發(fā)動(dòng)機(jī)1廣東文理學(xué)院

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)類型知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)的分類發(fā)動(dòng)機(jī)的基本術(shù)語(yǔ)（一）發(fā)動(dòng)機(jī)的分類 根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)的不同，可將內(nèi)燃機(jī)分為好多種類1根據(jù)所用燃料的不同 柴油機(jī)： 以柴油為燃料，進(jìn)氣過(guò)程中進(jìn)入汽缸的是純空氣，壓縮終了時(shí)噴入柴油，柴油與空氣在汽缸內(nèi)混合由于空氣經(jīng)壓縮后所達(dá)到的溫度能引起柴油的自燃，這種內(nèi)燃機(jī)也稱為壓燃式內(nèi)燃機(jī)。 汽油機(jī)： 以汽油為燃料，空氣與汽油在氣缸外混合，形成可燃混合氣后進(jìn)入氣缸，經(jīng)壓縮后依靠火花塞產(chǎn)生電火花引起燃燒。 煤氣機(jī)、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)及多種燃料發(fā)動(dòng)機(jī)等。 2按沖程數(shù)二沖程： 每?jī)蓚€(gè)活塞行程（曲軸

2、每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)）完成一個(gè)工作循環(huán)。如摩托車的多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)。四沖程： 每四個(gè)活塞行程（曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)）完成一個(gè)工作循環(huán)。絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)所采用。3按氣缸數(shù) 單缸：只有一個(gè)氣缸 多缸：由多個(gè)氣缸組成4按氣缸排列方式 直列立式、V型、 對(duì)置式對(duì)置式其它類型發(fā)動(dòng)機(jī)星型汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)5按冷卻方式 風(fēng)冷風(fēng)冷：以空氣為冷卻介質(zhì)，沒(méi)有專門的冷卻系統(tǒng) 如：摩托車、小型柴油機(jī)、 水冷：水冷：以液體為冷卻介質(zhì)，有專門的冷卻系統(tǒng)6按進(jìn)氣方式 增壓：增壓：在進(jìn)氣過(guò)程中，可燃混合氣或空氣是通過(guò)裝在進(jìn)氣管道上的增壓器提高壓力，然后進(jìn)入氣缸內(nèi)非增壓非增壓：也叫自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，靠活塞的抽吸作用7按著火方式 點(diǎn)燃：點(diǎn)燃：靠火花塞點(diǎn)

3、火來(lái)產(chǎn)生燃燒，汽油機(jī)所采用 壓燃?jí)喝迹嚎咳加偷淖匀紒?lái)產(chǎn)生燃燒，柴油機(jī)所采用8按用途 固定式：工程機(jī)械采用 移動(dòng)式：第二節(jié)、發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 1 1機(jī)體與氣缸蓋機(jī)體與氣缸蓋機(jī)體：骨架作用，安裝各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)，包括氣缸體、油底殼、曲軸箱缸蓋：組成燃燒室，布置各種零部件2 2曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用：將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)外輸出動(dòng)力組成：活塞、連桿、曲軸三部分3 3配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)功用：定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)排氣門主要部件：氣門組、傳動(dòng)組4 4、燃油供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)3 3燃油供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)作用：將燃油系統(tǒng)和空氣及時(shí)地供給氣缸，并將燃燒后的廢氣及時(shí)排除主要部件：化油器或電控噴油

4、器（汽）、高壓油泵和噴油器、電控及共軌系統(tǒng)（柴）、空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、消聲器等電控汽油噴射系統(tǒng)的供給系統(tǒng)汽油控制噴油系統(tǒng)5 5點(diǎn)火系統(tǒng)：點(diǎn)火系統(tǒng)：汽油機(jī)和煤氣機(jī)所采用，點(diǎn)燃混合氣主要部件：火花塞、點(diǎn)火線圈、斷電器、分電器6 6冷卻系冷卻系 功 用：防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，及時(shí)散發(fā)熱量 分 類：風(fēng)冷、水冷 主要部件：水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器7 7潤(rùn)滑系潤(rùn)滑系 功 用：潤(rùn)滑、冷卻、清潔、密封、防腐 潤(rùn)滑方式： 飛濺潤(rùn)滑：靠曲軸等旋轉(zhuǎn)部件飛濺起的油滴潤(rùn)滑 壓力潤(rùn)滑：靠潤(rùn)滑系統(tǒng)建立起的油壓經(jīng)過(guò)各個(gè)油道潤(rùn)滑 各零部件油霧 主要部件：集濾器、機(jī)油泵、濾清器、各種閥體等8 8起動(dòng)系起動(dòng)系功用：內(nèi)燃機(jī)不能自行

