汽車構(gòu)造必備發(fā)動機(jī)的基本知識

第 一 章 發(fā) 動 機(jī) 的 基 本 知 識 概述四沖程發(fā)動機(jī)的工作原理發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則 一、發(fā)動機(jī)的定義、分類及特點(diǎn)：1、定義：發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器。2、分類及特點(diǎn)：按燃料燃燒的場所分：n內(nèi)燃機(jī)：熱效率高、體積小、起動性能好、便于移動和維修方便。n外燃機(jī)：燃料在鍋爐外部燃燒，加熱內(nèi)部的水，產(chǎn)生高溫、高壓水蒸氣，再送往機(jī)器內(nèi)部，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。按熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的主要構(gòu)件形式分： n活塞式內(nèi)燃機(jī)：n燃?xì)廨啓C(jī)：1.1 概述 車用內(nèi)燃機(jī)水冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)四沖程發(fā)動機(jī)二沖程發(fā)動機(jī)汽油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)動機(jī)單缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)化油器式發(fā)動機(jī)直接噴射式發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)單列式發(fā)動機(jī) 雙列式發(fā)動機(jī) 二、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的分類： 第 二 節(jié) 發(fā) 動 機(jī) 工 作 原 理n 一 、 常 用 術(shù) 語n 上 止 點(diǎn) ： 活 塞 頂 離 曲 軸 中 心線 最 遠(yuǎn) 的 位 置n 下 止 點(diǎn) ： 活 塞 頂 離 曲 軸 中 心線 最 近 的 位 置n 活 塞 行 程 （ S ） ： 上 下 止 點(diǎn) 間 的 距 離 S=2R S2R上止點(diǎn)下止點(diǎn) 上止點(diǎn)下止點(diǎn)工作容積n 汽 缸 工 作 容 積 （ Vh） ： 活 塞 由 上 止 點(diǎn) 到 下 止點(diǎn) 運(yùn) 動 掃 過 的 容 積 。n 發(fā) 動 機(jī) 工 作 容 積 （ 排量 V1） ： 發(fā) 動 機(jī) 全 部 氣 缸 工 作容 積 之 和 。 n 燃 燒 室 容 積 （ Vc） ： 活 塞 在 上 止 點(diǎn) 時 其上 方 的 容 積n 氣 缸 總 容 積 （ Va） ： 活 塞 在 下 止 點(diǎn) 時 其上 方 的 全 部 容 積 Va=Vc+Vhn 壓 縮 比 ： 氣 缸 總 容 積 與 燃 燒室 容 積 之 比 =V a/Vc 上止點(diǎn)下止點(diǎn)燃燒室容積總?cè)莘e2R 二、發(fā)動機(jī)的工作原理n 四 行 程 工 作 原 理n 四 行 程 汽 油 機(jī) 工 作 原 理 進(jìn)氣過程n 作 用 ： 吸 入 新 鮮 混 合 氣n 活 塞 運(yùn) 動 : 從 上 止 點(diǎn) 向 下 止 點(diǎn)n 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 : 0 180 n 氣 門 狀 態(tài) : 進(jìn) 氣 門 打 開 排 氣 門 關(guān) 閉 n 終 了 壓 力 : 7590 kPan 終 了 溫 度 : 80130 壓縮過程n 作 用 ： 壓 縮 混 合 氣 ， 為 燃 燒 創(chuàng) 造條 件n 活 塞 運(yùn) 動 : 從 下 止 點(diǎn) 向 上 止 點(diǎn)曲 軸 轉(zhuǎn) 角 :180 360 n 氣 門 狀 態(tài) : 進(jìn) 、 排 氣 門 均 關(guān) 閉 n 終 了 壓 力 : n 8001400 kPan 終 了 溫 度 : 350400 做功過程n 作 用 ： 燃 燒 高 溫 高 壓 氣 體 膨 脹 做 功n 活 塞 運(yùn) 動 : 從 上 止 點(diǎn) 向 下 止 點(diǎn)n 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 : 360 540 n 氣 門 狀 態(tài) : 進(jìn) 氣 門 、 排 氣 門 均 關(guān) 閉 n 最 高 壓 力 : 2490 3520 kPan 終 了 壓 力 : 300500 kPan 終 了 溫 度 : 1200 oC 排氣過程n 作 用 ： 排 出 膨 脹 做 功 后 的 廢 氣n 活 塞 運(yùn) 動 : 從 下 止 點(diǎn) 向 上 止 點(diǎn)曲 軸 轉(zhuǎn) 角 : 540o720 on 氣 門 狀 態(tài) :進(jìn) 氣 門 關(guān) 閉 、 排 氣 門 打 開 n 終 了 壓 力 : n 105120 kPa終 了 溫 度 : 600900 n 綜 上 所 述 ： 發(fā) 動 機(jī) 每 完 成 一 個 工 作 循 環(huán) 時 ， 曲 軸 轉(zhuǎn) 動 二 周（ 720 ） ， 進(jìn) 、 排 氣 門 各 開 啟 一 次 ， 活 塞 完成 四 個 行 程 ， 其 中 進(jìn) 氣 、 壓 縮 和 排 氣 行 程 是 消耗 動 力 ， 只 有 作 功 行 程 產(chǎn) 生 動 力 。n 發(fā) 動 機(jī) 一 個 工 作 循 環(huán) ： 每 完 成 一 次 進(jìn) 氣 、 壓 縮 、 作 功 、 排 氣 的 過 程 ，稱 為 一 個 工 作 循 環(huán) 。n 四 行 程 發(fā) 動 機(jī) 特 點(diǎn) ： 發(fā) 動 機(jī) 曲 軸 轉(zhuǎn) 二 周 ， 活 塞 往 復(fù) 四 個 行 程 完 成 一個 工 作 循 環(huán) 。四行程汽油機(jī)工作原理 汽油機(jī)工作原理動畫 四沖程柴油機(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)氣門排氣門純空氣溫度300370壓力8090 kPa溫度8001000壓力35 MPa瞬時：溫度18002200壓力510 MPa 溫度700900壓力105120 kPa終了：溫度12001000壓力200400 kPa 四行程柴油機(jī)工作原理n 四 行 程 柴 油 機(jī) 工 作 原 理 概 略 表 汽油機(jī)與柴油機(jī)比較 共同特點(diǎn)1每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。2只有作功行程產(chǎn)生動力。 二行程工作原理1.進(jìn) 氣 孔 2.排 氣 孔 3.換 氣 孔 第一個行程n 活 塞 運(yùn) 動 : 從 下 止 點(diǎn) 向 上 止 點(diǎn)n 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 : 0o180on 作 用 : 活 塞 上 方 壓 縮 活 塞 下 方 進(jìn) 氣 3.換氣孔2.排氣孔1.