第一章 發(fā)動機構(gòu)造與維修基礎(chǔ)知識

第一章發(fā)動機構(gòu)造與維修基礎(chǔ)知識1第一節(jié)

發(fā)動機的總體構(gòu)造2現(xiàn)代汽車發(fā)動機的構(gòu)造

3一、發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機兩大機構(gòu)五大系統(tǒng)曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)供給系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)點火系統(tǒng)起動系統(tǒng)4曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成

5配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出。配氣機構(gòu)一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。6供給系統(tǒng)7冷卻系統(tǒng)冷卻系是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。冷卻系由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節(jié)溫器等組成。8潤滑系統(tǒng)潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。9點火系統(tǒng)點火系功用是在壓縮行程終了時準確點火點火系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成10起動系統(tǒng)要使發(fā)動機由靜止狀態(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機才能自行運轉(zhuǎn)。11二、發(fā)動機的分類汽車的動力源是發(fā)動機。發(fā)動機是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)化為機械能的機器。將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置稱為熱力發(fā)動機，簡稱熱機。內(nèi)燃機是熱力發(fā)動機的一種，其特點是液力或氣體燃料與空氣混合后直接輸入機器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機械能。另一種熱機是外燃機，如蒸汽機，其特點是燃料在機器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋爐內(nèi)的水加熱而產(chǎn)生高溫、高壓的水蒸氣，輸送至機器內(nèi)部，使所含的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。12（1）按所用的燃料分類

可分為液體燃料發(fā)動機（汽油機、柴油機等）和氣體燃料發(fā)動機（如天然氣發(fā)動機、液化石油氣發(fā)動機等）。13（2）按發(fā)火方式分類

可分為壓燃式發(fā)動機與點燃式發(fā)動機。柴油的特性是在同樣的條件下其自燃點比汽油的自燃點低，因此采用壓燃式（自燃式）發(fā)火。一般可通過噴油泵和噴油器將柴油直接噴入發(fā)動機的氣缸內(nèi)，在氣缸內(nèi)與壓縮空氣均勻混合后，在高溫下得以自燃，這種發(fā)動機稱為壓燃式發(fā)動機。汽油的特性是其自燃的溫度比柴油的要高，因此常采用點燃式發(fā)火。利用火花塞發(fā)出的電火花強制點燃汽油，使其發(fā)火燃燒，這種發(fā)動機稱為點燃式發(fā)動機。14（3）按工作循環(huán)的沖程數(shù)分類

在發(fā)動機內(nèi)，每一次將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能都必須經(jīng)過吸入空氣、壓縮和輸入燃料，使之發(fā)火燃燒而膨脹作功，然后將生成的廢氣排除這樣一系列連續(xù)過程，稱為一個工作循環(huán)。對于往復活塞式發(fā)動機，可以根據(jù)每一工作循環(huán)所需活塞行程數(shù)來分類。凡活塞往復四個單程完成一個工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動機，活塞往復兩個單程即完成一個工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動機。15（4）按氣缸數(shù)及其排列方式分類

僅有一個氣缸的稱為單缸發(fā)動機，有兩個以上氣缸的稱為多缸發(fā)動機。單缸有立式與臥式，多缸有V型與對置式。16（5）按冷卻方式分類

根據(jù)冷卻方式不同，發(fā)動機可以分為水冷式和風冷式兩種。此外，發(fā)動機還可按進氣方式分類。當發(fā)動機不裝增壓器，空氣是靠活塞的抽吸作用進入氣缸內(nèi)的發(fā)動機，稱為非增壓式發(fā)動機（或自然吸入式發(fā)動機）；發(fā)動機上裝有增壓器，空氣通過增壓器可以提高進氣壓力的發(fā)動機，稱為增壓式發(fā)動機。17近年來還有按每氣缸中的氣門數(shù)來分類的，當每氣缸中設(shè)有一個進氣門和一個排氣門的發(fā)動機，稱為二氣門發(fā)動機；每缸中設(shè)有兩個進氣門和兩個排氣門的，稱為四氣門發(fā)動機；或者每個氣缸中設(shè)有三個進氣門和兩個排氣門的，稱為五氣門發(fā)動機。

18第二節(jié)發(fā)動機的工作原理

一、基本術(shù)語1.上止點2.下止點3.活塞行程（S）4.曲柄半徑（R）S=2R195.氣缸工作容積定義：上、下止點間所包容的氣缸容積符號：Vh公式：式中：D----氣缸直徑mmS----活塞行程mm206.燃燒室容積和氣缸總?cè)莘e燃燒室容積：活塞位于上止點時，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間成為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積。符號：VC氣缸總?cè)莘e：氣缸工作容積與燃燒室容積之和稱為氣缸總?cè)莘e。符號：Va