5、起動(dòng)，借助外力使之運(yùn)轉(zhuǎn)主要部件：起動(dòng)機(jī)、蓄電池、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)等起動(dòng)系小節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(jī)構(gòu)兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)五大系統(tǒng)供給系供給系點(diǎn)火系點(diǎn)火系冷卻系冷卻系潤(rùn)滑系潤(rùn)滑系起動(dòng)系起動(dòng)系第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 （一）四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理（二）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 （一）、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理1 1四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在活塞行程內(nèi)完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)過(guò)程，即在一個(gè)活塞行程內(nèi)只進(jìn)行一個(gè)過(guò)程，因此，活塞行程可分別用四個(gè)過(guò)程命名，分別稱為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、作功沖程、排氣沖程。2 2四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán) 第

6、一沖程：活塞由上止點(diǎn)移到下止點(diǎn)，即曲軸由0轉(zhuǎn)到180進(jìn)氣門打開(kāi)，新鮮空氣被吸入氣缸。 第二沖程：下止點(diǎn)上止點(diǎn)，180360，氣體被壓縮，進(jìn)排氣門均關(guān)閉 第三沖程：上止點(diǎn)下止點(diǎn)，360540，氣體膨脹，進(jìn)排氣門均關(guān)閉； 第四沖程：下止點(diǎn)上止點(diǎn)，540720，廢氣被排出，排氣門打開(kāi)。 3、四沖程汽油機(jī)的工作原理（1)1)進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程 由進(jìn)氣門開(kāi)啟到進(jìn)氣門關(guān)閉 進(jìn)氣提前角： 進(jìn)氣門打開(kāi)時(shí)刻與活塞位于上止點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角（為了獲得較多的充氣量，活塞到達(dá)上止點(diǎn)前就開(kāi)始開(kāi)啟） 進(jìn)氣晚關(guān)角： 活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)刻與進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)刻之間的曲軸轉(zhuǎn)角。利用空氣流動(dòng)的慣性及氣體的動(dòng)量，使更多的空氣充入氣缸。 進(jìn)氣終

7、了時(shí)刻： 氣缸吸氣時(shí)汽缸內(nèi)氣壓p=0.0750.09MPa大氣壓；氣缸溫度T=370400K。進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開(kāi)啟活塞溫度370440 K， 壓力7590 kPa 大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)（2 2）壓縮行程）壓縮行程 由進(jìn)氣門關(guān)閉到活塞移到上止點(diǎn)（成為壓縮上止點(diǎn)）為止,進(jìn)排氣門都關(guān)閉。 活塞上行，氣缸內(nèi)氣體被壓縮，缸內(nèi)壓力溫度都升高：p=0.61.2MPa；T=600700K壓縮行程壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比： =Va/VcPVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度60

8、0800K， 壓力0.61.2 MPa （3 3）作功行程）作功行程（燃燒及膨脹行程） 在壓縮上止點(diǎn)前1015 CA，火花塞點(diǎn)火，引燃可燃混合氣，形成火焰中心。 高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞下行，對(duì)外作功：p=35MPa；T=22002700K。示功圖czb段曲線作功行程作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa 作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa （4 4）排氣行程）排氣行程 從排氣門開(kāi)啟到排氣門關(guān)閉的時(shí)刻 排氣提前角：在活塞到達(dá)下止點(diǎn)之前與下止點(diǎn)之間的曲軸轉(zhuǎn)角。 排氣晚關(guān)

9、角：在上止點(diǎn)與排氣門關(guān)閉這一時(shí)期曲軸所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。 在活塞到達(dá)下止點(diǎn)之前3080CA，膨脹行程還沒(méi)有結(jié)束的時(shí)刻就將排氣門打開(kāi)。(原因：氣門有一定的開(kāi)啟時(shí)間，利用壓差,使排氣徹底，利用氣流的慣性多排出一部分廢氣，減少殘余廢氣。) 氣門重疊角：在排氣門關(guān)閉之前，進(jìn)氣門就已打開(kāi)，進(jìn)排氣門同時(shí)開(kāi)啟時(shí)期所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。排氣行程排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開(kāi)活塞PVr示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度9001200 K 壓力105125 kPa殘余廢氣單缸四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程 3、作功行程 4、排氣行程進(jìn)氣行程壓縮行程做功行程排氣行程發(fā)動(dòng)機(jī)

10、氣門開(kāi)啟角度之間的關(guān)系（5 5）汽油機(jī)示功圖）汽油機(jī)示功圖汽油機(jī)示功圖4、四沖程柴油機(jī)的工作原理 （1 1）進(jìn)氣行程）進(jìn)氣行程 在柴油機(jī)進(jìn)氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈空氣。由于柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)阻力較小，殘余廢氣的溫度較低，因此進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓力較高，約為0.0850.095Mpa (相對(duì)于汽油機(jī)而言)。（2 2）壓縮行程）壓縮行程 因?yàn)椴裼蜋C(jī)的壓縮比大，所以壓縮行程終了時(shí)氣體壓力可高達(dá)35 Mpa，溫度可高達(dá)7501000K。 （3 3）作功行程）作功行程 在壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油泵將柴油泵入噴油器，并通過(guò)噴油器噴入燃燒室。因?yàn)閲娪蛪毫芨撸瑖娍字睆胶苄?，所以噴出的柴油呈?xì)霧狀。細(xì)微

