汽油機培訓材料

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,發(fā)動機的結構及工作原理,Eric.lee 2008.10.12,Petrol engine train report,第一節(jié)、概述,第二節(jié)、發(fā)動機的專業(yè)名詞,第三節(jié)、四沖程汽油機結構及工作原理,第四節(jié)、二沖程汽油機結構及工作原理,第五節(jié)、汽油機的特性,第六節(jié)、汽油機廢氣排放,第七節(jié)、汽油機常見故障,Petrol Petrol engine train report,第一節(jié) 概述,發(fā)動機又分為外燃機與內燃機兩大類。當燃料在鍋爐中燃燒，將爐中的水燒成水蒸汽，再將蒸氣通到氣缸中驅動機械運轉（如火車用的蒸氣機、發(fā)電機組用的蒸氣輪機），這種發(fā)動機稱為外燃機。將燃料引入氣缸內燃燒，通過燃氣膨脹驅動機械運轉（如柴油機、汽油機、煤氣機等），這種發(fā)動機稱為內燃機。,1,，發(fā)動機的工作原理：,內燃機是把燃料燃燒在發(fā)動機氣缸內部進行燃燒，將燃料的化學能轉變成熱能，然后又將熱能推動汽缸內的活塞做功，轉變成機械能的機器。,Petrol engine train report,發(fā)動機工作過程示意圖,Petrol engine train report,2,，發(fā)動機的分類,汽油機,柴油機,1,）常見的內燃機及發(fā)動機根據燃料的著火方式主要有：,點燃式發(fā)動機（汽油機） 和 壓燃式發(fā)動機（柴油機）,Petrol engine train report,2,）按缸數分： 單缸機 和 多缸機 多缸機分布形式：直列式,V,型,W,型,X,型 星型,Petrol engine train report,3,）按結構特點分：,1,）活塞發(fā)動機,2,）轉子發(fā)動機,3,）燃氣渦輪發(fā)動機,4,）葉片機,4,）按工作原理：四沖程 和 二沖程,Petrol engine train report,5,）按進氣方式：增壓和非增壓,Petrol engine train report,6,）按照冷卻方式分類,Petrol engine train report,3,，發(fā)動機的總體結構,發(fā)動機主要由以下組成：,1,）曲柄連桿機構,2,）配氣機構,3,）燃料供給系,4,）潤滑系,5,）冷卻系,6,）點火系,7,）起動系組成。,Petrol engine train report,1,）曲柄連桿機構,曲柄連桿機構是發(fā)動機實現工作循環(huán)，完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動,Petrol engine train report,2),配氣機構,配氣機構的功用是根據發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉,進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實現換氣過程。配氣機構大多采用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。,Petrol engine train report,汽油機燃料供給系的功用是根據發(fā)動機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。,3),燃料供給系統,Petrol engine train report,4),潤滑系統,潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。,Petrol engine train report,5),冷卻系統,冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節(jié)溫器等組成,。,Petrol engine train report,6),點火系統,在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。