《發(fā)動機總體構造》課件

發(fā)動機總體構造發(fā)動機是汽車的心臟，提供動力驅動車輛行駛。了解發(fā)動機內部構造是深入理解汽車工作原理的關鍵。課程目標了解發(fā)動機結構學習發(fā)動機內部主要部件的名稱、功能和工作原理。掌握發(fā)動機工作過程理解四沖程和二沖程發(fā)動機的工作循環(huán)，掌握發(fā)動機工作的基本流程。分析發(fā)動機性能學習常見發(fā)動機性能參數(shù)，掌握發(fā)動機性能指標的意義和影響因素。發(fā)動機概述發(fā)動機是將燃料的化學能轉化為機械能的裝置，廣泛應用于各種交通工具、工業(yè)設備和發(fā)電站等。發(fā)動機通常由氣缸、活塞、曲軸、連桿、氣門機構等組成，通過燃燒燃料產生的熱量推動活塞運動，進而帶動曲軸旋轉，輸出機械能。發(fā)動機的歷史發(fā)展1早期蒸汽機蒸汽機是最初的動力來源，為工業(yè)革命做出了貢獻，并為內燃機的開發(fā)奠定了基礎。2內燃機的誕生19世紀末，內燃機開始出現(xiàn)，標志著發(fā)動機技術的重大進步。3現(xiàn)代發(fā)動機發(fā)展現(xiàn)代發(fā)動機不斷改進，燃油效率更高，排放更低，更加環(huán)保。發(fā)動機的基本工作原理發(fā)動機將燃料的化學能轉化為機械能，推動車輛運動。1做功沖程燃氣膨脹，推動活塞向下運動，輸出動力。2排氣沖程廢氣被排出氣缸，為下一循環(huán)做準備。3進氣沖程新鮮空氣進入氣缸，為燃燒做準備。4壓縮沖程活塞向上運動，壓縮氣缸內的混合氣體。發(fā)動機的工作循環(huán)進氣沖程活塞向下運動，吸入新鮮空氣或混合氣體進入氣缸，為燃燒做準備。壓縮沖程活塞向上運動，壓縮氣缸內的混合氣體，使其溫度和壓力升高。做功沖程壓縮的混合氣體被點燃，產生高溫高壓氣體，推動活塞向下運動，輸出動力。排氣沖程活塞向上運動，將燃燒后的廢氣排出氣缸，為下一個循環(huán)做好準備。發(fā)動機的分類工作循環(huán)根據工作循環(huán)的不同，發(fā)動機可以分為四沖程發(fā)動機和二沖程發(fā)動機。燃料類型根據燃料類型的不同，發(fā)動機可以分為汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機。點火方式根據點火方式的不同，發(fā)動機可以分為火花點火發(fā)動機和壓燃點火發(fā)動機。結構形式根據結構形式的不同，發(fā)動機可以分為直列式發(fā)動機、V型發(fā)動機和水平對置式發(fā)動機等。四沖程發(fā)動機的構造四沖程發(fā)動機通常由氣缸體、氣缸蓋、活塞、連桿、曲軸、飛輪、氣門機構、燃料供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等組成。這些部件相互協(xié)作，完成進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，將燃料的化學能轉化為機械能，驅動車輛行駛。四沖程發(fā)動機的工作過程1進氣沖程活塞向下運動，氣門打開，新鮮空氣進入氣缸。2壓縮沖程活塞向上運動，壓縮混合氣體，溫度和壓力升高。3做功沖程混合氣體被點燃爆炸，推動活塞向下運動，產生動力。4排氣沖程活塞向上運動，排氣門打開，排出燃燒后的廢氣。四沖程發(fā)動機通過四個連續(xù)的沖程完成一個工作循環(huán)，實現(xiàn)能量轉換。二沖程發(fā)動機的構造二沖程發(fā)動機結構簡單，工作過程比較簡便。與四沖程發(fā)動機相比，二沖程發(fā)動機在一個工作循環(huán)中完成進氣、壓縮、做功、排氣四個過程。二沖程發(fā)動機只有一個氣門，主要作用是排氣，進氣通過轉子或活塞環(huán)完成。二沖程發(fā)動機的工作過程1進氣和壓縮活塞向下運動，新鮮混合氣被吸入氣缸?；钊蛏线\動，壓縮混合氣。2燃燒和膨脹火花塞點燃混合氣，產生高溫高壓氣體。高溫高壓氣體推動活塞向下運動，產生動力。