汽车发动机构造与维修课件（东北师大版）

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1、发动机构造与维修,教学课件,项目一 发动机整体认识,知识目标： .掌握发动机的作用、类型和型号编制规则； .了解汽车发动机的发展史； .熟悉发动机的主要性能指标； .熟悉发动机的燃烧过程。 能力目标： 1.了解发动机的类型，理解柴油机与汽油机的区别，掌握四冲程发动机的工作原理和总体构造。 2.能查阅发动机维修技术资料，能按维修规范进行发动机总体拆装。,项目一 发动机整体认识,活动一,发动机总体构造,一、发动机的类型 现代汽车用发动机主要采用的是往复活塞式内燃机。它是将燃料在气缸内燃烧，使热能直接转变成机械能的机器。本书所提及的汽车发动机，如无特别说明，都是指往复活塞式内燃机。 往复活塞式内燃机

2、具有单机功率范围大（0.6-16860KW）、热效率高（汽油机略高于0.3，柴油机达0.4）、结构紧凑、体积小、质量轻、操作简单、便于起动等优点，故它被极其广泛地用作汽车动力，同时广泛应用于船舶、拖拉机、工程机械、发电机等。 （一）发动机的类型 汽车用发动机可以根据不同的特征来分类。 1、按活塞的运动方式分类 按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式2种。前者活塞在气缸内做往复直线运动，后者活塞在气缸内做旋转运动。 2、按所用的燃料种类分类 根据所用的燃料不同，发动机主要分为汽油发动机（简称汽油机）、柴油发动机（简称柴油机）和气体燃料发动机3类。汽油机以汽油为燃料，柴油机

3、以柴油为燃料，而使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的发动机称为气体燃料发动机。,项目一 发动机整体认识,3、按点火方式分类 根据点火方式不同，发动机可分为点燃式和压燃式2种。点燃式发动机利用电火花使可燃混合气着火，如汽油机。压燃式发动机则是通过喷油泵和喷油器，将燃油直接喷入气缸，使其与在气缸内经压缩后升温的空气混合，使之在高温下自燃，如柴油机。 4、按冷却方式分类 根据冷却方式不同，发动机可分为水冷式和风冷式2种。水冷式发动机以水或冷却液为冷却介质，而风冷式发动机以空气为冷却介质。汽车发动机多为水冷式。 5、按活塞行程数分类 凡活塞往复4个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机；活塞往复2个

4、单程即完成一个工作循环的则称为二冲程发动机。汽车发动机多为四冲程发动机。 6、按气缸数分类 发动机只有个气缸的称单缸发动机，有2个以上气缸的称为多缸发动机。 7、按进气系统是否采用增压方式分类 发动机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气式（非增压式）发动机和强制进气式（增压式）发动机。,项目一 发动机整体认识,二、发动机的总体构造 传统汽油机通常由两大机构、五大系统组成，而柴油机由两大机构、四大系统组成。两大机构是指曲柄连杆机构和配气机构，五大系是指燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系（柴油机无此系统）和起动系。 （一）两大机构 1、曲柄连杆机构（如图11所示） 曲柄连杆机构包括机体组、

5、活塞连杆组、曲轴飞轮组。该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。,项目一 发动机整体认识,2、配气机构 配气机构包括气门组和气门传动组。其作用是使可燃混合气及时进入气缸，并在燃烧后及时将废气从气缸中排出。,1、燃料供给系 汽油机的燃料供给系由汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、化油器（节气门体）、喷油器、供油管（燃油喷射式发动机）、空气滤清器和进气歧管等组成。其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气（缸内喷射式发动机为空气），并控制进入气缸内的可燃混合气的数量，以调节发动机的输出功率和转速，最后将燃烧后的废气排出气缸。柴油机燃料供给系由柴油箱、输油泵、喷油

