发动机构造培训

FTCE发动机构造培训发动机构造培训技术部2005.3FTCE发动机构造培训1.2国产车分类类型说明微型轿车Minicar发动机排量小于或等于1L的轿车普通级轿车Subcompactcar发动机排量大于1L且小于或等于1.6L的轿车中级轿车Compacet发动机排量大于1.6L且小于或等于2.5L的轿车中高级轿车Intermediatecar发动机排量大于2.5L且小于或等于4L的轿车高级轿车Limousinecar发动机排量大于4L的轿车FTCE发动机构造培训第一章汽车发动机总论1.1概述发动机是将自然界中某一种能量转变为机械能的机器。而汽车发动机则是将某种能量转变为驱动汽车行驶的动力的一种机器。FTCE发动机构造培训热力发动机可分为外燃机和内燃机。燃料燃烧后产生的热能通过其他介质（工质）转变为机械能的称为外燃机。燃料燃烧后产生热能直接转换为机械能的称为内燃机。活塞式内燃机按活塞运动方式可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。FTCE发动机构造培训1.2汽车发动机的分类按每工作循环活塞行程数分按使用的燃料分根据多缸发动机气缸排列方式的不同分根据冷却方式的不同分根据进气有无增压分FTCE发动机构造培训1.3汽车发动机及传动装置在汽车上的布置形式（1）发动机前置，后轮驱动（FR）优点是前后轴荷分配比较均匀，对提高操纵稳定性、行驶平顺性和轮胎寿命比较有利，操纵机构简单，发动机冷却条件好。缺点是前后轴距较大，在车身较低的轿车上。FTCE发动机构造培训（2）发动机前置，前轮驱动（FF）特点：省去了从发动机到后桥的传动轴，机构紧凑，增加了车身中部的空间，前轴负荷较大，轿车高速行驶时更为安全，转弯且加速时行驶稳定性较好。FTCE发动机构造培训（3）发动机中置，后轮驱动（MR）这是大多数运动型轿车和方程式赛车上所采用的布置形式，都是功率和尺寸很大的发动机，座椅之后和后桥之前，有利于获得最佳轴荷分配和提高车辆行驶性能。FTCE发动机构造培训（4）发动机后置，后轮驱动（RR），由于省去了传动轴，整车质量轻，轴距短，机动性好。但后轴负荷过大，使车辆操纵稳定性变差（5）发动机前置，四轮驱动（4WD）这是军用越野车、大部分吉普车、和一部分高性能轿车上采用的布置形式。FTCE发动机构造培训第2章发动机的工作原理2.1概述如1.1中所述，往复活塞式内燃机是一种热力机械，为了产生动力，首先应将燃料和空气供入气缸，经过压缩、燃烧，将燃料中的化学能转换成热能，以燃烧产生的高温高压气体为工作介质，通过有活塞、连杆、曲轴构成的曲柄连杆机构将热能转换为机械能、对外输出动力，最后还要将燃烧后的废气排出气缸。FTCE发动机构造培训2.2汽车发动机的燃料2.2.1汽油机的燃料-汽油汽油是一种从石油中提炼出来的石油产品。汽油是一种密度小而易挥发的液体燃料，主要成分为轻质烃类碳氢化合物的混合物。FTCE发动机构造培训2.2.2汽油的品质1.汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油抵抗自然的一种能力。自燃的温度越高，抗爆能力越强，也就是抗爆性越好。2.汽油的热值单位质量或单位容积的汽油燃烧时所放出的热量称为汽油的热值。热值越高则在发动机燃烧过程中转换的能量也就越多。3.汽油的蒸发性汽油在汽油机气缸内燃烧的过程是在气态下进行的，所以，汽油的汽化过程要早于燃烧过程。FTCE发动机构造培训2.3汽车发动机工作原理活塞运动到离曲轴中心最远处时，活塞顶部在气缸里的位置叫上止点，通常可用英文缩写TDC表示。活塞运动到离曲轴中心最近处时，活塞顶部在气缸里的位置叫下止点，通常可用英文缩写BDC表示。FTCE发动机构造培训活塞上下止点之间的距离叫活塞行程，通常用S表示。气缸的直径简称缸径，通常用D来表示。曲轴的回转半径叫曲轴半径，通常用R来表示。FTCE发动机构造培训2.3.1四冲程发动机工作原理在气缸内所进行的每一次将可燃混合气燃烧的热能转换为机械能的连续过程，包括进气、压缩、作功（膨胀）、排气四个过程，就是发动机的一个工作循环。