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1、汽车发动机构造与检修,项目1 发动机基础知识,主要内容 汽车发动机的发展现状及发展趋势 汽车常用的发动机类型和布置形式 发动机常用术语的基本概念 发动机机总体构造及其工作原理 发动机燃料多样化及混合动力汽车的耦合方式,项目1 发动机基础知识,知识目标,了解汽车发动机的发展现状及发展趋势。 了解汽车常用的发动机类型和布置形式。 理解发动机常用术语，掌握发动机机总体构造及其工作原理。 了解四冲程汽油机与柴油机工作循环的异同点。 了解发动机燃料多样化及混合动力汽车。,项目1 发动机基础知识,能力目标,一、汽车发动机的发展简史 1886年，德国工程师卡尔苯茨制造出世界上第一台单缸二冲程汽油发动机；同年
2、，戴姆勒制成四程汽油发动机。 1897年，德国工程师鲁道夫狄塞尔研制成四冲程压燃式柴油发动机，后人称为“狄塞尔发动机”。 1934年，德国成功研制出汽油喷射式发动机并用于军用飞机。 1954年，德国人汪克尔发明了转子发动机。 1967年，德国博世公司推出电控燃油喷射装置，于1968年应用在德国大众汽车上。,1.1 发动机总体构造,1.1 发动机总体构造,1.1 发动机总体构造,二、汽车发动机的发展现状及发展趋势,1汽车发动机的发展现状 主要体现在以下几方面： 强化性能、提高可靠 应用抗爆燃料和电子控制喷射技术，提高压缩比，增大动力性；结构上采用多气门、顶置凸轮轴 和电控技术、增压技术。 排放低
3、污染化 结构形化,形发动机,1.1 发动机总体构造,1.1 发动机总体构造,2汽车发动机的发展趋势 主要主要表现在: 1）更多地采用直喷柴油机。 2）更多地采用长冲程发动机。 3）普遍采用多气门设计。 4）更多地采用排气净化新技术、新工艺。 5）发展小型发动机增压、中冷及强化技术。 6）采用陶瓷等轻质、减磨、隔热等新型材料以低 散热技术。如陶瓷气缸体、气缸盖。 7）采用微机综合控制，实现较全面的发动机性优 化与控制。,1.1 发动机总体构造,8）进一步发展多种燃料、双燃料汽车发动机。 9）逐步实现由燃料汽车向电动汽车的发展过渡。 10）二冲程汽车发动机也将受到重视。 11）进一步研究改进燃气涡
4、轮以及转子发动机在汽 车上的应用。 12）进一步发展发动机及汽车轻量化技术。, 发动机的定义 发动机是由多种机构和系统组成并能将某一种形式的能量转变成机械能的复杂机器。 现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。,1.1 发动机总体构造,三、发动机的组成,发动机的总体构造,1.1 发动机总体构造,某四冲程汽油机结构总图,现代汽车发动机结构形式很多，具体构造多种多样，但基本工作原理一致，其基本结构大同小异，都由二大机构和五大系统组成。,1.1 发动机总体构造,发动机的组成,1、曲柄连杆机构 组成：机体组；活塞连杆组；曲轴飞轮组。 作用：是发动机
5、实现工作循环、完成能量转换的主要运动零部件。它将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。,1.1 发动机总体构造,二大机构和五大系统的各自组成及作用,机体组：气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、 气缸盖、气缸垫、气缸盖罩-不动件。,1.1 发动机总体构造,活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆等-可动件。,1.1 发动机总体构造,曲轴飞轮组：曲轴、飞轮、扭转减振器等-可动件,1.1 发动机总体构造,组成： 气门组；气门传动组。 作用: 使可燃混合气及时充入气缸并及时将废气从气缸中排出。,2、配气机构,1.1 发动机总体构造, 汽油