6、泵、柴油滤清器、喷油器、进排气管和排气消声器等组成。其作用是定时向气缸内喷入一定数量和一定压力的柴油，以调节发动机输出的功率和转速，最后将燃烧后的废气排出气缸。,项目一 发动机整体认识,2、冷却系 冷却系有水冷和风冷2种，现代汽车一般都采用水冷式（如图1-4所示）。由水泵、散热器、风扇、节温器、水套等组成。其作用是利用冷却水冷却高温零件，并通过散热器将热量散发到大气中去，从而保证发动机在最适宜的温度范围内工作。,项目一 发动机整体认识,3、润滑系 润滑系由机油泵、集滤器、滤清器、油道、油底壳、调压阀和安全阀等组成。其作用是将润滑油分送至各个摩擦零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、

7、冷却摩擦表面，从而延长发动机使用寿命。 4、点火系（如图1-5所示） 汽油机传统点火系包括电源（蓄电池和发电机）、分电器、点火线圈和火花塞等。其作用是按一定时刻向气缸内提供电火花，以点燃缸内的可燃混合气。 5、起动系 由起动机及附属设备组成。其作用是带动飞轮旋转以获得必要的动能和起动转速，使静止的发动机起动并转入自行运转状态。,项目一 发动机整体认识,三、发动机的基本术语 发动机的基本术语如图1-6所示。 上止点（TDC） 活塞顶离曲轴回转中心最远处即活塞上行到达的最高位置。 下止点（BDC） 活塞顶离曲轴回转中心最近处即活塞下行到达的最低位置。 活塞行程 上、下止点间的距离，用 S （单位：

8、mm） 表示。 曲柄半径 曲轴的回转半径,用 R（单位：mm）表示。显然，S=2R。 气缸工作容积 上、下止点间所包容的气缸容积，用（单位：L） 表示。 燃烧室容积 活塞位于上止点时，活塞顶、气缸盖、气缸壁所封闭的容积，用（单位：L） 表示。 气缸总容积 气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积，用（单位：L） 表示。 （式1-1） 压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比，用表示。压缩比表示气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般车用汽油机的压缩比为610，柴油机的压缩比为1522。 （式1-2） 发动机排量 发动机所有气缸工作容积的总和，用（单位：L）表

9、示。 工作循环 发动机将热能转变为机械能而必须经过的进气压缩做功排气四个连续的过程。 四冲程发动机 曲轴旋转两周，活塞往复四个行程完成一个工作循环的发动机。 二冲程发动机 曲轴旋转一周，活塞往复二个行程完成一个工作循环的发动机。 发动机工况 发动机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻发动机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速（用n表示,单位r/min）即为发动机转速。,项目一 发动机整体认识,项目一 发动机整体认识,活动二,发动机的工作原理,四冲程发动机的一个工作循环包括4个活塞行程，即进气、压缩、做功和排气。四冲程发动机的每个气缸都进行这种循环，但进行的时间不同。各缸做功行程错开，可使发

10、动机输出功率连续平稳。 1进气行程 进气门打开，排气门关闭，转动的曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，缸内容积增大，压力降低而形成真空，将可燃混合气吸入汽缸。由于进气系统的阻力，进气终了时缸内气体的压力略低于大气压力，约为0.0750.09MPa，温度为370400K。 2压缩行程 为使吸入汽缸内的可燃混合气迅速燃烧，放出更多的热量，从而使发动机发出更大的功率，必须在混合气燃烧前对其进行压缩，使其容积变小，温度升高。为此，在进气终了时便立即进入压缩行程。在此行程中，进、排气门均关闭，曲轴推动活塞定时由下止点向上止点移动一个行程。此时，混和气压力高达0.6 1.2MPa，温度可达600 700K

11、。,项目一 发动机整体认识,3做功行程 在压缩行程接近终了时，火花塞产生电火花点燃混合气，此时进、排气门仍关闭。由于混合气的迅速燃烧，使缸内气体的温度和压力迅速升高，最高压力可达59MPa，最高温度可达22002800K。在高温高压气体的作用力推动下，活塞向下止点运动，活塞的下移通过连杆使曲轴旋转运动，产生转矩而做功。发动机至此完成了一次将热能转变为机械能的过程。 4排气行程 混合气燃烧后成为废气，应从汽缸中排出，以便于下一工作循环得以进行。因此，当作功行程接近终了时，排气门打开，进气门仍关闭，因废气压力高于大气压力而自动排出。此外，当活塞越过下止点上移时，还靠活塞的推挤作用强制排气。活塞到上

