轉(zhuǎn)是按進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷循環(huán)反復(fù)的，如圖所示。（1）進氣行程(intakestroke)。由于曲軸的旋轉(zhuǎn)，活塞從上止點(topdeadcenter)向下止點(bottomdeadcenter)運動，這時排氣門關(guān)閉，進氣門打開。其過程如圖所示。進氣行程（2）壓縮行程(compressionstroke)。曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞從下止點向上止點運動，這時進氣門和排氣門都關(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)活塞到達上止點時壓縮行程結(jié)束。其過程如圖所示。壓縮行程（3）作功行程(powerstroke)。作功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這一行程中，進氣門和排氣門仍然保持關(guān)閉。當(dāng)活塞位于壓縮行程接近上止點位置時，火花塞產(chǎn)生電火花點燃可燃混合氣，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，高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從上止點向下止點運動，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機械功，除了用于維持發(fā)動機本身繼續(xù)運轉(zhuǎn)外，其余用于對外作功。隨著活塞向下運動，氣缸內(nèi)容積增加，氣體壓力和溫度降低，當(dāng)活塞運動到下止點時，作功行程結(jié)束。其過程如圖所示。作功行程（