學習任務一 發(fā)動機的總體構造及工作原理

1、1 學習任務學習任務1: 1:汽車發(fā)動汽車發(fā)動機總體構造與工作原理機總體構造與工作原理2學習目標：學習目標：1.對發(fā)動機的分類與總體構造、有一個總的認識。對發(fā)動機的分類與總體構造、有一個總的認識。2.掌握四沖程發(fā)動機的常用術語掌握四沖程發(fā)動機的常用術語3.掌握發(fā)動機的工作原理掌握發(fā)動機的工作原理學習情境學習情境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：當發(fā)動機轉速突然變化時，有明顯而沉重的連續(xù)“嘡嘡”聲，并伴有發(fā)動機抖動現(xiàn)象、發(fā)動機轉速升高，響聲增大、負荷變化時響聲明顯 。 故障原因：初步認定曲軸軸承響3一、發(fā)動機的定義一、發(fā)動機的定義： 發(fā)動機是將某一種形式的能量轉變

2、成機發(fā)動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。械能的機器。 現(xiàn)代汽車大多現(xiàn)代汽車大多使用往復活塞式內使用往復活塞式內燃機。它將燃料在燃機。它將燃料在發(fā)動機氣缸內部進發(fā)動機氣缸內部進行燃燒，把產生的行燃燒，把產生的熱能轉變成機械能。熱能轉變成機械能。知識準備知識準備14往復活塞式內燃機曲柄連桿機構的基本結構由機體組、活塞、連桿組、曲軸飛輪組等零件構成561 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分汽油機汽油機柴油機柴油機二、發(fā)動機的分類二、發(fā)動機的分類 ：73 3、按冷卻方式不同、按冷卻方式不同水冷發(fā)動機水冷發(fā)動機風冷發(fā)動機風冷發(fā)動機2 2、按完成一個工作循環(huán)所需行程數、按完成一個工作循環(huán)

3、所需行程數四行程發(fā)動機四行程發(fā)動機二行程發(fā)動機二行程發(fā)動機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、按氣缸數及排列方式、按氣缸數及排列方式單缸發(fā)動機單缸發(fā)動機多缸發(fā)動機多缸發(fā)動機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上止點上止點 下止點下止點 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 ) 氣缸總容積氣缸總容積(Va ) (Va ) 三、發(fā)動機結構基本術語三、發(fā)動機結構基本術語 壓縮比壓縮比發(fā)動機排量發(fā)動機排量工作循環(huán)工作循環(huán)111213工作循環(huán)工作循環(huán)

4、對于往復活塞式發(fā)動機，每進行一次能量轉換，對于往復活塞式發(fā)動機，每進行一次能量轉換，均要經過進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周均要經過進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周而復始的連續(xù)過程，稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán)。而復始的連續(xù)過程，稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán)。 多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機排量排量 ，用用表示表示V VL L 。發(fā)動機排量發(fā)動機排量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 氣缸數目氣缸數目14151617壓縮比壓縮比 氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮氣缸總容積與燃燒室

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)動機壓縮比一般為現(xiàn)代化汽油發(fā)動機壓縮比一般為6 69(9(轎車有的達到轎車有的達到9 9 11) )。如一汽。如一汽- -大眾捷達轎車大眾捷達轎車EA827EA827型型1.6L1.6L發(fā)動機的壓縮發(fā)動機的壓縮比為比為8.58.5，而，而EA113EA113型型1.6L1.6L發(fā)動機則為發(fā)動機則為9.39.3。 柴油機壓縮比一般為為柴油機壓縮比一般為為16162222。V Va a 氣缸總容積；氣缸總容積；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.上止點上止點 7.7.下止點下止

6、點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)動機工作原理四行程發(fā)動機工作原理觀觀看看演演示示 1 1、進氣行程、進氣行程 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 知識準備知識準備221四行程四行程汽油機汽油機的工作原理的工作原理22汽油發(fā)動機四個行程的圖示1.1.進氣行程進氣行程. .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.進氣行程進氣行程排氣門關閉排氣門關閉進氣門開啟進氣門開啟P大氣壓力線大氣壓力線Vra示功圖示功圖上止點上止點

