01-發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造

1、1,學(xué)習(xí)“發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造”的基本要求,1.組成發(fā)動(dòng)機(jī)由哪些基本部分構(gòu)成？各構(gòu)成部分又包括哪些總成？各總成又包括哪些零件？學(xué)習(xí)“發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造”后，應(yīng)能將發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)層層分解，心中有數(shù)。2.功能及工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)各組成部分（包括總成、零件）的作用是什么？它是怎樣實(shí)現(xiàn)（完成）它的功能？在此基礎(chǔ)上，理解發(fā)動(dòng)機(jī)零件的結(jié)構(gòu)形式，理解發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配、調(diào)整、維護(hù)的相關(guān)基本知識(shí)。3.類型發(fā)動(dòng)機(jī)的型式多種多樣，各總成的型式也是多種多樣。它們有哪

2、些基本類型？各基本類型的特點(diǎn)是什么？這是全面掌握發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造必須注意的。以此為基礎(chǔ)，有助于進(jìn)一步學(xué)習(xí)和理解本課中未提及的一些發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造。4.認(rèn)識(shí)通過閱讀課本上的圖和觀察實(shí)物及實(shí)物模型，認(rèn)識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的總成及主要零件。這個(gè)“認(rèn)識(shí)”包括認(rèn)識(shí)實(shí)物及名稱。,2,第一章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理 及總體構(gòu)造,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)分類第二節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)基本結(jié)構(gòu)及術(shù)語(yǔ)第三節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的

3、總體構(gòu)造第五節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)與特性第六節(jié) 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則,3,發(fā)動(dòng)機(jī)的定義,發(fā)動(dòng)機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器現(xiàn)代汽車大多使用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它將燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，把產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,4,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)分類,熱力發(fā)動(dòng)機(jī)　　內(nèi)燃機(jī)(Internal-combustion Engine) ： 活塞式內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)…　　　　外燃機(jī)：蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、熱氣機(jī)…,

4、5,按活塞運(yùn)動(dòng)方式分為往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),活塞式內(nèi)燃機(jī),往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),6,活塞式內(nèi)燃機(jī),按使用燃料,,按點(diǎn)火方式,7,活塞式內(nèi)燃機(jī),按冷卻方式分為液冷發(fā)動(dòng)機(jī)水冷發(fā)動(dòng)機(jī)油冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī),8,活塞式內(nèi)燃機(jī),按完成一個(gè)工作循環(huán)所需行程數(shù)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),9,按氣缸數(shù),單缸發(fā)動(dòng)機(jī),多缸發(fā)動(dòng)機(jī),10,按氣缸排列方式分為：,L型(直列式/單列式)發(fā)動(dòng)機(jī),V型(雙列式)發(fā)動(dòng)機(jī),P型(平臥式/對(duì)置式)發(fā)動(dòng)機(jī)

5、,11,活塞式內(nèi)燃機(jī),按照進(jìn)氣狀態(tài)分類 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣式）,增壓式發(fā)動(dòng)機(jī),非增壓(自然吸氣)式發(fā)動(dòng)機(jī),12,按混合氣形成方式,13,活塞式內(nèi)燃機(jī)分類小結(jié),按活塞運(yùn)動(dòng)方式分為：往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)\旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)按工作循環(huán)分為：四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)；按冷卻方式分為：風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)、水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)；按所用燃料分為：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；按氣缸數(shù)量分為：?jiǎn)胃装l(fā)動(dòng)機(jī)、多缸發(fā)動(dòng)機(jī)；按點(diǎn)火方式分為：強(qiáng)制點(diǎn)火式(點(diǎn)燃

6、式)發(fā)動(dòng)機(jī)、壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)；按氣缸排列方式分為：L型(直列式/單列式)發(fā)動(dòng)機(jī)、V型(雙列式)發(fā)動(dòng)機(jī)、P型(平臥式/對(duì)置式)發(fā)動(dòng)機(jī)；按混合氣形成方式分為：化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)、直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)；按是否對(duì)進(jìn)氣增壓分為：非增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)、增壓式發(fā)動(dòng)機(jī),14,第二節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的 基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語(yǔ),基本術(shù)語(yǔ)工作循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣上、下止點(diǎn)活塞行程 S氣缸工作容積（氣缸排量）Vs發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積（發(fā)動(dòng)機(jī)排

7、量）VL = i Vs燃燒室容積Vc氣缸總?cè)莘e Va　　 Va=Vs+Vc壓縮比ε ε=Va/Vc工況：轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速負(fù)荷率：P/Pmax,15,第三節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理,一、四沖程汽油機(jī)工作原理,16,四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示功圖,進(jìn)氣行程r -> a壓縮行程a -> c作功行程c -> b排氣行程b -> r,,,,,,,P,V,r,示功圖,,大氣壓力線,,c,Z,b,,,上止點(diǎn),下止

