發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造

1、第一編 汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 外燃機(jī)：蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、熱氣機(jī)等 發(fā)動(dòng)機(jī) 按所用的燃料分類：液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 按冷卻方式分類：水冷式和風(fēng)冷式 活塞式內(nèi)燃機(jī) 按活塞運(yùn)動(dòng)的行程數(shù)分類：四沖程和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī) 按進(jìn)氣狀態(tài)分類：增壓和非增壓 按氣缸數(shù)及其排列方式分類：?jiǎn)胃缀投喔?，立式與臥式 內(nèi)燃機(jī) 按著火方式分類：點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī) 燃?xì)廨啓C(jī) 1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造1234567一、單缸發(fā)動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)示意圖1.2 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理1.2.1 四沖程汽油機(jī)工作原理曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)81、上止點(diǎn)2、下止點(diǎn)3、活塞行程4、曲柄半徑5、氣缸工作容積6、燃燒室容積7

2、、氣缸總?cè)莘e8、壓縮比9、內(nèi)燃機(jī)排量10、工作循環(huán) 二、基本術(shù)語910111、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程 三、四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)12進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370400 K， 壓力0.070.09MPa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。示功圖大氣壓力線PVra上止點(diǎn)下止點(diǎn)13壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：=Va/VcPacVr示功圖大氣壓力線上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600700K， 壓力0.61.5 MPa14作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞ZbaPVr示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa

3、作功終了：溫度13001600 K， 壓力0.30.5 MPa 15 排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞溫度9001200 K 壓力0.1050.115 MPa殘余廢氣Z上止點(diǎn)下止點(diǎn)bPVr示功圖大氣壓力線161.2.2 四沖程柴油機(jī)工作原理17噴油器排氣行程進(jìn)氣門排氣門純空氣溫度300-370K壓力0.07850.0932MPa 溫度750-1000K壓力3-5 MPa瞬時(shí)：溫度2000-2500K壓力6-9 MPa溫度800-1000K壓力0.105-0.125MPa終了：溫度12001500k壓力0.2-0.4MPa吸氣行程壓縮行程作功行程18工作原理和結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)19柴油機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：燃油

4、消耗率低，且柴油價(jià)格較 低， 所以燃油經(jīng)濟(jì)性好。 缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速較汽油機(jī)低、質(zhì)量大、制 造和維修費(fèi)用高。 應(yīng)用：應(yīng)用越來越廣泛。柴油機(jī)與汽油機(jī)的特點(diǎn)比較汽油機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：具有轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小、工作噪 聲小、 起動(dòng)容易、制造 和維修 費(fèi)用低等特點(diǎn)。 缺點(diǎn)：燃油 消耗率高，燃油經(jīng)濟(jì)性差。 應(yīng)用：用在轎車和輕型貨車及 越野車。20 1、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)活塞行程中，只有一個(gè)行程是作功的，其余三個(gè)行程則是作功的輔助行程。 缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。 改正措施：采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 2、在多缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)氣缸內(nèi)，所有的工作過程是相同的，并按上述次序進(jìn)行，但所有氣缸的作功行程并不同時(shí)發(fā)生。 優(yōu)點(diǎn)：氣

5、缸數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作越平穩(wěn)。 缺點(diǎn)：一般將使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸及質(zhì)量增加。1.2.3 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)總結(jié)211.3 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理1.3.1 二沖程汽油機(jī)工作原理 1、定義 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)完成的。 2、在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，一個(gè)工作循環(huán)所包含的兩個(gè)行程是: （1）第一行程 (壓縮+進(jìn)氣) 活塞自下止點(diǎn)向上移動(dòng)，事先已充入活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，當(dāng)進(jìn)氣孔打開，新的可燃混合氣又自化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。 （2）第二行程 (作功+排氣或換氣) 接近上止點(diǎn)時(shí)，燃燒。活塞自上止點(diǎn)向下移動(dòng)，活塞上方進(jìn)行著作功過程和換氣過程。 22壓縮

6、混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣換氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞單缸二沖程汽油機(jī)工作原理示意圖23單缸二沖程汽油機(jī)工作原理示意圖24 3、二沖程和四沖程相比較 優(yōu)點(diǎn)：曲軸每轉(zhuǎn)一周，作功一次，在相同的n,V下，功率是四沖程的2倍。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、使用方便。 缺點(diǎn)：沒有專門的換氣機(jī)構(gòu)（造成廢氣排不干凈，有效行程減小），功率是四沖程的1.51.6倍，不經(jīng)濟(jì)。 應(yīng)用：摩托車（廣泛）251、第一行程（換氣壓縮）活塞從下上，進(jìn)氣孔、排氣門打開，進(jìn)行換氣。繼續(xù)向上，進(jìn)氣孔、排氣門關(guān)閉，進(jìn)行壓縮。2、第二行程接近上止點(diǎn)處，噴油燃燒?；钊麖纳舷?，作功。23S處，進(jìn)行排氣。剩下13S，進(jìn)氣孔打開，進(jìn)行換氣。應(yīng)用：大型低