7、下止點下止點示功圖示功圖：表示活塞表示活塞在不同位置時氣缸內在不同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況。氣體壓力的變化情況。進氣終了時氣缸內進氣終了時氣缸內壓強壓強為為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進 氣氣242.2.壓縮行程壓縮行程進氣門關閉進氣門關閉排氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點上止點下止點下止點壓縮終了時氣缸內壓縮終了時氣缸內壓強壓強上升至上升至0.60.61.2Mpa1.2Mpa，溫度溫度繼續(xù)上升至繼續(xù)上升至600600700K 700K ?；罨钊仙闲行袎簤?縮縮

8、253.3.作功行程作功行程進氣門關閉進氣門關閉排氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點上止點下止點下止點作功中氣缸內作功中氣缸內最高壓強最高壓強可達可達3 35Mpa5Mpa，最最高溫度高溫度可達可達220022002800K2800K；作功終了時氣；作功終了時氣缸內缸內壓強壓強下降至下降至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氣門關閉進氣門關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上止點上止點下止點下止點殘余廢氣殘余廢

9、氣排氣終了時氣缸內排氣終了時氣缸內壓強壓強下降至下降至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、四行程柴油機柴油機工作原理工作原理 與汽油機工作與汽油機工作原理相比，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，柴油機由于用中，柴油機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 壓縮自燃式點火壓縮自燃式點火。28進氣行程進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各行程示意圖四行程柴油機各行程示意圖開始噴油開始噴油29四、汽油機、柴油機的工作四、汽油機、柴油機的工作相同相同點點 每個工作循環(huán)曲軸轉兩周每個工作循環(huán)曲軸轉兩周; ; 每一行程曲軸轉半周每一行程曲軸轉半周; ; 只有作功行程產生動力。只有作功行程產生動力。 汽油機、柴油機的工作汽油機、柴油機的工作不同不同點：點：30分析和比較汽油機、柴油機的工作分析和比較汽油機、柴油機的工作異同異同?首先分別看一下汽油機和柴油機的圖示首先分別看一下汽油機和柴油機的圖示火花塞火花塞 噴油器噴油器 31五、汽油機與柴油機優(yōu)劣比較：五、汽油機與柴油機優(yōu)劣比較：1. 汽油機：汽油機：優(yōu)：轉速高

11、、質量小、工作噪聲小、起動容易、工作優(yōu)：轉速高、質量小、工作噪聲小、起動容易、工作穩(wěn)定、操作省力、適應性好、制造和維修費用低穩(wěn)定、操作省力、適應性好、制造和維修費用低劣：燃油消耗率高、經濟性差劣：燃油消耗率高、經濟性差2. 柴油機：柴油機：優(yōu)：壓縮比高，經濟性好，沒有電氣和點火系統(tǒng)的故優(yōu)：壓縮比高，經濟性好，沒有電氣和點火系統(tǒng)的故障障劣：轉速低、質量大、制造和維修費用高劣：轉速低、質量大、制造和維修費用高32二沖程汽油機的工作原理拓展學習拓展學習33二沖程汽油機的工作原理34七、二沖程柴油機的工作原理35發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的總體構造點此觀看錄像點此觀看錄像 運動與旋轉工作循環(huán)發(fā)動機構造轉子

12、發(fā)動機知識準備知識準備336一、發(fā)動機組成1. 曲柄連桿機構：由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成。作用是將燃料燃燒所產生的熱能轉變?yōu)榍S旋轉的機械能并輸出動力。2. 配氣機構：由氣門組、氣門傳動組組成。作用是適時控制進排氣門開啟，實現(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、風扇、分水管、水套、節(jié)溫器等。作用是保證發(fā)動機在適宜溫度下工作。5 .潤滑系：機油泵、限壓閥、集濾器、機油濾清器、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、起動繼電器等。7.點火系：電源、點火

