1、發(fā)動機構(gòu)造,一. 汽車發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造,1. 車用內(nèi)燃機的分類,按所用燃料分類：汽油、柴油 按行程分類：四行程、二行程 按冷卻方式分類：風冷、水冷 按氣缸數(shù)目分類：單缸、多缸 按氣缸排列方式分類：直列、V型 按進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 按燃料供給方式（預混合、缸內(nèi)噴射GDI）,車用內(nèi)燃機,2. 發(fā)動機基本術(shù)語,1. 上止點 下止點 活塞行程（S）,曲軸半徑（R） 氣缸工作容積（Vh） 發(fā)動機排量（VL）,上止點：活塞在氣缸內(nèi)做往復直線運動時向上運動到的最高位置。 下止點：活塞在氣缸內(nèi)做往復直線運動時向下運動到的最低位置。 活塞行程：活塞在兩個止點間移動的距離，即上下止點間的距離。

2、 氣缸工作容積：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之差，即活塞在上下止 點間運動所掃過的容積。 發(fā)動機排量：多缸發(fā)動機各缸工作容積的總和。,發(fā)動機的常用術(shù)語,燃燒室容積：活塞處于上止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積。 氣缸總?cè)莘e：活塞處于下止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積。 壓縮比：氣體壓縮前容積與壓縮后容積之比值，即氣缸總?cè)莘e與 燃燒室容積之比，表示氣體的壓縮程度。 四行程發(fā)動機：曲軸轉(zhuǎn)兩圈，活塞上下往復運動四次，完成一個 工作循環(huán)的發(fā)動機。,發(fā)動機的常用術(shù)語,3.四行程發(fā)動機的工作過程,進氣行程 壓縮行程 作功行程（燃燒過程） 排氣行程,四沖程柴油機的工作過程,兩種發(fā)動機工作循環(huán)的不同點,1）混合氣行程

3、形成方式 2）點燃方式,汽油機用火花塞點燃混合氣，柴油機將柴油噴入氣缸，自行著火燃燒。,汽油機進入氣缸的是可燃混合氣，柴油機進入氣缸的是純空氣，燃油在壓縮行程后期噴入氣缸形成混合氣；,4. 發(fā)動機的基本構(gòu)造 ：一機體、二機構(gòu)、六系統(tǒng),機體組：發(fā)動機中用以承載各種運動部件的零件。例如：缸體 曲柄連桿機構(gòu)：發(fā)動機完成工作循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換的主要運動零 件。 配氣機構(gòu)：根據(jù)發(fā)動機的工作次序，定時開關(guān)進排氣門，實現(xiàn) 換氣過程。 燃料供給系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)動機要求，將一定量的混合氣或燃料送 入氣缸。 冷卻系統(tǒng)：將發(fā)動機工作產(chǎn)生的部分熱量及時散發(fā)出去，保證 發(fā)動機的適宜工作溫度 進排氣系統(tǒng)：新鮮空氣或混合氣進入及廢

4、氣的排出裝置。 潤滑系統(tǒng)：輸送潤滑油對運動零件進行清洗、冷卻和潤滑。 點火系統(tǒng)：汽油發(fā)動機中，定時產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。 起動系統(tǒng)：完成發(fā)動機起動過程所需得外力加載裝置。,發(fā)動機的基本構(gòu)造 ：一機體、二機構(gòu)、六系統(tǒng),5. 內(nèi)燃機編碼規(guī)則,二.曲柄連桿機構(gòu),（一）機體組,汽油機的燃燒室,氣缸的排列形式,直列式發(fā)動機,發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的。單列式氣缸體結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，但發(fā)動機長度和高度較大。一般六缸以下發(fā)動機多采用單列式。 有的汽車為了降低發(fā)動機的高度，把發(fā)動機傾斜了一個角度，如上海桑塔納、天津夏利等。,V型發(fā)動機,氣缸排成兩列，左右兩列氣缸中心線的夾角180。 V型氣

5、缸體與單列式氣缸體相比，縮短了機體長度和高度，增加了氣缸體的剛度，減輕了發(fā)動機的重量，但加大了發(fā)動機的寬度，且形狀較復雜，加工困難。這種形式的氣缸體一般用于6缸以上的發(fā)動機。,對置式發(fā)動機,特點：高度小，總體布置方便，有利于風冷。這種氣缸體應用較少。,冷卻方式：水冷與風冷,（二） 活塞連桿組,活塞環(huán),（23道）,（1道）,（三） 曲軸飛輪組,曲軸的形狀和各曲拐的相對位置,曲軸的形狀和各曲拐的相對位置取決于： 1.氣缸數(shù) 2.氣缸排列方式 3.發(fā)火次序 曲拐位置布置的一般規(guī)律： 1）各缸的作功間隔角盡量均衡； 2）連續(xù)作功的兩缸間隔盡量遠； 3）V型發(fā)動機左右兩排氣缸盡量交替作功； 4）曲拐布置

