汽車構(gòu)造必備發(fā)動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)PPT課件

1、概述四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性內(nèi)燃機(jī)名稱及型號(hào)編制規(guī)則第1頁(yè)/共44頁(yè)一、發(fā)動(dòng)機(jī)的定義、分類及特點(diǎn)：1、定義：發(fā)動(dòng)機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器。2、分類及特點(diǎn)：按燃料燃燒的場(chǎng)所分： 內(nèi)燃機(jī)：熱效率高、體積小、起動(dòng)性能好、便于移動(dòng)和維修方便。 外燃機(jī)：燃料在鍋爐外部燃燒，加熱內(nèi)部的水，產(chǎn)生高溫、高壓水蒸氣，再送往機(jī)器內(nèi)部，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。按熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的主要構(gòu)件形式分： 活塞式內(nèi)燃機(jī)： 燃?xì)廨啓C(jī)：1.1 概述第2頁(yè)/共44頁(yè)車用內(nèi)燃機(jī)水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)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

2、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)車用內(nèi)燃機(jī)單列式發(fā)動(dòng)機(jī)雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)二、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的分類：第3頁(yè)/共44頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 一、常用術(shù)語(yǔ)一、常用術(shù)語(yǔ) 上止點(diǎn)：上止點(diǎn)： 活塞頂離曲軸中心活塞頂離曲軸中心線最遠(yuǎn)的位置線最遠(yuǎn)的位置 下止點(diǎn)：下止點(diǎn)： 活塞頂離曲軸中心活塞頂離曲軸中心線最近的位置線最近的位置 活塞行程（活塞行程（ S ）：）： 上下止點(diǎn)間的距離上下止點(diǎn)間的距離 S=2RS2R上止點(diǎn)下止點(diǎn)第4頁(yè)/共44頁(yè)上止點(diǎn)下止點(diǎn)工作容積 汽缸工作容積（汽缸工作容積（Vh）：）： 活塞由上止點(diǎn)到下活塞由上止點(diǎn)到下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)掃過(guò)的容積。止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)掃過(guò)的容積。 發(fā)動(dòng)機(jī)

3、工作容積（排發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積（排量量V1）：）： 發(fā)動(dòng)機(jī)全部氣缸工發(fā)動(dòng)機(jī)全部氣缸工作容積之和。作容積之和。第5頁(yè)/共44頁(yè) 燃燒室容積（燃燒室容積（Vc）：）： 活塞在上止點(diǎn)時(shí)其活塞在上止點(diǎn)時(shí)其上方的容積上方的容積 氣缸總?cè)莘e（氣缸總?cè)莘e（Va）：）： 活塞在下止點(diǎn)時(shí)其活塞在下止點(diǎn)時(shí)其上方的全部容積上方的全部容積 Va=Vc+Vh 壓縮比：壓縮比： 氣缸總?cè)莘e與燃燒氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比室容積之比 =Va/Vc上止點(diǎn)下止點(diǎn)燃燒室容積總?cè)莘e2R第6頁(yè)/共44頁(yè)二、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理四行程工作原理四行程工作原理 四行程汽油機(jī)工作原理四行程汽油機(jī)工作原理第7頁(yè)/共44頁(yè) 進(jìn)氣過(guò)程 作用：作用： 吸入

4、新鮮混合氣吸入新鮮混合氣 活塞運(yùn)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng): 從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)從上止點(diǎn)向下止點(diǎn) 曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角: 0180 氣門狀態(tài)氣門狀態(tài): 進(jìn)氣門打開(kāi)排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門打開(kāi)排氣門關(guān)閉 終了壓力終了壓力: 7590 kPa 終了溫度終了溫度: 80130 第8頁(yè)/共44頁(yè) 壓縮過(guò)程 作用：作用： 壓縮混合氣，為燃燒創(chuàng)壓縮混合氣，為燃燒創(chuàng)造條件造條件 活塞運(yùn)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng): 從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角:180360 氣門狀態(tài)氣門狀態(tài): 進(jìn)、排氣門均關(guān)閉進(jìn)、排氣門均關(guān)閉 終了壓力終了壓力: 8001400 kPa 終了溫度終了溫度: 350400 第9頁(yè)/共44頁(yè) 做功過(guò)程 作用：作用： 燃燒