13、線圈、分電器、火花塞等。點燃可燃混合氣（汽油機）。38 桑塔納發(fā)動機結構示意圖桑塔納發(fā)動機結構示意圖39404142434445461.桑塔納發(fā)動機的曲柄連桿機構桑塔納發(fā)動機的曲柄連桿機構:發(fā)動機借以產生動力，并將活塞的往復直線運動轉變?yōu)榍S發(fā)動機借以產生動力，并將活塞的往復直線運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動而輸出動力的機構的旋轉運動而輸出動力的機構47桑桑塔塔納納發(fā)發(fā)動動機機的的配配氣氣機機構構2.配氣機構：配氣機構：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: 根據發(fā)動機各種工況要求，配制具有一定數量和

14、濃度的根據發(fā)動機各種工況要求，配制具有一定數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。可燃混合氣供入氣缸，并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動機。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燃繞在氣缸內燃繞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） 將實際吸入發(fā)動機中的空氣的質量與燃料的質量比值將實際吸入發(fā)動機中的空氣的質量與燃料的質量比值稱為空燃比，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 空燃比的倒數稱為燃空比，用符號空燃比的倒數稱為燃空比，用符號表示。（日本等國家常用）表示。（日本等國家常用）3.過量空氣系數過量空氣系數 =燃燒燃燒1kg1kg燃料實際供給的空氣量燃料實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量燃料時所需要的空氣質量 = 1 為標準混合氣為標準混合氣 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 為標準混合氣為標準混合氣 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)動機冷卻系：桑塔納發(fā)動機冷卻系：散熱，保證發(fā)動機散熱，保證發(fā)動機在最適宜的溫度

16、下工作在最適宜的溫度下工作525.桑塔納發(fā)動機潤滑系：桑塔納發(fā)動機潤滑系：減少運動零件的摩減少運動零件的摩擦阻力，減輕機件的磨損，并部分地冷卻摩擦阻力，減輕機件的磨損，并部分地冷卻摩擦零件擦零件536.桑桑 塔納發(fā)塔納發(fā)動機點火動機點火系：系：保證按保證按規(guī)定時刻及時規(guī)定時刻及時點燃氣缸中被點燃氣缸中被壓縮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車起動機使靜止的發(fā)動使靜止的發(fā)動機起動并轉入機起動并轉入自行運轉自行運轉55二、二、 內燃機名稱及型號編制規(guī)則內燃機名稱及型號編制規(guī)則 首部首部：為產品特征代號為產品特征代號( (產品系列符號和換代標志符號產品系列符號和換代標志符號

17、) )，由制造廠根據需要自選相應字母表示，但需主管部門核準。由制造廠根據需要自選相應字母表示，但需主管部門核準。 中部中部：由缸數符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸由缸數符號、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：結構特征和用途特征符號，以字母表示。結構特征和用途特征符號，以字母表示。 尾部尾部：區(qū)分符號。同一系列產品因改進等原因需要區(qū)分區(qū)分符號。同一系列產品因改進等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當符號表示。時，由制造廠選用適當符號表示。1.內燃機型號由以下四部分組成內燃機型號由以下四部分組成(國標國標GB/T725-1991)562.內燃機型號的排列順序及

18、符號所代表的意義內燃機型號的排列順序及符號所代表的意義57(1) (1) 汽油機汽油機 1E651E65F F： 表示單缸，二行程，缸徑表示單缸，二行程，缸徑65mm65mm，風冷通用型，風冷通用型 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，第四種變型產品，水冷車用，第四種變型產品 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) 柴油機柴油機 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，風冷通用型，風冷通用型 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揚柴生產。揚柴生產。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.國內發(fā)動機型號編制舉例國內發(fā)動機型號編制舉例 58(1) (1) 汽油機汽油機 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 驅動的電子控制燃油噴射發(fā)動機驅動的電子控制燃油噴射發(fā)動機本田本田F23-AF23-A： 表示四缸，排量表示四缸，排量2.3L2.3L，第一代產品，第一代產品康明斯康明斯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的柴油機的柴油機沃爾沃沃爾沃DH12D420DH12D420：表示柴