,Petrol engine train report,7),起動系統,要使發(fā)動機由靜止狀態(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉。發(fā)動機才能自行運轉，工作循環(huán)才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉動到發(fā)動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發(fā)動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機的起動系,Petrol engine train report,燃料汽油簡介,汽油的組成元素：,H,、,C,汽油牌號：,90,、,93,、,97,。,汽油機使用的燃料是汽油，汽油是從石油中提煉出來的碳氫化合物。按辛烷值不同分為幾個牌號。以,RQ,打頭，后跟汽油的辛烷值。汽油的辛烷值通常有兩種測定方法，即研究法（,RON,）和馬達法（,MON,），其換算關系為（,RON,）,=,（,MON,）,+10,。例如代號為,RQ-90,，,"R",是燃的漢語拼音字頭，,"Q",是汽的漢語拼音字頭，代表燃汽油,-90,是辛烷值（表示研究法辛烷值為,90,），壓縮比大的汽油機應選用較高牌號的汽油。由于環(huán)保的要求，我國在,2000,年,7,月,1,日推廣使用無鉛汽油，含鉛量小于,2.5mg/L,為無鉛汽油。汽油的使用性能指標主要有蒸發(fā)性、熱值、抗爆性,Petrol engine train report,國產發(fā)動機的編號,p13,企業(yè)代碼,缸數,氣缸排列形式,沖程數,缸徑尺寸,結構特征,用途特征,企業(yè)自定義,例如：,CA61101,Petrol engine train report,E65F,： 表示單缸，二行程，缸徑,65mm,，風冷通用型,4100Q,： 表示四缸，四行程，缸徑,100mm,，水冷車用,4100Q-4,： 表示四缸，四行程，缸徑,100mm,，水冷車用，第四種變型產品,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,CA488,： 表示四缸，四行程，缸徑,88mm,，水冷通用型，,CA,表示系列符號,型號編制舉例,Petrol engine train report,第二節(jié)，發(fā)動機專用名詞,Petrol engine train report,發(fā)動機的專業(yè)名詞：,1,、上止點（,TDC,）,top dead center,2,、下止點（,BDC,）,bottom dead center,3,、活塞行程,piston stroke,4,、曲柄半徑,crank throw,5,、氣缸工作容積,cylinder displacement,（,氣缸排量）,6,、發(fā)動機工作容積,engine stroke volume,7,、燃燒室容積,combustion chamber volume,8,、氣缸總容積,cylinder volume,9,、壓縮比,ratio of compression,10,、怠速,Idle,11,、全負荷,WOT,12,、點火提前角,Petrol engine train report,1,、上止點,top dead center,活塞離曲軸中心最遠處。,2,、下止點,bottom dead center,活塞離曲軸中心最近處。,Petrol engine train report,3,、活塞行程,piston stroke,上下止點間的距離。,4,、曲軸半徑,crank throw,連桿大頭中心到曲軸中心的距離。,5,、氣缸工作容積,cylinder,displacement,（,氣缸排量）,活塞從上止點到下止點所掃過的容積。,Petrol engine train report,6,、發(fā)動機的工作容積,engine stroke volume,所有氣缸工作容積之和。,7,、燃燒室容積,combustion chamber volume,活塞在上止點時活塞頂上面的空間的容積,。