发动机总体基本构造

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资源描述

发动机总体构造由于发动机的工作原理相似,基本结构也就大同小异。汽油发动机通常是两大机构五大系统组成,柴油发动机通常是由两大机构四大系统组成(无点火系)。发动机整体发动机的分类按活塞运动方式分类:活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。前者活塞在汽缸内作往复直线运动,后者活塞在汽缸内作旋运动.•按照进气系统分类:内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。若进气是在接近大气状态下进行的,则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机;若利用增压器将进气压力增高,进气密度增大,则为增压发动机,可以提高内燃机功率。废弃涡轮增压器•按照气缸数目分类:内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机;有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸、十六缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用三缸,四缸、六缸、八缸发动机。•按照冷却方式分类:内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。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的;而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。•按照行程分类:内燃机按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。把曲轴转两圈(720°),活塞在气缸内上下往复运动四个冲程,完成一个工作循环的内燃机称为四冲程内燃机;而把曲轴转一圈(360°),活塞在气缸内上下往复运动两个冲程,完成一个工作循环的内燃机称为二冲程内燃机。汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。•按气门机构种分类:侧置气门(SV)发动机、侧置凸轮轴(OHV)发动机、顶置凸轮轴(OHC)发动机、可变气门(VTEC)发动机和Desmo气门机构发动机。•按照所用燃料分类:内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机;使用柴油为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点;汽油机转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低;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•按照气缸排列方式分类:内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式、双列式和三列式。单列式发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的,但为了降低高度,有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的。双列式发动机把气缸排成两列,两列之间的夹角180°(一般为90°)称为V型发动机,若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。三列式把气缸排成三列,成为W型发动机发动机总成•曲柄连杆机构——实现热能转换的核心,也是发动机的装配基础。•配气机构——保证气缸适时换气。一曲柄连杆机构•曲柄两杆机构在做功行程时,将燃料燃烧以后产生的气体压力,经过活塞、连杆转变为曲轴旋转的转矩;然后,利用飞轮的惯性完成进气、压缩、排气3个辅助行程。曲柄连杆机构气缸曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组3部分组成。一、气缸体曲轴箱组1.气缸体和曲轴箱气缸体和曲轴箱通常铸成一体,统称为气缸体,它是发动机的外壳及装配基础,一般采用优质合金铸铁或铝合金制成,其结构形式有直列型、V型、对置型3种。直列六缸发动机的气缸体。该发动机为直列六缸水冷式汽油发动机。气缸体内呈圆柱形的空间称为气缸,气缸表面称为气缸壁。气缸是气体交换、燃烧的场所,也是活塞运动的轨道。为保证活塞与气缸的密封及减少磨损,气缸壁应具有有效较高的加工精度和较低的表面粗糙度。为了使气缸在工作时的热量得到散发,在气缸体、气缸套机体之间制有能够容纳冷却液的夹层空腔,称为水套。•在气缸体的下部有7道主轴承座,用于安装曲轴飞轮组。气缸体的侧面设有挺杆室,用于安装气门传动机件。气缸体的上平面安装气缸盖,下平面安装机油盘,前端面安装正时齿轮盖,均加有衬垫并用螺栓紧固密封。气缸体的后端面安装飞轮壳。•为了增强缸体的耐磨性,延长气缸体的使用寿命,气缸体内大都镶有气缸套。气缸套分为干式和湿示两种。干式气缸套不与冷却液接触,为防止缸套向下窜动,可在上(下)止口限位。湿式缸套外表面直接与冷却液接触,为防止漏冷却液,缸套下止口处装有1~3个橡胶密封圈。2、机油盘•机油盘的作用是储存润滑油,故俗称油底壳。它一般采用薄壁钢板冲压而成,内部设有稳油挡板以防止润滑油过分激荡,底部设有放油塞以便更换润滑油3、气缸盖•气缸盖的主要作用是封闭气缸上部,并与活塞顶构成燃烧室。气缸盖上有燃烧室、水套、火花塞座孔(柴油发动机有喷油器安装孔)、进排气道、气门座、气门导管座孔等。上部装有摇臂轴总成,用气缸盖罩封闭,结合面间装有密封点垫。汽油发动机气缸盖一般是整体的,但也有例外,如EQ6100—1型发动机就是两个气缸盖。气缸直径较大的柴油发动机采用一缸一盖或二缸一盖,最多不超过三缸一盖,以防止气缸盖变形。4、气缸垫•气缸垫俗称气缸床,安装在气缸盖与气缸体之间,其作用是密封气缸体与气缸盖的结合平面,以防止漏气、漏冷却液及漏油。气缸垫多采用石棉板材料制成,有些用石棉板两面包铜皮或铁皮制成,有些用中间钢片两面贴适合应性好的乳胶石棉板制成。燃烧室孔采用双层或单层金属包边,以防燃烧气体冲坏石棉层。二配气机构•配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求,及时地开启和关闭进、排气门,使可燃混合气(汽油发动机)或新鲜空气(柴油发动机)进入气缸,并将废气排入大气。一、类型•四冲程发动机广泛采用气门凸轮式配气机构,它由气门组和气门传动组两部分组成。按其传动方式不同,可分为正时齿轮传动式和链条传动式两种;按凸轮轴的位置不同,可分为下置不同,可分为下置凸轮轴式、中置凸轮轴式和上置凸轮轴式主要机件•1、气门组•气门组一般由气门、气门座、气门导管、气门油封、气门弹簧和气门锁片等组成•(1)气门气门分为进气门和排气门两种,其作用是分别用来关闭进、排气道。