項目一 發(fā)動機類型識別及工作原理

項目一發(fā)動機類型識別及工作原理項目一發(fā)動機類型識別及工作原理項目一發(fā)動機類型識別及工作原理任務一識別發(fā)動機類型

【任務目標】能識別汽車發(fā)動機的類型。發(fā)動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。現(xiàn)代汽車大多使用往復活塞式內(nèi)燃機。它將燃料在發(fā)動機氣缸內(nèi)部進行燃燒，把產(chǎn)生的熱能轉變成機械能。發(fā)動機的定義：

汽車發(fā)動機的分類

一、按照活塞運動方式不同分為往復活塞式

旋轉活塞式

轉子發(fā)動機及往復活塞式發(fā)動機相比，具有體積較小、重量輕、重心低、高功率容積比（發(fā)動機容積較小就能輸出較多動力）、曲軸平衡簡單、轉速高、振動和噪聲較低、故障率低等優(yōu)點。但是其制造成本高昂，耐用性也低于往復活塞式發(fā)動機。轉子發(fā)動機成功運用于市場產(chǎn)品的僅有馬自達RX系列跑車。汽車發(fā)動機的分類

二、按照所用燃料不同分為汽油機

柴油機

汽油機及柴油機相比較各有特點：汽油機轉速高，體積小、質(zhì)量輕，工作中振動及噪音小，起動容易，制造成本低，但熱效率和經(jīng)濟性不如柴油機，適合于中、小型汽車，尤其是高速汽車的使用；柴油機轉速低，壓縮比大，熱效率高，燃料消耗率低，經(jīng)濟性能和排放性能比汽油機好，但體積大、質(zhì)量重，工作中振動及噪音較大，起動性差（尤其是低溫時），價格高，超負荷運轉時容易冒黑煙，最大功率時的轉速低，適合于載貨汽車的使用。

汽車發(fā)動機的分類三、按照行程不同分為二沖程發(fā)動機四沖程發(fā)動機

二沖程發(fā)動機體積小、重量輕、功率大、結構簡單，制造、維修方便，可靠性高，價格便宜，但油耗高、排放高，主要用于一些對重量、體積和可靠性要求較高的汽車或摩托車；四沖程發(fā)動機體積大、結構復雜，油耗低，排放低，制造、維修較麻煩，價格相對較高，用于大多數(shù)汽車。汽車發(fā)動機的分類四、按照冷卻方式不同分為水冷發(fā)動機風冷發(fā)動機

水冷發(fā)動機冷卻均勻，水路和冷卻強度可調(diào)節(jié)，工作可靠，冷卻效果好，廣泛地應用于現(xiàn)代車用發(fā)動機。風冷發(fā)動機結構簡單，質(zhì)量輕，維護使用方便，對氣候變化適應性強，起動快，不需要散熱器，但缸體和缸蓋剛度差，振動大，噪聲大，容易過熱。被一些軍用汽車和個別載貨汽車采用。風冷發(fā)動機還用于缺水地區(qū)。

汽車發(fā)動機的分類五、按照汽缸數(shù)目不同分為單缸發(fā)動機多缸發(fā)動機

單缸發(fā)動機工作平穩(wěn)性差，轉速波動大，振動大，且隨著轉速或排量的增加而增大，但其結構簡單，重量輕，結構尺寸小，制造成本較低，維護方便。多缸發(fā)動機在同等缸徑下，排量和功率較大；在同等排量下，多缸發(fā)動機的缸徑小，允許轉速高、升功率大，運轉平穩(wěn)，振動及噪聲較小?，F(xiàn)代汽車都采用多缸發(fā)動機。微型汽車發(fā)動機多為3缸，小型載重汽車、客車和中型以下轎車發(fā)動機多為4缸；中型載重汽車、大型轎車及客車發(fā)動機多為6缸；重型汽車一般為6～8缸。

汽車發(fā)動機的分類六、按照汽缸排列同分為L型發(fā)動機V型發(fā)動機

H型發(fā)動機

W型發(fā)動機

L型發(fā)動機結構簡單、體積小、制造成本低、運轉平衡性和操控性好,但是L型發(fā)動機隨著缸數(shù)的增加長度也將增加，缸數(shù)、最大功率都受到限制，主要有L3、L4、L5、L6型。L型發(fā)動機在國產(chǎn)汽車中應用十分廣泛，幾乎所有中檔以下的國產(chǎn)車及采用四缸發(fā)動機的車型都是直列發(fā)動機。寶馬的L6(直列六缸)發(fā)動機在技術含量、缸數(shù)、性能表現(xiàn)上是直列發(fā)動機的極致。