8、點(diǎn),a,17,壓縮比ε,定義：ε= Va/Vcε越大，（壓縮終了時(shí)的壓力越大、溫度越高，燃燒速度越快，因此）發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大，油耗率越低。ε過大，易產(chǎn)生爆燃，易產(chǎn)生表面點(diǎn)火。爆燃（爆震）：離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。表面點(diǎn)火：由燃燒室內(nèi)熾熱面或熾熱點(diǎn)點(diǎn)燃混合氣而產(chǎn)生的一種不正常燃燒。汽油機(jī)的壓縮比ε一般為 6～11（車用汽油機(jī)一般8 ～ 11）。柴油機(jī)壓縮比一般為16～22。,18,二、四沖程柴油機(jī)工

9、作原理,柴油的主要特點(diǎn)粘度大；不易蒸發(fā)；自燃溫度低。柴油機(jī)工作循環(huán)與汽油機(jī)相同柴油機(jī)與汽油機(jī)主要不同點(diǎn)混合氣形成：柴油機(jī)不用化油器，燃油直接噴射入氣缸內(nèi)。點(diǎn)火方式：壓燃，無(wú)點(diǎn)火系統(tǒng)。,19,二、四沖程柴油機(jī)工作原理,柴油機(jī)的特點(diǎn) 壓縮比高 柴油機(jī)16～22,汽油機(jī)為6～11；最高轉(zhuǎn)速較低 柴油機(jī)2500～3000(r/min

10、), 汽油機(jī)4000～7000 (r/min)； 油耗較低 比汽油機(jī)低約30%質(zhì)量較大制造、維修費(fèi)用高 噴油泵、噴油器的制造難度大振動(dòng)、噪聲較大 工作粗暴排氣污染小 過量空氣系數(shù)大，燃燒比較完全，CO、HC、NOx 的排放量較少。,20,,,,,與汽油機(jī)工作原理相比，只有一個(gè)行程即作功行程中，柴油機(jī)由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且自燃溫度又較汽油低，所以采用的是,壓縮自燃式點(diǎn)火

11、。,二、四沖程柴油機(jī)工作原理,21,進(jìn)氣行程,壓縮行程,作功行程,排氣行程,新鮮空氣,開始噴油,四沖程柴油機(jī)各行程示意圖,22,三、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)問題,曲軸每轉(zhuǎn)兩周，1個(gè)氣缸作功1次—曲軸轉(zhuǎn)速是不均勻的，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是不平穩(wěn)的。飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，越平穩(wěn)缸數(shù)越多，越平穩(wěn),23,三、二沖程汽油機(jī)工作原理,工作循環(huán)第一行程（活塞向上）：壓縮；進(jìn)氣（進(jìn)入曲軸箱）第二行程（活塞向下）：燃燒作功；換氣（缸內(nèi)進(jìn)氣、排氣）。結(jié)構(gòu)無(wú)進(jìn)、排氣閥（

12、進(jìn)氣孔、排氣孔、掃氣孔均由活塞開、閉）；活塞頂部為一特殊形狀，以利換氣。,24,帶掃氣泵的二沖程柴油機(jī),第一行程活塞上行掃、換、壓第二行程活塞下行排、掃比二沖程汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性好,25,三、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,特點(diǎn)功率大 理論上為四沖程的2倍，實(shí)際為1.5～1.6倍；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 每?jī)纱涡谐叹陀幸淮巫鞴?；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小 無(wú)配氣機(jī)構(gòu)使用、維修方便燃油經(jīng)濟(jì)性差 換氣時(shí)有部分新鮮可燃混合氣隨廢氣被排出排氣污染大

13、與二沖程汽油機(jī)的主要不同之處進(jìn)入缸內(nèi)的是空氣而不是可燃混合氣，因此可方便地增大進(jìn)氣量（如用掃氣泵）。進(jìn)氣充分、燃油經(jīng)濟(jì)性好；進(jìn)氣不經(jīng)過曲軸箱；無(wú)火花塞，有噴油系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。,26,二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示功圖,a-c 壓縮c-z 燃燒z-b 膨脹作功b-f 自由排氣f-d-h 換氣h-a 額外排氣,27,第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造,發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,曲柄連桿機(jī)構(gòu),配氣機(jī)構(gòu),供給系,供給系,供給系,冷卻系,,潤(rùn)滑系,點(diǎn)火系,

