發(fā)動機(jī)構(gòu)造與維修第一章

1、汽車發(fā)動機(jī)構(gòu)造與維修主講 岳宇宏發(fā)動機(jī)總論知識目標(biāo)： 1.能正確描述發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、作用和發(fā)動機(jī)的常用術(shù)語定義； 2.能簡單敘述發(fā)動機(jī)基本工作原理； 3.能夠正確描述發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造。 汽車的組成：汽車的組成：l汽車的定義：汽車的定義：由自身動力裝置驅(qū)動，具有4個及以上車輪的非軌道無架線車輛發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)底盤底盤車身車身電氣設(shè)備電氣設(shè)備發(fā)動機(jī)是汽車的動力源，是汽車的心臟發(fā)動機(jī)是汽車的動力源，是汽車的心臟功用：輸出動力功用：輸出動力發(fā)動機(jī)的定義：發(fā)動機(jī)的定義：將某一種將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器的機(jī)器發(fā)動機(jī)的種類：發(fā)動機(jī)的種類：外燃機(jī)、外燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)能發(fā)動

2、機(jī)、太、風(fēng)能發(fā)動機(jī)、太陽能發(fā)動機(jī)陽能發(fā)動機(jī)等等外外 燃燃 機(jī)：機(jī)：混合氣在機(jī)器外部燃燒而產(chǎn)混合氣在機(jī)器外部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。如蒸汽機(jī)、生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、熱氣機(jī)（斯特林發(fā)動機(jī)）汽輪機(jī)、熱氣機(jī)（斯特林發(fā)動機(jī)）內(nèi)內(nèi) 燃燃 機(jī)：機(jī)：混合氣在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)混合氣在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。如活塞式生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。如活塞式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)熱機(jī)包括：熱機(jī)包括：外燃機(jī)、外燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)熱力發(fā)動機(jī)（熱機(jī)）：熱力發(fā)動機(jī)（熱機(jī)）：將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器器除電動車外，目前的商用汽車發(fā)動機(jī)都是熱機(jī)除

3、電動車外，目前的商用汽車發(fā)動機(jī)都是熱機(jī)發(fā)動機(jī)發(fā)展歷史一、蒸汽機(jī)一、蒸汽機(jī)是一個能夠是一個能夠?qū)⒄羝械膶⒄羝械臒崮苻D(zhuǎn)換為熱能轉(zhuǎn)換為功的熱機(jī)。功的熱機(jī)。泵、鐵路機(jī)泵、鐵路機(jī)車和輪船曾車和輪船曾使用蒸汽機(jī)使用蒸汽機(jī)驅(qū)動。蒸汽驅(qū)動。蒸汽機(jī)在工業(yè)革機(jī)在工業(yè)革命中起了基命中起了基本的作用。本的作用。今天人們還今天人們還使用汽輪機(jī)使用汽輪機(jī)來發(fā)電。來發(fā)電。世界上世界上第一臺第一臺蒸汽機(jī)是古希臘的亞歷山大的蒸汽機(jī)是古希臘的亞歷山大的希羅希羅（Hero of AlexandriaHero of Alexandria）于于1 1世紀(jì)發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球，世紀(jì)發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球，不過它只不過是一個玩具而已。不過它只不過是一個

4、玩具而已。約約16791679年法國物理學(xué)家年法國物理學(xué)家丹尼斯丹尼斯巴本巴本制造了第一臺蒸制造了第一臺蒸汽機(jī)的工作模型。約與此同時汽機(jī)的工作模型。約與此同時薩繆爾薩繆爾莫蘭莫蘭也提出了也提出了蒸汽機(jī)的主意。蒸汽機(jī)的主意。16981698年年托馬斯托馬斯塞維利塞維利、17121712年年托馬斯托馬斯紐科門紐科門和和17691769年年詹姆斯詹姆斯瓦特瓦特制造了早期的工業(yè)蒸汽機(jī)，制造了早期的工業(yè)蒸汽機(jī)，18071807年年羅伯特羅伯特富爾頓富爾頓第一個成功地用蒸汽機(jī)來驅(qū)動輪船。第一個成功地用蒸汽機(jī)來驅(qū)動輪船?，F(xiàn)代蒸汽機(jī)的最大的現(xiàn)代蒸汽機(jī)的最大的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是它幾乎可以利用所有的燃是它幾乎可以利用所有