V型發(fā)動機縮短了機體的長度和高度，高度的降低可以提高汽車的空氣動力學性能；長度的縮短可以增加駕乘艙的空間，擴大汽缸直徑和汽缸數(shù)來提高發(fā)動機的排量和功率。汽缸的對向布置，可使發(fā)動機運轉更平順。但V型發(fā)動機結構復雜、制造成本高、保養(yǎng)和維修較為困難。V型發(fā)動機從V3到V5、V6、V8、V10、V12、V16都有，排氣量可以從很小做到很大。

W型發(fā)動機比V型發(fā)動機的長度更短，重量更輕，體積更小。但W型發(fā)動機結構過于復雜，制造成本高昂，其寬度更大，發(fā)動機室更滿。W型發(fā)動機是大眾的專利技術，只有大眾集團旗下的頂級車型上才使用W型發(fā)動機，目前主要有W12和W16。H型發(fā)動機的汽缸平放，降低了機體的高度和汽車的重心，增強了汽車的行駛穩(wěn)定性和操控性；H型發(fā)動機較V型發(fā)動機運轉平順性更好，油耗更低、功率損耗更小。但水平對置發(fā)動機的結構復雜，造價和養(yǎng)護成本高。另外由于重力作用汽缸的上側得不到充分潤滑。富士WRX-Sti和保時捷911車都采用的是水平對置發(fā)動機。汽車發(fā)動機的分類七、按照是否增壓分為自燃吸氣式發(fā)動機增壓式發(fā)動機

發(fā)動機增壓可以分為機械增壓、氣波增壓、廢氣渦輪增壓、復合增壓四種，其中廢氣渦輪增壓是最常見的增壓裝置，它是利用發(fā)動機排出廢氣的慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪帶動同軸的葉輪壓送空氣。增壓使進入燃燒室內(nèi)的空氣量增多，發(fā)動機的功率及扭矩可增大20%—30%。但采用增壓技術后使發(fā)動機強度、機械加工精度、裝配技術等要求更嚴格。同時采用渦輪增壓后會出現(xiàn)動力輸出反應滯后，即突然加速時，瞬間會有提不上速度的感覺。

【任務實施】

步驟1．工具準備1．準備翼子板護墊三件套、方向盤套、換檔手柄套、椅背套、腳墊、抹布等。2．將上述工具在工具車上疊放整齊。

步驟2．從車身標記識別發(fā)動機的類型從汽車外圍標記識別發(fā)動機的類型及有關技術特征。步驟3．打開車門安裝三件套1．打開車門；2．依次安裝地板墊、方向盤套、座椅套等。

步驟4．打開發(fā)動機艙蓋釋放桿打開打開發(fā)動機艙蓋釋放桿開關（不同的車型位置和形狀有所不同）。

步驟5．打開發(fā)動機艙蓋掛鉤打開發(fā)動機艙蓋掛鉤。步驟6．打開發(fā)動機艙蓋1．打開發(fā)動機艙蓋；2．安裝發(fā)動機艙蓋支撐桿。

步驟7．安裝翼子板布安裝翼子板布。

步驟8．取下發(fā)動機裝飾蓋

1．觀察發(fā)動機裝飾蓋上的標記；2．取下發(fā)動機裝飾蓋。

步驟9．觀察發(fā)動機1．找出發(fā)動機各主要部件位置；2．判斷發(fā)動機的類型并記錄；3．討論發(fā)動機的特點。

步驟10．清潔1．安放發(fā)動機裝飾蓋2．取下翼子板布并疊放整齊；3．關閉發(fā)動機艙蓋；4．取下方向盤套、座椅套、地板墊等并疊放整齊。5．做好車身和地面清潔工作。

任務二掌握發(fā)動機基本結構及基本術語

【任務目標】理解四沖程發(fā)動機的基本術語§1.2四行程發(fā)動機工作原理

一、發(fā)動機結構基本術語

上止點

下止點活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)燃燒室容積(Vc)氣缸總容積(Va)壓縮比發(fā)動機排量工作循環(huán)一、上止點