14、起動(dòng)系,38,第五節(jié) 主要性能指標(biāo)與特性,表征發(fā)動(dòng)機(jī)性能特點(diǎn)、評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能、促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)和創(chuàng)新動(dòng)力性指標(biāo)：有效轉(zhuǎn)矩、有效功率、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、平均有效壓力經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：有效熱效率、有效燃油消耗率強(qiáng)化指標(biāo)：升功率、強(qiáng)化系數(shù)緊湊性指標(biāo)：比容積、比質(zhì)量環(huán)境指標(biāo)：可靠性指標(biāo)：耐久性指標(biāo)：工藝性指標(biāo)：,39,第五節(jié) 主要性能指標(biāo)與特性,發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性Pe、Te和be隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的變化關(guān)系發(fā)動(dòng)機(jī)外特性節(jié)氣門全開時(shí)

15、的轉(zhuǎn)速特性發(fā)動(dòng)機(jī)部分特性節(jié)氣門部分開啟時(shí)的轉(zhuǎn)速特性,40,發(fā)動(dòng)機(jī)工況（工作狀況）,發(fā)動(dòng)機(jī)工況用負(fù)荷表示負(fù)荷 — 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下可能發(fā)出的最大功率之比，用百分?jǐn)?shù)表示同一轉(zhuǎn)速下，節(jié)氣門開度越大，負(fù)荷越大。但二者不成比例。,工況a 負(fù)荷=0/45=0工況b 負(fù)荷=20/45=44.4%工況c 負(fù)荷=32/45=71.1%工況d 負(fù)荷=45/45=100%,注意：負(fù)荷與功率的概念不可混淆；

16、 負(fù)荷與載荷的概念不可混淆。,41,第六節(jié) 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則（GB/T 725-2008）,內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱均按所采用的燃料命名如：汽油機(jī)、柴油機(jī)、雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下四部分組成第一部分：制造商代號(hào)或系列符號(hào)，由制造廠根據(jù)需要選擇相應(yīng)1~3位字母表示。 第二部分：由氣缸數(shù)、氣缸布置型式符號(hào)、沖程型式符號(hào)、缸徑符號(hào)組成。第三部分：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號(hào)，以字母表示。 第四部分：區(qū)分符號(hào)

17、。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時(shí)，由制造廠選用適當(dāng)符號(hào)表示。第三部分與第四部分可用“-”分隔。,42,型號(hào)的表示方法,,,,,,,,,缸數(shù)符號(hào),,,制造商代號(hào)或系列代號(hào),沖程型式符號(hào),缸徑或缸徑/行程符號(hào)（宜可用發(fā)動(dòng)機(jī)排量或功率）,氣缸布置形式符號(hào),結(jié)構(gòu)特征符號(hào),用途特征符號(hào),區(qū)分符號(hào),無(wú)符號(hào)——多缸直列及單缸臥式V ——V形P ——平臥形H ——H形X ——X形,無(wú)符號(hào)——冷卻液冷卻F ——風(fēng)冷N ——凝氣冷卻S

18、——十字頭式Dz——可倒轉(zhuǎn)Z ——增壓ZL——增壓中冷,無(wú)符號(hào)——通用型及固定動(dòng)力T ——拖拉機(jī)M ——摩托車G ——工程機(jī)械Q ——車用J ——鐵路機(jī)車D ——發(fā)電機(jī)組C ——船用主機(jī)，右機(jī)基本型CZ——船用主機(jī)，左機(jī)基本型Y ——農(nóng)用運(yùn)輸車L ——林業(yè)機(jī)械,E表示二沖程，四沖程不標(biāo)符號(hào),單位由制造商自定,,,,第一部分,第二部分,第三部分,第四部分,,,燃料符號(hào),/,無(wú)符號(hào)——柴油P ——汽油T ——天

19、然氣（煤層氣）CNG ——壓縮天然氣LNG ——液化天然氣LPG ——液化石油氣Z ——沼氣W ——煤礦瓦斯M ——煤氣S ——柴油/天然氣雙燃料SCZ ——柴油/沼氣雙燃料M ——甲醇E ——乙醇DME ——二甲醇FME ——生物柴油,,43,型號(hào)編制舉例,柴油機(jī)G12V190ZLD：12缸、V型、四沖程、缸徑190mm、冷卻液冷卻、增壓中冷、發(fā)電用（G為系列代號(hào)）R175A： 單缸、四沖程、缸徑75m

20、m、冷卻液冷卻、（R為系列代號(hào)、A為區(qū)分代號(hào)）12VE230/300ZCZ：12缸、V型、二沖程、缸徑230mm、行程300mm、冷卻液冷卻、增壓、船用主機(jī)、左機(jī)基本型汽油機(jī)1E65F/P： 單缸、二沖程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型492QP-A： 四缸、直列、四沖程、缸徑92mm、冷卻液冷卻、汽車用、（A為區(qū)分代號(hào)）燃?xì)鈾C(jī)16V190ZLD/MJ： 16缸、V型、四沖程、缸徑190mm、冷卻液冷卻、增壓