5、的燃料將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。原子反應(yīng)堆、太陽能聚熱器料將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。原子反應(yīng)堆、太陽能聚熱器等加熱水，產(chǎn)生蒸汽推動蒸汽機(jī)等加熱水，產(chǎn)生蒸汽推動蒸汽機(jī)。1769年年 瓦特蒸汽機(jī)瓦特蒸汽機(jī)1712年托馬斯年托馬斯紐科門蒸汽機(jī)紐科門蒸汽機(jī) 17691769年，法國人尼古年，法國人尼古拉斯拉斯古諾將一臺簡古諾將一臺簡陋的蒸汽機(jī)裝在一輛陋的蒸汽機(jī)裝在一輛木制的三輪車上木制的三輪車上 ，發(fā)明了發(fā)明了第一輛蒸汽汽第一輛蒸汽汽車車 二、渦輪蒸汽機(jī)（汽輪機(jī)）二、渦輪蒸汽機(jī)（汽輪機(jī)）一種用高壓蒸汽轉(zhuǎn)動渦輪葉片，將一種用高壓蒸汽轉(zhuǎn)動渦輪葉片，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為動能的機(jī)械。蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為動能的機(jī)械。l相較于原由

6、相較于原由詹姆斯詹姆斯瓦特瓦特發(fā)明的發(fā)明的單級往復(fù)式單級往復(fù)式蒸汽機(jī)，渦輪蒸汽蒸汽機(jī)，渦輪蒸汽機(jī)大幅改善了熱效率，更接近機(jī)大幅改善了熱效率，更接近熱力學(xué)中理想的可逆過程，并熱力學(xué)中理想的可逆過程，并能提供更大的功率，至今它幾能提供更大的功率，至今它幾乎完全取代了往復(fù)式蒸汽機(jī)。乎完全取代了往復(fù)式蒸汽機(jī)。渦輪蒸汽機(jī)特別適用于火力發(fā)渦輪蒸汽機(jī)特別適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電，電和核能發(fā)電， 世界上大約世界上大約80%的電是利用渦輪蒸汽機(jī)所的電是利用渦輪蒸汽機(jī)所產(chǎn)生。產(chǎn)生。三、斯特林發(fā)動機(jī)（熱氣機(jī)）三、斯特林發(fā)動機(jī)（熱氣機(jī)）一種閉循環(huán)活塞式熱機(jī)一種閉循環(huán)活塞式熱機(jī),是在是在1816年由蘇格蘭的年由蘇格蘭的

7、R.斯特林發(fā)斯特林發(fā)明。明。閉循環(huán)的意思是工作燃?xì)庖恢北４嬖跉飧變?nèi)閉循環(huán)的意思是工作燃?xì)庖恢北４嬖跉飧變?nèi),而開循環(huán)則如而開循環(huán)則如內(nèi)燃機(jī)和一些蒸氣機(jī)需要與大氣交換氣體。內(nèi)燃機(jī)和一些蒸氣機(jī)需要與大氣交換氣體。雙雙活活塞塞型型斯斯特特林林引引擎擎內(nèi)內(nèi)活活塞塞型型斯斯特特林林引引擎擎2 內(nèi)燃機(jī)定義：定義：內(nèi)燃機(jī)是燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動活塞并輸出動力的機(jī)械。內(nèi)燃機(jī)一般以汽油、柴油或煤氣等作為燃料?；竟ぷ魈卣鳎夯竟ぷ魈卣鳎簝?nèi)燃機(jī)是一種工質(zhì)開環(huán)式循環(huán)并以間歇方式工作的發(fā)動機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)：內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)：熱效率高(是當(dāng)今熱效率最高的熱力發(fā)動機(jī))、結(jié)構(gòu)簡單、比質(zhì)量(單位輸出功率的質(zhì)量)輕

