一A发动机基础知识剖析.ppt

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1、一一A A发动机基础知识剖析发动机基础知识剖析汽车发动机构造与维修汽车发动机构造与维修 第一章 发动机工作原理l发动机：是将其他形式的能量转变为机械能的一种机械装置。l内燃机：是燃料在发动机内部燃烧的一种热力机。l内燃机每实现一次热功转换，都要经历一系列连续的工作过程，l 构成一个工作循环，否则就不能实现热功的转换。连连杆杆飞轮飞轮曲曲轴轴活塞活塞进进气气门门排气排气门门化油器化油器挺柱挺柱正正时齿轮时齿轮分电器滤清器滤清器1.2发动机的机的总体构造体构造两大机构两大机构曲柄曲柄连连杆机构杆机构配气机构配气机构燃料燃料供供给给系系五大系五大系统统点火系点火系冷却系冷却系润润滑系滑系起起动动系系

2、曲柄连杆机构曲柄连杆机构 由由机体组机体组、活塞连杆组活塞连杆组和和曲轴飞轮组曲轴飞轮组等组成。等组成。在作功行程中，活在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。配气机构配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气

3、门和排气门，使可燃混合气或空气进入气时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。门驱动组组成。燃料供给系统燃料供给系统 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是

4、把柴油和空内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。烧后的废气排出。润滑系统润滑系统 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。冷却

5、系统冷却系统 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。温器等组成。点火系统点火系统 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部燃烧室内。能够按时在

6、火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。器、点火线圈和火花塞等组成。动画起动系统起动系统 作用：使静止的发动机起动并自行运转。作用：使静止的发动机起动并自行运转。组成：起动机和附属电器组成。组成：起动机和附属电器组成。动画有效功率有效功率 指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示，单表示，单位为位为kW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。发动机的

7、有效功率可以在专用的试验台上用矩和曲轴转速的乘积。发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器测定，测出有效扭矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有测功器测定，测出有效扭矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率。效功率。式中：式中：Te 有效扭矩，单位为有效扭矩，单位为Nm；n 曲轴转速，单位为曲轴转速，单位为r/min。转速转速 指发动机曲轴每分钟的转数，单位为指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/min。发动机产品铭牌上。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定

8、工况下连续运行可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行3001000小时。小时。燃油消耗率燃油消耗率 是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出1kW有效有效功率在功率在1小时内所消耗的燃油质量小时内所消耗的燃油质量(以以g为单位为单位)，燃油消耗率通常用，燃油消耗率通常用ge表示，其单位为表示，其单位为g/kWh，计算公式如下，计算公式如下式中：式中：GT 每小时的燃油消耗量，每小时的燃油消耗量，kg/h；Pe有效功率，有效功率，kW。很明显，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所很明显，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲

9、轴输出净功率所消耗的燃油越少，其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的有效燃消耗的燃油越少，其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率油消耗率ge是最小值。是最小值。排放性能指标包括排放烟度、有害气体排放性能指标包括排放烟度、有害气体(CO，HC，NOx)排放排放量、噪声等。量、噪声等。如果把汽油发动机如果把汽油发动机CO排放量当作排放量当作1的话，则液化气发动机的的话，则液化气发动机的CO排放量为排放量为1/2，而柴油发动机的，而柴油发动机的CO排放量为排放量为1/100。可以看出，。可以看出，柴油发动机与其有发动机相比，其柴油发动机与其有发动机相比，其CO排出量要小得多。而且，柴排出量

10、要小得多。而且，柴油发动机的油发动机的HC排出量也较少，但排出量也较少，但NOx排出量则和汽油机差不多，且排出量则和汽油机差不多，且会排出令人讨厌的黑烟。会排出令人讨厌的黑烟。速度特性速度特性 发动机的速度特性指发动机的性能指标发动机的速度特性指发动机的性能指标Te，Pe，ge，随发动机，随发动机转速转速n变化的规律，用曲线表示，称为速度特性曲线。变化的规律，用曲线表示，称为速度特性曲线。发动机的外特性：节气门全开时的速度特性；发动机的外特性：节气门全开时的速度特性；部分特性：节气门不全开的任意位置所得到的速度特性。部分特性：节气门不全开的任意位置所得到的速度特性。发动机的外特性代表了发动机所

11、具有的最高动力性能。发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。一般轿车发动机的最大输出扭矩多在一般轿车发动机的最大输出扭矩多在3千至千至4千转千转/分之间的转速中产生。因此选择分之间的转速中产生。因此选择汽车时，要注意最大扭矩指标，数字愈大愈汽车时，要注意最大扭矩指标，数字愈大愈好，同时也要考虑最大扭矩输出时的转速值，好，同时也要考虑最大扭矩输出时的转速值，转速越高的汽车对路面的适应性就越强，换转速越高的汽车对路面的适应性就越强，换档次数越少档次数越少发动机工作原理和总体构造发动机工作原理和总体构造基本基本术语术语四冲程四冲程发动发动机工作原理和机工作原理和总总体构造体构造二冲程二冲程发

