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第四讲汽车发动机王国权第四讲汽车发动机四冲程汽油机基本工作原理现代汽车发动机的总体组成柴油机结构特点和工作原理发动机的分类发动机的主要性能指标知识点问题？•汽车发动机是怎样把汽油的化学能能转换成机械能的呢？•四冲程汽油机工作原理.MPG一、发动机基本知识•发动机的本质:•是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。•四行程汽油机是一个气缸-活塞系统，燃料在气缸中燃烧，推动活塞运动，经过曲柄连杆机构再将往复运动转换为旋转运动。•单缸四行程汽油机工作原理.MPG•怎样才能实现能量的转换呢？•或者，通过一个什么样的装置可以实现能量的转换？发动机时由这些东西组成的！发动机时由这些东西组成的！发动机时由这些东西组成的！过仔细的分析，发现——要实现上述能量转换，需要这样一个装置，这个装置可以分为以下部分：•机体组•曲柄连杆机构•供给系•润滑系统•冷却系统•点火系统•起动系统1.机体组：曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳1.机体组：是发动机的骨架，是在它的上面安装着发动机的主要零件和附件，承受各种载荷。机体组由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等组成。一般用灰铸铁铸成，上部的圆柱形空腔称为气缸，下部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等气缸体：三种气缸体一般式龙门式隧道式曲轴箱曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。结构：分上曲轴箱和下曲轴箱上轴箱：与气缸体铸成一体下轴箱:贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。材料：薄钢板冲压（下曲轴箱）气缸垫气缸盖气缸盖罩衬垫安装火花塞气缸盖气缸盖：安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。有进、排气门座，气门导管孔，进气通道和排气通道。汽油机有安装火花塞的孔，柴油机有安装喷油器的孔。•气缸垫：•装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。活塞连杆机构2.活塞连杆机构是做功和运动转换装置，由活塞连杆组和曲轴飞轮组构成。活塞连杆组：由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成.•活塞：•与高温气体直接接触，顶部瞬时温度可达2500K以上，作功行程承受气体压力高达3～5MPa；在气缸内以很高的速度(8～12m/s)运动；•一般采用高强度铝合金制造。连杆作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。连杆组件分解图发动机视频\连杆.MPG连杆轴瓦：为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。曲轴飞轮组曲轴飞轮组：由曲轴、飞轮和一些附件组成。发动机最重要的机件之一。与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。曲轴：贮存作功行程的能量，以克服进气、压缩和排气行程的阻力和其它阻力，使曲轴能均匀地旋转。3发动机供给系统飞轮：3.发动机供给系统空气供给系和燃油供给系组成。燃油箱空气滤清器进气软管进气岐管排气管汽油泵汽油滤清器发动机供给系•功用：储存、输送清洁燃料和空气，根据发动机工况，配置供给汽缸一定浓度的可燃混合气，并将燃烧后的废气排入大气。•组成：•汽油供给装置；•空气供给装置；•混合气形成装置；•废气排出装置；发动机空气的供给由配气机构实现，通过控制进、排气门的启闭和持续时间，提供能量转换的需要空气和排除废气。由气门组、气门驱动机构组成。（1）发动机空气供给系统配气机构的形式包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片、弹簧座。气门组：气门座实物图进气门排气门气门实物图气门驱动机构组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。凸轮挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮正时齿形带驱动：凸轮轴气门间隙的概念气门间隙气门间隙气门间隙为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。气门间隙：配气机构控制气门的开、闭。发动机进、排气门的开、闭有什么要求？