6、机燃料供给系统 分类：传统化油器式和电控直喷式两种。 功用：将在气缸外形成的一定浓度和数量的可燃 混合气均匀地送入气缸以供燃烧做功，并将燃烧 后生成的废气排出。 柴油机燃料供给系统 分类：传统喷射式和电控喷射式两种。 功用：将空气和柴油先后分别均匀地分配送入各 个气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧做功，再 将燃烧后生成的废气排出。,3、燃料供给系,1.1 发动机总体构造,1.1 发动机总体构造,无论是汽油机还是柴油机，无论是传统式还是电控喷射式发动机，燃料供给系统都由燃料储存输送装置和废气排放装置两大基本部分组成。电控喷射式汽油机取消了化油器；汽、柴油机都增加了电控单元（ECU）、各种传感器和执
7、行器，从而更精确地控制供油质量。,燃料供给系组成：,传统化油器式汽油机供给系组成： 汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空滤器、进排气歧管、排气消声器。,1.1 发动机总体构造,桑塔纳轿车燃料供给系示意图,1.1 发动机总体构造,4、润滑系 组成:机油泵、机油滤清器、润滑油道、限压阀、油底壳等。 作用:将润滑油送至各个摩擦面，以减轻机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面，延长发动机使用寿命。,1.1 发动机总体构造,润滑系组成,1.1 发动机总体构造,5、冷却系 分水冷却系和风冷却系两种。水冷却系应用最广。 组成:水泵、散热器、风扇、节温器、水套。 作用: 将受热机件的热量散到大气中去，以保证发动机正
8、常工作。,1.1 发动机总体构造,6、点火系 作用：按规定时刻提供电火花点燃气缸中的可燃混合气。 点火系统是汽油机独有的系统。其控制方式分为传统点火系和电子控制点火系两种。 组成：传统点火系由电源（蓄电池、发电机）、点火线圈、分电器、火花塞等组成； 电子控制点火系则增加了电控单元（ECU）、传感器和执行器等。柴油发动机混合气是压燃的，故无点火系。,1.1 发动机总体构造,传统点火系组成：电源、点火线圈、分电器、火花塞等。,电子控制点火 系组成： 在传统点火系基础上增加了：电子控制单元、各种传感器等。,1.1 发动机总体构造,传统点火系组成,7、起动系 作用：将静止的发动机起动并转入自行运转。
9、组成：电源（蓄电池）、起动机及操纵控制装置等（其结构在汽车电器构造与检修课程中讲解）。,1.1 发动机总体构造,四、 发动机分类,现代汽车发动机应用最广、数量最多的是水冷四冲程往复活塞式汽、柴油内燃机；轻型汽车、小型客车、微型车、轿车一般采用汽油机，中、重型车多采用柴油机。,1.1 发动机总体构造,1.按所用燃料不同分为：汽油机和柴油机。,柴油发动机,汽油发动机,1.1 发动机总体构造,按使用燃料不同，还可分为：CNG发动机、LPG发动机、双燃料发动机。,1.1 发动机总体构造,2.按完成一个工作循环所需的行程数分为:四冲程内燃机和二冲程内燃机。,四冲程内燃机,二冲程内燃机,1.1 发动机总体
10、构造,3.按冷却方式不同分为:水冷发动机和风冷发动机 。,发动机分类,1.1 发动机总体构造,按气缸数目多少分为单缸发动机和多缸发动机。,1.1 发动机总体构造,4.按气缸排列方式不同分为直列（单列）、斜置、对置、V型和W型式。两列气缸之间夹角80(一般为90)称为V型发动机；若两列之间夹角=180 称为对置式发动机。,1.1 发动机总体构造,直列,直列斜置,1.1 发动机总体构造,V 型,V 型,1.1 发动机总体构造,W型,对置,1.1 发动机总体构造,5.按气门装置位置分为:侧置式、顶置式发动机。,1.1 发动机总体构造,6.按进气系统是否采用增压方式分为：,自然吸气（非增压）式发动机和
11、强制进气（增压式）发动机。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。,1.1 发动机总体构造,7.按活塞工作方式不同，可分为:往复活塞式与转子活塞式发动机。,1.1 发动机总体构造,8.汽油发动机按供油方式不同，还可分为:化油器式与电喷式。,化油器式发动机,1.1 发动机总体构造,我国标准规定：内燃机名称按所用主要燃料命名,其型号由阿拉伯数字和汉拼字母组成,其排序和意义规定如图示:,五、发动机型号及含义,1.1 发动机总体构造,汽油机： CA6102表示一汽生产的6缸、直列、四冲程、缸径 102mm、水冷通用型发动机。 EQ6100Q-1表示二汽生产的六缸、直列、四冲程、 缸径