8、、移動方便。應(yīng)用：用廣泛應(yīng)于交通運(yùn)輸(陸上、內(nèi)河、海上和航空)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械和發(fā)電時作為動力，是現(xiàn)代車用發(fā)動機(jī)的主要型式。內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造是本課程的主要內(nèi)容1860年，法國工程師萊諾依爾制造出第一臺以煤氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)，但由于既笨重、效率又低，熱效率低于5，最大功率為4.5kW，18601865年共生產(chǎn)了約5000臺，未能推廣使用。 18761876年年德國工程師年年德國工程師尼古尼古拉斯拉斯奧托奧托，試制出第，試制出第一臺實(shí)用一臺實(shí)用活塞式活塞式四沖程四沖程煤氣煤氣內(nèi)燃機(jī)，并成批投內(nèi)燃機(jī)，并成批投入生產(chǎn)。在以后的十幾入生產(chǎn)。在以后的十幾年中，奧托共制造和出年中，奧托共制造和出售了售了5 5萬

9、臺這種內(nèi)燃機(jī)，萬臺這種內(nèi)燃機(jī)，總馬力達(dá)總馬力達(dá)2020萬以上。萬以上。 由于由于奧托內(nèi)燃機(jī)奧托內(nèi)燃機(jī)是第一種是第一種實(shí)用化的內(nèi)燃機(jī)，所以實(shí)用化的內(nèi)燃機(jī)，所以人們一般把奧托看作是人們一般把奧托看作是內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明人。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明人。18841884年，又推出了年，又推出了性能更好的性能更好的立式立式風(fēng)冷發(fā)動機(jī)（風(fēng)冷發(fā)動機(jī)（取取名立鐘）名立鐘） l1883年，德國人戈特利布年，德國人戈特利布海海因里希因里希戴姆勒戴姆勒和威廉和威廉邁巴赫邁巴赫將奧托四行程發(fā)動機(jī)改進(jìn)后，將奧托四行程發(fā)動機(jī)改進(jìn)后，成功地制造出了第一臺成功地制造出了第一臺臥式汽臥式汽油內(nèi)燃機(jī)油內(nèi)燃機(jī)。戈特利布戈特利布海因里希海因里希戴姆勒

10、戴姆勒1885年年戴姆勒戴姆勒將立鐘發(fā)動將立鐘發(fā)動機(jī)安裝于木制雙輪車上，并機(jī)安裝于木制雙輪車上，并讓兒子保羅駕駛；這輛取名讓兒子保羅駕駛；這輛取名“騎式雙輪車騎式雙輪車”的雙輪車獲的雙輪車獲得德國專利，這是世界上第得德國專利，這是世界上第一輛一輛摩托車摩托車。 1886年年戴姆勒戴姆勒把這種發(fā)動把這種發(fā)動機(jī)安裝在他為妻子機(jī)安裝在他為妻子43歲生歲生日而購買的馬車上，創(chuàng)造日而購買的馬車上，創(chuàng)造了第一輛了第一輛戴姆勒汽車戴姆勒汽車，并，并由由邁巴赫邁巴赫成功地完成了試成功地完成了試車。車。 18931893年，狄塞爾制年，狄塞爾制造了第一臺試驗(yàn)造了第一臺試驗(yàn)樣機(jī)。樣機(jī)。1892年，德國工程師年，德

11、國工程師狄塞爾狄塞爾提出了提出了壓燃式柴油機(jī)壓燃式柴油機(jī)的理論。的理論。魯?shù)婪螋數(shù)婪虻胰麪柕胰麪?在在18901890年前英國的年前英國的克拉克克拉克和和羅羅伯遜伯遜、德國的、德國的卡爾卡爾奔馳奔馳成功成功地發(fā)明了地發(fā)明了二沖程內(nèi)燃機(jī)二沖程內(nèi)燃機(jī)。1888年，年，的卡爾的卡爾奔馳奔馳將發(fā)動機(jī)安裝在三輪車將發(fā)動機(jī)安裝在三輪車架上，發(fā)明了世界上第架上，發(fā)明了世界上第一輛一輛三輪汽車三輪汽車。 卡卡爾爾奔奔馳馳19571957年，德國人年，德國人汪克爾汪克爾發(fā)明了發(fā)明了轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。馬自達(dá)的首臺量產(chǎn)型轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)馬自達(dá)的首臺量產(chǎn)型轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)10A-8010在內(nèi)燃機(jī)一百多年的發(fā)展歷史中，具有劃時