但实际上，这种气门开、闭方式，对发动机的工作是很不适应的，不能满足发动机对进气量、排气量的要求。理论上讲，进气、压缩、作功、排气各占曲轴转角的180°，也就是说，进、排气门都是在活塞的上、下止点开、闭，延续时间对应了曲轴转角180°。配气相位用曲轴转角表示的进、排气门的实际开、闭时刻和开启的持续时间，称为配气相位。•进气门早开：减小进气阻力，增加进气量。•进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。•排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。•排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。配气相位用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间，称为配气相位。10°~30°40°~80°40°~80°10°~30°上止点下止点4.汽油供给系（2）汽油供给路线图油箱汽油滤清器汽油泵化油器(混合)空气滤清器排气管排气消声器在气缸内燃绕桑塔纳轿车汽油供给系示意图油箱油管汽油泵汽油滤清器喷油器空气滤清器汽油机工作对燃油的要求•理论上来讲，1kg汽油完全燃烧需要14.7kg空气。但不同的工作状况对混合汽浓度有不同的要求。空燃比（A/F）•中国用过量空气系数α表示混合气浓度。发动机实际工作状况对可燃混合气成分的要求工作状况——工况：发动机的转速和负荷。分为：怠速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷工况节气门开度混合气α气缸内性能怠速接近于关闭0.6-0.8废气含量大小负荷逐渐开启0.7-0.9废气作用减弱中等负荷（常用状态）足够的开度0.9-1.1追求经济性大负荷和全负荷最大开度0.85-0.95要求供给最大功率传统发动机可燃混合气的供给——化油器汽油经滤清后送入化油器的浮子室，空气经空气滤清器进入化油器，在气缸吸气气流的作用下，汽油从化油器中吸出，与空气混合后进入气缸。工作原理：利用喉管处的真空度从浮子室中吸油，吸出的汽油与空气混合形成可燃混合气。化油器的主要装置主供油装置利用泡沫管吸入空气，形成泡沫汽油，节气门开度越大，进入泡沫管中的空气越多，燃油越稀。满足中小负荷时，随着节气门的开度增大，燃油逐渐变稀的要求。怠速装置为满足怠速时供油的要求,利用怠速时节气门后高真空度吸油。化油器的主要装置起动装置设置阻风门，增加冷起动时真空度，此时主喷孔、怠速喷孔、过渡喷口一起供油。化油器的主要装置真空加浓利用节气门处的真空度，控制加浓阀的开启，增大主量孔处汽油流量。化油器的主要装置燃油供给系的现状•化油器结构复杂，尽管使用了许多装置以满足不同工作情况时，可燃混合气浓度的需求，但还是很难满足。•现代汽车已经废止化油器。现代发动机都采用电控燃油喷射系统。（3）电控燃油喷射系统的组成燃油供给系、空气供给系、电子控制装置电喷基本原理.mpg电子控制系统.MPG上海桑塔纳2000轿车发动机电子控制汽油喷射系统油箱汽油泵滤清器压力调节器电控单元冷起动阀节气门开关怠速调整螺钉节气门空气流量传感器辅助空气阀油压调节器喷油器燃油分配器空气温度传感器氧传感器曲轴转角传感器转速传感器上海-通用别克轿车电子控制汽油喷射系统（4）空气供给系统空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气温度传感器、进气管等组成。1－空气滤清器2－节气门体3－进气管4－空气流量计4第五讲\空气供给系统.MPG空气滤清器12－纸制滤芯13－上壳体14－下壳体15－带粗滤器进气管组件空气流量计（卡门涡流式）热膜式空气流量计作用：检测进气量的传感器。安装位置：空气滤清器后。节气门体作用：通过改变节气门的大小改变进气通道截面积的大小，来控制发动机的工况，并通过节气门位置传感器检测发动机的负荷。10－节气门11－节气门电计12－应急弹簧13－节气门电机15－怠速开关16－热水进出口17－节气门拉线燃油压力调节器作用：使燃油油压与进气管压力的差值为一定值，以便于ECU控制喷油量。燃油压力调节器汽油滤清器进气温度传感器进气温度传感器节气门位置传感器功用：将节气门的开度信号转换成电压信号输送给ECU。节气门位置传感器功用润滑清洁冷却防锈密封（针对气缸）缓冲降噪4.发动机润滑系统发动机的润滑油路发动机润滑系的组成集滤器、机油泵、油底壳、机油滤清器、机油散热器、机油压力表。放油螺栓油底壳机油滤清器油路集滤器润滑系统——润滑部位桑塔纳润滑系油底壳集滤器机油泵滤清器主油道中间轴主轴承连杆轴承凸轮轴限压阀5.冷却系统水冷系的组成冷却水套.MPG6.点火系统swf\点火原理.swf点火系统——分电器点火系统——点火线圈•点火系统——火花塞•点火系统——半导体点火系•7.起动系统•发动机视频\起动系.mpg发动机工作原理回顾•ideas_制作的发动机工作全过程_complete.mpg