项目一 发动机总体构造

项目一发动机总体构造【学习目标】1、掌握发动机的总体构造。2、了解内燃机的编号规则。3、理解发动机常用术语的基本概念。4、掌握四冲程发动机的工作原理。5、能比较四冲程汽油机与柴油机工作循环的异同点。6、能叙述二冲程发动机工作循环的特点。发动机大修项目一发动机总体构造了解发动机的定义内燃机是热力发动机的一种，其特点是液力或气体燃料与空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。任务1发动机的基本知识发动机大修项目一发动机总体构造内燃机根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。如图1-3，1-4所示。图1-3行复活塞式内燃机配气机构活塞图1-4旋转活塞式内燃机旋转活塞发动机大修项目一发动机总体构造二、了解发动机的分类燃料种类供油方式行程着火方式进气状态气缸数冷却方式气缸排列方式活塞的工作方式发动机分类方式发动机大修项目一发动机总体构造1、按使用燃料不同图1-5汽油发动机使用汽车油为燃料的内燃机称为汽油机。汽车油机转速高，噪音小，起动容易，制造成本低。图1-6柴油发动机使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。图1-7CNG发动机使用压缩天然气（CNG）燃料的内燃机称为CNG发动机，天然气主要成份为甲烷，燃烧后生成二氧化碳和水，是一种非常安全的环保的能源。发动机大修项目一发动机总体构造图1-8LPG发动机使用液化石油气（LPG）为燃料的内燃机为LPG发动机，液化石油气具有热值高、燃烧充分、排气中一氧化碳、碳氢化合物和硫化物含量低等特点。图1-9双燃料发动机同时使用气、液、油两种燃料的内燃机为双燃料发动机，如氢/汽油发动机，LPG/汽油发动机，CNG/汽油发动机等等。发动机大修项目一发动机总体构造2、按行程分类图1-10a四行程发动机曲轴转两圈（720），活塞在气缸上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机，汽车发动机广泛使用四行程内燃机。图1-10b二行程发动机结构与特点面把曲轴转一圈（360），活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。发动机大修项目一发动机总体构造•3、按冷却方式分类图1-11a水冷发动机图1-11b风冷发动机风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却发动机大修项目一发动机总体构造4、按气缸数目分类图1-12a直列四缸、五缸图1-12bV型六缸、八缸发动机大修项目一发动机总体构造5、按照进气系统是否采用增压方式分类图1-18自然进气发动机图1-19增压式发动机发动机大修项目一发动机总体构造•7、按照供油方式分类图1-20化油器式发动机化油器特点：利用进气负压吸取燃油的化油器结构，以及利用各种节流,卸压原理调节出油浓度的供油结构。机械结构比较简单明了，肉眼可见.便于户外维修。发动机大修图1-21电喷发动机电喷供油特点：使用多个传感器测量进气流量与温度、发动机转速与温度，以电脑芯片来计算控制燃油输出量和点火角，以电磁柱塞泵主动喷射出燃油，实现发动机运转电脑化控制。可以做到很精细的控制效果，对节油环保比较显著。发动机大修直喷发动机特点：燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。图1-22直喷发动机发动机大修项目一发动机总体构造•三、理解发动机的常用基本术语•（一）发动机专业术语行程：活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，称为活塞行程。图1-23a发动机行程上止点：活塞在气缸内做往返运动时，活塞顶部距离曲轴旋转中心较远位置图1-23b发动机上止点下止点：活塞在气缸内做往返运动时，活塞顶部距离曲轴旋转中心较近位置图1-23c发动机下止点位置发动机大修项目一发动机总体构造燃烧室容积：活塞位于上止点时其顶部与气缸盖之间的容积图1-23d燃烧室容积位置图1-23e气缸工作容积气缸工作容积：活塞从一个止点运动到别一个止点所经过的容积发动机大修项目一发动机总体构造（二）参数和性能参数1.整车装备质量（kg）：汽车完全装备好的质量，包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。2.最大总质量(kg)：汽车满载时的总质量。3.最大装载质量(kg)：汽车在道路上行驶时的最大装载质量。4.最大轴载质量（kg）：汽车单轴所承载的最大总质量。与道路通过性有关。5.车长(mm)：汽车长度方向两极端点间的距离。6.车宽(mm)：汽车宽度方向两极端点间的距离。7.车高(mm)：汽车最高点至地面间的距离。8.轴距(mm)：汽车前轴中心至后轴中心的距离。9.轮距(mm)：同一车轿左右轮胎胎面中心线间的距离。10.前悬(mm)：汽车最前端至前轴中心的距离。发动机大修项目一发动机总体构造（二）参数和性能参数11.后悬(mm)：汽车最后端至后轴中心的距离。12.最小离地间隙(mm)：汽车满载时，最低点至地面的距离。13.接近角(°)：汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。14.离去角(°)：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。15.转弯半径(mm)：汽车转向时，汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径。16.最高车速(km/h)：汽车在平直道路上行驶时能达到的最大速度。17.最大爬坡度(%)：汽车满载时的最大爬坡能力。18.平均燃料消耗量(L/100km)：汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。19.车轮数和驱动轮数(n×m)：车轮数以轮毂数为计量依据，n代表汽车的车轮总数，m代表驱动轮数。发动机大修项目一发动机总体构造（三）发动机主要性能指标和特性一）主要性能指标1．动力性指标2．经济性指标二）发动机特性1．速度特性2．负荷特性发动机大修项目一发动机总体构造•任务2发动机的编号•一、了解国际编号规则•1．内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：•首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。