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1、第四讲 汽车发动机,王国权,第四讲 汽车发动机,四冲程汽油机基本工作原理 现代汽车发动机的总体组成 柴油机结构特点和工作原理 发动机的分类 发动机的主要性能指标,知识点,问题？,汽车发动机是怎样把汽油的化学能能转换成机械能的呢？,四冲程汽油机工作原理.MPG,一、发动机基本知识,发动机的本质: 是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。 四行程汽油机是一个气缸-活塞系统，燃料在气缸中燃烧，推动活塞运动，经过曲柄连杆机构再将往复运动转换为旋转运动。 单缸四行程汽油机工作原理.MPG,怎样才能实现能量的转换呢？ 或者，通过一个什么样的装置可以实现能量的转换？,发动机时由这些东西组成的
2、！,发动机时由这些东西组成的！,发动机时由这些东西组成的！,过仔细的分析，发现要实现上述能量转换，需要这样一个装置，这个装置可以分为以下部分：,机体组 曲柄连杆机构 供给系 润滑系统 冷却系统 点火系统 起动系统,1.机体组：,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,1.机体组： 是发动机的骨架，是在它的上面安装着发动机的主要零件和附件，承受各种载荷。 机体组由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等组成。,一般用灰铸铁铸成，上部的圆柱形空腔称为气缸，下部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。 气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等,气缸体：,三种气缸体,一般式,龙门式
3、,隧道式,曲轴箱,曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 结构：分上曲轴箱和下曲轴箱 上轴箱：与气缸体铸成一体 下轴箱: 贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。 材料： 薄钢板冲压（下曲轴箱）,气缸垫,气缸盖,气缸盖罩,衬垫,安装火花塞,气缸盖,气缸盖：,安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。有进、排气门座，气门导管孔，进气通道和排气通道。汽油机有安装火花塞的孔，柴油机有安装喷油器的孔。,气缸垫： 装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。 活塞连杆机构,2.活塞连杆机构 是做功和运动转换装置， 由活塞连杆组和曲轴飞轮组构成。 活塞连
4、杆组：由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成.,活塞： 与高温气体直接接触，顶部瞬时温度可达2500K以上 ，作功行程承受气体压力高达35MPa；在气缸内以很高的速度(812m/s)运动； 一般采用高强度铝合金制造。,连杆,作用：连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。,连杆组件分解图,发动机视频连杆.MPG,连杆轴瓦：,为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。曲轴飞轮组,曲轴飞轮组：,由曲轴、飞轮和一些附件组成。,发动机最重要的机件之一。与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力。同时，驱动配
5、气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。,曲轴：,贮存作功行程的能量，以克服进气、压缩和排气行程的阻力和其它阻力，使曲轴能均匀地旋转。 3发动机供给系统,飞轮：,3.发动机供给系统 空气供给系和燃油供给系组成。,燃油箱,空气滤清器,进气软管,进气岐管,排气管,汽油泵,汽油滤清器,发动机供给系,功用： 储存、输送清洁燃料和空气，根据发动机工况，配置供给汽缸一定浓度的可燃混合气，并将燃烧后的废气排入大气。 组成： 汽油供给装置； 空气供给装置； 混合气形成装置； 废气排出装置；,发动机空气的供给由配气机构实现，通过控制进、排气门的启闭和持续时间，提供能量转换的需要空气和排除废气。由气门组、气
6、门驱动机构组成。,（1）发动机空气供给系统,配气机 构的形式,包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片、弹簧座。,气门组：,气门座实物图,进气门,排气门,气门实物图,气门驱动机构,组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。 功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。,凸轮,挺柱,推杆,摇臂,凸轮轴正时齿轮,摇臂轴,噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。,曲轴正时齿形带轮,中间轴齿形带轮,张紧轮,凸轮轴正时齿形带轮,正时齿形带驱动：,凸轮轴 气门间隙的概念,气门间隙,气门间隙,气门间隙,为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间