,8,、氣缸總容積,cylinder volume,活塞在下止點時，活塞上部空間的容積。,9,、壓縮比,ratio of compression,氣缸總容積與燃燒室容積之比。,10,、怠速,Idle,發(fā)動機克服自身磨察阻力工作的最低穩(wěn)定轉速,11,、全負荷,WOT,發(fā)動機在節(jié)氣門在最大開度位置工作,12,、點火提前角： 火花塞開始點火時離上止點角度,Petrol engine train report,第三節(jié)，四沖程汽油機構造及原理,1,，汽油機的構造,2,，汽油機工作原理,1,，汽油機的構造,火花塞,氣缸,進,氣門,活塞,連桿,排氣門,曲軸,返回,凸輪,Petrol engine train report,Petrol engine train report,Petrol engine train report,Petrol engine train report,2,，四沖程汽油機工作原理,吸氣沖程,壓縮沖程,做功沖程,排氣沖程,返回,Petrol engine train report,吸氣沖程,汽油和空氣,此時，活塞被曲軸帶動由上止點向下止點移動，同時，進氣門開啟，排起門關閉。當活塞由上止點向下止點移動時，活塞上方的容積增大，氣缸內氣體壓力下降，形成一定的真空度。由于進氣門開啟，氣缸與進氣管相通，混合氣被吸入汽缸。,空氣由空氣濾清器經進氣道上的化油器，將汽油吸入并霧化成細小的油粒與空氣混合，即形成可燃混合氣，而后進入汽缸。,當活塞移動到下止點時，汽缸內充滿了新鮮混合氣以及上一個工作循環(huán)未排出的廢氣。,返回,Petrol engine train report,壓縮沖程,活塞由下止點移動到下止點，進排氣門關閉。曲軸在飛輪慣性力的作用下帶動旋轉，通過連桿推動活塞向上移動，汽缸內的氣體容積逐漸減小，氣體被壓縮，汽缸內的混合壓力與溫度隨著升高。,一般壓縮比不可太大,一般為,6-8.5,個別可達,9.5-10,太大可引起可燃混合氣過早爆燃,和產生爆震，導致汽油機功率下降，工作條件惡化。,返回,Petrol engine train report,燃燒膨脹沖程,此時，進排氣門同時關閉，火花塞點火，混合氣劇烈燃燒，汽缸內的溫度、壓力急劇上升，高溫、高壓氣體推動活塞向下移動，通過連桿帶動曲軸旋轉。在發(fā)動機工作的四個過程中，只有這個在行程才實現熱能轉化為機械能，所以，這個行程又稱為作工行程。,返回,Petrol engine train report,排氣沖程,燃燒后的廢氣,此時，排氣門打開，活塞從下止點移動到上止點，廢氣隨著活塞的上行，被排出氣缸。由于排氣系統的阻力，且燃燒室也有一點定的容積，所以在排氣終了，不可能將廢氣排凈，這部分留下來的廢氣稱為殘余廢氣。殘余廢氣不僅影響充氣，對燃燒也有不良影響。,返回,Petrol engine train report,第四節(jié)，二沖程汽油機構造及原理,二沖程汽油機主要組成部件：,Petrol engine train report,二沖程汽油機的工作原理,第一沖程：,活塞由下止點向上止點移動，掃氣口和排氣口，壓縮已經進入氣缸的混合氣。由于活塞上移，使活塞下部密閉的曲軸箱內容積不斷加大，壓力降低，形成真空度，當活塞下邊緣將進氣口打開時，在大氣壓力的作用下，可燃混合氣被吸入曲軸箱內?？梢姷谝恍谐淌菈嚎s和予進氣行程 。,第二沖程,：,當上一行程活塞接近上止點時，火花塞點火，點燃以壓縮的混合氣體。由于混合氣體燃燒并急劇膨脹，推動活塞向下移動作功，同時壓縮了曲軸箱內的可燃氣體?；钊蛳乱苿訉⑴艢饪诖蜷_，具有一定壓力的廢氣很快經排氣口沖出體外。活塞繼續(xù)向下移動，隨即掃氣口也被打開（掃氣口上緣略底于排氣口下緣），曲軸箱你被壓縮的可燃混合氣體經掃氣口進入氣缸體內，同時驅逐氣缸內的廢氣繼續(xù)排出。,Petrol engine train report,Petrol engine train report,二沖程汽油機主要特點,二行程發(fā)動機顧名思義就是活塞經過兩次單向運動且曲軸旋轉一周，就產生一次引擎爆發(fā)動力的過程；所以二行程發(fā)動機的特色就是氣缸壁上有多個進氣孔和有一個或以上的排氣孔，而活塞的往復運動就是打開和關閉這些氣孔，因曲軸箱已用來壓送混合氣到氣缸中，所以燃燒氣體是機油和汽油的混合氣。