進(jìn)氣孔 第二個行程n 活 塞 運(yùn) 動 : 從 上 止 點(diǎn) 向 下 止 點(diǎn)n 曲 軸 轉(zhuǎn) 角 : 18 0o360on 作 用 : 活 塞 上 方 做 功 排 氣 活 塞 下 方 預(yù) 壓 二行程柴油機(jī)工作原理 二行程柴油機(jī)工作原理概略表 二行程發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)n 功 率 提 高 ， 當(dāng) n、 Va、 相 同 時 ， 理 論 上其 功 率 是 四 行 程 的 二 倍 ， 實(shí) 際 提 高 1.51.6倍n 作 功 次 數(shù) 多 ， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 平 穩(wěn) ；n 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 維 修 方 便 ；n 換 氣 不 完 善 ， 經(jīng) 濟(jì) 性 差 。 1.3 發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造 一、機(jī)體組：包括氣缸蓋、氣缸體、油底殼等。二、曲柄連桿機(jī)構(gòu)：包括活塞、連桿總成，帶有飛輪的曲軸等。三、配氣機(jī)構(gòu)：包括進(jìn)氣門、排氣門、液力挺桿總成、凸輪軸、凸輪軸正時齒輪等。四、燃料供給系：包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、油管、空氣濾清器、化油器、進(jìn)氣歧管、排氣消聲器等。 五、點(diǎn)火系：包括電源、分電器、點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)火線圈、火花塞等。六、冷卻系：包括水泵、散熱器、風(fēng)扇、水溫表、節(jié)溫器等。七、潤滑系：包括油底殼、機(jī)油集濾器、機(jī)油泵、限壓閥、潤滑油道及油管、油溫和油壓傳感器、油溫和油壓表、油標(biāo)尺等。 八、起動系：包括起動機(jī)、冷起動加熱器及其附屬裝置。 連桿飛輪曲軸活塞 進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時齒輪 配氣機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 搖臂凸輪軸 桑塔納發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系示意圖 桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系示意圖 1.4 發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性一、動力性指標(biāo)：1、 有效轉(zhuǎn)矩：指發(fā)動機(jī)通過曲軸或飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩，通常用T表示，單位為Nm。2、 有效功率：指發(fā)動機(jī)通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。式中：Te 有效扭矩，單位為Nm； n 曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 二、 經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo) 通常用燃油消耗率來評價(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)動機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時內(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 每小時的燃油消耗量，kg/h； Pe 有效功率，kW。 三、發(fā)動機(jī)速度特性：發(fā)動機(jī)的速度特性指發(fā)動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱為速度特性曲線。 四、發(fā)動機(jī)的工況與負(fù)荷：工況：負(fù)荷為零工況：負(fù)荷44.4%工況：負(fù)荷71.7%工況：負(fù)荷100% 1.5 內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則一、 內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號 /-被/-替代1、內(nèi)燃機(jī)名稱：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。 2、內(nèi)燃機(jī)型號由下列四部分內(nèi)容組成。 首部（改為第一部分）：產(chǎn)品特征代號，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示（改為位字母），但需主管部門核準(zhǔn)。 中部（改為第二部分）：由缸數(shù)符號、氣缸排列形式符號、沖程符號和缸徑符號（改為：一般用缸徑或缸徑行程數(shù)字，宜用發(fā)動機(jī)排量或功率表示）等組成。 后部（改為第三部分）：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號燃料特征，以字母表示。增加燃料特征符號（見規(guī)定）。尾部（改為第四部分）：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。第三、四部分之間用短橫分開 內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義規(guī)定如下： n增加氣缸布置形式符號：n：型布置；：型布置；n增加結(jié)構(gòu)特征符號：n：中冷增壓；將改為；n增加用途特征符號：n：農(nóng)用車輛；：林用車輛；n改為 n增加燃料代號：n無：柴油；：汽油；:天然氣；n：壓縮天然氣；：液化天然氣；：液化石油氣；：沼氣；：瓦斯；：煤氣；：柴油與天然氣雙燃料；：乙醇；：生物柴油；等。 n缸、形、缸徑、水冷、增壓中冷、柴油天然氣雙燃料發(fā)動機(jī)為系列代號。n單缸、四沖程、缸徑、水冷柴油機(jī)；為系列代號，為區(qū)分代號。 二、舊型號編制舉例 (1) 汽油機(jī) 1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型 4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第五種變型產(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 8V100： 表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號 (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，水冷車用 6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用 X4105： 表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號 作 業(yè)n 13；14；15；n 1E65F； CA6102Q； 8V100；表示什么含義？