发动机基础知识教程

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1、（一）发动机概述n发动机将另一种能源转变为机械能的机器装置n内燃机燃料在发动机内部燃烧并将产生的热能转变成机械能的装置1、内燃机的分类v按照燃料分：汽油机、柴油机、煤气机、天然气机等v按照着火方式分：点燃式内燃机、压燃式内燃机v按照工作循环的行程数分：四冲程内燃机、二冲程内燃机v按照汽缸排列方式分：直列式内燃机、V型内燃机、对置式内燃机、W型内 燃机、星型内燃机v按照冷却方式分：水冷式内燃机、风冷式内燃机v按照活塞运动方式分：往复活塞式内燃机、旋转活塞式内燃机v按照进气方式分：自然吸气式内燃机、增压式内燃机v按照汽缸数分：单缸内燃机、多缸内燃机v按照转速分：高速内燃机、中速内燃机、低速内燃机v

2、按照用途分：工程机械用、汽车用、拖拉机用、船用、发电机用等不同类型内燃机的图片展示汽油机柴油机汽轮机蒸汽机直列式V 型横直式对置式工程机械内燃机的使用特点和要求v工作环境恶劣，空气沙尘含量大，要求大容量、低阻力的空滤器v外界冲击大，要求悬挂性能（稳定性、减震性）好v动态倾斜大，对润滑、冷却、燃料供给要求高v使用区域广，要求对温度的适应性好v特殊使用条件下要求低噪音、低排放、遥控性能等v内燃机的发展简史v1678年 法国人浩特佛勒 使用火药的煤气机v1873年 德国人奥拓 火花点燃四冲程煤气机v1883年 英国人派司尔 四冲程汽油机v1879年 德国人狄塞尔 压燃式四冲程柴油机v1905年 瑞士

3、 第一台二冲程柴油机v1930年 废气涡轮增压柴油机2、常用性能术语3、发动机的性能曲线n扭矩曲线n输出功率曲线n燃油消耗率曲线n额定输出功率n额定转速n最大扭矩n最小燃油消耗率性 能 试 验 台n机体部件气缸体、气缸盖、气缸套、主轴承、主轴承盖等n主运动部件曲轴、连杆、活塞、活塞环、飞轮、皮带轮等n燃油系统燃油箱、输油泵、滤油器、油水分离器、喷油泵、喷油嘴等n进排气系统配气定时齿轮、凸轮轴、随动臂、推杆、摇臂、摇臂轴、进气 门、排气门、气门弹簧、气门导套、气门锁销、空气滤清器、涡轮增压器、消 音器、中冷器等n润滑系统油底壳、油泵、油冷器、滤油器、活塞冷却喷嘴等n冷却系统散热器、水泵、风扇、节

4、温器等n电器系统蓄电池、发电机、起动马达、起动开关、蓄电池继电器等（二）发动机原理及结构发动机整体系统简图空滤器燃油箱消音器启动 马达油底壳蓄电池散热器喷油泵发电机n工程机械一般使用 四冲程发动机n进气冲程n压缩冲程n膨胀冲程n排气冲程n四缸发动机曲轴每 旋转180按1-3-4-2 缸的顺序喷油n六缸发动机曲轴每 旋转120按1-5-3-6- 2-4缸的顺序喷油1：柴油发动机在进气行程中吸入气缸的是纯空气。气缸吸入的空气量的多少与发动机的燃油消耗和产生动力状况直接有关。因此上柴D6114柴油机上增设废气涡轮增压器，以保证在行程中能吸入足够的空气量. 2：活塞上行时将吸入气缸的纯空气进行压缩，由

5、于柴油机的气缸压缩比较汽油机高，一般为1622，上柴D6114柴油机的气缸压缩比为18，因而压缩终了时气缸内的空气压力可达3.54.5 MPa。温度高达7501000K，大大超过了柴油的自燃温度。 3：因为在压缩行程终了时气缸内的空气温度远远超过了柴油的自然温度，所以柴油喷入气缸后，在很短的时间内柴油和空气混合后立即自行发火燃烧，并使气缸内的气压急速上升到69Mpa,温度上升到20002500K。活塞被高压气体推动向下运动，带动曲轴旋转作功。 4：作功行程中混合气燃烧的废气必须从气缸中排出，以便进入下一个进气行程。当作功行程接近终了时，排气门开启，此时，一方面靠废气的压力自动排出气缸，另一方面