因為只有活塞來控制氣門進排氣動作，所以汽缸進氣孔是低于排氣孔。二行程的特點是結構簡單容易維修，在中高轉速爆發(fā)力強。,優(yōu)點：二沖程發(fā)動機結構比較簡單、重量輕、尺寸小。另外由于曲軸轉一圈就有一次作功，因此，當二沖程發(fā)動機與四沖程發(fā)動機氣缸工作容積、壓縮比、曲軸轉速、每循環(huán)供油量以及其他條件相同時，二沖程發(fā)動機的實際功率將比四沖程發(fā)動機要大（理論上應該大倍，單實際大（,0.50.6,倍）。,缺點：耗油大、廢氣污染 ，可靠性和經濟性較差。,Petrol engine train report,二沖程內燃機換氣,換氣過程分為三個階段，,自由排氣階段、掃氣與強制排氣階段,和,過后排氣,或,過后充氣階段,。,1.,自由排氣階段,從排氣口開啟直到新鮮充量進入氣缸為止。,特點 ：,（,1,）下止點前,60,75°,（,CA,）開啟，氣缸內壓力較高，約為,300600kPa,，氣缸內的燃氣以聲速流出。,（,2,）排氣流量與排氣管內的氣體狀態(tài)無關，只取決于缸內氣體的狀態(tài)和排氣口流通截面的大小。,（,3,）缸內燃氣可以流出大約,70,80,。,2.,掃氣與強制排氣階段,掃氣口開啟，新鮮充量進入氣缸，直到活塞下行到下止點后再上行將掃氣口關閉為止。 特點：利用掃氣氣體強制將廢氣排出氣缸外，還要充入新鮮充量。,3.,過后排氣或過后充氣階段,從掃氣口關閉到排氣口關閉期間。 特點：該階段所持續(xù)的時間較短。由于活塞已經開始上行，缸內氣體壓力提高，對過后排氣是有利的而不利于過后充氣。要達到過后充氣的目的，就必須提高掃氣泵的掃氣壓力，相應地增加掃氣泵消耗的機械功。,Petrol engine train report,二沖程汽油機換氣方式,（,1,）橫流式 （,2,）回流式,3,）直流式,Petrol engine train report,不同換氣方案的比較,1.,橫流掃氣：掃氣口與排氣口布置在氣缸周圍相對的兩個壁面上。 易產生換氣短路，換氣效果差，氣缸的受熱不均勻。,2.,回流掃氣,:,掃氣口與排氣口位于氣缸同側。掃氣口也在縱橫方向有傾斜角，使掃氣氣流的主流在氣缸內沿活塞頂和氣缸壁流動時轉彎而形成回流，將廢氣由排氣口擠出。效果較好,3.,直流式掃氣：,掃氣氣流沿氣缸軸線運動，換氣品質最好，效果較好。,可以方便地實現不對稱換氣，將排氣門較早關閉，以達到過后充氣 的目的。,活塞受到掃氣空氣的冷卻作用，工作條件較好。,由于掃氣口沿整個氣缸圓周分布，氣孔的孔高可以縮短，以減少行程損失。,Petrol engine train report,二沖程的換氣過程與四沖程的差異,（,1,）換氣時間短，換氣質量差： 二沖程為,120°,150 °CA,，而四沖程為,400 °,500 ° CA,。從氣門疊開角占整個內燃機換氣時間的比例來看，非增壓約為,3,8,，增壓為,20,30,，而二沖程達到了,70,80,。將有較多的新鮮充量經過排氣門直接流入排氣管中，增加了空氣消耗量（對于柴油機而言）或混合氣消耗量（對于汽油機而言）。與二沖程增壓發(fā)動機所匹配的增壓器比四沖程發(fā)動機流量大的原因。,（,2,）進、排氣過程同時進行： 四沖程的換氣過程在兩個行程中進行，新鮮充量與廢氣摻混的機會較少，殘余廢氣系數較??；而二沖程換氣時進、排氣過程同時進行，新鮮充量與廢氣易于摻混，殘余廢氣系數比較大。,（,3,）掃氣消耗功大： 盡管二沖程無泵氣損失，但消耗的空氣量大，掃氣泵耗功多，使得其指示熱效率明顯低于四沖程內燃機，因此燃油消耗率較高。,（,4,）二沖程汽油機的,HC,排放高： 對于二沖程汽油機而言，由于在掃氣期間有較多新鮮充量短路而直接流入排氣管，導致其未燃,HC,排放遠高于四沖程發(fā)動機。,Petrol engine train report,第五節(jié)，發(fā)動機的特性,發(fā)動機的特性主要包括：,負荷特性、速度特性、萬有特性,速度特性： 油量調節(jié)部位不變，性能指標隨轉速變化的規(guī)律。,負荷特性： 速度不變，性能指標隨負荷變化的規(guī)律。,全,(,萬有,),特性： 轉速和負荷都變化時，性能指標的變化規(guī) 律。