气门由头部和杆部组成,头部制成锥形,与气门座的锥面配合。头部锥角,一般为45°。同一台发动机的进气门头部直径大于排气门头部直径,以提高发动机的充气量。气门杆部为圆柱形,与气门导管内孔配合,杆的端部制有环槽,用来安装气门弹簧座锁片。(2)气门座气门座用来保证气门密封,并将气门头部的热量传给气缸盖。气门座一般用特种合金制成环状,紧密地镶在气缸盖上•3)气门导管气门导管用来引导气门作往复直线运动,保证气门与气门座闭合位置正确。为防止气缸盖上润滑油从气门与气门导管之间的间隙进入燃烧室,气门导管上端装有气门油封。•(4)气门弹簧气门弹簧是圆柱形螺旋弹簧,它可使气门迅速关闭,并使气门头部与气门座相互压紧,保证密封。2、气门传动组•气门传动组的作用是按照发动机的工作顺序,适时地开启和关闭气门,并保证气门有足够的开度•(1)凸轮轴凸轮轴用于控制气门开闭,并驱动汽油泵、机油泵和分电器等机件工作。凸轮轴上制有进气凸轮、排气凸轮、轴颈、驱动机油泵及分电器的齿轮、推动汽油泵摇臂的偏心轮等,进气和排气凸轮是凸轮轴的重要组成部分,它们在凸轮轴上的排列顺序由进、排气道的布置来决定。•(2)正时齿轮及正时链条或正时带轮曲轴与凸轮轴的传动通常是由正时齿轮、正时链条或正时传动带来完成的,如CA6102、BJ492Q型发动机为正时齿轮传动;北京切诺基汽车发动机为正时链条传动;上海桑塔纳汽车发动机为正时带传动。四冲程发动机曲轴旋转两周,凸轮轴应旋转应一周,使进、排气门各开、闭一次,并且气门开闭时机须与各缸工作循环的需要相适应。因此,无论是齿轮传动还是链条传动,都必须按照规定的记号装配,其记号一般为轮齿部位的凹坑。•(3)气门挺杆挺杆的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门。挺杆的类型有菌型、筒形非液压式、筒形液压式等,筒形液压式等,筒形液压式挺杆无气门间隙,可以减少发动机的噪声,但精度要求严、成本高,多应用于高级轿车发动机。•(4)气门推杆其作用是将挺杆的推力传给摇臂,驱动气门开启。推杆的上、下端头经热处理并抛磨,以提高耐磨性;杆身有实心和空心两种•(5)摇臂及摇臂轴总成其作用是改变推杆(下置凸轮轴式)、挺杆(中置凸轮轴式)或凸轮(上置凸轮轴式)的推力方向,使气门开启。摇臂轴总成固定在气缸盖上部,主要由摇臂、摇臂轴支座等组成,摇臂制成两臂不等长,这样使挺杆、推杆以较小的升程就能获得气门较大的开度。摇臂长臂一端与气门杆相对应,短臂一端装有调整螺钉及螺母,用来调整气门脚间隙。摇臂轴为空心轴,与摇臂轴支座、摇臂有贯通的润滑油道,以润滑配气机构部分的摩擦表面。三燃料供给系统•一、作用•汽油发动机燃料系的作用是根据发动机不同工作情况的需要,将纯静的空气和汽油配制成适当比例的可燃混合气,送入各个气缸进行燃烧后所产生的废气排入大气中。四点火系统•组成:传统式由蓄电池、发电机、点火线圈、断电器、火花塞等组成。普通式和传统式点火系统类似,只是用电子元件取代了断电器。电子点火式全部是全电子点火系统,完全取消了机械装置,由电子系统控制点火时刻,包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞和电子控制系统等。•功能: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,火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。五冷却系统•组成:水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。风冷式由风扇和散热片等组成。•功能: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。六润滑系统•组成:由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器等组成•功能: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。并对零件表面进行清洗和冷却。起动系统•组成:由起动机及其附属装置组成•功能:要使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。汽车专业术语•上止点•活塞顶所能到达的最高点位置。•下止点•活塞顶所能到达的最低点位置。•活塞行程•上、下止点间的距离。•燃烧室容积•活塞位于上止点时,活塞顶上方的空间。•气缸工作容积•活塞从上止点运行到下止点所让出的容积。•多气缸发动机,各气缸工作容积之和,叫发动机工作容积,也叫发动机排量。•气缸总容积•活塞位于下止点时,活塞顶上方的空间。•压缩比气缸总容积与燃烧室容积的比值压缩比表示进入气缸内的气体被压缩的程度,它是发动机的一个重要参数。在一定范围内适当提高压缩比,可以改善发动机的经济性和动力性。汽油发动机的压缩比一般为6~10,柴油发动机的压缩比一般为16~22汽车发动机指标•发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点,并作为评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有:动力性指标、经济性指标、环境指标、可靠性指标和耐久性指标1.动力性指标•动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标,一般用发动机的有效转矩、有效功率、发动机转速等作为评价指标。(1)有效转矩发动机对外输出的转矩称为有效转矩(2)有效功率发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率(3)发动机转速发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速2.经济性指标•发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率表示。发动机每输出1kW·h的有效功所消耗的燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率.3.环境指标•环境指标主要指发动机排气品质和噪声水平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存的环境,因此各国政府都制定出严格的控制法规,以期削减发动机排气和噪声对环境的污染。当前,排放指标和噪声水平已成为发动机的重要性能指标。•排放指标主要是指从发动机油箱、曲轴箱排出的气体和从汽缸排出的废气中所含的有害排放物的量。对汽油机来说主要是废气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)含量;对柴
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