5、高溫高壓氣體膨脹做燃燒高溫高壓氣體膨脹做功功 活塞運(yùn)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng): 從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)從上止點(diǎn)向下止點(diǎn) 曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角: 360540 氣門狀態(tài)氣門狀態(tài): 進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉 最高壓力最高壓力: 2490 3520 kPa 終了壓力終了壓力: 300500 kPa 終了溫度終了溫度: 1200 oC第10頁(yè)/共44頁(yè)排氣過(guò)程 作用：作用： 排出膨脹做功后的廢排出膨脹做功后的廢氣氣 活塞運(yùn)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng): 從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角: 540o720 o 氣門狀態(tài)氣門狀態(tài):進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開(kāi)開(kāi) 終了壓力終了壓力: 105120 kPa

6、終了溫度終了溫度: 600900 第11頁(yè)/共44頁(yè) 綜上所述：綜上所述： 發(fā)動(dòng)機(jī)每完成發(fā)動(dòng)機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)一個(gè)工作循環(huán)時(shí)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)二二周（周（720720），進(jìn)、排氣門各），進(jìn)、排氣門各開(kāi)啟一次開(kāi)啟一次，活活塞完成塞完成四個(gè)行程四個(gè)行程，其中進(jìn)氣、壓縮和排氣行，其中進(jìn)氣、壓縮和排氣行程是消耗動(dòng)力，只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。程是消耗動(dòng)力，只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。 發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)：發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)： 每完成一次進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣的過(guò)程，每完成一次進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣的過(guò)程，稱為一個(gè)工作循環(huán)。稱為一個(gè)工作循環(huán)。 四行程發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)四行程發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn) ： 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)二周，活塞往復(fù)

7、四個(gè)行程完成發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)二周，活塞往復(fù)四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)。一個(gè)工作循環(huán)。四行程汽油機(jī)工作原理第12頁(yè)/共44頁(yè)汽油機(jī)工作原理動(dòng)畫第13頁(yè)/共44頁(yè)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300370壓力8090 kPa溫度8001000壓力35 MPa瞬時(shí)：溫度18002200壓力510 MPa溫度700900壓力105120 kPa終了：溫度12001000壓力200400 kPa第14頁(yè)/共44頁(yè)四行程柴油機(jī)工作原理 四行程柴油機(jī)工作原理概略表四行程柴油機(jī)工作原理概略表第15頁(yè)/共44頁(yè)汽油機(jī)與柴油機(jī)比較第16頁(yè)/共44頁(yè)

8、共同特點(diǎn)1每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。2只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。第17頁(yè)/共44頁(yè)二行程工作原理1.1.進(jìn)氣孔進(jìn)氣孔2.2.排氣孔排氣孔3.3.換氣孔換氣孔第18頁(yè)/共44頁(yè)第一個(gè)行程 活塞運(yùn)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng): 從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)從下止點(diǎn)向上止點(diǎn) 曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角: 0o180o 作用作用: 活塞上方壓縮活塞上方壓縮 活塞下方進(jìn)氣活塞下方進(jìn)氣3.換氣孔2.排氣孔1.進(jìn)氣孔第19頁(yè)/共44頁(yè)第二個(gè)行程 活塞運(yùn)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng): 從上止點(diǎn)向下止從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)點(diǎn) 曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角: 18 0o360o 作用作用: 活塞上方做功排活塞上方做功排氣氣 活塞下方預(yù)壓活塞下方預(yù)壓第20頁(yè)/共44頁(yè)二行程柴

9、油機(jī)工作原理第21頁(yè)/共44頁(yè)二行程柴油機(jī)工作原理概略表第22頁(yè)/共44頁(yè)二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 功率提高，當(dāng)功率提高，當(dāng)n、Va、相同時(shí)，理論上其功率是四行程的二倍，實(shí)際提高相同時(shí)，理論上其功率是四行程的二倍，實(shí)際提高1.51.6倍倍 作功次數(shù)多，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；作功次數(shù)多，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便； 換氣不完善，經(jīng)濟(jì)性差。換氣不完善，經(jīng)濟(jì)性差。第23頁(yè)/共44頁(yè)1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造第24頁(yè)/共44頁(yè)一、機(jī)體組：包括氣缸蓋、氣缸體、油底殼等。二、曲柄連桿機(jī)構(gòu)：包括活塞、連桿總成，帶有飛輪的曲軸等。三、配氣機(jī)構(gòu)：包括進(jìn)氣門、排氣門、液力挺桿總成、凸輪軸、凸輪軸正時(shí)齒輪等。四

