汽车综述 项目2 汽车发动机的工作原理及总体构造

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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认知发动机实物上安装的各总成、机构、系 统的名称；观察了解发动机各机构、系统的作用；弄清发动机各机构、系统相互连接传动关系 。结合实

2、训操作: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，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

3、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

4、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

5、成两 大 机 构曲柄连杆机构配气机构五 大 系 统燃料供给系 润滑系 冷却系 点火系（柴油机无 ） 起动系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。曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气 缸油道和水道油底壳气缸盖罩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

6、动件。装配体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 发动机总体构造起动爪正时齿轮主轴瓦皮带轮扭转减振器飞轮飞轮螺栓曲轴飞轮齿环主轴翻 边瓦组成：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

7、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油箱 油管汽油泵汽油滤清器化油器空气滤清器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

8、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 发动机总体构造曲轴油底壳润滑系组成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（E

9、CU）、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。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

10、.1 发动机总体构造发动机分类按燃烧位置分按使用料 不同分按内部运动 类型分内燃发动机 外燃发动机往复式发动机 转子发动机汽油发动机 柴油发动机按工作循环分四冲程发动机 二冲程发动机发动机分类 按冷却方式分按气缸排列分按气门布置 位置分按气缸数分水冷式发动机 风冷式发动机单行直列式发动机 双行 V型式发动机 顶置气门式发动机 侧置气门式发动机单缸发动机 多缸发动机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

11、冲程内燃机。四冲程内燃机二冲程内燃机1.1 发动机总体构造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。单直列式对置式型直列（单列） V型 对置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.

12、6.按进气系统是否采用增压方式按进气系统是否采用增压方式分为：分为：自然吸气（非增压）式发动机和强制进气（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、发动机型号及含义首部 中部 后部 尾部区分符号 同一系列 产品因改 进而需要 区分时由 制造厂选 用适

13、当符 号表示用途特征符号 Q-汽车用 M-摩托车用 T-拖拉机用 G-工程机械用 J-铁路机车用 D-发电机组用 C-船用 无符号-通用结构特征符号 F-风冷 无符号-水冷 N-凝气冷却 S-十字头式 Dz-可倒转 Z-增压冲程符号 E-表示二冲程 四冲程不标注气缸排列型式符号 V-V 型 P-平卧式 无符号-直列或单缸卧式缸数符号换代标 志符号产品系列符号 系列符号和换 代标志符号由 制造厂根据需 要自选相应字 母表示，但需 主管部门或标 准化机构核准缸径符号 用缸径毫 米数表示内燃机型号编制规则 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、

14、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

15、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 发动机工作原理上止点SR连杆曲轴活塞燃烧室容积工作容积活塞行程气缸总容积下止点曲柄半径发动机基本