12、代意義在內(nèi)燃機(jī)一百多年的發(fā)展歷史中，具有劃時代意義的的兩個兩個重要發(fā)展階段是：重要發(fā)展階段是：2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代初興起的年代初興起的增壓技術(shù)增壓技術(shù) 2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代開始的年代開始的計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)研在內(nèi)燃機(jī)研制中的應(yīng)用制中的應(yīng)用 內(nèi)燃機(jī)和汽車給世界帶來了現(xiàn)代物質(zhì)文明，在經(jīng)過內(nèi)燃機(jī)和汽車給世界帶來了現(xiàn)代物質(zhì)文明，在經(jīng)過了超過一個世紀(jì)的發(fā)展之后，它的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到了超過一個世紀(jì)的發(fā)展之后，它的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到其頂點(diǎn)，其頂點(diǎn)，今后內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展是以今后內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展是以節(jié)能節(jié)能和和環(huán)保環(huán)保為中心，為中心，充分兼顧充分兼顧可靠性可靠性的要求，全面提高內(nèi)燃機(jī)

13、的的要求，全面提高內(nèi)燃機(jī)的性能性能。課題一 發(fā)動機(jī)總體構(gòu)造汽車發(fā)動機(jī)的類型按照燃料種類分類：可分為按照燃料種類分類：可分為汽油機(jī)汽油機(jī)和和柴油機(jī)、氣柴油機(jī)、氣體發(fā)動機(jī)等體發(fā)動機(jī)等按照工作循環(huán)的行程數(shù)分類：可分為按照工作循環(huán)的行程數(shù)分類：可分為四行程四行程和和二行程二行程二沖程發(fā)動機(jī)二沖程發(fā)動機(jī)四沖程發(fā)動機(jī)四沖程發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成一個工作循環(huán)。曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成一個工作循環(huán)。由于換氣不徹底，經(jīng)濟(jì)性較差，但由于換氣不徹底，經(jīng)濟(jì)性較差，但結(jié)構(gòu)簡單，因此在摩托車上廣泛使結(jié)構(gòu)簡單，因此在摩托車上廣泛使用。用。曲軸旋轉(zhuǎn)曲軸旋轉(zhuǎn)二周二周完成一個工完成一個工作循環(huán)作循環(huán)。四沖程發(fā)動機(jī)有獨(dú)立的進(jìn)氣和排氣四沖程

14、發(fā)動機(jī)有獨(dú)立的進(jìn)氣和排氣沖程，換氣徹底，在沖程，換氣徹底，在汽車汽車上廣泛使上廣泛使用，并已逐漸用于摩托車。用，并已逐漸用于摩托車。按照冷卻方式分類：可分為按照冷卻方式分類：可分為水冷式水冷式和和風(fēng)冷式風(fēng)冷式水冷發(fā)動機(jī)是利用在氣缸體和氣缸水冷發(fā)動機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的風(fēng)冷發(fā)動機(jī)是利用流動于氣缸體風(fēng)冷發(fā)動機(jī)是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的按氣缸數(shù)分類：可分為單缸發(fā)動機(jī)和多缸發(fā)動機(jī)按氣缸數(shù)分類：可分為單缸發(fā)動機(jī)