6、盡可能對稱、均勻，使發(fā)動機工作平衡性好。 發(fā)火間隔：720/ i 。,四缸發(fā)動機工作循環(huán),三. 配氣機構(gòu),（一）配氣機構(gòu)分類,1.按氣門的布置形式：頂置、側(cè)置； 2.按凸輪軸的布置位置：下置、中置、上置； 3.按曲軸和凸輪軸的傳動方式：齒輪傳動、鏈條傳動和齒帶傳動； 4.氣門數(shù)：二氣門、多氣門。,1. 氣門布置方式,2. 凸輪軸的布置形式,1）凸輪軸下置和中置 ； 2）凸輪軸上置（頂置，OHC）。 SOHC單頂置凸輪軸 DOHC雙頂置凸輪軸,3. 凸輪軸的傳動方式:皮帶、齒輪、鏈條,4. 每缸氣門數(shù)及其排列方式,1） 二氣門； 2）多氣門： 兩列，一根凸輪軸； 同列，兩根凸輪軸； 斜角排列。,

7、5. 配氣相位（氣門正時）,1）配氣相位 l 進氣門提前打開確保進氣形成開始時進氣門已打開； l進氣門延遲關(guān)閉利用氣流慣性和壓力差進氣； l排氣門提前打開充分利用自由排氣階段自由排氣； l排氣門延遲關(guān)閉盡量排干凈； 2）氣門重疊角,配氣相位,（二） 配氣機構(gòu)的零件和組件,四. 汽油機供給系,1. 汽油機供給系的組成,空氣濾清器,油箱,軟管,化油器,進氣歧管,汽油泵,汽油濾清器,消聲器,化油器式,化油器式汽油機供給系的組成,燃油供給裝置包括汽油箱、汽油濾清器、汽油泵和油管，用以完成汽油的貯存、輸送及清潔的任務； 空氣供給裝置包括空氣濾清器，在轎車上有時還裝有進氣消聲器， 可燃混合氣形成裝置化油器

8、； 可燃混合氣供給和廢氣排出裝置，包括進氣管、排氣管和排氣消聲器。,2. 汽油的性能指標,汽油蒸發(fā)性和流動性好,所以采用缸外混合方式； 汽油易點燃,所以汽油發(fā)動機采用點燃式； 汽油牌號標識其抗爆性(抗自然能力),是指其辛烷值的含量, 例如90#汽油,其辛烷值的含量不低于90； 汽油熱值(約為44000kj/kg)。,抗爆性（辛烷值） （1）抗爆性與爆燃 （2）測定方法 ：研究法(用RON表示)和馬達法(用MON表示) （3）提高抗爆性的方法：四乙鉛Pb(C2H5)4有毒；甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚（MTBE）或乙基叔丁基醚（ETBE）,3. 簡單化油器的基本結(jié)構(gòu),4. 空燃比與空氣過量系數(shù),5.

9、 化油器的主要工作系統(tǒng),主供油系統(tǒng)； 怠速系統(tǒng)； 大負荷加濃系統(tǒng)(省油器)； 加速系統(tǒng) ； 起動系統(tǒng)。,五. 電控汽油噴射系統(tǒng),（一）電控汽油噴射系統(tǒng)概述,1. 汽油噴射的類型,(1) 按噴油器數(shù)量分： a. 多點噴射；b. 單點噴射 (2) 按噴油地點分： a. 缸內(nèi)噴射；b. 噴在進氣門前； c. 噴在節(jié)氣門上方 (3) 按進氣量檢測方法來分 a. 質(zhì)量流量式；b. 速度密度方式；c. 節(jié)氣門速度式 (4) 按噴油時間間隔分： a. 連續(xù)噴射；b.間歇噴射 (5) 按控制方式分： a.開環(huán)控制；b.閉環(huán)控制 (6) 按多點噴射的噴油方式分 a. 同時噴油；b. 分組噴油；c. 順序噴油 (

10、7) 按控制裝置形式分： a. 機械式；b. 機械電子式；c. 電子式,2. 電子控制汽油噴射的基本原理,3. 電控汽油噴射系統(tǒng)的控制功能,(1) 汽油噴射控制 (2) 點火提前控制 (3) 怠速控制 (4) 診斷功能 (5) 安全保險功能 (6) 發(fā)動機的其他控制： 進氣管系統(tǒng)與諧振控制 可變氣門升程與配氣定時控制 EGR,(二) 電控汽油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),電控汽油噴射系統(tǒng)的組成,1) 燃油供給系統(tǒng) 2) 空氣供給系統(tǒng) 3) 電控系統(tǒng) 由電控單元ECU(微機)、各種傳感器和執(zhí)行器組成。 4) 點火系統(tǒng),1. 燃油供給系統(tǒng)的組成,汽油泵 汽油濾清器 壓力振動衰減/阻尼器（與滾柱汽油機配套） 噴油

