汽車發(fā)動機構造與維修-發(fā)動機工作原理和構造

第一章汽車發(fā)動機工作原理和總體構造馬春梅第一章汽車發(fā)動機工作原理和總體構造發(fā)動機是將某種形式的能量轉換成機械能的機器。它是汽車的動力源。汽車使用的發(fā)動機主要是往復活塞式內(nèi)燃機，即燃料在機器內(nèi)部燃燒，產(chǎn)生的熱能通過活塞的往復直線運動直接轉化為機械能?！?汽車發(fā)動機的類型冷卻方式水冷發(fā)動機風冷發(fā)動機氣缸的數(shù)目燃料不同一個工作循環(huán)行程數(shù)四沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機汽油發(fā)動機柴油發(fā)動機單缸發(fā)動機多缸發(fā)動機化油器式發(fā)動機直接噴射式發(fā)動機發(fā)動機氣缸的排列形式單列式發(fā)動機雙列式發(fā)動機氣體燃料發(fā)動機（代用燃料）車用內(nèi)燃機往復活塞式發(fā)動機旋轉活塞式發(fā)動機注意：1、汽油機由火花塞點火點燃汽油和空氣的混合氣，是點燃式發(fā)動機。柴油機工作時，氣缸內(nèi)的高溫空氣使噴油嘴噴入的柴油自燃，是壓燃式發(fā)動機。兩點說明1、目前，汽車發(fā)動機中就用最為廣泛的是四沖程、水冷式、非增壓、往復活塞式內(nèi)燃機。2、汽油機主要用于轎車、輕型客車、輕型貨車，柴油機主要用于中型、重型貨車和大型客車。一、發(fā)動機基本結構發(fā)動機是汽車最主要的總成之一，動力的來源。被稱為汽車的“心臟”?！?發(fā)動機的基本結構及基本術語單缸四沖程汽油機構造氣缸是發(fā)動機能量轉換的工作腔，內(nèi)表面是圓柱形，活塞在里面作往復直線運動。通過活塞銷、連桿與曲軸相連，曲軸支承在曲軸箱內(nèi)，并做旋轉運動。曲軸的前端裝有齒形帶輪后端是飛輪。氣缸上部有氣缸蓋，上面倒裝有進氣門和排氣門。新鮮的空氣和清潔的汽油在化油器內(nèi)混合從進氣門進入氣缸。燃燒后的廢氣從排氣門排出，曲軸通過齒形帶輪和齒形帶傳動，帶動凸輪軸轉動，控制進、排氣門的開閉。二、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(V

h

)發(fā)動機排量(VL)燃燒室容積(Vc

)氣缸總容積(Va

)壓縮比ε工作循環(huán)VL=Vs

×Iε=Va

/

Vc

Vs=πD2·S×10-6/4（L）D——氣缸直徑mmS——活塞行程mm下止點活塞行程上止點工作容積燃燒室容積曲軸半徑總容積壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。ε=Va/Vc壓縮比過大的不良后果

現(xiàn)代化油器式發(fā)動機壓縮比一般為6～10(轎車有的達9～11)。上海桑塔納轎車AJR汽油機壓縮比為9.3?！う旁酱?，循環(huán)熱效率越高。汽油機ε=6～10

柴油機ε=16～22壓縮比過大的不良后果名稱成因現(xiàn)象后果爆燃由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒?；鹧嬉詷O高的速率向外傳播，形成壓力波，以聲速向前推進。當壓力波撞擊燃燒室壁時就發(fā)出尖銳的敲缸聲。還會引起發(fā)動機過熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴重爆燃時甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等。表面點火由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火花塞電極，積炭處)點燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。

伴有強烈的較沉悶敲擊聲。產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機機件負荷增加，壽命降低。課堂練習1填空題：1、活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積稱為（）。名詞解釋：2、發(fā)動機的排量為VL

3、曲柄半徑R答案：1、工作容積2、多缸發(fā)動機中，各氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機的工作容積，即發(fā)動機排量。3、曲軸上連桿軸頸軸線到曲軸主軸頸軸線的距離，稱為曲柄半徑。課堂練習2選擇題1、發(fā)動機的（）越大，動力性越好。A、氣缸工作容積B、氣缸總容積C、燃燒室容積D、排量2、汽油機的壓縮比一般在（）之間。A、6~10B、10~13C、13~16D、16~223、氣缸中混合氣爆燃是一種不正常的燃燒現(xiàn)象，一般爆燃開始發(fā)生在（）A、進氣行程B、壓縮行程C、作功行程D、排氣行程答案：1、D2、A3、B§1.3四沖程發(fā)動機的簡單工作原理§1.3.1四沖程汽油機的工作原理