公式：217.發(fā)動機排量定義：內(nèi)燃機所有氣缸工作容積的總和符號：VL公式：式中：i----氣缸數(shù)

Vh---氣缸工作容積L228.壓縮比定義：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比符號：ε公式：239.工作循環(huán)在氣缸內(nèi)每完成一次熱能與機械能的相互轉(zhuǎn)換，所經(jīng)歷的一系列連續(xù)過程稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán)。24二、發(fā)動機基本工作原理

1、四沖程汽油發(fā)動機的工作原理四沖程：進氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程251.進氣沖程活塞在曲軸的帶動下由上止點向下止點運動，這時排氣門關(guān)閉，進氣門打開，活塞在移動過程中，氣缸容積增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度?？扇細怏w被吸入氣缸。Pa=(0.80~0.95)poTa=310~340K262.壓縮沖程曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞從下止點向上止點運動，這時進、排氣門都關(guān)閉，氣缸內(nèi)成為封閉容積，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(jié)束。Pc=834~1960kPaTc=600~700K273.作功沖程作功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這一行程中，進氣門和排氣門仍然保持關(guān)閉?？扇蓟旌蠚馊紵蠓懦龃罅康臒崾箽飧變?nèi)氣體溫度和壓力急劇升高，推動活塞從上止點運行到下止點。pz=2940~4900PaTz=2200~2800K284.排氣沖程排氣行程開始，排氣門打開，進氣門仍然關(guān)閉，曲軸通過連桿帶動活塞右下止點移到上止點，靠廢氣的殘余壓力和活塞的推動下，經(jīng)排氣門排出氣缸。當活塞到達上止點時，排氣行程結(jié)束。pr=(1.05~1.20)poTr=850~1200K29分析：1.發(fā)動機自行運轉(zhuǎn)之前需要外力完成進氣壓縮兩個沖程。2.在四個沖程中只有作功沖程是活塞帶動曲軸轉(zhuǎn)動，其他三個沖程都是曲軸帶動活塞運動。3.在整個循環(huán)過程中，進氣門、排氣門各開啟一次。304.發(fā)動機著火的基本條件是：油：是否有油，濃度是否合適。電：能否產(chǎn)生足夠的火花,點燃可燃混合氣。氣：氣缸壓力是否足夠。點火正時：壓縮沖程上止點前點火。配氣正時：定時將進、排氣門開關(guān)。31汽油機工作過程演示322.四沖程柴油機工作原理四行程柴油機的工作循環(huán)同樣包括進氣、壓縮、作功和排氣四個行程。進氣行程：被吸入氣缸的是純空氣壓縮行程：柴油機壓縮比較大作功行程：壓縮終了時噴油器將柴油噴入燃燒室，柴油自行燃燒。排氣行程：與汽油機相同33第三節(jié)發(fā)動機的性能指標

性能指標動力性指標經(jīng)濟性指標其他指標有效轉(zhuǎn)矩有效功率發(fā)動機轉(zhuǎn)速平均有效壓力有效熱效率有效燃油消耗率34有效轉(zhuǎn)矩定義：發(fā)動機對外輸出的轉(zhuǎn)矩符號：Te單位：N.m有效功：有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移的乘積即為發(fā)動機對外輸出的有效功35有效功率定義：發(fā)動機在單位時間對外輸出的有效功稱為有效功率符號：Pe單位：KW大?。河行мD(zhuǎn)矩與曲軸角速度的乘積公式：36發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速：發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速表示符號：n單位：r/min標定轉(zhuǎn)速：發(fā)動機產(chǎn)品標牌上的有效功率及其相應的轉(zhuǎn)速分別稱為標定功率和標定轉(zhuǎn)速37平均有效壓力平均有效壓力：單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功率稱為平均有效壓力表示符號：Pme單位：MPa評價方法：平均有效壓力越大，發(fā)動機的作功能力越強38有效熱效率有效熱效率：燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功率的百分數(shù)稱為有效熱效率符號：ηe評價方法：為了獲得一定數(shù)量的有效功所消耗的熱量越少，有效熱效率越高，發(fā)動機的經(jīng)濟性越好39有效燃油消耗率有效燃油消耗率：發(fā)動機每輸出1kW.h的有效功率所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率表示符號：b

e單位：g/(kW.h)公式：

B—發(fā)動機在單位時間內(nèi)的耗油量Pe—發(fā)動機的有效功率40其它性能指標（1）強化指標：發(fā)動機承受熱負荷和機械負荷能力的評價指標，包括升功率和強化系數(shù)。*升功率：發(fā)動機在標定工況下，單位發(fā)動機排量輸出的有效功率稱為升功率。*強化系數(shù)：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強化系數(shù)緊湊性指標：表征發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)緊湊程度的指標，包括比容積和比質(zhì)量。*比容積：發(fā)動機外廓體積