汽车发动机构造与维修第一章节.ppt
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1、汽车发动机构造与维修汽车发动机构造与维修1.1 概述1.2 往复活塞式发动机的工作原理1.3 发动机的总体构造1.4 发动机的主要性能指标知识目标:知识目标:1.了解发动机的定义和类型;了解发动机的定义和类型;2.掌握往复活塞式发动机的工作原理、主要性能指标。掌握往复活塞式发动机的工作原理、主要性能指标。能力目标:能力目标:1.掌握车用发动机的总体构造;掌握车用发动机的总体构造;2.掌握发动机的型号编制规则。掌握发动机的型号编制规则。建议学时:建议学时:10学时学时1.1 概述概述 1.1.1 发动机的定义发动机的定义1.1.2 发动机的类型发动机的类型1.1.3 往复活塞式发动机的基本结构往
2、复活塞式发动机的基本结构1.1.1 发动机的定义发动机的定义l汽车的汽车的动力源动力源是发动机,发动机是将某一种是发动机,发动机是将某一种形式的能量转化为机械能的机器。形式的能量转化为机械能的机器。l将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置称为热力发动机(简称热机)。称为热力发动机(简称热机)。1.1.2 发动机的类型发动机的类型一、按照点火方式分类一、按照点火方式分类二、按照工作循环分类二、按照工作循环分类三、按照热力循环分类三、按照热力循环分类四、按照凸轮轴的位置及凸轮轴数分类四、按照凸轮轴的位置及凸轮轴数分类五、按照使用燃料分类五、按照使用燃料分类
3、六、按照汽缸的数目及排列分类六、按照汽缸的数目及排列分类七、按照冷却方式分类七、按照冷却方式分类往复活塞式发动机的基本结构往复活塞式发动机的基本结构一、按照点火方式分类一、按照点火方式分类(1)火花点火发动机)火花点火发动机(2)压缩点火发动机)压缩点火发动机(1)火花点火发动机)火花点火发动机使用高压电火花于压缩行程末期,点燃汽缸中混使用高压电火花于压缩行程末期,点燃汽缸中混合气的发动机,如汽油发动机、合气的发动机,如汽油发动机、LPG发动机(液发动机(液化石油气发动机)、双燃料发动机等。化石油气发动机)、双燃料发动机等。(2)压缩点火发动机)压缩点火发动机先将空气以极高压缩比在汽缸内压缩,
4、压缩后汽先将空气以极高压缩比在汽缸内压缩,压缩后汽缸内空气的压力及温度均很高,再将柴油或重油缸内空气的压力及温度均很高,再将柴油或重油以极细的雾粒,喷入汽缸中,自行吸热着火燃烧以极细的雾粒,喷入汽缸中,自行吸热着火燃烧的发动机,如柴油发动机、重油发动机等。的发动机,如柴油发动机、重油发动机等。二、按照工作循环分类二、按照工作循环分类l按照工作循环分为四冲程发动机和二冲程发动机。按照工作循环分为四冲程发动机和二冲程发动机。(1)发动机的循环)发动机的循环(2)行程定义)行程定义(3)四行程循环)四行程循环(4)二行程循环)二行程循环(1)发动机的循环)发动机的循环(2)行程定义)行程定义所谓行程
5、,是指上止点与下止点间的距离。所谓行程,是指上止点与下止点间的距离。进气行程的作用:即吸入适当比例的燃料与空气的进气行程的作用:即吸入适当比例的燃料与空气的混合气于汽缸中。混合气于汽缸中。压缩行程的作用:将吸入的混合气,加以压缩。压缩行程的作用:将吸入的混合气,加以压缩。做功行程的作用:在汽缸内的混合气经过压缩后,做功行程的作用:在汽缸内的混合气经过压缩后,点火燃烧,气体膨胀,推动活塞产生动力。点火燃烧,气体膨胀,推动活塞产生动力。排气行程的作用:使燃烧后的废气从汽缸内排出。排气行程的作用:使燃烧后的废气从汽缸内排出。(3)四行程循环)四行程循环活塞在汽缸中移动四个行程,即曲轴旋转活塞在汽缸中
6、移动四个行程,即曲轴旋转720,完成一次循环的工作程序。完成一次循环的工作程序。(4)二行程循环)二行程循环活塞在汽缸中移动两个行程,即曲轴旋转活塞在汽缸中移动两个行程,即曲轴旋转360,完成一次循环的工作程序。完成一次循环的工作程序。三、按照热力循环分类三、按照热力循环分类1.奥托循环奥托循环2.狄塞尔循环狄塞尔循环3.混合循环混合循环1.奥托循环奥托循环l在热力学上称为等容循环,被现代汽油发动机在热力学上称为等容循环,被现代汽油发动机广泛采用,如图所示。广泛采用,如图所示。2.狄塞尔循环狄塞尔循环l在热力学上称为等压循环,早期的低速柴油发在热力学上称为等压循环,早期的低速柴油发动机采用,如