6、当活塞到达下止点后再向上止点移动时，将气缸内废气强制地排到废气涡轮增压器中，因为排出的废气具有一定的压力，能推动废气涡轮增压器的涡轮高速旋转。带动增压涡轮将新鲜空气压入气缸，与更多的柴油混合燃烧，保证发动机发出更大的功率。 进气行程 排气行程 作工行程 压缩行程 机体部件缸体、缸盖、缸套、主轴承、主轴承盖n缸体为铸造件，活塞和曲轴在缸体中运动，用 主轴承来支撑曲轴旋转n主轴承为三层结构，钢背上层为铅青铜轴承合 金，表面又镀一层锡铅合金n在主轴承侧面装有止推环以防止曲轴前后移动n缸体中有圆柱形气缸使活塞上下移动，燃油在 气缸中燃烧形成高温，要用冷却水对其周围进 行冷却n通常气缸内部安装有缸套机体

7、部件缸体、缸盖、缸套、主轴承、主轴承盖n缸套为铸件，分干式缸 套和湿式缸套n湿式缸套与冷却水直接 接触，因此上方要压住 缸体的台阶，下方装有 O形圈或U形密封，以 防止漏水n干式缸套不直接与冷却 水接触，冷却效果差n缸盖为铸造箱体，中间 有冷却水通过，并有进 气通道和排气通道n缸垫安装在缸体与缸盖 之间，防止漏气漏水燃烧室 燃烧室 的形状起动性喷油压 力 kg/cm2气缸压缩压 力 kg/cm2耗油率 g/psh排气 烟色适用燃油 夏季冬季燃油直 喷式简单容易稍微困 难190 30080100147 170不太 好广泛围的预燃烧 室式复杂困难容易120 1406070180 220很好广泛围的

8、涡流室 式复杂困难容易120 1606080180 192较好广泛围的燃油直喷式预燃烧室式涡流室式主运动部件曲轴、连杆、活塞、活塞环、飞轮、 皮带轮等n曲轴把气缸内活塞的往复运 动通过连杆转变为旋转运动；其 主轴颈安装在缸体的主轴承上， 连杆轴颈与连杆相连；曲轴内部 有润滑油道，使润滑主轴颈的油 通过该油道流进连杆轴颈n曲轴采用含铬、钼等元素的高碳 素钢，经模锻、高频淬火加工处 理n飞轮安装在曲轴后端的惯性 轮，靠转动惯量减少曲轴旋转中 的损失n起动马达小齿轮与飞轮齿圈啮合 ，使发动机旋转起动主运动部件曲轴、连杆、活塞、活塞环、飞轮、皮 带轮等n活塞将燃油在气缸内燃烧产生的 热能转变为使活塞上

9、下运动的机械能 ，通过连杆使曲轴旋转n活塞与缸套之间应留有间隙n活塞环防止气缸内高压气体从间 隙中跑掉；二道气环 一道油环n油环将气缸壁上附着的油刮掉并保持 适当的油膜燃油系统燃油箱、输油泵、滤油器、油水分离器 、喷油泵、喷油嘴等n燃油系统喷射燃 油，并根据需要可改 变喷射的时间和喷射 量n要求在压缩冲程中的 适当时间内喷射n自动调整喷射量以维 持发动机的低速空转 或防止其超速运转n通过控制喷射量，控 制发动机的功率输出 或使其停机燃油系统部件（燃油箱、油水分离器）油箱油水分离器n燃油箱加油口装有滤网，防止杂质进入；装有油位计或在驾驶 室内用可视仪表、液晶显示、指示灯等以了解油量多少；每天作

10、业前须排放水等沉淀物，每天作业结束后需将油箱加满燃油n油水分离器分离混在油中的水，若浮标达到或超过红线时须松 开排放塞放水，放水后应通过手油泵排掉燃油系统内的空气燃油系统部件（供油泵、燃油滤清器）n供油泵安装在喷油泵的侧面，靠喷油泵内的凸轮轴使阀芯动作 ，将燃油输送给燃油喷射泵；另外安装有启动注油泵（手油泵）以 便进行停机状态下的燃油输送n燃油滤清器过滤燃油中的杂质、污垢，滤纸被叠成褶状以扩大 燃油通过的面积；滤芯需要定期更换泵 油 供燃油滤清器燃油系统部件（喷油泵）喷油泵喷油量的控制n形成高压燃油n在压缩冲程的适当时间内喷射n通过调节齿轮调整柱塞斜槽开口的方向，调整柱塞供油的有效行 程，从而

11、改变喷油量n喷油泵柱塞与其各自的喷油嘴及气缸相对应燃油系统部件（调速器）调速器原理n调速器控制调节齿条 动作以改变喷油量n当发动机负荷变大， 转速下降时，调速器 自动增加喷油量，防 止发动机停机n当发动机负荷变小， 转速提高时，调速器 自动减少喷油量，防 止发动机转速过高n操作驾驶室内的油门 控制杆，调节调速器 ，可在全程范围内改 变转速调速器燃油系统部件喷油嘴喷油嘴的工作原理n喷油嘴针阀靠喷油嘴弹簧压住，关闭燃油出口；当喷油压力达到 燃油喷射压力时，针阀被顶起，燃油成雾状喷出n转动调压螺钉则改变弹簧压力，即调整燃油喷射压力进排气系统配气定时齿轮、凸轮轴、推杆、摇臂、 摇臂轴、进排气门、气门弹