1、進氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程汽油機的工作過程進氣行程示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。排氣門關閉進氣門開啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa

大氣壓力線PVra示功圖上止點下止點曲軸帶動活塞壓縮行程進氣門關閉排氣門關閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點下止點溫度600~800K，壓力600~1500kPa

曲軸帶動活塞作功行程進氣門關閉排氣門關閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點瞬時最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa

巨大的氣體壓力推動活塞下行，通過連桿帶動曲軸旋轉，對外輸出功率。壓縮行程終了，活塞到達上止點時，火花塞點火作功排氣行程進氣門關閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣曲軸帶動活塞氣缸內(nèi)的廢氣在自身殘余壓力和活塞上行的排擠力作用下排出四沖程發(fā)動機工作狀態(tài)

狀態(tài)

行程溫度(K)壓力進氣行程370~44075~90kPa壓縮行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬時最高)1500~1700(作功終了)3~5MPa(瞬時最高)300~500kPa(作功終了)排氣行程900~1200105~125kPa§1.3.2四沖程柴油機的工作原理壓縮終了：溫800~1000K壓力10

MPa

噴油器噴油泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進氣門排氣門純空氣溫度300~370K壓力85~95

kPa

溫度750~1000K壓力4~5

MPa

瞬時：溫度1800~2200K壓力5~10MPa

溫度800~1000K壓力105~400kPa

柴油自燃溫度473~573K柴油機工作時各行程狀態(tài)參數(shù)

狀態(tài)

行程溫度(K)柴油機工作時各行程狀態(tài)參數(shù)壓力進氣行程320~350800~900kPa壓縮行程800~10003~5MPa作功行程2200~2800(瞬時最高)1500~1700(作功終了)5~10MPa(瞬時最高)300~500kPa(作功終了)排氣行程800~1000105~125kPa汽油機和柴油機的比較P17思考四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么異同之處呢？共同特點：

1、每個工作循環(huán)曲軸轉兩周，每一行程曲軸轉半周。2、只有作功行程產(chǎn)生動力。

不同點汽油機柴油機汽油與空氣缸外混合，進入可燃混合氣進入氣缸的是純空氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點火系無點火系無噴油器有噴油器課堂練習3填空題1、四沖程發(fā)動機每完成一個工作循環(huán)，曲軸旋轉（）周，進、排氣門各開啟（）次，活塞在氣缸內(nèi)往復行程（）次。2、四沖程汽油機的一個工作循環(huán)包括（）、（）、（）和（）四個行程。3、在進氣行程中，進入汽油機氣缸的是（）而進入柴油機氣缸的是（）；汽油機混合氣的著火方式是（），而柴油機混合氣的著火方式是（）4、往復活塞點燃式發(fā)動機一般由（）機構、（）機構、燃料供給系、（）、（）、（）和（）系組成。答案：1、2142、進氣、壓縮、作功、排氣3、可燃混合氣、純空氣、火花塞點火、自燃（壓燃）著火4、曲柄連桿、配氣、冷卻系、潤滑系、點火系、起動§1.4發(fā)動機總體構造

發(fā)動機的總體構造兩大機構曲柄連桿機構配氣機構五大系統(tǒng)供給系點火系冷卻系潤滑系起動系名稱成因現(xiàn)象

后果

爆燃由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。

火焰以極高的速率向外傳播，形成壓力波，以聲速向前推進。當壓力波撞擊燃燒室壁時就發(fā)出尖銳的敲缸聲。

還會引起發(fā)動機過熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴重爆燃時甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等。

表面點火由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火花塞電極，積炭處)點燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。

伴有強烈的較沉悶敲擊聲。

產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機機件負荷增加，壽命降低。

內(nèi)燃機型號編制規(guī)則一、內(nèi)燃機型號由以下四部分組成

首部：為產(chǎn)品特征代號(產(chǎn)品系列符號和換代標志符號)，由制造廠根據(jù)需要自選相應字母表示，但需主管部門核準。

中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。

后部：結構特征和用途特征符號，以字母表示。

尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當符號表示。二、內(nèi)燃機型號的排列順序及符號所代表的意義三、型號編制舉例

(1)汽油機

1E65F：表示單缸，二行程，缸徑65mm，風冷通用型4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號CA488：表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號(2)柴油機

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，風冷通用型6135Q：表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用X4105：表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號

小結發(fā)動機常用術語工作原理發(fā)動機是將某一種形式的能量轉變成機械能