發(fā)動機構(gòu)造與維修：發(fā)動機整體認識

項目一發(fā)動機整體認識知識目標(biāo)：１.掌握發(fā)動機的作用、類型和型號編制規(guī)則；２.了解汽車發(fā)動機的發(fā)展史；３.熟悉發(fā)動機的主要性能指標(biāo)；４.熟悉發(fā)動機的燃燒過程。能力目標(biāo)： 1.了解發(fā)動機的類型，理解柴油機與汽油機的區(qū)別，掌握四沖程發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造。 2.能查閱發(fā)動機維修技術(shù)資料，能按維修規(guī)范進行發(fā)動機總體拆裝。

項目一發(fā)動機整體認識活動一發(fā)動機總體構(gòu)造一、發(fā)動機的類型現(xiàn)代汽車用發(fā)動機主要采用的是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。它是將燃料在氣缸內(nèi)燃燒，使熱能直接轉(zhuǎn)變成機械能的機器。本書所提及的汽車發(fā)動機，如無特別說明，都是指往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機具有單機功率范圍大（0.6-16860KW）、熱效率高（汽油機略高于0.3，柴油機達0.4）、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、操作簡單、便于起動等優(yōu)點，故它被極其廣泛地用作汽車動力，同時廣泛應(yīng)用于船舶、拖拉機、工程機械、發(fā)電機等。（一）發(fā)動機的類型汽車用發(fā)動機可以根據(jù)不同的特征來分類。1、按活塞的運動方式分類按活塞運動方式的不同，活塞式內(nèi)燃機可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式2種。前者活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運動，后者活塞在氣缸內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動。2、按所用的燃料種類分類根據(jù)所用的燃料不同，發(fā)動機主要分為汽油發(fā)動機（簡稱汽油機）、柴油發(fā)動機（簡稱柴油機）和氣體燃料發(fā)動機3類。汽油機以汽油為燃料，柴油機以柴油為燃料，而使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的發(fā)動機稱為氣體燃料發(fā)動機。項目一發(fā)動機整體認識 3、按點火方式分類 根據(jù)點火方式不同，發(fā)動機可分為點燃式和壓燃式2種。點燃式發(fā)動機利用電火花使可燃混合氣著火，如汽油機。壓燃式發(fā)動機則是通過噴油泵和噴油器，將燃油直接噴入氣缸，使其與在氣缸內(nèi)經(jīng)壓縮后升溫的空氣混合，使之在高溫下自燃，如柴油機。 4、按冷卻方式分類 根據(jù)冷卻方式不同，發(fā)動機可分為水冷式和風(fēng)冷式2種。水冷式發(fā)動機以水或冷卻液為冷卻介質(zhì)，而風(fēng)冷式發(fā)動機以空氣為冷卻介質(zhì)。汽車發(fā)動機多為水冷式。

5、按活塞行程數(shù)分類 凡活塞往復(fù)4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(fù)2個單程即完成一個工作循環(huán)的則稱為二沖程發(fā)動機。汽車發(fā)動機多為四沖程發(fā)動機。 6、按氣缸數(shù)分類 發(fā)動機只有１個氣缸的稱單缸發(fā)動機，有2個以上氣缸的稱為多缸發(fā)動機。

7、按進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 發(fā)動機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣式（非增壓式）發(fā)動機和強制進氣式（增壓式）發(fā)動機。

項目一發(fā)動機整體認識二、發(fā)動機的總體構(gòu)造

傳統(tǒng)汽油機通常由兩大機構(gòu)、五大系統(tǒng)組成，而柴油機由兩大機構(gòu)、四大系統(tǒng)組成。兩大機構(gòu)是指曲柄連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu)，五大系是指燃料供給系、冷卻系、潤滑系、點火系（柴油機無此系統(tǒng)）和起動系。 （一）兩大機構(gòu) 1、曲柄連桿機構(gòu)（如圖1－1所示） 曲柄連桿機構(gòu)包括機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組。該機構(gòu)是發(fā)動機借以產(chǎn)生動力，并將活塞的直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動而輸出動力的機構(gòu)。項目一發(fā)動機整體認識 2、配氣機構(gòu)

