1、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造第1頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20221阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校目錄往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)和特性第2頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20222阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校目標(biāo)掌握汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、總體構(gòu)造和基本工作原理； 掌握發(fā)動(dòng)機(jī)基本術(shù)語(yǔ)、主要技術(shù)參數(shù)和國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的編號(hào)規(guī)則； 掌握發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的定義和作用。 第3頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20223阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第4頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20224阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)?；拘g(shù)語(yǔ)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)的幾種分類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造目錄第5頁(yè)，共51頁(yè)。8/5

2、/20225阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校2.1 基本術(shù)語(yǔ)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(V h )發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc )氣缸總?cè)莘e(Va )VL= V h iVh= D2S 10-6/4 （L）D氣缸直徑（mm）S活塞行程（mm ）第6頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20226阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第7頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20227阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第8頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20228阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第9頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20229阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第10頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202210阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第11頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202211阿勒泰地區(qū)職業(yè)

3、技術(shù)學(xué)校第12頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202212阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第13頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202213阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單工作原理一、四沖程汽油機(jī)的工作原理1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程第14頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202214阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校進(jìn)氣行程排氣門(mén)關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟活塞溫度370440 K， 壓力7590 kPa大氣壓力線PVra示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。第15頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202215阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校壓縮行程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉活塞壓縮比：=Va/Vc

4、PVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600800K， 壓力6001500 kPa第16頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202216阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校作功行程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa 第17頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202217阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校 排氣行程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)打開(kāi)活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度9001200 K 壓力105125 kPa殘余廢氣第18頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202218阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校二、四沖

5、程柴油機(jī)的工作原理噴油器噴油泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)純空氣溫度300370K壓力800900 kPa溫度8001000K壓力35 MPa瞬時(shí)：溫度18002200K壓力510 MPa溫度8001000K壓力105400 kPa終了：溫度8001000K壓力105400 kPa第19頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202219阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)當(dāng)中有什么相同之處？第20頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202220阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校相同點(diǎn)：每個(gè)工作循環(huán)中曲軸都轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸都轉(zhuǎn)半周。只有在作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。第21頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20222

6、1阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)當(dāng)中有什么不同呢？第22頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202222阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校不同點(diǎn) 汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣在缸外混合，吸進(jìn)氣缸的是可燃混合氣吸進(jìn)氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點(diǎn)火系無(wú)點(diǎn)火系無(wú)噴油器有噴油器第23頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202223阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理第24頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202224阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校一、二沖程汽油機(jī)工作原理壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣掃氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞1、結(jié)構(gòu)第25頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/20

7、2225阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校二、二沖程柴油機(jī)工作原理?yè)Q氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門(mén)第26頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202226阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校思考二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何不同點(diǎn)？理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。構(gòu)造簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小。易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量較少。第27頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202227阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)冷卻方式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)燃燒的燃料工作行程數(shù)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排列方

8、式單列式發(fā)動(dòng)機(jī)雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)第28頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202228阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校為了便于內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)管理和使用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB72582)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱(chēng)和型號(hào)編制規(guī)則中對(duì)內(nèi)燃機(jī)的名稱(chēng)和型號(hào)作了統(tǒng)一規(guī)定。1. 內(nèi)燃機(jī)的名稱(chēng)和型號(hào) 內(nèi)燃機(jī)名稱(chēng)均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等。 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語(yǔ)拼音字母組成。 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下四部分組成： 首部：為產(chǎn)品系列符號(hào)和換代標(biāo)志符號(hào)，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門(mén)核準(zhǔn)。 中部：由缸數(shù)符號(hào)、沖程符號(hào)、氣缸排列形式符號(hào)和缸徑符號(hào)等組成。 后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號(hào)，以字母表示。 尾部：區(qū)分符號(hào)。同一系列

9、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29頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202229阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校內(nèi)燃機(jī)型號(hào)的排列順序及符號(hào)所代表的意義內(nèi)燃機(jī)型號(hào)的排列順序及符號(hào)所代表的意義規(guī)定如下：第30頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202230阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校3. 型號(hào)編制舉例(1) 汽油機(jī) 1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型 4100Q： 表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車(chē)用 4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車(chē)用，第四種變型產(chǎn)品 CA6102： 表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號(hào) 8V100： 表示八缸，四

10、行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車(chē)用，TJ表示系列符號(hào) CA488： 表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號(hào) (2) 柴油機(jī) 195： 表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型 165F： 表示單缸，四行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型 495Q： 表示四缸，四行程，缸徑95mm，水冷車(chē)用 6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車(chē)用 X4105： 表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號(hào) 第31頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202231阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校2.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(jī)構(gòu)