12、100mm、水冷车用第一种变形发动机。 1E65F表示单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型 发动机。 柴油机： 6135Q表示六缸、直列、四冲程、缸径135mm、水冷 车用发动机。 12V135ZG表示12缸、V型、四冲程、缸径135mm、 水冷、增压、工程机械用发动机。,发动机型号含义识读示例：,1.1 发动机总体构造,现代汽车按发动机相对于底盘的安置位置，有以下几种布置型式： 1发动机前置后轮驱动(FR) 是一种传统的布置型式，应用较广泛，适用于各类型汽车。爬坡性能好，但传动轴及距离较长。 2发动机前置前轮驱动(FF) 大多数乘用车采用此布置型式。结构简单紧凑、整车质量小、高速行驶时操
13、纵稳定性好；但爬坡性能差。 3发动机后置后轮驱动(RR) 大、中型客车和少数乘用车采用此布置型式。室内噪声小、空间利用率高。,六、发动机在汽车上的布置型式,1.1 发动机总体构造,4发动机中置后轮驱动(MR) 方程式赛车、大多数跑车采用此布置型式。少数大、中型客车也采用这种布置型式，把卧式发动机安装在车厢底板下面。,5发动机前置全轮驱动(XWD) 是越野汽车的特有布置型式。此布置型式越野性能好，但结构比一般汽车复杂。 汽车驱动情况常用42、44、64等表示，前一位数表示汽车车轮总数，后一位数表示汽车驱动轮数。,1.1 发动机总体构造,1.2 发动机工作原理,发动机的功用: 发动机是实现能量转换
14、的装置，是汽车的动 力来源。其作用是将燃料与空气进行混合并在机 体内燃烧，推动活塞往复运动并通过连杆带动曲 轴旋转，从而将化学能转变为热能，再把热能转 变为机械能向汽车提供动力的机器。,上止点；下止点；活塞行程(S)；曲柄半径(R)；气缸工作容积(Vh)；燃烧室容积(Vc)；气缸总容积(Va)；发动机排量（VL）；压缩比（）；工作循环。,一、 发动机基本术语,1.2 发动机工作原理,发动机基本术语,1.2 发动机工作原理,1、上止点TDC 指活塞顶位于其运动的顶部时的位置，即活塞的最高位置。 2、下止点BDC 指活塞顶位于其运动的底部时的位置，即活塞的最低位置。,发动机基本术语,1.2 发动机
15、工作原理,3、活塞行程S 指上、下止点间的距离，用S表示，单位：mm。活塞每次由一个止点运动到另一个止点的过程，称为一个行程（冲程）。四冲程发动机曲轴每旋转180则完成一个行程，即： 4、曲柄半径R 指曲轴连杆轴颈中心线与主轴颈中心线的距离，用R表示，单位为mm。,1.2 发动机工作原理,5、气缸工作容积Vh 指活塞从一个止点移动到另一个止点所扫过的容积，用Vh表示，单位：L（升）。 式中：Vh 气缸工作容积，L； D 气缸直径，mm； S 活塞行程，mm。 6、燃烧室容积VC 指活塞位于上止点时，活塞顶上方的气缸空间容积，用Vc表示，单位：L（升）。,1.2 发动机工作原理,7、气缸总容积V
16、a 指活塞位于下止点时，活塞顶上方的气缸空间容积，用Va表示，单位：L（升）。 8、发动机排量VL 指发动机所有气缸工作容积之和，用VL表示，单位：L（升）。对于多缸发动机： 式中：i发动机气缸数。,1.2 发动机工作原理,9、压缩比 指气缸总容积与燃烧室容积之比，用表示。 压缩比用来衡量空气或混合气被压缩的程度，影响发动机的热效率。一般汽油发动机压缩比为610，柴油发动机压缩比较高，为1622。 10、工作循环 发动机完成进气、压缩、作功、排气四个过程，称为一个工作循环。 四冲程发动机曲轴须旋转二圈（720）才能完成一个工作循环；二冲程发动机曲轴只需旋转一圈（360）就能完成一个工作循环。,1.2 发动机工作原理,1、四行程汽油机工作原理 每个工作循环由进气、压缩、作功、排气四个过程组成。,二、四行程发动机工作原理,1.2 发动机工作原理,四行程汽油发动机工作原理演示,1）进气行程 2）压缩行程 3）作功行程 4）排气行程,每一行程工作的