需要活塞在上下止点间往返四个单程，即活塞走过四个行程才完成一个工作循环的发动机，就叫四冲程发动机。四冲程发动机的四个行程分别叫进气行程、压缩行程、作功（膨胀）行程和排气行程。FTCE发动机构造培训2.3.2二冲程发动机的工作原理当包括进气、压缩、作功（膨胀）、排气四个过程在内的一个发动机工作循环只需要活塞在上下止点间往返两个单程，曲轴只需转过一周（360°）的发动机，就叫做二冲程发动机。FTCE发动机构造培训第3章汽车发动机总体构造和性能指标3.1概述标志发动机动力性、经济性、污染物排放、噪音等好坏的指标，叫做发动机的性能指标。FTCE发动机构造培训3.2汽车发动机的气缸配置和气缸排列一般采用两种气缸排列方式，一种是气缸成一字形排列，称为单列式发动机，亦称L型。其特点是机体结构简单，可以使用一个整体式气缸盖。另外一种气缸排列方式是两列气缸成V形布置的V型发动机，其特点是发动机总体结构比较紧凑，由于发动机长度和高度尺寸比较小，所以在汽车上布置起来比较方便，其缺点是机体形状比较复杂，至少需要使用两个气缸盖。FTCE发动机构造培训表1汽车发动机各机构、系统的组成和主要功能机构或系统名称主要零部件或装置主要功能曲柄连杆机构活塞组、连杆组、曲轴飞轮组变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动；变作用在活塞上的燃气力为曲轴输出的功率，实现热——功转换固定件组气缸盖、机体（气缸体+曲轴箱），油底壳构成发动机骨架，支承曲柄连杆机构及其它机构和系统配气机构配气凸轮轴及随动件控制发动机进、排气门的开闭3.3汽车发动机各机构、系统的组成和主要功能FTCE发动机构造培训机构或系统名称主要零部件或装置主要功能汽油机燃料供给系统化油器或喷油器，燃油箱，燃油泵，燃油滤清器等向汽油机气缸提供所合适空燃比的可燃混合气柴油机燃料供给系统喷油泵，喷油器，调速器，燃油箱，燃油泵，燃油滤机油滤清器清器等定时、定量向柴油机气缸提供雾化的柴油汽油机的点火系统断电器，高压线圈，分电器，火花塞，高压导线等定时点燃汽油机气缸中的可燃混合气润滑系统机油泵，机油滤清器，机油散热器等对相对运动的摩擦副进行润滑和散热FTCE发动机构造培训机构或系统名称主要零部件或装置主要功能冷却系统散热器（水箱），风扇，水泵，恒温器等冷却发动机受热零部件，降低发动机热负荷起动系统起动电机及附属装置（热电塞等）供发动机从停机状态转为运转状况电源蓄电池，充电发电机，调节器提供汽车和发电机用电正时传动系统正时齿带轮，正时齿带（或正时齿轮，或正时链轮等）对配气、点火（汽油机）、供油（柴油机）进行定时传动FTCE发动机构造培训机构或系统名称主要零部件或装置主要功能进排气系统空气滤清器进气管（总管、歧管），排气管，消声器等提供洁净，充气效率高的进气，顺利派出废气，降低排气噪音排放污染物净化系统燃油蒸发控制装置，曲轴箱强制通风装置，废气净化装置降低发动机废气能量对进气增压；提高发动机功率电控发动机管理电控单元，传感器，执行机构等通过电控单元实现对发动机供油、点火、怠速、排放等进行集中控制FTCE发动机构造培训3.4汽油发动机主要性能指标1.动力性指标动力性指标主要是指发动机的有效转矩（即主轴的输出转矩）和有效功率（即主轴的输出功率）。2.经济性指标经济性指标主要是指发动机的燃油消耗率，即发动机每发出1KW有效功率，在一小时内所消耗的以g为单位的燃油消耗率量。FTCE发动机构造培训3.排放指标和噪声指标排放指标主要是指发动机油箱、曲轴箱排出的气体和从气缸排出的废气中所含的有害排放的量。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）的量；对柴油机来说主要是废气中的氮氧化物(NOx)和颗粒的量。FTCE发动机构造培训第4章曲柄连杆机构4.1概述曲柄连杆机构是将往复活塞式内燃机燃料的化学能通过燃烧放出的热能，再转化为机械能的主要机构，它由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组三个部分组成。