汽车构造(第一章发动机工作原理和总体构造)

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1、1,汽 车 构 造,2,发动机 底盘 车身 电器,3,发动机 底盘 车身 电器,4,第一章 发动机的工作原理和总体构造 第二章 曲柄连杆机构 第三章 配气机构 第四章 汽油机供给系统 第五章 柴油机供给系统 第六章 发动机有害排放物的控制系统 第七章 车用发动机的增压系统 第八章 发动机冷却系统 第九章 发动机润滑系统 第十章 发动机点火系统 第十一章 发动机起动系统 第十二章 新型车用发动机,第一篇 汽车发动机,5,第一章 发动机的工作原理和总体构造 第二章 曲柄连杆机构 第三章 配气机构 第四章 汽油机供给系统 第五章 柴油机供给系统 第六章 发动机有害排放物的控制系统 第七章 车用发动机

2、的增压系统 第八章 发动机冷却系统 第九章 发动机润滑系统 第十章 发动机点火系统 第十一章 发动机起动系统 第十二章 新型车用发动机,第一篇 汽车发动机,6,第一章 发动机的工作原理和总体构造,发动机的分类 四冲程发动机的工作原理 二冲程发动机的工作原理 发动机的总体构造 发动机主要性能指标与特性 内燃机产品名称和型号编制规则,7,第一章 发动机的工作原理和总体构造,发动机的分类 四冲程发动机的工作原理 二冲程发动机的工作原理 发动机的总体构造 发动机主要性能指标与特性 内燃机产品名称和型号编制规则,8,第一章 发动机的工作原理和总体构造,热机：热能转化为机械能的发动机。 内燃机：热机的一种

3、。 热效率高、体积小、质量小、便于移 动、起动性能好。 汽车最常用的是往复活塞式内燃机。,第一节 发动机的分类,9,第一章 发动机的工作原理和总体构造,往复活塞式内燃机可根据不同的特 征分类： （1）按着火方式分：压燃式、点燃式。 （2）按使用燃料种类分：汽油机、柴油机、气体燃料发动机、煤气机等。 （3）按冷却方式分：水冷式、风冷式。 （4）按进气状态分：非增压、增压。 （5）按冲程数分：二冲程、四冲程。 （6）按气缸数分：单缸、多缸。 （7）按气缸布置分：立式、卧式；直列式、V型。,第一节 发动机的分类,10,第一章 发动机的工作原理和总体构造,按着火方式分：压燃式、点燃式。 按使用燃料种类

4、分：汽油机、柴油机、 气体燃料发动机、煤气机等。,第一节 发动机的分类,11,第一章 发动机的工作原理和总体构造,按冷却方式分：水冷式、风冷式。,第一节 发动机的分类,12,第一章 发动机的工作原理和总体构造,按进气状态分：非增压、增压。,第一节 发动机的分类,13,第一章 发动机的工作原理和总体构造,按冲程数分：二冲程、四冲程。,第一节 发动机的分类,14,第一章 发动机的工作原理和总体构造,按气缸数分：单缸、多缸；,第一节 发动机的分类,15,第一章 发动机的工作原理和总体构造,按气缸布置分：立式、卧式； 直列式、V型。,第一节 发动机的分类,16,第一章 发动机的工作原理和总体构造,发动

5、机的分类 四冲程发动机的工作原理 二冲程发动机的工作原理 发动机的总体构造 发动机主要性能指标与特性 内燃机产品名称和型号编制规则,17,第一章 发动机的工作原理和总体构造,一. 四冲程汽油机工作原理 1.常用术语 上止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心 最远的极限位置。 下止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心 最近的极限位置。 活塞行程：活塞上、下止点之间的距 离称为活塞行程。一般用s表示，对应一 个活塞行程，曲轴旋转180。,第二节 四冲程发动机的工作原理,18,第一章 发动机的工作原理和总体构造,曲柄半径：曲轴旋转中心到曲柄销中 心之间的距离，一般用R表示。活塞行程 为曲柄半径的两倍，即s=2R。,

