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1、发动机基础知识培训技术中心发动机所 李晟 2010.7 一、发动机的基本常识 二、发动机的构造及原理 三、发动机的设计与检验一、发动机的基本常识1、什么是发动机？ 2、发动机的分类 3、发动机基本术语 4、摩托车发动机型号编制方法1、什么是发动机？1、什么是发动机？发动机是将某一种形式的 能量转变为机械能的机器。 发动机包括热机和电动机等。 热机是把热能转化为机械能，它 包括内燃机和外燃机，内燃机燃 料在机器内部燃烧，外燃机燃料 在机器外部燃烧。 电动机是把电能转化为机械能。发动机热机发电机内燃机外燃机 内燃机的特点是液体或气体燃料和空气混合 后输入机器内部燃烧而产生热能。外燃机（ 如蒸气机）
2、的特点是燃料在机器的外部锅炉 内燃烧，将锅炉内的水加热，使之变成高温 高压的水蒸气，再将水蒸气送入机器内部， 使所含的热能转变为机械能。 内燃机与外燃机相比，具有热效率高、体积 小、重量轻、便于移动，启动性能好等优点 ，因而广泛运用于各种车辆上。发动机 （内燃机） 结构工作原理分类和结构工作原理分类结构四冲程二冲程燃料、行程冷却、引燃凸轮、进气曲柄连杆机构配气机构润滑系统燃油供给系统冷却系统起动系统点火系统充电系统进气行程压缩行程做功行程排气行程压缩行程做功行程缸数、排列2、发动机的分类：1）按燃料分可分为柴油机、汽油机和天然气机等。2）按实现循环的行程数分四冲程发动机-活塞移动四个行程或曲轴
3、转两圈，气缸内 完成一个工作循环。二冲程发动机-活塞移动两个行程或曲轴转一圈，气缸内 完成一个工作循环。 3）按冷却方式分水冷式发动机、风冷式发动机、 4）按点火方式压燃式(CI)发动机：利用气缸内空气被压缩后产生的高 温，使燃油自燃。如柴油机。点燃式(SI)发动机：利用火花塞发出的电火花强制点燃燃 料，使燃料强行着火燃烧。如汽油机、煤气机。 5）按凸轮轴位置分 侧置式：凸轮轴位于气缸体一侧。 顶置式：凸轮轴位于气缸盖上。顶置式又分为以下两种：单顶置凸轮轴(SOHC)发动机双顶置凸轮轴(DOHC)发动机6）按进气方式分自然吸气式发动机：空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内。增压式发动机：为增大功率，
4、在发动机上装有增压器，使 进入气缸的气体预先经过压气机压缩后再进入气缸。 7）按气缸数目分单缸发动机、多缸发动机。 8）按气缸的排列型式分直列立式发动机：所有气缸中心线在同一垂直平面内。直列卧式发动机：所有气缸中心线在同一水平平面内。V型发动机：气缸中心线分别在两个平面内，且两平面相 交呈V型。对置式发动机：V型夹角为1800时又称为对置式。其他：还有W型(奥迪W16)、H型、X型、星型等3、摩托车发动机基本术语1）缸径即气缸的直径简称缸径。 2）行程活塞从上止点运动到下止 点所走过的距离叫活塞行程，简称 行程。上止点习惯上把活塞运动到最高点， 即活塞位于离曲轴最远的位置叫上止点， 由于此时活
5、塞的运动速度为零，所以又称 上死点。下止点同理，习惯上把活塞运动到最 低点，即活塞位于离曲轴最近的位置叫下 止点，由于此时活塞的运动速度为零，所 以又称下死点。5）燃烧室活塞在上止点时，活塞上方与气缸盖之间的空间 部分叫燃烧室。 6）气缸的总容积活塞在下止点时，它上方的全部空间，称 为气缸总容积，它是气缸工作容积和燃烧室容积的总和。 7）压缩比气缸的总容积对燃烧室容积之比。压缩比表示工 作混合气在气缸中被活塞压缩时体积缩小的倍数。压缩比的大 小，对发动机功率有很大的影响。 8）排量又称气缸工作容积，即活塞从下止点运动到上止点 所通过的行程容积。发动机排量计算公式如下：V(CC)=r2sn其中
6、r:气缸半径 cms:行程 cmn:气缸数 9）最大功率在油门全开时，发动机所能产生的最大功率。 10）最大扭矩在油门全开时，发动机所能产生的最大扭矩。4、发动机型号编制方法 发动机型号由阿拉伯数字（以下简称数字 ）和汉语拼音字母（以下简称字母）组成。 发动机型号依次包括下列四部分： 1）首部：产品特征代号，为企业代号或产品的系 列代号 用不超过三个大写字母表示，其中产品系 列代号需经行业 标准化归口单位核准、备案。 2）中部：由缸数符号、气缸布置形式符号、行程 符号、缸径符号组成。其中气缸数符号用数字表示 。缸径符号用气缸直径（mm）的整数表示。 3）后部：由冷却方式特征符号、发动机用途特征
7、 符号和发动机名义排量符号组成。 4）尾部：为设计及改型代号。设计代号用阿拉伯 数字1、2、3依次表示发动机设计顺序，当设 计代号为1时可省略。改型代号用大写字母A、B、 C、D依次表示原发动机型改型顺序。设计及 改型代号用符号“”与前面符号隔开。发动机名义排量符号：按GB/T 5375的规定划分名 义排量，按下表所示：符号 发动机名义 排量 符号 发动机名义 排量符号 发动机名义 排量A50 J150T650 B50K175U700 C60L200V750 D70M250W800 E80N300X900 F90P350Y1000 G100Q400YG1100H110R500YL 1200 I
8、125S600以汽油机为例： 1.1E52FMH：表示单缸，二行程，缸径 52mm，风冷、摩托车用、排量110ml 2、1P52QMI：表示单缸、四行程、缸径 52mm、卧式、强制风冷、排量为125ml： 3、477Q： 表示四缸，四行程，缸径 77mm，水冷、汽车用 4、2V50ML： 表示两缸、四行程、缸径 50mm、V型、水冷、排量为200ml： 5、253FMM：表示两缸、四行程、缸径 53mm、并列型、水冷、排量为250ml： 6、462MS：表示四缸、四行程、缸径 62mm、水冷、排量为600ml思考： 力帆开发的某款摩托车用发动 机基本信息如下：单缸、卧式 、强制风冷、四气门、四
9、冲程 、缸径为52.4，行程为57.8， 排量为124.6ml。该发动机的 型号为:_?思考： 力帆开发的某款摩托车用发动 机基本信息如下：单缸、卧式 、强制风冷、四气门、四冲程 、缸径为52.4，行程为57.8， 排量为124.6ml。该发动机的 型号为: 1P52QMI 二、摩托车发动机的构造1、摩托车发动机的构造2、四冲程发动机的基本原理3、二冲程发动机的基本原理发动机 （内燃机） 结构工作原理分类和结构工作原理分类结构四冲程二冲程燃料、行程冷却、引燃凸轮、进气曲柄连杆机构配气机构润滑系统燃油供给系统冷却系统起动系统点火系统充电系统进气行程压缩行程做功行程排气行程压缩行程做功行程缸数、排