7、图所示。动机采用,如图所示。3.混合循环混合循环l又称为等容等压循环,现代柴油发动机采用,又称为等容等压循环,现代柴油发动机采用,如图所示。如图所示。四、按照凸轮轴的位置及凸轮轴四、按照凸轮轴的位置及凸轮轴数分类数分类1.按照凸轮轴位置分类按照凸轮轴位置分类2.按照凸轮轴数分类按照凸轮轴数分类1.按照凸轮轴位置分类按照凸轮轴位置分类l凸轮轴装在汽缸体内凸轮轴装在汽缸体内l凸轮轴装在汽缸盖上凸轮轴装在汽缸盖上l凸轮轴装在汽缸体内凸轮轴装在汽缸体内l凸轮轴装在汽缸盖上凸轮轴装在汽缸盖上2.按照凸轮轴数分类按照凸轮轴数分类l单凸轮轴发动机单凸轮轴发动机气门顶置发动机与单凸轮轴顶置发动机均属此类。气门
8、顶置发动机与单凸轮轴顶置发动机均属此类。l双凸轮轴发动机双凸轮轴发动机有的称为双凸轮轴顶置发动机,即汽缸盖上有两个有的称为双凸轮轴顶置发动机,即汽缸盖上有两个凸轮轴,一个驱动进气门,另一个驱动排气门。凸轮轴,一个驱动进气门,另一个驱动排气门。l四凸轮轴发动四凸轮轴发动通常用于通常用于V型型6缸以上发动机。缸以上发动机。双凸轮轴发动机双凸轮轴发动机(一一)双凸轮轴发动机双凸轮轴发动机(二二)四凸轮轴发动机四凸轮轴发动机五、按照使用燃料分类五、按照使用燃料分类1.汽油发动机汽油发动机2.柴油发动机柴油发动机3.液化石油气发动机液化石油气发动机4.双燃料发动机双燃料发动机1.汽油发动机汽油发动机l化
9、油器式发动机化油器式发动机利用化油器,使汽油与空气依一定比例混合成混合气利用化油器,使汽油与空气依一定比例混合成混合气后,进入汽缸的发动机。后,进入汽缸的发动机。l进气歧管喷油式发动机进气歧管喷油式发动机使用汽油喷射器,将汽油喷入进气歧管中,与空气混使用汽油喷射器,将汽油喷入进气歧管中,与空气混合成混合气,再吸入汽缸。合成混合气,再吸入汽缸。l汽缸内直接喷油式汽缸内直接喷油式使用汽油喷射器,在进气行程或压缩行程,将汽油直使用汽油喷射器,在进气行程或压缩行程,将汽油直接喷入汽缸中,与空气混合成混合气的汽油发动机。接喷入汽缸中,与空气混合成混合气的汽油发动机。化油器式发动机燃料供给系统化油器式发动
10、机燃料供给系统进气歧管喷油式发动机进气歧管喷油式发动机汽缸内直接喷油式发动机汽缸内直接喷油式发动机2.柴油发动机柴油发动机l直接喷射式直接喷射式l预燃室式预燃室式l涡流室式涡流室式l能量室式能量室式l直接喷射式直接喷射式柴油以极高压力直接喷柴油以极高压力直接喷入单室的燃烧室中,如入单室的燃烧室中,如图所示。图所示。l预燃室式预燃室式柴油先喷入预燃室柴油先喷入预燃室中,预燃后再经一中,预燃后再经一个或数个窄孔喷入个或数个窄孔喷入主燃烧室中燃烧。主燃烧室中燃烧。l涡流室式涡流室式柴油喷入球形的涡流柴油喷入球形的涡流室中燃烧后,再以高室中燃烧后,再以高速经过相当宽的通道速经过相当宽的通道进入主燃烧室
11、燃烧,进入主燃烧室燃烧,燃烧气体产生快速的燃烧气体产生快速的涡流,燃烧迅速。涡流,燃烧迅速。l能量室式能量室式柴油喷头装在主燃烧室柴油喷头装在主燃烧室中,喷头的正对面设有中,喷头的正对面设有能量室,柴油喷入主燃能量室,柴油喷入主燃烧室燃烧后,一部分进烧室燃烧后,一部分进入能量室中,活塞下行入能量室中,活塞下行汽缸压力降低后,能量汽缸压力降低后,能量室中的燃烧气体再喷入室中的燃烧气体再喷入主燃烧室中燃烧,如图主燃烧室中燃烧,如图所示。所示。3.液化石油气发动机液化石油气发动机l以液化石油气以液化石油气(LPG)为燃料的发动机,除氧为燃料的发动机,除氧化氮外,其余污染气体排放量低,且化氮外,其余污
12、染气体排放量低,且CO2的的排放量比汽油发动机低,适合城区公共交通排放量比汽油发动机低,适合城区公共交通车辆采用。车辆采用。4.双燃料发动机双燃料发动机l一般具有两套燃料供应系统,一套供给一般具有两套燃料供应系统,一套供给天然气或液化石油气,另一套供给汽油天然气或液化石油气,另一套供给汽油或柴油。或柴油。六、按照汽缸的数目及排列分类六、按照汽缸的数目及排列分类1.按照汽缸的数目分类按照汽缸的数目分类2.按照汽缸的排列方式分类按照汽缸的排列方式分类1.按照汽缸的数目分类按照汽缸的数目分类l单汽缸发动机单汽缸发动机排气量较小,通常在排气量较小,通常在500ml以下,广泛应用于摩托以下,广泛应用于摩