10、、燃料供給系：包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、油管、空氣濾清器、化油器、進(jìn)氣歧管、排氣消聲器等。第25頁(yè)/共44頁(yè)五、點(diǎn)火系：包括電源、分電器、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、點(diǎn)火線圈、火花塞等。六、冷卻系：包括水泵、散熱器、風(fēng)扇、水溫表、節(jié)溫器等。七、潤(rùn)滑系：包括油底殼、機(jī)油集濾器、機(jī)油泵、限壓閥、潤(rùn)滑油道及油管、油溫和油壓傳感器、油溫和油壓表、油標(biāo)尺等。 八、起動(dòng)系：包括起動(dòng)機(jī)、冷起動(dòng)加熱器及其附屬裝置。第26頁(yè)/共44頁(yè)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)第27頁(yè)/共44頁(yè)搖臂凸輪軸第28頁(yè)/共44頁(yè)桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第29頁(yè)/共44頁(yè)桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系示意圖第30頁(yè)/共4

11、4頁(yè)桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系示意圖第31頁(yè)/共44頁(yè)1.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性一、動(dòng)力性指標(biāo)：1、 有效轉(zhuǎn)矩：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸或飛輪對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，通常用T表示，單位為Nm。2、 有效功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸或飛輪對(duì)外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。式中：Te 有效扭矩，單位為Nm；n 曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 第32頁(yè)/共44頁(yè)二、 經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo) 通常用燃油消耗率來(lái)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/kWh，計(jì)算公

12、式如下 式中：GT 每小時(shí)的燃油消耗量，kg/h； Pe 有效功率，kW。第33頁(yè)/共44頁(yè)三、發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性：發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性指發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨發(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。 第34頁(yè)/共44頁(yè)四、發(fā)動(dòng)機(jī)的工況與負(fù)荷：工況：負(fù)荷為零工況：負(fù)荷44.4%工況：負(fù)荷71.7%工況：負(fù)荷100%第35頁(yè)/共44頁(yè)1.5 內(nèi)燃機(jī)名稱及型號(hào)編制規(guī)則一、 內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號(hào) /-被/-替代1、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。 2、內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由下列四部分內(nèi)容組成。 首部（改為第一部分）：產(chǎn)品特征代號(hào)，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字

13、母表示（改為位字母），但需主管部門核準(zhǔn)。 中部（改為第二部分）：由缸數(shù)符號(hào)、氣缸排列形式符號(hào)、沖程符號(hào)和缸徑符號(hào)（改為：一般用缸徑或缸徑行程數(shù)字，宜用發(fā)動(dòng)機(jī)排量或功率表示）等組成。 后部（改為第三部分）：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號(hào)燃料特征，以字母表示。增加燃料特征符號(hào)（見(jiàn)規(guī)定）。尾部（改為第四部分）：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。第三、四部分之間用短橫分開(kāi)第36頁(yè)/共44頁(yè) 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： 第37頁(yè)/共44頁(yè) 增加氣缸布置形式符號(hào)： ：型布置；：型布置； 增加結(jié)構(gòu)特征符號(hào)： ：中冷增壓；將改為； 增加用途特征符號(hào)： ：農(nóng)用

14、車輛；：林用車輛； 改為第38頁(yè)/共44頁(yè) 增加燃料代號(hào)： 無(wú)：柴油；：汽油；:天然氣； ：壓縮天然氣；：液化天然氣；：液化石油氣；：沼氣；：瓦斯；：煤氣；：柴油與天然氣雙燃料；：乙醇；：生物柴油；等。第39頁(yè)/共44頁(yè) 缸、形、缸徑、水冷、增壓中冷、柴油天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)為系列代號(hào)。 單缸、四沖程、缸徑、水冷柴油機(jī)；為系列代號(hào)，為區(qū)分代號(hào)。第40頁(yè)/共44頁(yè)二、舊型號(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-4： 表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第五種變型產(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) 第41頁(yè)/共44頁(yè)(2) 柴油機(jī)