活塞在汽缸內(nèi)作往復直線運動時，當活塞運動到距離曲軸旋轉中心最遠時活塞頂所處的位置，稱為上止點。

二、下止點

活塞在汽缸內(nèi)作往復直線運動時，當活塞運動到距離曲軸旋轉中心最近時活塞頂所處的位置，稱為下止點。

三、活塞行程

活塞從一個止點到另一個止點所移動的距離，即上、下止點之間的距離稱為活塞行程，一般用s表示。

四、曲柄半徑

曲軸旋轉中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑，一般用R表示。通?；钊谐虨榍霃降膬杀?，即S=2R。

五、汽缸工作容積

活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積，稱為汽缸工作容積，一般用Vh表示。

六、燃燒室容積

活塞位于上止點時，其頂部及汽缸蓋之間的容積稱為燃燒室容積，一般用Vc表示。

七、汽缸總容積

活塞位于下止點時，其頂部及汽缸蓋之間的容積稱為汽缸總容積。一般用Va表示。汽缸總容積就是汽缸工作容積和燃燒室容積之和，即Va＝Vc＋Vh。

八、發(fā)動機排量

多缸發(fā)動機各汽缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機排量。一般用VL表示。

九、壓縮比

壓縮比是指氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值，即汽缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比。壓縮比表示了氣體的壓縮程度，是發(fā)動機中一個非常重要的概念，發(fā)動機實際的壓縮比往往受汽缸密封程度的影響而改變，一般用ε表示。通常汽油機的壓縮比為6～10，柴油機的壓縮比較高，一般為16～22。

十、工作循環(huán)

每一個工作循環(huán)包括進氣、壓縮、做功和排氣過程，即完成進氣、壓縮、做功和排氣四個過程叫一個工作循環(huán)。任務三掌握汽車發(fā)動機的工作原理【任務目標】掌握汽車發(fā)動機的工作原理一、四沖程汽油機的工作原理

1．進氣行程：隨著曲軸的旋轉，活塞從上止點向下止點運動，這時進氣門打開，排氣門關閉。進氣過程開始時，汽缸內(nèi)殘存有上一循環(huán)未排凈的廢氣，因此，汽缸內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力。隨著活塞下移，汽缸內(nèi)容積增大，壓力減小，當壓力低于大氣壓時，在汽缸內(nèi)產(chǎn)生真空吸力，空氣經(jīng)空氣濾清器、進氣管道、進氣門等被吸入汽缸。由于進氣系統(tǒng)的阻力，進氣終了時，汽缸內(nèi)氣體壓力略低于大氣壓，約為0.075～0.09Mpa。同時由于受殘余廢氣和高溫機件的加熱，氣體溫度升至370～400K。

2．壓縮行程：進氣行程結束后，活塞在旋轉曲軸的帶動下，從下止點向上止點運動，這時進氣門和排氣門都關閉，汽缸內(nèi)成為封閉容積，進入汽缸內(nèi)的可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，當活塞到達上止點時壓縮行程結束。此時氣體的壓力和溫度主要隨壓縮比的大小而定，氣體壓力約為0.6～1.2MPa，溫度可達600～700K。

3．做功行程：當活塞位于壓縮行程接近上止點(即點火提前角)位置時，火花塞產(chǎn)生電火花點燃混合氣并迅速燃燒，這時進氣門和排氣門仍然保持關閉，混合氣燃燒放出大量的熱使汽缸內(nèi)的氣體溫度和壓力急劇升高，從而推動活塞從上止點向下止點運動，通過連桿使曲軸旋轉并輸出機械能。4．排氣行程：當做功接近終了時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，如圖1-21所示，靠廢氣的殘余壓力先進行自由排氣，活塞到達下止點再向上止點運動時，繼續(xù)把廢氣強制排出到大氣中去，活塞越過上止點后，排氣門關閉，排氣行程結束。由于燃燒室容積的存在，不可能將廢氣全部排出汽缸。受排氣阻力的影響，排氣終止時，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為0.105～0.115MPa，溫度約為900～1200K。