7、留有适当的间隙。,气门间隙：,配气机构控制气门的开、闭。 发动机进、排气门的开、闭有什么要求？,但实际上，这种气门开、闭方式，对发动机的工作是很不适应的，不能满足发动机对进气量、排气量的要求。,理论上讲，进气、压缩、作功、排气各占曲轴转角的180，也就是说，进、排气门都是在活塞的上、下止点开、闭，延续时间对应了曲轴转角180。,配气相位,用曲轴转角表示的进、排气门的实际开、闭时刻和开启的持续时间 ，称为配气相位。,进气门早开：减小进气阻力，增加进气量。 进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。 排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。
8、 排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。,配气相位,用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间 ，称为配气相位。,上止点,下止点,4.汽油供给系,（2）汽油供给路线图,油箱,在 气缸内燃绕,桑塔纳轿车汽油供给系示意图,油箱,油管,汽油泵,汽油滤清器,喷油器,空气滤清器,汽油机工作对燃油的要求,理论上来讲，1kg汽油完全燃烧需要14.7kg空气。但不同的工作状况对混合汽浓度有不同的要求。空燃比（A/F） 中国用过量空气系数表示混合气浓度。,发动机实际工作状况对可燃混合气成分的要求,工作状况工况：发动机的转速和负荷。 分为：怠速、小负荷、中等负荷、大
9、负荷、全负荷,传统发动机可燃混合气的供给化油器 汽油经滤清后送入化油器的浮子室，空气经空气滤清器进入化油器，在气缸吸气气流的作用下，汽油从化油器中吸出，与空气混合后进入气缸。,工作原理：利用喉管处的真空度从浮子室中吸油，吸出的汽油与空气混合形成可燃混合气。,化油器的主要装置,主供油装置 利用泡沫管吸入空气，形成泡沫汽油，节气门开度越大，进入泡沫管中的空气越多，燃油越稀。满足中小负荷时，随着节气门的开度增大，燃油逐渐变稀的要求。,怠速装置 为满足怠速时供油的要求,利用怠速时节气门后高真空度吸油。,化油器的主要装置,起动装置 设置阻风门，增加冷起动时真空度，此时主喷孔、怠速喷孔、过渡喷口一起供油。
10、,化油器的主要装置,真空加浓 利用节气门处的真空度，控制加浓阀的开启，增大主量孔处汽油流量。,化油器的主要装置,燃油供给系的现状,化油器结构复杂，尽管使用了许多装置以满足不同工作情况时，可燃混合气浓度的需求，但还是很难满足。 现代汽车已经废止化油器。现代发动机都采用电控燃油喷射系统。,（3）电控燃油喷射系统的组成,燃油供给系、空气供给系、电子控制装置 电喷基本原理.mpg 电子控制系统.MPG,上海桑塔纳2000轿车发动机电子控制汽油喷射系统,上海-通用别克轿车电子控制汽油喷射系统,（4）空气供给系统,空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气温度传感器、进气管等组成。,1空气滤清器 2节气门体
11、3进气管 4空气流量计,第五讲空气供给系统.MPG,空气滤清器,12纸制滤芯 13上壳体 14下壳体 15带粗滤器进气管组件,空气流量计（卡门涡流式）,热膜式空气流量计,作用：检测进气量的传感器。 安装位置：空气滤清器后。,节气门体,作用：通过改变节气门的大小改变进气通道截面积的大小，来控制发动机的工况，并通过节气门位置传感器检测发动机的负荷。,10节气门 11节气门电计 12应急弹簧 13节气门电机 15怠速开关 16热水进出口 17节气门拉线,燃油压力调节器,作用：使燃油油压与进气管压力的差值为一定值，以便于ECU控制喷油量。,燃油压力调节器,汽油滤清器,进气温度传感器,进气温度传感器,节
12、气门位置传感器,功用：将节气门的开度信号转换成电压信号输送给ECU。,节气门位置传感器,功用 润滑 清洁 冷却 防锈 密封（针对气缸） 缓冲降噪,4.发动机润滑系统,发动机的润滑油路,发动机润滑系的组成,集滤器、机油泵、油底壳、机油滤清器、机油散热器、机油压力表。,放油螺栓,油底壳,机油滤清器,油路,集滤器,润滑系统润滑部位,桑塔纳润滑系,油底壳,集滤器,机油泵,滤清器,主油道,中间轴,主轴承,连杆轴承,凸轮轴,限压阀,5.冷却系统,水冷系的组成,冷却水套.MPG,6.点火系统 swf点火原理.swf,点火系统分电器,点火系统点火线圈,点火系统火花塞,点火系统半导体点火系,7.起动系统 发动机视频起动系.mpg,发动机工作原理回顾,ideas_制作的发动机工作全过程_complete.mpg,