,Petrol engine train report,速度特性,發(fā)動機在油量調節(jié)機構保持不變時（負荷一定），其主要的性能指標隨轉速變化的規(guī)律。,測量：在臺架上將油量控制機構保持不變，調整負荷，轉速相應產生變化，記錄轉速及相應性能指標，繪制曲線。橫坐標為轉速，縱坐標為油耗、轉矩、有效功率。,外特性,當油量控制機構在標定工況位置時（通常為最大）測得的全負荷速度特性稱為外特性。其他的速度特性為部分負荷速度特性。,Petrol engine train report,負荷特性,當發(fā)動機轉速不變，性能指標隨負荷變化的關系；,可在臺架上測取，每一條負荷特性曲線對應一個轉速。特性曲線的橫坐標為有效功率、有效轉矩和平均有效壓力三參數之一；縱坐標為燃油消耗量,B,、燃油消耗率,be,以及排溫、煙度、機械效率等。,可以分析出發(fā)動機經濟性的好壞，油耗線越低越平坦，表示大范圍負荷區(qū)內經濟性越好；在低負荷區(qū)油耗顯著上升，常希望負荷接近經濟負荷區(qū)。,Petrol engine train report,用一個曲線圖來表示內燃機各種性能參數在全工況范圍內的變化關系的特性。,萬有特性曲線一般是以轉速,n,為橫坐標，以負荷（平均有效壓力,pme,）為縱坐標，在圖上繪出若干條等油耗曲線和等功率曲線。,萬有特性上，可以了解到內燃機在各種工況下的性能，很容易找出最經濟的負荷和轉速,。,Petrol engine train report,萬有特性,Petrol engine train report,特性曲線示列,第六節(jié)、汽油機廢氣排放,汽油廢氣對人體的危害：,汽油廢氣主要包括,: CO,HC,NOx,1)CO,：是一種無色無味氣體空氣中是,CO,超過,0.1%,是就回中毒，超過,0.3%,時就會使人在,30min,中使人致命。,2)HC,：包括未燃燒完的燃油、潤滑油極其列解的部分氧化物，如烷烴，芳香烴、醛、酮、酸等上百中成分，它對人體無直接損壞，但在紫外線的作用下，分解物對眼、呼吸道、血液有毒害。,3)NOx,：內燃機一般排出了的,NO,，在大氣中氧化成,NO2,，它具有強烈的刺激味，對肺和心肌有很大的損傷。,Petrol engine train report,Petrol engine train report,概述：,小型汽油機的故障主要是起動困難或起動不了。,原因有：電路系統的故障、燃料供給系統的故障和氣缸壓縮力不足的故障等。,請看附表：,第七節(jié)，二沖程汽油機常見故障,Petrol engine train report,常見故障,現象,解決辦法,不能起動或起動困難,火花塞無火,1,，檢查高壓線路絕緣層是否破壞，看有沒有出現漏電，短路的情況,.,2,，檢查火花塞電極間距是否過大，如過大，將其調整為,0.50.7mm.,3,，檢查火花塞電機是否燒壞，并更換。,4,，檢查點火器是否燒壞或損壞，并將其更換。,火花塞有火,1,，檢查進氣管是否擰緊出現漏氣現象，無法形成真空度，導致化油器無法正常工作,2,，檢查曲柄箱合縫和汽缸結合面是否有漏氣現象，如有，請更換墊片,3,，檢查火花塞電機是否燒壞，并更換。,4,，檢查汽缸壓力正常，如過低，請更換磨損嚴重的活塞環(huán),5,，檢查油箱呼吸孔是否工作，將油壺蓋擰松后，再起動。,Petrol engine train report,功率和轉速較低,1,，檢查化油器是否正常，如混合器濃度是否正常等等。,2,，檢查活塞環(huán)汽缸是否過度磨損。,3,，檢查消音器是否有異物或積碳堵塞，并清除。,4,，檢查汽油機是否有過熱現象，如有，檢查機油汽油比列是否正常，檢查強制通風系統有無問題。,5,，檢查汽缸是否積碳過多，清除再運行。,使用過程中突然熄火,1,，用手拌動飛輪，看運轉是否順暢，如出現卡滯，檢查是否拉缸。,2,，檢查大小滾針是否燒壞。,Petrol engine train report,常見零部件失效,常,見,零,部,件,失,效,1,，汽缸拉缸,2,，活塞環(huán)卡死,3,，起動器盤簧脫落，無法回彈,4,，墊片漏油,5,，螺釘松脫,6,，曲柄箱破裂,7,，起動器荊抓磨損或熱溶失效,8,，曲軸油封老化漏氣,Petrol engine train report,謝 謝！,Petrol engine train report,