10、列1、摩托车发动机的构造一般都是由两大机构和六大系统组成 1.1两大机构 曲柄连杆机构-是发动机借以产生动力，并将活塞 的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动 力的机构。（机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组 ）连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮配气机构 曲柄连杆机 构1.2配气机构-是使 可燃混合气及时 充入气缸并在燃 烧后及时将废气 从气缸中排出。 （气门组、气门传动组 、配气凸轮）摇臂凸轮轴1.2六大系统 1）进排气系统-油箱、汽油滤清器、汽油 泵、化油器(节气门体)、喷油器、油轨(燃 油喷射式发动机)、排气道、消声器等。2）点火系统-分电器、点火线圈和火花塞等 。3）冷却系统-
11、水泵、节温器、风扇和散热器等 。常采用的冷却方式有：风冷、强制风冷、油冷、水冷。如图所示，水在水泵的压 力作用下，经气缸体气缸 头节温器散热器水泵 循环，将气缸体、气缸头中 的热量通过散热器散发到外 界，降低了发动机工作温度 ，改善了工作环境，提高了 压缩比，并且水套还有隔音 作用，从而使水冷发动机具 有长寿、强劲、省油、环保 、冷静的优点。4）润滑系统-油底壳、集滤器、机油泵、滤 清器、调压阀和安全阀等。 5）起动系统-起动机及附属设备组成。6）充电系统-蓄电池、发电机、调节器等。2、四冲程发动机的工作原理四行程汽油机的运转是按进气行程、压缩行 程、作功行程和排气行程的顺序不断循环反 复的。
12、 1) 进气行程 由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动， 这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时 ，活塞位于上止点，气缸内残存有上一循环未排 净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力 。随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小， 当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力， 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，直至活塞 向下运动到下止点。在进气过程中，受空气滤清 器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进 气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为 0.0750.09MPa，同时受到残余废气和高温机件 加热的影响，温度达到370400K。实际汽油
13、机 的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延 迟到下止点之后关闭，以便吸入更多的可燃混合 气。2) 压缩行程 曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时 进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可 燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞 到达上止点时压缩行程结束。此时气体的压力和温 度主要随压缩比的大小而定，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。所谓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
14、数倍的速度向外传播，造成尖锐 的敲缸声。会使发动机过热，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。(3) 作功行程 作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这 一行程中，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，可燃混合气燃烧后放出大量的 热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2200 2800K，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，除了用于维持发动机 本身继续运转外
15、，其余用于对外作功。随 着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体 压力和温度降低，当活塞运动到下止点时 ，作功行程结束，气体压力降低到0.3 0.5MPa，气体温度降低到13001600K。(4) 排气行程 可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气 缸中排出去以便进行下一个进气行程。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。实际汽油机的排气行程也是排气门提前打开 ，延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室 容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排
16、气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大 气压力，约为0.1050.115MPa，温度约为900 1200K。 曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点 运动，又开始了下一个新的循环过程。可见四行 程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程 完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往 复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。3、二冲程发动机工作原理二冲程发动机上，活塞上下运动一次，即运动两个行程，发 动机就点一次火，它的工作原理如图： 第一冲程：活塞从下止点上行，遮蔽扫气口、排气口，压缩 气缸中的可燃混合气，当活塞到达上止点附近时，火花塞跳 火点燃混合气；与此同时，进气口打开，新鲜的可燃混合气 体进入曲轴箱，在活塞到达上止点时，关闭进气口。第二冲程：混合气迅速燃烧，同时产生大量的热和很高的压 力，在高压气体的推动下，活塞下行，通过连杆使曲柄旋转 对