6、第二节 四冲程发动机的工作原理,19,第一章 发动机的工作原理和总体构造,气缸工作容积：活塞从一个止点运动 到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工 作容积。 一般用Vh表示： 式中：D气缸直径，单位mm； S活塞行程，单位mm； 燃烧室容积：活塞位于上止点时，其 顶部与气缸盖之间的容积。 一般用Vc表示。,第二节 四冲程发动机的工作原理,20,第一章 发动机的工作原理和总体构造,气缸总容积：活塞位于下止点时，其 顶部与气缸盖之间的容积称为。 一般用Va表示，气缸工作容积和燃烧 室容积之和， 即VaVcVh。,第二节 四冲程发动机的工作原理,21,第一章 发动机的工作原理和总体构造,发动机排量：多

7、缸发动机各气缸工作 容积的总和，称为发动机排量。 一般用VL表示： 式中：Vh气缸工作容积； i气缸数目。,第二节 四冲程发动机的工作原理,22,第一章 发动机的工作原理和总体构造,压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之 比，压缩比表示了气体的压缩度。一般用 表示。 式中：Va 气缸总容积； Vh 气缸工作容积； Vc 燃烧室容积； 通常汽油机的压缩比为610; 柴油机的压缩为1622。 工作循环：完成进气、压缩、作功和 排气四个过程叫一个工作循环。,第二节 四冲程发动机的工作原理,23,第一章 发动机的工作原理和总体构造,2.工作原理 （1）进气行程 活塞从上止点向下止点运动，排气门 关闭，进气门

8、打开。空气经空气滤清器并 与化油器供给的汽油混合成可燃混合气， 通过进气门被吸入气缸。 （2）压缩行程 活塞从下止点向上止点运动，进气门 和排气门都关闭，可燃混合气受到压缩， 当活塞到达上止点时可燃混合气压力可达 0.61.2MPa，温度可达600700K。 压缩比越大，压缩终了时气缸内的压 力和温度越高，则燃烧速度越快，发动机 功率也越大。但压缩比太高，容易引起爆 燃。,第二节 四冲程发动机的工作原理,24,第一章 发动机的工作原理和总体构造,爆燃 就是由于气体压力和温度过高， 可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃 烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向 外传播，造成尖锐的敲缸声。会使发动机 过

9、热，功率下降，汽油消耗量增加以及机 件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃 对发动机是很有害的，汽油机的压缩比一 般为610。 表面点火,第二节 四冲程发动机的工作原理,25,第一章 发动机的工作原理和总体构造,（3）作功行程 进气门和排气门仍然保持关闭。当活 塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前 角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃 混合气，使气缸内气体温度和压力急剧升 高，最高压力可达35MPa，最高温度可 达22002800K，高温高压气体膨胀，推 动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆 使曲轴旋转并输出机械功。 （4）排气行程 当作功接近终了时，排气门开启，进 气门仍然关闭，靠废气的压力先

10、进行自由 排气，活塞到达下止点再向上止点运动 时，继续把废气强制排出到大气中去，活 塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程 结束。,第二节 四冲程发动机的工作原理,26,第一章 发动机的工作原理和总体构造,工作循环：完成进气、压缩、作功和 排气四个过程叫一个工作循环。,第二节 四冲程发动机的工作原理,27,第一章 发动机的工作原理和总体构造,二.四冲程柴油机工作原理 由于柴油粘度大，不易蒸发，自燃温 度较汽油低,可燃混合气的形成及点火方 式与汽油机不同。 柴油机在进气行程吸入的是纯空气， 在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将 油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入 气缸，由于柴油机压缩比高，压

11、缩终了时 气缸内温度高达7501000K，大大超过柴 油的自燃温度。故柴油喷入气缸后，在很 短时间内与空气混合后形成可燃混合气便 立即自行发火燃烧。,第二节 四冲程发动机的工作原理,28,第一章 发动机的工作原理和总体构造,三.柴油机与汽油机的比较 汽油机具有转速高、质量小、工作时 噪声小、起动容易、制造和维修费用低等 特点，故在轿车和中、小型货车上及军用 越野车上得到广泛的应用。其不足之处是 燃油消耗率较高，因而燃料经济性较差。 柴油机因压缩比高，燃油消耗率平均 比汽油机低30%左右，且柴油价格较低， 所以燃油经济性较好。一般装载质量7t以 上的货车大都用柴油机。柴油机的弱点是 转速较汽油机