FTCE发动机构造培训4.1.1曲柄连杆机构的任务曲柄连杆机构的任务主要有：第一，为了把热能转化为机械能并对外作功，就必须通过这套机构把活塞的往复直线运动，经连杆的摆动变为曲轴的旋转运动。第二，将通过燃油燃烧施加在活塞顶上的燃气力，经连杆传给曲轴使曲轴获得转矩，对外输出功率。FTCE发动机构造培训4.1.2曲柄连杆机构的工作条件内燃机是一种热力机械，在热—功转换的过程中，曲柄连杆机构要受到很高的机械负荷和热负荷。FTCE发动机构造培训4.2活塞组汽车发动机的活塞组通常是由活塞、活塞销、活塞环（气环和油环）等主要零件组成。活塞环装在活塞头部的环槽中，活塞销装在活塞的销孔中，为了防止活塞销滑出销孔刮伤气缸，用活塞销挡圈卡在销孔的槽内。4.2.1活塞活塞的功能、工作条件和对活塞的要求FTCE发动机构造培训4.2.2活塞销1.活塞销的功能和工作条件2.活塞销的材料3.活塞销的结构和安装4.2.3活塞环活塞环有气环和油环两种，它们具有完全不同的功能，它们分别装在活塞的气环槽和油环槽。FTCE发动机构造培训4.2.2活塞销活塞销的功能和工作条件活塞销的材料活塞销的结构和安装4.2.3活塞环活塞环有气环和油环两种，它们具有完全不同的功能，它们分别装在活塞的气环槽和油环槽。FTCE发动机构造培训4.3连杆组汽车发动机的连杆组通常由连杆体、连杆螺栓（及螺母）、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦等零件组成。连杆组受力情况复杂，所以要求它们在质量尽可能小的条件下具有足够的强度和刚度。FTCE发动机构造培训4.3.1连杆体和连杆大头盖连杆体和连杆大头盖通过连杆螺栓连接后构成了一个连杆，成为连杆的主要部分。汽车发动机的连杆通常采用中碳钢（如45号、40号），或中碳合金钢（如40Cr等）经模锻或锟锻再经热处理、机械加工而成。FTCE发动机构造培训4.4曲轴飞轮组汽车发动机的曲轴飞轮组通常由曲轴、飞轮、曲轴上的正时齿轮（或正时链轮、正时齿轮、曲轴皮带轮（有时包括扭震减震器）等组成。曲轴飞轮组的主要功能是将由活塞组、连杆组传来的力转变为转矩而输出，此外，它还要驱动发动机的配气机构、分电器、汽油泵、柴油机的然油泵；同时，还要驱动润滑油泵、冷却水泵、充电发动机、冷却风扇、空气压缩机、汽车空调压缩机等各种辅助装置。FTCE发动机构造培训4.4.1曲轴1.曲轴的工作条件和材料曲轴是曲轴飞轮组中最主要的零件。它由前轴、曲拐、后端及平衡重等几部分构成。FTCE发动机构造培训2.曲轴的基本结构形式曲轴前端用来安装曲轴正时齿带轮（或正时链轮、正时齿轮）、皮带轮（通常含扭振减震器即减震皮带轮）、起动爪以及防止润滑油泄漏的油封装置（如骨架式油封、挡油圈等）。曲轴后端一般有安装飞轮用的凸缘和防止润滑油泄漏的油封装置，通常为骨架式油封。FTCE发动机构造培训为了对主轴颈与主轴承、曲柄销和连杆大头轴承进行润滑，主轴颈和曲柄销上分别钻有径向油道，它们分别与穿过曲臂内部的斜油道相通。3.曲轴的止推曲轴各曲拐以及装在曲轴上的零件如正时齿带轮等与机体的壁面或轴承盖的端面必须留存适当的轴向间隙，以保证曲轴在受热膨胀后轴向不致卡死。FTCE发动机构造培训4.主轴承曲轴主轴承和连杆大头轴承一样，也是剖分为两半的滑动轴承，即主轴瓦（上瓦和下瓦）5.曲轴平衡块为了平衡旋转惯性力，一般可在曲轴的曲臂延长部分设置平衡块。FTCE发动机构造培训4.4.2曲轴皮带轮和扭振减震器汽车发动机的.曲轴皮带轮和扭振减震器都装在曲轴的前端。4.4.3飞轮飞轮是一个具有相当大转动惯量的铸铁或钢制的圆盘，用螺栓固定在曲轴后端的凸缘上。FTCE发动机构造培训4.5平衡轴机构为了减轻和消除这些不利影响，在这些发动机上趋向于采用辅助的平衡机构来解决问题。FTCE发动机构造培训第5章机体、气缸盖和油底壳5.1概述机体、气缸盖和油底壳构成了发动机的主要固定件组。机体是安装发动机大部分零部件的基础骨架，又是发动机冷却系统、润滑系统的组成部分。气缸盖用来封闭机体的上部，与活塞顶部和气缸壁一道构成燃烧室；气缸盖上通常设有配气机构、汽油机的火花塞或柴油机的喷油器等，同时与发动机的进气、排气系统相连