配氣機構(gòu)包括氣門組和氣門傳動組。其作用是使可燃混合氣及時進入氣缸，并在燃燒后及時將廢氣從氣缸中排出。項目一發(fā)動機整體認識 1、燃料供給系

汽油機的燃料供給系由汽油箱、汽油濾清器、汽油泵、化油器（節(jié)氣門體）、噴油器、供油管（燃油噴射式發(fā)動機）、空氣濾清器和進氣歧管等組成。其作用是向氣缸內(nèi)供給已配好的可燃混合氣（缸內(nèi)噴射式發(fā)動機為空氣），并控制進入氣缸內(nèi)的可燃混合氣的數(shù)量，以調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出功率和轉(zhuǎn)速，最后將燃燒后的廢氣排出氣缸。柴油機燃料供給系由柴油箱、輸油泵、噴油泵、柴油濾清器、噴油器、進排氣管和排氣消聲器等組成。其作用是定時向氣缸內(nèi)噴入一定數(shù)量和一定壓力的柴油，以調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出的功率和轉(zhuǎn)速，最后將燃燒后的廢氣排出氣缸。項目一發(fā)動機整體認識 2、冷卻系 冷卻系有水冷和風(fēng)冷2種，現(xiàn)代汽車一般都采用水冷式（如圖1-4所示）。由水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器、水套等組成。其作用是利用冷卻水冷卻高溫零件，并通過散熱器將熱量散發(fā)到大氣中去，從而保證發(fā)動機在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。項目一發(fā)動機整體認識 3、潤滑系 潤滑系由機油泵、集濾器、濾清器、油道、油底殼、調(diào)壓閥和安全閥等組成。其作用是將潤滑油分送至各個摩擦零件的摩擦面，以減小摩擦力，減緩機件磨損，并清洗、冷卻摩擦表面，從而延長發(fā)動機使用壽命。 4、點火系（如圖1-5所示） 汽油機傳統(tǒng)點火系包括電源（蓄電池和發(fā)電機）、分電器、點火線圈和火花塞等。其作用是按一定時刻向氣缸內(nèi)提供電火花，以點燃缸內(nèi)的可燃混合氣。

5、起動系

由起動機及附屬設(shè)備組成。其作用是帶動飛輪旋轉(zhuǎn)以獲得必要的動能和起動轉(zhuǎn)速，使靜止的發(fā)動機起動并轉(zhuǎn)入自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。項目一發(fā)動機整體認識三、發(fā)動機的基本術(shù)語

發(fā)動機的基本術(shù)語如圖1-6所示。 上止點（TDC）活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處即活塞上行到達的最高位置。 下止點（BDC）活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處即活塞下行到達的最低位置。 活塞行程上、下止點間的距離，用S（單位：mm）表示。 曲柄半徑曲軸的回轉(zhuǎn)半徑,用R（單位：mm）表示。顯然，S=2R。 氣缸工作容積上、下止點間所包容的氣缸容積，用（單位：L）表示。 燃燒室容積活塞位于上止點時，活塞頂、氣缸蓋、氣缸壁所封閉的容積，用（單位：L）表示。 氣缸總?cè)莘e氣缸工作容積與燃燒室容積之和為氣缸總?cè)莘e，用（單位：L）表示。 （式1-1） 壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，用ε表示。壓縮比表示氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。一般車用汽油機的壓縮比為6～10，柴油機的壓縮比為15～22。 （式1-2） 發(fā)動機排量發(fā)動機所有氣缸工作容積的總和，用（單位：L）表示。 工作循環(huán)發(fā)動機將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能而必須經(jīng)過的進氣→壓縮→做功→排氣四個連續(xù)的過程。 四沖程發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，活塞往復(fù)四個行程完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機。 二沖程發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)二個行程完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機。 發(fā)動機工況發(fā)動機在某一時刻的運行狀況簡稱工況，以該時刻發(fā)動機輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速（用n表示,單位r/min）即為發(fā)動機轉(zhuǎn)速。項目一發(fā)動機整體認識項目一發(fā)動機整體認識活動二發(fā)動機的工作原理四沖程發(fā)動機的一個工作循環(huán)包括4個活塞行程，即進氣、壓縮、做功和排氣。四沖程發(fā)動機的每個氣缸都進行這種循環(huán)，但進行的時間不同。各缸做功行程錯開，可使發(fā)動機輸出功率連續(xù)平穩(wěn)。1．進氣行程進氣門打開，排氣門關(guān)閉，轉(zhuǎn)動的曲軸帶動活塞從上止點向下止點運動，缸內(nèi)容積增大，壓力降低而形成真空，將可燃混合氣吸入汽缸。由于進氣系統(tǒng)的阻力，進氣終了時缸內(nèi)氣體的壓力略低于大氣壓力，約為0.075～0.09MPa，溫度為370～400K。2．壓縮行程為使吸入汽缸內(nèi)的可燃混合氣迅速燃燒，放出更多的熱量，從而使發(fā)動機發(fā)出更大的功率，必須在混合氣燃燒前對其進行壓縮，使其容積變小，溫度升高。為此，在進氣終了時便立即進入壓縮行程。在此行程中，進、排氣門均關(guān)閉，曲軸推動活塞定時由下止點向上止點移動一個行程。此時，混和氣壓力高達0.6～1.2MPa，溫度可達600～700K。