11、器（單點、多點） 油壓調(diào)節(jié)閥 冷起動噴油器 和時間開關(guān),2. 進氣系統(tǒng),3. 電子點火系統(tǒng)示意圖,4. 電子控制系統(tǒng)工作原理框圖,(1) 電控系統(tǒng)的組成,（1） 傳感器 （2） 執(zhí)行元件 （3）電子控制單元（ECU）,噴油器INJ； 真空電磁閥VSV； 怠速控制器ISC； 廢氣再循環(huán)EGR； 汽油泵； 點火線圈。,(2) 空氣流量傳感器,熱線型,卡門渦流型,翼板型,（三) 故障診斷及故障應急系統(tǒng),故障自診斷(Trouble Diagnoses System),由于發(fā)動機電子控制系統(tǒng)復雜，電子元件非常之多，當某一元件或其線路發(fā)生故障后，排查故障就成為非常棘手的問題，為了解決這一問題，電控系統(tǒng)多設

12、有故障自診斷系統(tǒng)。 當控制系統(tǒng)檢測到元件故障時，ECU會點亮儀表板上的“檢查發(fā)動機”CHECK ENGINE燈，提醒駕駛員發(fā)動機已出現(xiàn)故障，并將故障信息儲存到ECU中，通過一定程序，能將故障代碼及有關(guān)信息資料調(diào)出，供檢修參考使用。,故障應急系統(tǒng)(Fail-Safe System),發(fā)動機電控系統(tǒng)中任一個電子元件損壞、接頭松動、電路斷路或短路，發(fā)動機便不能工作，為此電控系統(tǒng)中都設有故障應急系統(tǒng)（跛行功能、后備模式）。 故障應急系統(tǒng)檢測到電控系統(tǒng)中有故障時自動運行，此時ECU按預先設計好的程序或參數(shù)運行，為了安全起見，故障應急模式運行時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車速都有限制。同時，ECU點亮故障指示燈，提醒駕

13、駛員電控系統(tǒng)有故障，應盡快維修。,六. 柴 油 機,1. 柴油機的優(yōu)點,壓縮比較大，柴油機為1522，而汽油機為610。 熱效率較高，柴油機為3040，而汽油機為2030，柴油機能使熱能更多地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。 柴油機的燃油消耗率比汽油機低，柴油的價格也比汽油便宜，因此經(jīng)濟性好。 柴油機由于沒有點火系，油路系統(tǒng)機件精密，故障相對減少，工作可靠性高。 由于柴油機是將燃油噴入大量的高溫空氣中進行燃燒，CO和HC的生成量比汽油機少得多，所以排放物污染小，但易產(chǎn)生碳煙等。,2. 柴油,發(fā)火性：評價柴油的自燃能力，用十六烷值來表示。 蒸發(fā)性 粘度：燃料流動性的尺度 。 凝點：柴油開始失去流動性的溫度 。,3

14、. 燃燒室,統(tǒng)一式燃燒室,分隔式燃燒室,4. 柴油機燃油供給裝置的組成,燃油供給裝置 空氣供給裝置 混合氣形成裝置 廢氣排出裝置,（1）噴油器,噴油器的主要零件是噴油嘴(針閥和針閥體)，多用耐熱強度好的優(yōu)質(zhì)軸承鋼制成，是不能互換的高壓精密偶件。,（2）噴油泵的作用,提高油壓(定壓) 為使燃油高速噴入燃燒室中，獲得好的噴霧質(zhì)量,須將噴油壓力提高到10MPa20MPa。 控制噴油時間(定時) 按規(guī)定的時間噴油和停止噴油。為此，噴油泵凸輪軸的轉(zhuǎn)速和配氣機構(gòu)凸輪軸的轉(zhuǎn)速是一致的。 控制噴油量(定量) 根據(jù)柴油機的工作情況，改變噴油量的多少，以調(diào)節(jié)柴油機的轉(zhuǎn)速和功率。,噴油泵的類型,1) 柱塞式噴油泵 發(fā)展和應用的歷史較長，為大多數(shù)車用柴油機所采用。 2) 泵噴油器式 將噴油泵和噴油器結(jié)合為一體，省掉了高壓油管。它多用在柱塞運動速度較高的二沖程柴油機上(包括PT系統(tǒng))。 3) 轉(zhuǎn)子分配式噴油泵 它只用一對柱塞副產(chǎn)生高壓，依靠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)或柱塞的旋轉(zhuǎn)