12、动发动机工作原理和机工作原理和总总体构造体构造发动发动机的分机的分类类单单缸缸发动发动机机结结构示意构示意图图1.3基本基本术语Vh=D2S10-6/4（L）VL=VhiD气缸直径气缸直径mmS活塞行程活塞行程mmv上止点上止点v下止点下止点v活塞行程活塞行程(S)v曲柄半径曲柄半径(R)气缸工作容气缸工作容积积(Vh)发动机排量机排量(VL)燃燃烧室容室容积(Vc)气缸气缸总容容积(Va)工作循工作循环压缩压缩比比定定义义：气缸：气缸总容积与燃烧室容积之比总容积与燃烧室容积之比称称为压为压缩缩比。用比。用表示。表示。=Va/VcVa/Vc 现代代发动机机压缩比一般比一般为6 69(9(轿车有

13、的达有的达9 911)11)。上海桑塔。上海桑塔纳轿车汽油机汽油机压缩比比为8.2,8.2,用用9393号汽油（号汽油（92-9592-95号）号）。桑塔桑塔纳纳20002000为为9.59.5，用，用9595（95-10095-100号）号）1.4四冲程四冲程发动机的工作原理机的工作原理一、四冲程汽油机的工作原理一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程气行程2、压缩行程行程3、作功行程、作功行程4、排气行程、排气行程单单缸四冲程汽油机的工作缸四冲程汽油机的工作过过程程 1、进进气行程气行程排气排气门门关关闭闭进进气气门门开启开启温度温度370440K，压力力7590kPa示功图大气大气压压力力

14、线线PVra上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。2、压缩压缩行程行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭压缩比：压缩比：=Va/VcPVra示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点温度600800K，压力6001500 kPa 3、作功行程作功行程进进气气门门关关闭闭排气排气门门关关闭闭V示功图Pra大气大气压压力力线线cZb上止点下止点瞬瞬时时最高：温度最高：温度22002800K，压力力35MPa作功作功终了：温度了：温度15001700K，压力力300500kPaPVr示功图大气大气压压力力线线cZb上止点下止点4、排气行程排气行程进进气气门门关关闭闭排

15、气排气门门打开打开温度温度9001200K压力力105125kPa残余残余废废气气进气门进气门排气门排气门活塞位置活塞位置曲轴角度曲轴角度开开180开开关关上上下下180180180下下上上上上下下下下上上关关关关关关关关关关进气冲程进气冲程压缩冲程压缩冲程作功行程作功行程排气冲程排气冲程二、四冲程柴油机的工作原理二、四冲程柴油机的工作原理吸气行程压缩行程作功行程排气行程四冲程发动机的工作特点四冲程发动机的工作特点：1每每个个发发动动机机工工作作循循环环，曲曲轴轴转转两两周周，每每个个冲冲程程曲曲轴轴转转半半周周，进进气气冲冲程是进气门开排气冲程是排气门开，其余冲程均关闭。程是进气门开排气冲程

16、是排气门开，其余冲程均关闭。2四四个个冲冲程程中中只只有有作作功功冲冲程程产产生生动动力力，其其余余冲冲程程是是为为作作功功冲冲程程做做准准备备工工作作的辅助冲程。的辅助冲程。3在在发发动动机机运运转转的的第第一一循循环环时时，必必须须使使曲曲轴轴旋旋转转完完成成进进气气，压压缩缩行行程程，着着火火后后，完完成成作作功功行行程程，并并依依靠靠曲曲轴轴和和飞飞轮轮贮贮存存的的能能量量便便可可完完成成以以后后的的行行程程。思考思考四冲程汽油机和柴油四冲程汽油机和柴油机的工作循机的工作循环环有什么有什么相同之相同之处处呢？呢？共同特点：共同特点：每个工作循每个工作循环曲曲轴转两周，每一行程曲两周，每

17、一行程曲轴转半周。半周。只有作功行程只有作功行程产生生动力。力。不同点不同点汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器1.5二冲程二冲程发动机的工作原理机的工作原理二冲程二冲程发动发动机机二冲程汽油二冲程汽油发动发动机工作原理机工作原理二冲程柴油二冲程柴油发动发动机工作原理机工作原理物竟天择，适者生存一、二冲程汽油机工作原理一、二冲程汽油机工作原理1-进气孔进气孔2-排气孔排

18、气孔3-换气孔换气孔A图、图、活塞向上运动，将三排孔都关闭，活塞上部开始压缩活塞向上运动，将三排孔都关闭，活塞上部开始压缩 B B图、当活塞继续上行时，活塞下方打开了进气孔，可燃混合气进图、当活塞继续上行时，活塞下方打开了进气孔，可燃混合气进入曲轴箱入曲轴箱C C图、接近上止点时，火花塞点燃混合气，气体燃烧膨胀，推动活图、接近上止点时，火花塞点燃混合气，气体燃烧膨胀，推动活塞向下运动，进气孔关闭，曲轴箱内的混合气受到压缩塞向下运动，进气孔关闭，曲轴箱内的混合气受到压缩D D图、当活塞接近下止点时，排气孔打开，排出废气，活塞再向下图、当活塞接近下止点时，排气孔打开，排出废气，活塞再向下运动，换气孔打开，受到压缩的混合气便从曲轴箱经进气孔流入气运动，换气孔打开，受到压缩的混合气便从曲轴箱经进气孔流入气缸内，并扫除废气缸内，并扫除废气结束结束