3排氣和進氣活塞向上運動，排出廢氣。同時，新鮮混合氣通過進氣口進入氣缸。發(fā)動機的主要零部件氣缸體和氣缸蓋氣缸體是發(fā)動機的基礎，容納活塞運動，氣缸蓋密封氣缸并控制氣門?；钊瓦B桿活塞在氣缸內上下運動，將氣體壓力轉換為機械能，連桿連接活塞和曲軸。曲軸和飛輪曲軸將活塞的往復運動轉換為旋轉運動，飛輪儲存能量，保證發(fā)動機運轉平穩(wěn)。氣門機構氣門控制氣缸內的進氣和排氣，氣門機構由氣門、氣門彈簧、凸輪軸等組成。氣缸體和氣缸蓋1氣缸體發(fā)動機的主要承載部件，支撐曲軸、連桿以及活塞，并與氣缸蓋配合形成燃燒室。2氣缸蓋密封燃燒室上部，并容納氣門機構、火花塞、噴油嘴等重要部件。3冷卻水通道氣缸體和氣缸蓋上設有冷卻水通道，保證發(fā)動機在高溫下正常工作。4潤滑油通道氣缸體和氣缸蓋上設有潤滑油通道，保證活塞、曲軸等部件的潤滑?；钊瓦B桿活塞活塞是發(fā)動機中重要的運動部件，它在氣缸中往復運動，將燃燒產生的氣體壓力轉化為機械功。連桿連桿連接著活塞和曲軸，將活塞的往復運動轉換為曲軸的旋轉運動?；钊瓦B桿組活塞和連桿組是發(fā)動機的重要運動部件，它們共同作用，將燃料燃燒產生的能量轉化為機械功。曲軸和飛輪曲軸曲軸是發(fā)動機的重要組成部分，將活塞的往復運動轉換為旋轉運動，傳遞動力到傳動系統(tǒng)。飛輪飛輪是一個大質量的輪子，安裝在曲軸后端，用于儲存能量，平穩(wěn)發(fā)動機運轉，減少震動。氣門機構11.氣門氣門是發(fā)動機進氣和排氣的通道，它們在氣門機構的控制下開啟和關閉，以實現(xiàn)進氣和排氣的過程。22.氣門桿氣門桿連接氣門和搖臂，它將搖臂的運動傳遞給氣門，使其開啟和關閉。33.搖臂搖臂連接氣門桿和凸輪軸，它將凸輪軸的旋轉運動轉化為上下運動，傳遞給氣門桿。44.凸輪軸凸輪軸是氣門機構的核心部件，它通過凸輪的旋轉來控制氣門的開啟和關閉時間。燃料供給系統(tǒng)汽油機汽油發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)主要包括燃油箱、燃油泵、油管、汽化器或噴油器、進氣歧管等。汽化器負責將液體汽油轉化為可燃混合氣，而噴油器則將液體汽油直接噴入氣缸。柴油機柴油發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)通常包括燃油箱、燃油濾清器、燃油泵、油管、噴油泵、噴油器等。柴油機使用高壓噴油泵將柴油噴入氣缸，通過高壓燃油噴射技術，實現(xiàn)高效燃燒。潤滑系統(tǒng)潤滑油潤滑油是一種重要的液體，它在發(fā)動機內部流動，減少摩擦，降低磨損，延長發(fā)動機壽命。潤滑油泵潤滑油泵將潤滑油從油底殼中抽取，并將其輸送到發(fā)動機各個需要潤滑的部位。機油濾清器機油濾清器用于過濾潤滑油中的雜質，防止這些雜質進入發(fā)動機內部，導致磨損。機油冷卻器機油冷卻器用于冷卻潤滑油，防止?jié)櫥蜏囟冗^高，導致潤滑油性能下降。冷卻系統(tǒng)發(fā)動機冷卻發(fā)動機運行時會產生大量的熱量，冷卻系統(tǒng)的主要作用是將熱量帶走，防止發(fā)動機過熱。冷卻液循環(huán)冷卻液在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動，吸收發(fā)動機的熱量，然后通過散熱器將熱量散發(fā)到空氣中。冷卻系統(tǒng)組成冷卻系統(tǒng)通常包括水箱、水泵、散熱器、風扇、節(jié)溫器等部件。點火系統(tǒng)1點火系統(tǒng)概述點火系統(tǒng)是發(fā)動機的重要組成部分，負責點燃氣缸內的混合氣，使發(fā)動機能夠工作。2點火方式傳統(tǒng)的點火系統(tǒng)使用火花塞，通過高壓電流產生電火花點燃混合氣?，F(xiàn)代發(fā)動機通常使用電子控制點火系統(tǒng)，具有更高的精度和可靠性。3點火時間點火時間是點火系統(tǒng)的重要參數(shù)，它影響發(fā)動機的性能和排放。