項目一發(fā)動機整體認識3．做功行程 在壓縮行程接近終了時，火花塞產(chǎn)生電火花點燃混合氣，此時進、排氣門仍關(guān)閉。由于混合氣的迅速燃燒，使缸內(nèi)氣體的溫度和壓力迅速升高，最高壓力可達5～9MPa，最高溫度可達2200～2800K。在高溫高壓氣體的作用力推動下，活塞向下止點運動，活塞的下移通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而做功。發(fā)動機至此完成了一次將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的過程。4．排氣行程混合氣燃燒后成為廢氣，應(yīng)從汽缸中排出，以便于下一工作循環(huán)得以進行。因此，當(dāng)作功行程接近終了時，排氣門打開，進氣門仍關(guān)閉，因廢氣壓力高于大氣壓力而自動排出。此外，當(dāng)活塞越過下止點上移時，還靠活塞的推擠作用強制排氣?；钊缴现裹c附近時，排氣行程結(jié)束。項目一發(fā)動機整體認識項目一發(fā)動機整體認識二、四沖程柴油機的工作原理 四沖程柴油機和四沖程汽油機一樣，每個工作循環(huán)也是由進氣、壓縮、做功和排氣4個行程組成。但柴油和汽油性質(zhì)不同，柴油機在可燃混合氣的形成、著火方式等方面與汽油機有著較大的區(qū)別。這里主要介紹柴油機與汽油機工作原理的不同之處。圖1-8所示為單缸四沖程柴油機工作原理示意圖。項目一發(fā)動機整體認識

（1）進氣行程活塞由曲軸帶動從上止點向下止點運動，吸入氣缸的是純空氣，而不是混合氣。進氣終了時，氣缸內(nèi)氣體壓力約為0.085-0.095MPa，溫度約為310-340K。 （2）壓縮行程活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動純空氣被壓縮。由于柴油機壓縮比大，壓縮終了時的溫度和壓力都比汽油機高，其壓力可達3-5MPa、溫度可達750-1000K。 （3）做功行程此行程與汽油機有很大的不同。壓縮行程末噴油泵泵出的高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣。由于此時氣缸內(nèi)的溫度遠高于柴油的自燃溫度（約360℃左右），柴油混合氣自行著火燃燒，且以后的一段時間內(nèi)柴油邊噴射邊燃燒，使氣缸內(nèi)的溫度、壓力急劇升高，推動活塞下行做功。此行程中，瞬時壓力可達6-9MPa，瞬時溫度可達1800-2200K。做功終了時壓力約為0.2-0.5MPa，溫度約為1000-1200K。 （4）排氣行程此行程與汽油機基本相同。排氣終了時，氣缸內(nèi)殘余廢氣的壓力約為0.105-0.12Mpa，溫度約為700-900K。項目一發(fā)動機整體認識三、汽油機與柴油機的比較項目一發(fā)動機整體認識四、內(nèi)燃機型號

1、內(nèi)燃機型號 為了便于內(nèi)燃機的生產(chǎn)管理、使用與維修，我國對內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則重新審定并頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/725-1991。該標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容如下： （1）內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱均按所采用的燃料命名，如汽油機、柴油機等。 （2）內(nèi)燃機型號由阿拉伯?dāng)?shù)字、漢語拼音字母和GB1883中關(guān)于氣缸布置所規(guī)定的象形字符號表示。 （3）內(nèi)燃機型號由下列4部分組成：

①首部包括產(chǎn)品系列代號、換代符號和地方、企業(yè)代號，由制造廠根據(jù)需要自選字母表示，但需經(jīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化歸口單位核準(zhǔn)、備案。

②中部由缸數(shù)符號、氣缸布置形式符號、沖程符號和缸徑符號組成。

③后部由結(jié)構(gòu)特征符號和用途特征符號組成。

④尾部為區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。后部與尾部可用“－”分隔。項目一發(fā)動機整體認識項目一發(fā)動機整體認識 2、內(nèi)燃機型號示例 （1）汽油機

①462Q四缸、直列、四沖程、缸徑62mm、水冷、汽車用。

②1E65F