•中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。•后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示XG4直列水冷Q四行程91ME系列符号缸数符号气缸排列式符号行程符号缸径符号结构特征符号用途特征符号区分符号换代标志符号发动机大修项目一发动机总体构造•2．型号编制举例（如表所示）汽油机柴油机1E65F单缸三行程，缸径65mm，风冷通用型195单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型410Q四缸四行程，缸径100mm，水冷车用165F单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型4100Q4四缸四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品495Q四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用CA6102六缸四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列6135Q六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用8V100八缸四行程，缸径100mm，V型，水冷通用型X4105四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列符号TJ3760Q三缸四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号CA488四缸四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系符号发动机大修项目一发动机总体构造•二、熟悉国外发动机的编号方式康明斯B系列车用柴油机型号及识别康明斯B系列车用柴油机按汽缸数可分为4缸和6缸，按进气方式不同分别用不同型号表示，见表1-2。进气方式4缸发动机6缸发动机自然吸气4B3.96B5.9增压4BT3.96BT5.9增压中冷（水中冷可器）4BTA3.96BTA5.9增压中冷（空气中冷器）4BTAA3.96BTAA5.9发动机大修项目一发动机总体构造知识扩展二：道依茨B/F12L413F/513/C柴油机符号含义符号含义备注B增压机型F高速柴油机12汽缸数6-六缸机，12-十二缸机L冷却方式L-风冷机型，M-水冷机型4/5系列号4-第4系列，5-第5系列13活塞冲程13=130mmF加大汽缸直径对413而言，有F表示汽缸直径为125mm，无F为120mmR直列机型C增压中冷机型发动机大修项目一发动机总体构造•任务3发动机基本结构与工作原理一、了解发动机的基本构造1、曲轴连杆机构2、配气机构3、供给系统4、冷却系统5、润滑系统6、点火系统7、起动系统发动机大修项目一发动机总体构造二、掌握发动机的工作原理1、二冲程汽油机的工作原理活塞从下止点向上止点运动，事先已充满活塞上方气缸内的混合气被压缩，新的可燃混合气又从化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。活塞从上止点向下止点运动，活塞上方进行作功过程和换气过程，而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。图1-36二冲程汽油机的工作原理发动机大修进气：压缩冲程还在进行燃烧：活塞未到达进气孔时进气冲程仍在进行排气：活塞将排气、换气孔打开时，废气在混合气的作用下被挤出气缸发动机大修项目一发动机总体构造3、四冲程发动机的工作原理在这个过程中，发动机的进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而使气缸内的压力将到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力，这样空气便经由进气管道和进气门被吸入气缸，同时喷油嘴喷出雾化的汽油与空气充分混合。在进气终了时，气缸内的气体压力约为0.075－0.09MPa。而此时气缸内的可燃混合气的温度已经升高到370-400K。图1-39进气行程发动机大修项目一发动机总体构造为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，即压缩行程。此时混合气压力会增加到0.6-1.2MPa，温度可达600-700K。图1-40压缩行程发动机大修项目一发动机总体构造在这个过程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，此时燃气的压力和温度迅速增加。其所能达到的最大压力可达3-5MPa,相应的温度则高达2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞由上止点向下止点运动，通过连杆使曲柄旋转并输出机械能，除了维持发动机本身继续运转外，其余即用于对外做功。图1-41做功行程发动机大修项目一发动机总体构造图1-42排气行程当膨胀行程（作功行程）接近终了时，排气门开启，考废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，强制降废气强制排到大气中，这就是排气行程。在此行程中，气缸内压力稍微高于大气压力，约为0.105-0.115MPa。当活塞到达上止点附近时，排气行程结束，此时的废气温度约为900-1200K。发动机大修项目一发动机总体构造4、四行程柴油机的工作原理进气行程排气门关闭而进气门打开。当活塞从上止点往下行时，仅有在进气歧管中的空气经由进气门被吸入气缸中，此时并没有燃油进入气缸内。压缩行程在进气行程结束后，并当活塞从下止点开始往上走时，进气门即关闭并停止进气。在活塞上升的同时压力和温度便开始增加。在柴油发动机中，空气必需被压缩加热，直至它到达点火温度以上。做功行程当压缩行程接近终了时，喷油嘴将燃油以雾化方式喷出，经压缩加热后之空气即会点燃被雾化的燃油。在此结果下，气缸内的压力将迅速上升并将活塞往下推，此推力变成让曲轴产生转动的力量。排气行程在燃烧过程结束后，并当活塞往下走接近下止点时，排气门即会开启。当活塞再度往上行时，废气便经由排气门、排气歧管和消音器将废气排出。发动机大修项目一发动机总体构造•【本项目小结】•1．发动机的作用是将化学