4點火線圈點火線圈將低壓電流轉換為高壓電流，為火花塞提供點火能量。排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)功能排氣系統(tǒng)負責將發(fā)動機燃燒產生的廢氣排出，降低噪音和污染。主要組成部分排氣系統(tǒng)包括排氣歧管、排氣管、消聲器、尾氣凈化裝置等。增壓系統(tǒng)增壓原理增壓系統(tǒng)通過壓縮進氣，提高進氣密度，增加進入氣缸的空氣質量，從而提高發(fā)動機的輸出功率。增壓類型常見的增壓方式包括渦輪增壓和機械增壓，其中渦輪增壓利用廢氣能量驅動渦輪增壓器，機械增壓由發(fā)動機曲軸驅動。增壓器增壓器是增壓系統(tǒng)的核心部件，它包括一個壓縮機和一個渦輪，壓縮機將空氣壓縮，渦輪由廢氣驅動。柴油機的特點高壓縮比柴油機壓縮比通常在14-25之間，壓縮空氣至高溫高壓，使噴入的燃油自燃。燃油經濟性柴油機燃油效率更高，燃料消耗率更低，適合長途運輸和重型車輛。高扭矩柴油機在低速時就能輸出更大的扭矩，適合起步和爬坡。耐用性強柴油機結構簡單，零件耐磨損，使用壽命長，維護成本低。汽油機的特點點火方式汽油發(fā)動機通過點火系統(tǒng)點燃混合氣，實現(xiàn)燃燒?；旌蠚馄桶l(fā)動機燃燒的是混合氣，即汽油和空氣的混合物。燃燒效率汽油發(fā)動機燃燒效率較高，能夠產生更大的功率。應用廣泛汽油發(fā)動機應用范圍廣泛，主要用于汽車、摩托車等。發(fā)動機性能參數(shù)參數(shù)含義單位功率發(fā)動機輸出的功率千瓦（kW）扭矩發(fā)動機輸出的扭矩牛米（Nm）轉速發(fā)動機曲軸每分鐘的轉動圈數(shù)轉/分鐘（rpm）排量發(fā)動機一個工作循環(huán)中所有氣缸吸入的氣體總容積升（L）壓縮比氣缸壓縮終了時的容積與氣缸壓縮開始時的容積之比無單位油耗發(fā)動機在一定工況下每行駛100公里消耗的燃油量升/百公里（L/100km）發(fā)動機的工作性能發(fā)動機工作性能指的是發(fā)動機在各種工況下工作時的性能參數(shù)指標，例如功率、扭矩、油耗、排放等，這些指標能夠反映發(fā)動機的動力性、經濟性、環(huán)保性等方面的工作性能。發(fā)動機的工作性能受到多種因素的影響，例如發(fā)動機的結構、材料、燃燒方式、工作環(huán)境等。發(fā)動機電控系統(tǒng)電子控制單元（ECU）ECU是發(fā)動機電控系統(tǒng)的核心，負責接收傳感器信號，并根據預設程序控制執(zhí)行機構。傳感器發(fā)動機電控系統(tǒng)利用各種傳感器監(jiān)控發(fā)動機工作狀態(tài)，例如發(fā)動機轉速、水溫、進氣壓力、油門開度等。執(zhí)行機構執(zhí)行機構根據ECU的指令控制發(fā)動機運行參數(shù)，例如噴油器控制噴油量，點火系統(tǒng)控制點火時間。發(fā)動機的故障診斷發(fā)動機故障診斷是指通過觀察、測試、分析等手段，識別和定位發(fā)動機出現(xiàn)的故障。發(fā)動機故障診斷是一個復雜的過程，需要具備一定的專業(yè)知識和經驗。故障診斷首先要進行故障現(xiàn)象的觀察，例如發(fā)動機啟動困難、動力不足、冒黑煙等。然后通過儀器測試，測量發(fā)動機的溫度、壓力、流量等參數(shù)，進一步確定故障發(fā)生的部位。故障診斷方法有多種，包括目視檢查、聽音檢查、觸覺檢查、儀器測試等。此外，還可以參考故障代碼，使用診斷儀進行故障診斷。發(fā)動機故障診斷對于及時修復故障，保障發(fā)動機正常運行，延長發(fā)動機使用壽命至關重要。發(fā)動機的維修保養(yǎng)發(fā)動機的維修保養(yǎng)至關重要，可以延長發(fā)動機使用壽命，提高燃油效率，降低故障率，保障行車安全。定期進行發(fā)動機保養(yǎng)，包括更換機油和機濾，檢查冷卻液和防凍液，清潔噴油嘴，檢查點火系統(tǒng)，調整氣門間隙，以及檢查和更換其他磨損部件。定期進行發(fā)動機維修，包括更換磨損