11、的油滴在熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化并借助于空氣的運(yùn)動(dòng)，迅速與空氣混合形成可燃混合起。由于氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃點(diǎn)，因此柴油隨即自行著火燃燒。燃燒氣體的壓力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹。在氣體壓力的作用下，活塞推動(dòng)連桿，連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)做功。 在做功行程中，燃燒氣體的最大壓力可達(dá)69 Mpa，最高溫度可達(dá)18002200K。做功結(jié)束時(shí)壓力約為0.20.5 Mpa，溫度約為10001200K。（4 4）排氣行程）排氣行程 排氣行程與汽油機(jī)類似，排氣終了時(shí)氣缸內(nèi)殘余廢氣壓力約為0.1050.12Mpa，溫度為700900K。（5 5）柴油機(jī)示功圖）柴油機(jī)示功圖柴油機(jī)示功圖汽油機(jī)示功圖 四沖程柴油

12、機(jī)的工作原理四沖程柴油機(jī)的工作原理噴油器油 泵吸氣行程吸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進(jìn)氣門排氣門純空氣溫度300370K壓力800900 kPa 溫度8001000K壓力35 MPa 瞬時(shí)：溫度18002200K壓力510 MPa 溫度溫度8001000K壓力壓力105400 kPa 終了：溫8001000K壓力105400 kPa （二）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理1特點(diǎn) 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程即曲軸旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間內(nèi)完成的。經(jīng)過(guò)兩個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)，包括進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過(guò)程；沒(méi)有專門的配氣機(jī)構(gòu)。2換氣機(jī)構(gòu) 沒(méi)有進(jìn)排氣門，換氣是通過(guò)三個(gè)孔（進(jìn)氣孔

13、、排氣孔、掃氣孔）來(lái)實(shí)現(xiàn)，混合燃?xì)庠谇S箱內(nèi)完成混合。3工作過(guò)程 以采用曲軸箱掃氣的單缸二沖程汽油機(jī)為例： 上行沖程：活塞上移，三個(gè)孔均關(guān)，開(kāi)始?jí)嚎s氣體，同時(shí)，活塞上移使曲軸箱出現(xiàn)真空，上行到進(jìn)氣孔打開(kāi)時(shí)，新鮮混合氣進(jìn)入曲軸箱。 下行沖程：活塞接近下止點(diǎn)時(shí)，電火花產(chǎn)生點(diǎn)燃可燃混合氣，使其溫度、壓力上升，推動(dòng)活塞下行作功，行致排氣口打開(kāi)，廢氣排出。另外，進(jìn)氣口關(guān)閉，下行活塞使其壓縮，受壓氣體經(jīng)掃氣口進(jìn)入氣缸，完成換氣過(guò)程。二沖程氣油機(jī)工作剖面圖二沖程汽油機(jī)工作原理二沖程汽油機(jī)工作原理壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣掃氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞二沖程柴油機(jī)工作原理二沖程柴油機(jī)工作原理?yè)Q氣燃燒排氣壓縮噴油器空

14、氣掃氣泵廢氣排氣門4二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖a：排氣孔關(guān)閉ac：壓縮過(guò)程czb：作功過(guò)程b：排氣孔打開(kāi)bf：先期排氣階段f：掃氣孔開(kāi)啟fdh：掃氣過(guò)程h：掃氣孔關(guān)閉ha：額外排氣階段 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)示功壓力圖5二沖程與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的比較 （1）曲軸每轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)，做功一次。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速相同時(shí)，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間的做功次數(shù)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。由于曲軸每轉(zhuǎn)一周做功一次，因此曲軸旋轉(zhuǎn)角速度比較均勻。 （2）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程時(shí)間短，僅為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的1/3左右。另外，進(jìn)排氣過(guò)程幾乎同時(shí)進(jìn)行，利用新氣掃除廢氣，新氣可能流失，廢氣也不易清除干凈。（3）曲軸箱換氣方式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)闆](méi)有進(jìn)排氣門，結(jié)

15、構(gòu)大大簡(jiǎn)化。二沖程優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：功率大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、配氣機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：作功沖程多、機(jī)件受熱程度增加、經(jīng)濟(jì)性差、燃油消耗率高、潤(rùn)滑條件差第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱與型號(hào)編制規(guī)則為了便于內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)管理和使用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB72582)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則中對(duì)內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號(hào)作了統(tǒng)一規(guī)定。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(yǔ)拼音字母組成。 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下四部分組成： 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。 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： 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