12、簧、气门导套、空气滤清器 、涡轮增压器、消音器、中冷器等n进排气系统 将空气 吸入气缸， 与燃油混合 燃烧，燃烧 后再将废气 向外排掉进排气系统部件 气门机构定时齿轮n曲轴转两圈时凸轮轴才转一圈，所以 凸轮轴齿轮的齿数是曲轴齿轮的两倍n相互啮合的齿与齿的数量是规定好的 ，齿上打印有相配的标记n该齿轮传动系靠曲轴齿轮驱动旋转进排气系统（配气定时）进排气系统（配气定时）n气门从开始打开到足够开度需要一定时间，故提前打开进气门 以保证活塞下降时，能够吸入较多的空气n进气门的迟后关闭是利用了吸入气流的惯性力将更多的空气进 入气缸n同样道理，排气门提前打开也是为了保证活塞开始上升时排气 门打开足够开度，

13、使废气充分排出n排气门的迟后关闭也是利用了排出气流的惯性力将更多的废气 排出气缸进排气系统部件n涡轮增压器利用气缸排 出的废气作动力，将高密度 的空气送往气缸n空冷式中冷器利用环境 温度的空气冷却由涡轮增压 器送出的空气，以提高进入 燃烧室空气的密度n水冷式中冷器利用冷却 系统的循环水冷却由涡轮增 压器送出的空气，以提高进 入燃烧室空气的密度涡轮增压器空冷式中冷器水冷式中冷器进排气系统部件空气滤清器灰尘指示器n空气滤清器通过滤纸的方式将送入发动机的空气过滤净化，滤纸被叠成褶 状以扩大空气的流通面积，工程机械多用双层滤芯n真空集动阀当发动机停机负压消失后，该阀自动打开，将集尘箱中积存的 灰尘颗粒

14、自动排出n灰尘指示器当空气滤清器被堵塞时，灰尘指示器内的红色柱塞则被弹出， 以提醒驾驶员清理或更换空气滤芯进排气系统部件（消音器）n废气如果由排气歧管直接排放到大气中会产生较大的噪音 ，因此使用消声器可以减小这种噪声。润滑系统油底壳、油泵、油冷器、滤油器、活塞冷 却喷嘴等润滑系统示意图n润滑发动机各运 动部件防止其磨 损，延长使用寿 命n冷却高温部件防 止其烧结n清洁因高温运转 而在发动机内部 形成的油污附着 物n防止轴承和其它 金属表面生锈n密封运动副表面 间间隙润滑系统部件n溢流阀油泵泵送的机 油必须保持适当的油压， 油压过低则不能到各润滑 部位，油压过高则增加油 耗；溢流阀通常设定值 3

15、6kg/cm2n安全阀防止机油滤清 器堵塞时油路不通n机油滤清器清除油中 的碳沉淀物、金属粉末、 污垢，防止被污染的有再 次流进润滑部位n滤纸被叠成褶状，以扩大 油通过的面积n定期更换机油滤芯润滑系统部件机油冷却器活塞冷却喷嘴n机油冷却器降低油温，防止 机油高温裂化n活塞冷却喷嘴喷出机油冷却 活塞，防止活塞烧结n旁通滤清器使机油得到充分 过滤，降低机油污染程度冷却系统散热器、水泵、风扇、恒温器等n燃油在气缸内燃烧 产生高温，为防止 缸盖、缸套、缸体 因高温产生裂痕或 活塞烧伤，须进行 冷却n最佳水温 7893n水温低于65 为过 冷运转n冷却水必须加防冻 液防止冻结冷却系统部件（散热器、水泵）

16、n散热器安装在发动机前面，上下水室通过许多细小的水管连接在一起；来自 发动机的冷却水进入上水室，通过水管流到下水室；利用风扇向散热器送风n散热器顶部安装有减压阀，防止内部压力过高或成为负压，并提高冷却水的 沸点n水泵安装在缸体前面，靠内部叶轮的旋转将水从泵排出；水泵壳体上设有呼 吸孔，以保证水封的正常密封和水泵轴承的正常润滑冷却系统部件（节温器）n节温器内部有热敏元件（热胀冷缩的石蜡），可根据温度的不同上下移动n当冷却水温度较低时石蜡收缩，将去散热器的水道口关闭，同时打开去水泵 侧的开口；水温上升一定程度时石蜡膨胀，将去散热器的水道口开启，同时 关闭去水泵侧的开口（三） 6114发动机保养保养及维修型号的含义D 6 114 Z G 2