11、曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)供給系點(diǎn)火系冷卻系潤(rùn)滑系起動(dòng)系第32頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202232阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第33頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202233阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)推桿挺柱正時(shí)齒輪 配氣機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)第34頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202234阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校搖臂凸輪軸第35頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202235阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第36頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202236阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系示意圖第37頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202237阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系示意圖第

12、38頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202238阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱(chēng)為壓縮比。用表示。= Va/Vc 現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為69(轎車(chē)有的達(dá)911)。上海桑塔納轎車(chē)汽油機(jī)壓縮比為8.2。第39頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202239阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校壓縮比過(guò)大的不良后果 名稱(chēng)成因現(xiàn)象后果爆燃由于氣體壓力和溫度過(guò)高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒?；鹧嬉詷O高的速率向外傳播，形成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)壓力波撞擊燃燒室壁時(shí)就發(fā)出尖銳的敲缸聲。還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后

13、果。嚴(yán)重爆燃時(shí)甚至造成氣門(mén)燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等。表面點(diǎn)火由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱處(如排氣門(mén)頭，火花塞電極，積炭處)點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。伴有強(qiáng)烈的較沉悶敲擊聲。產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降低。第40頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202240阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài) 狀態(tài)行程溫度(K)壓力進(jìn)氣行程3704407590 kPa壓縮行程6008006001500 kPa作功行程22002800(瞬時(shí)最高)15001700(作功終了)35MPa (瞬時(shí)最高)300500 kPa (作功終了)排氣行程9001200105125 kPa第41頁(yè)，共51頁(yè)

14、。8/5/202241阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校柴油機(jī)工作時(shí)各行程狀態(tài)參數(shù) 狀態(tài)行程溫度(K)壓力進(jìn)氣行程320350800900 kPa壓縮行程800100035MPa作功行程22002800(瞬時(shí)最高)15001700(作功終了)35MPa (瞬時(shí)最高)300500 kPa (作功終了)排氣行程8001000105125 kPa第42頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202242阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)是用來(lái)衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有：動(dòng)力性能指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)和排放性能指標(biāo)。 (1) 動(dòng)力性能指標(biāo) 動(dòng)力性能指標(biāo)指曲軸對(duì)外作功能力的指標(biāo)，包括有效扭矩、有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速

15、。 a. 有效扭矩：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸或飛輪對(duì)外輸出的扭矩，通常用Te表示，單位為Nm。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過(guò)連桿、傳給曲軸產(chǎn)生的扭矩，并克服了摩擦，驅(qū)動(dòng)附件等損失之后從曲軸對(duì)外輸出的凈扭矩。 b. 有效功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸或飛輪對(duì)外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對(duì)外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可以在專(zhuān)用的試驗(yàn)臺(tái)上用測(cè)功器測(cè)定，測(cè)出有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速，然后用下面公式計(jì)算出有效功率。 第43頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202243阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校式中：Te 有效扭矩，單位為Nm； n 曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 c.

16、 轉(zhuǎn)速：指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱(chēng)為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。按照汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的規(guī)定汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能在額定工況下連續(xù)運(yùn)行3001000小時(shí)。 第44頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202244阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校(2) 經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo) 通常用燃油消耗率來(lái)評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。燃油消耗率是指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kWh，計(jì)算公式如下 式中：GT 每小時(shí)的燃油消耗量，kg/h； 第45頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202245阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)

17、學(xué)校Pe 有效功率，kW。 很明顯，有效燃油消耗率越小，表示發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出凈功率所消耗的燃油越少，其經(jīng)濟(jì)性越好。通常發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上給出的有效燃油消耗率ge是最小值。 (3) 排放性能 排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。 第46頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202246阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校2. 特性 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有效扭矩Te，有效功率Pe，有效耗油率隨其運(yùn)轉(zhuǎn)工況(負(fù)荷、轉(zhuǎn)速)變化而變化的關(guān)系稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。其性能指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性，而性能指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性。用曲線來(lái)表示這些關(guān)系，稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的特性曲線。發(fā)

18、動(dòng)機(jī)特性是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行全面評(píng)價(jià)和鑒定的依據(jù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)特性中 ，其速度特性最為常用，下面僅介紹發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。 第47頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202247阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第48頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202248阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校第49頁(yè)，共51頁(yè)。8/5/202249阿勒泰地區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校速度特性 發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性指發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)Te，Pe，ge，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱(chēng)為速度特性曲線。速度特性可以在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得。當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度保持不變時(shí)，同時(shí)用測(cè)功器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸施加一定數(shù)值的阻力矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定時(shí)即阻力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的有效扭矩相等時(shí)，可用轉(zhuǎn)速表測(cè)出此時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，同時(shí)在測(cè)功器上測(cè)出該轉(zhuǎn)速下的有效扭矩Te，計(jì)算出有效功率P