曲軸繼續(xù)旋轉，活塞從上止點向下止點運動，又開始了下一個新的工作循環(huán)。

二、四沖程柴油機及四沖程汽油機的主要區(qū)別1．在進氣行程，柴油機進入汽缸的是純空氣；而汽油機進入汽缸的是可燃混合氣。柴油發(fā)動機混合氣形成的時間比汽油發(fā)動機混合氣形成時間短。2．在壓縮行程，柴油發(fā)動機的壓縮比大，而汽油發(fā)動機的壓縮比小。3．點火方式不同，柴油機使用壓燃式點火方式，汽油機使用點燃式點火方式。4．柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機燃燒室的構造不同。5．柴油發(fā)動機轉速低，汽油發(fā)動機轉速高。三、二沖程發(fā)動機的工作原理和工作過程曲軸箱換氣式二沖程汽油機，汽缸上有三排孔，利用這三排孔分別在一定時刻被活塞打開或關閉來進行進氣、換氣和排氣的。當活塞向上運動到將三排孔都關閉時，活塞上部形成了密閉的空間并開始壓縮混合氣，此時壓縮過程開始；活塞繼續(xù)上行，活塞下方進氣孔開始打開，可燃混合氣進入曲軸箱，此時進氣過程開始；活塞接近上止點時，火花塞點燃混合氣，氣體燃燒膨脹，推動活塞向下運動，此時做功過程開始；進氣孔關閉，曲軸箱內(nèi)的混合氣受到壓縮，當活塞接近下止點時，排氣孔打開，排出廢氣，此時排氣過程開始；活塞再向下運動，換氣孔打開，受到壓縮的混合氣便從曲軸箱經(jīng)進氣孔流入汽缸內(nèi)，并掃除廢氣，此時換氣過程開始。轉子發(fā)動機的工作原理和工作過程轉子發(fā)動機是由德國科學家汪克爾發(fā)明的。轉子發(fā)動機全稱為三角活塞轉子發(fā)動機，是一種特殊的活塞式發(fā)動機。轉子發(fā)動機的活塞是一個凸弧邊三角形，當轉子在近似橢圓的缸體內(nèi)旋轉時，弧邊三角形的三個頂點及缸壁保持接觸，從而使轉子弧面同缸壁之間形成三個相互分隔的工作室。這三個工作室的容積大小隨轉子的轉動而周期性變化，轉子每旋轉一周，各個工作室都能完成一次進氣、壓縮、點火、做功、排氣四個沖程的工作過程，這四個沖程同活塞往復式發(fā)動機的四個沖程相對應，從而形成完整的工作循環(huán)。【自檢習題】一、填空題1．填寫下表車型號活塞運動方式所用燃料沖程數(shù)冷卻方式汽缸數(shù)目汽缸排列是否增壓主要特點ZS125車型號活塞運動方式所用燃料沖程數(shù)冷卻方式汽缸數(shù)目汽缸排列是否增壓主要特點賽拉圖

車型號活塞運動方式所用燃料沖程數(shù)冷卻方式汽缸數(shù)目汽缸排列是否增壓主要特點哈佛H5

車型號活塞運動方式所用燃料沖程數(shù)冷卻方式汽缸數(shù)目汽缸排列是否增壓主要特點馬自達RX-7

車型號活塞運動方式所用燃料沖程數(shù)冷卻方式汽缸數(shù)目汽缸排列是否增壓主要特點斯巴魯力獅

車型號活塞運動方式所用燃料沖程數(shù)冷卻方式汽缸數(shù)目汽缸排列是否增壓主要特點途銳3.0TSI

車型號活塞運動方式所用燃料沖程數(shù)冷卻方式汽缸數(shù)目汽缸排列是否增壓主要特點輝騰6.0

2．汽車發(fā)動機按照活塞運動方式的不同，可以分為

和

兩種。3．汽車發(fā)動機按照所使用燃料的不同可以分為

和

。4．汽車發(fā)動機按照完成一個工作循環(huán)所需的沖程數(shù)可分為

發(fā)動機和

發(fā)動機。5．汽車發(fā)動機按照冷卻方式的不同可以分為

和

兩種。6．汽車發(fā)動機按照汽缸數(shù)目的不同可以分為

發(fā)動機和

發(fā)動機。7．汽車發(fā)動機按照汽缸排列方式的不同分為

、

、

和W型四種。8．發(fā)動機機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為

式發(fā)動機和

式發(fā)動機兩種。

二、判斷題1．及柴油機相比，汽油機轉速快、功率大等優(yōu)點，所以廣泛用于乘用車?！ǎ?．水冷發(fā)動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好?！ǎ?．同等缸數(shù)的V型發(fā)動機比L型發(fā)動機要緊湊?！?/p>