13、托车、抽水机、割草机等。车、抽水机、割草机等。l多汽缸发动机多汽缸发动机多汽缸的汽油发动机有多汽缸的汽油发动机有2、3、4、5、6、8、10、12缸等,通常排气量缸等,通常排气量1 L以下的为以下的为24缸,缸,13.5L的的为为46缸,缸,3.5L以上的为以上的为812缸。缸。2.按照汽缸的排列方式分类按照汽缸的排列方式分类l直列式发动机直列式发动机lV形发动机形发动机l辐射式发动机辐射式发动机l对置式发动机对置式发动机l水平式发动机水平式发动机l直列式发动机直列式发动机为目前为目前2.0L以下排气量发动机的主流,如图所示。以下排气量发动机的主流,如图所示。lV形发动机形发动机为目前为目前3
14、.0L以上排气量发动机的主流,如图所示。以上排气量发动机的主流,如图所示。l辐射式发动机辐射式发动机l对置式发动机对置式发动机l水平式发动机水平式发动机四缸水平式发动机的结构四缸水平式发动机的结构七、按照冷却方式分类七、按照冷却方式分类1.水冷式发动机水冷式发动机2.风冷式发动机风冷式发动机1.水冷式发动机水冷式发动机汽缸及气门周围有水套,使用水作为冷却液,利用水将汽缸及气门周围有水套,使用水作为冷却液,利用水将热经水箱散发于空气中,大部分发动机均采用此式。热经水箱散发于空气中,大部分发动机均采用此式。2.风冷式发动机风冷式发动机在汽缸周围装置有很在汽缸周围装置有很多散热片,以风扇、多散热片,
15、以风扇、鼓风机或自然通风方鼓风机或自然通风方式,使空气流过散热式,使空气流过散热片四周,将发动机热片四周,将发动机热量带走的冷却方式,量带走的冷却方式,一般小型发动机采用一般小型发动机采用较多。较多。1.1.3 往复活塞式发动机的基本结构往复活塞式发动机的基本结构(1)活塞的上下往复运动,)活塞的上下往复运动,经连杆传给曲轴,变成旋转经连杆传给曲轴,变成旋转运动,如图所示。运动,如图所示。(2)活塞顶面在汽缸中的最高点,称为活塞位)活塞顶面在汽缸中的最高点,称为活塞位移的上止点;活塞顶面在汽缸中的最低点,称移的上止点;活塞顶面在汽缸中的最低点,称为活塞位移的下止点;上、下止点间的距离,为活塞位
16、移的下止点;上、下止点间的距离,称为活塞行程;全部汽缸上、下止点间的活塞称为活塞行程;全部汽缸上、下止点间的活塞位移容积,称为排气量;活塞在上止点时,其位移容积,称为排气量;活塞在上止点时,其上方的容积,称为燃烧室容积。上方的容积,称为燃烧室容积。1.2 往复活塞式发动机的工作原理往复活塞式发动机的工作原理1.2.1 四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理1.2.2 四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理1.2.3 二冲程汽油机工作原理二冲程汽油机工作原理1.2.4 二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作原理1.2.1 四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理l活塞在汽缸中上下运动四个行程,
17、四个行活塞在汽缸中上下运动四个行程,四个行程依照工作的先后次序,分别为进气程依照工作的先后次序,分别为进气压缩压缩做功做功排气四个行程。排气四个行程。(1)进气行程。()进气行程。(2)压缩行程。)压缩行程。(3)做功行程。()做功行程。(4)排气行程。)排气行程。四冲程往复活塞式发动机工作原理示意图四冲程往复活塞式发动机工作原理示意图(1)进气行程。)进气行程。活塞从上止点下行至下止点,进气门开,活塞从上止点下行至下止点,进气门开,排气门关,汽缸内产生真空,将新鲜的混排气门关,汽缸内产生真空,将新鲜的混合气吸入汽缸。合气吸入汽缸。实际上,一般发动机进气门在上止点前实际上,一般发动机进气门在上
18、止点前525时开始打开,要在进气行程活塞到时开始打开,要在进气行程活塞到达下止点后达下止点后3565才完全关闭,这种现才完全关闭,这种现象称为进气门的早开睌关,或气门正时,象称为进气门的早开睌关,或气门正时,如图所示。如图所示。(2)压缩行程。)压缩行程。此时进气门与排气门均关闭,活塞从下止点此时进气门与排气门均关闭,活塞从下止点上行至上止点,将汽缸中的混合气压缩。上行至上止点,将汽缸中的混合气压缩。压缩混合气的效果,是可燃混合气混合得更压缩混合气的效果,是可燃混合气混合得更均匀,温度提高,燃烧迅速,以获得较大的均匀,温度提高,燃烧迅速,以获得较大的动力。动力。(3)做功行程。)做功行程。此时
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