7、速船1.3.2 二沖程汽油機(jī)工作原理26換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門27281.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)供給系點(diǎn)火系冷卻系潤滑系起動(dòng)系29 （1）曲柄連桿機(jī)構(gòu) 構(gòu)成：包括機(jī)體、氣缸、氣缸蓋、氣缸墊、活塞、連桿、帶有飛輪的曲軸等。 作用：支承發(fā)動(dòng)機(jī)的所有零部件，將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并輸出動(dòng)力。30 （2）配氣機(jī)構(gòu) 構(gòu)成：包括進(jìn)氣門、排氣門、搖臂、氣門間隙調(diào)節(jié)器、凸輪軸以及凸輪軸定時(shí)帶輪。 作用：使可燃混合氣及時(shí)充入氣缸并及時(shí)從氣缸 排出廢氣。31 （3）燃料供給系 構(gòu)成：包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器、空氣濾清器、進(jìn)氣管、排

8、氣管、排氣消聲器等。 作用：把汽油和空氣混合成成分合適的可燃混合氣供入氣缸，以供燃燒，并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動(dòng)機(jī)。32 （4）點(diǎn)火系 構(gòu)成：包括供給低壓電流的蓄電池和發(fā)電機(jī)以及分電器、點(diǎn)火線圈與火花塞等。 作用：保證按規(guī)定時(shí)刻準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧字斜粔嚎s的混合氣。33 （5）潤滑系 構(gòu)成：油底殼、機(jī)油泵、機(jī)油集濾器、限壓閥、潤滑油道、機(jī)油濾清器等。 作用：將潤滑油供給作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件，以減少它們之 間的摩擦 阻力，減輕機(jī)件的磨損，并部分地冷卻摩擦零件，清洗摩擦表面。34 （6）冷卻系 構(gòu)成：包括水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器、分水管以及氣缸體和氣缸蓋里鑄出的空腔水套等。 作用：把受熱機(jī)件的熱量散到大氣中

9、去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。35 （7）起動(dòng)系 構(gòu)成：蓄電池、起動(dòng)開關(guān)、起動(dòng)機(jī)等組成。 作用：用以使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)。3637381.5 發(fā)動(dòng)主要性能指標(biāo)與特性一、動(dòng)力性指標(biāo) 1、有效轉(zhuǎn)矩 發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，以Te表示，單位為Nm。 2、有效功率 發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對(duì)外輸出的功率稱為有效功率，用Pe表示，單位為kW。 39二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出lkW有效功率，在lh內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量，稱 為燃油消耗率，用be表示。很明顯，燃油消耗率越低，經(jīng)濟(jì)性越好。三、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo) 發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)主要指排氣品質(zhì)、噪聲、起動(dòng)性等。40 1、排氣品質(zhì) 發(fā)動(dòng)機(jī)的排

10、氣中含有對(duì)人體有害的物質(zhì)，主要 有氮氧化合物(NO，)、碳?xì)浠衔?HC)和一氧化碳(CO)等以及排氣顆粒。它對(duì)大氣的污染已形成公害。為此，各國采取了許多對(duì)策，并制定相應(yīng)的控制法規(guī)。 2、噪聲 汽車是城市主要的噪聲源之一，發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽車的主要噪聲源，故必須給予控制。 3、起動(dòng)性能 起動(dòng)性能好的發(fā)動(dòng)機(jī)在一定溫度下能可靠發(fā)動(dòng)，起動(dòng)迅速，起動(dòng)消耗的功率小，起動(dòng)期磨損少。41四、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性 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曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。 測(cè)量：可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)求得。 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性：如果改變節(jié)氣門開度可得到不同組特性，當(dāng)節(jié)氣門到最大時(shí)所得

11、到的發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。 作用：發(fā)動(dòng)機(jī)外特性代表了發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的最高動(dòng)力性能。42五、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況 發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況一般是用它的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表征，有時(shí)也用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表征。431.6 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則 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)字和漢語拼音字母組成。 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下四部分組成： 44451、 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) 462、 柴油機(jī) 195： 表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型 165F： 表示單缸，四行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型 495Q： 表示四缸，四行程，缸徑95mm，水冷車用 6135