12、低、质量大、制造和维修费 用高。但目前柴油机的这些弱点正在逐渐 得到克服，它的应用范围正在向中、轻型 货车扩展。有的轿车也采用柴油机，其最 高转速可达5000rmin。,第二节 四冲程发动机的工作原理,29,第一章 发动机的工作原理和总体构造,多缸发动机 单缸发动机只有作功行程中膨胀气体 作用使曲轴旋转，其余一周半则依靠飞轮 惯性维持转动。显然，作功行程曲轴的转 速比其它三个行程内曲轴转速要大，所以 发动机运转不平稳。 采用多缸发动机可以补救上述缺点。 因此现在汽车基本上不用单缸发动机。用 得最多的是四缸、六缸和八缸发动机。多 缸四冲程发动机的每一个气缸内的作功行 程并不同时发生。气缸数愈多，

13、发动机的 工作愈平稳。,第二节 四冲程发动机的工作原理,30,第一章 发动机的工作原理和总体构造,发动机的分类 四冲程发动机的工作原理 二冲程发动机的工作原理 发动机的总体构造 发动机主要性能指标与特性 内燃机产品名称和型号编制规则,31,第一章 发动机的工作原理和总体构造,一、二行程汽油机的工作原理 发动机气缸上有三个孔，进气孔与化 油器相连通，可燃混合气经进气孔流入曲 轴箱，经扫气孔进入气缸内，而废气经过 与排气管连通的排气孔被排出。,第三节 二冲程发动机的工作原理,32,第一章 发动机的工作原理和总体构造,在二冲程发动机内，一个工作循环所 包含的两个冲程： 第一冲程 活塞自下止点向上移动

14、，事先已充入 活塞上方的混合气被压缩，新的可燃混合 气又自化油器被吸入活塞下方的曲轴箱 内。 第二冲程 活塞自上止点向下移动，活塞上方进 行着作功过程和换气过程，而活塞下方则 进行可燃混合气的预压。,第三节 二冲程发动机的工作原理,33,第一章 发动机的工作原理和总体构造,二冲程发动机与四冲程发动机比较， 其主要优点如下： 1）当二冲程发动机的工作容积和转速 与四冲程发动机相同时，在理论上它的功 率应等于四冲程发动机的二倍。 2）由于发生作功行程的频率较大，故 二冲程发动机的运转比较均匀平稳。 3）由于没有专门的配气机构，所以它 的构造较简单，质量也比较小。 二冲程发动机最大的缺点是不易将废

15、气排除干净，因此经济性差。 由于上述的缺点，二冲程化油器式发 动机在汽车上较少被采用。但这种发动机 的制造费用低廉，构造简单，重量轻，所 以在摩托车上广泛采用。,第三节 二冲程发动机的工作原理,34,第一章 发动机的工作原理和总体构造,二、二冲程柴油机的工作原理 二冲程柴油机用纯空气扫除尾气，没 有燃料损失，经济性较高。,第三节 二冲程发动机的工作原理,35,第一章 发动机的工作原理和总体构造,发动机的分类 四冲程发动机的工作原理 二冲程发动机的工作原理 发动机的总体构造 发动机主要性能指标与特性 内燃机产品名称和型号编制规则,36,第一章 发动机的工作原理和总体构造,四冲程汽油机的一般构造

16、机体组包括气缸盖、气缸体及油底 壳。机体的作用是作为发动机各机构、各 系统的装配基体。,第四节 发动机的总体构造,37,第一章 发动机的工作原理和总体构造,曲柄连杆机构包括活塞、连杆、带有 飞轮的曲轴等。将活塞的直线往复运动转 变为曲轴的旋转运动而输出动力。,第四节 发动机的总体构造,38,第一章 发动机的工作原理和总体构造,配气机构包括进气门、排气门、挺 柱、推杆、摇臂、凸轮轴、以及凸轮轴正 时齿轮（由曲轴正时齿轮驱动）。其作用 是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气 缸排出废气。,第四节 发动机的总体构造,39,第一章 发动机的工作原理和总体构造,汽油机供给系包括汽油箱、汽油泵、 汽油滤清器、化油器、空气滤清器，进气 管、排气管，排气消声器等。作用是把汽 油和空气混合成合适浓度的可燃混合气供 入气缸燃烧，并将燃烧生成的废气排出发 动机。,第四节 发动机的总体构造,40,第一章 发动机的工作原理和总体构造,电控汽油喷射系统包括燃油供给、空 气供给、电路控制。 根据安装