15、和多缸發(fā)動機(jī)此外，發(fā)動機(jī)還可按進(jìn)氣方式、氣缸的氣門數(shù)、凸輪軸布此外，發(fā)動機(jī)還可按進(jìn)氣方式、氣缸的氣門數(shù)、凸輪軸布置位置等進(jìn)行分類。置位置等進(jìn)行分類。按照氣缸排列方式分類：可分為按照氣缸排列方式分類：可分為立式立式、臥式臥式、直直列列、V形形和和對置式對置式等等按照活塞運(yùn)動方式分類：可分為按照活塞運(yùn)動方式分類：可分為往復(fù)活塞式往復(fù)活塞式和和旋轉(zhuǎn)活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式活活塞塞運(yùn)運(yùn)動動方方式式國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)型號編制規(guī)則按照按照GB725GB7259191 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則編制規(guī)則統(tǒng)一制定統(tǒng)一制定內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)名稱名稱均按所使用的主要均按所使用的主要燃料燃料命名，命名，例如汽油機(jī)、

16、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等。例如汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等。 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)型號型號由阿拉伯由阿拉伯?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)字和漢語和漢語拼音拼音字字母組成。母組成。 內(nèi)燃機(jī)型號由以下內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分四部分組成：組成：首部：首部：為產(chǎn)品為產(chǎn)品系列符號系列符號和和換代標(biāo)志換代標(biāo)志符號，由符號，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。管部門核準(zhǔn)。 中部中部：由由缸數(shù)符號缸數(shù)符號、行程符號行程符號、氣缸排列形氣缸排列形式符號式符號和和缸徑符號缸徑符號等組成。等組成。 后部后部：結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征和和用途特征符號用途特征符號，以字母表，以字母表示。示。 尾部尾部：區(qū)分符號區(qū)分符號

17、。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示TJ376QTJ376Q： 表示三缸，直列四行程，缸徑表示三缸，直列四行程，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，直列四行程，缸徑表示四缸，直列四行程，缸徑88mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符號表示系列符號 1 1、 汽油機(jī)汽油機(jī) 1E65F1E65F 單缸臥列，二行程，缸徑單缸臥列，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型汽油機(jī)，風(fēng)冷通用型汽油機(jī)4100Q44100Q-4 四缸，直列

18、四行程，缸徑四缸，直列四行程，缸徑100mm，水冷車用汽油機(jī)，第四種變型產(chǎn)品，水冷車用汽油機(jī)，第四種變型產(chǎn)品CA6102CA6102 六缸，直列四行程，缸徑六缸，直列四行程，缸徑102mm，水冷通用型汽油機(jī)，水冷通用型汽油機(jī)，CA表示系列符號表示系列符號8V1008V100 八缸，四行程、缸徑八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型汽油機(jī)型，水冷通用型汽油機(jī)490Q490Q： 表示四缸，直列，四行程，缸徑表示四缸，直列，四行程，缸徑90mm90mm，水冷車用柴油機(jī)，水冷車用柴油機(jī) ZS1100ZS1100： 表示表示ZSZS系列，單缸，四行程，缸徑系列，單缸，四行程，缸徑100mm100

19、mm，水冷通用型柴油，水冷通用型柴油機(jī)，機(jī)，ZSZS系列為：直噴、雙軸平衡式系列為：直噴、雙軸平衡式2 2、 柴油機(jī)柴油機(jī) 195195 單缸，臥式、四行程，缸徑單缸，臥式、四行程，缸徑95mm，水冷通用型柴油機(jī)，水冷通用型柴油機(jī) 165F165F 單缸，臥式，四行程，缸徑單缸，臥式，四行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型柴油機(jī)，風(fēng)冷通用型柴油機(jī)8P102ZC6L8PC2-6L 八缸，平臥式，四行程，缸徑八缸，平臥式，四行程，缸徑102mm，增壓、船用右機(jī)基本型柴油機(jī)，增壓、船用右機(jī)基本型柴油機(jī)YC6135ZQYC6135ZQ 六缸，直列，四行程、缸徑六缸，直列，四行程、缸徑135mm，增壓，水冷車用型柴油機(jī)，增壓，水冷車用型柴油機(jī)課題二 發(fā)動機(jī)工作原理二、基本術(shù)語 1 1、工作循環(huán)、工作循環(huán) 發(fā)動機(jī)的工作過程是周期性地將燃料燃燒的