12、止点附近时，排气行程结束。,项目一 发动机整体认识,项目一 发动机整体认识,二、四冲程柴油机的工作原理 四冲程柴油机和四冲程汽油机一样，每个工作循环也是由进气、压缩、做功和排气4个行程组成。但柴油和汽油性质不同，柴油机在可燃混合气的形成、着火方式等方面与汽油机有着较大的区别。这里主要介绍柴油机与汽油机工作原理的不同之处。图1-8所示为单缸四冲程柴油机工作原理示意图。,项目一 发动机整体认识,（1）进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，吸入气缸的是纯空气，而不是混合气。进气终了时，气缸内气体压力约为0.085-0.095MPa，温度约为310-340K。 （2）压缩行程 活塞在曲轴的带动

13、下由下止点向上止点运动纯空气被压缩。由于柴油机压缩比大，压缩终了时的温度和压力都比汽油机高，其压力可达3-5MPa、温度可达750-1000K。 （3）做功行程 此行程与汽油机有很大的不同。压缩行程末喷油泵泵出的高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气。由于此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约360左右），柴油混合气自行着火燃烧，且以后的一段时间内柴油边喷射边燃烧，使气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行做功。此行程中，瞬时压力可达6-9MPa，瞬时温度可达1800-2200K。做功终了时压力约为0.2-0.5MPa，温度约为1000-1200K。 （

14、4）排气行程 此行程与汽油机基本相同。排气终了时，气缸内残余废气的压力约为0.105-0.12Mpa，温度约为700-900K。,项目一 发动机整体认识,三、汽油机与柴油机的比较,项目一 发动机整体认识,四、内燃机型号 1、内燃机型号 为了便于内燃机的生产管理、使用与维修，我国对内燃机产品名称和型号编制规则重新审定并颁布了国家标准GB/725-1991。该标准的主要内容如下： （1）内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，如汽油机、柴油机等。 （2）内燃机型号由阿拉伯数字、汉语拼音字母和GB1883中关于气缸布置所规定的象形字符号表示。 （3）内燃机型号由下列4部分组成： 首部 包括产品系列代号、

15、换代符号和地方、企业代号，由制造厂根据需要自选字母表示，但需经行业标准化归口单位核准、备案。 中部 由缸数符号、气缸布置形式符号、冲程符号和缸径符号组成。 后部 由结构特征符号和用途特征符号组成。 尾部 为区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。后部与尾部可用“”分隔。,项目一 发动机整体认识,项目一 发动机整体认识,2、内燃机型号示例 （1）汽油机 462Q四缸、直列、四冲程、缸径62mm、水冷、汽车用。 1E65F单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型。 EQ6100-1六缸、直列、四冲程、缸径100mm、水冷，区分符号表示第一种变形产品（EQ为第二汽车制

16、造厂代号）。 （2）柴油机 YZ6102Q六缸、直列、四冲程、缸径102mm、水冷、汽车用（YZ为扬州柴油机厂代号）。 12V135Z十二缸、形、四冲程、缸径135mm、水冷、增压、通用型。 12VE23OZCZ十二缸、形、二冲程、缸径230mm、水冷、增压、船用主机、左机基本型。,项目二 曲柄连杆机构,知识目标： 1.掌握曲柄连杆机构的作用和组成； 2.掌握曲柄连杆机构的受力分析； 3.掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的构造和装配连接关系； 4.熟悉连杆衬套的铰削方法； 能力目标： 1.掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组主要零件的检测和维修方法 2.掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组常见的异常现象的判断排除 3.学会曲柄连杆机构的装配与调整,项目二 曲柄连杆机构,活动一,曲柄连杆机构的概述,一、 曲柄连杆机构的作用和组成 曲柄连杆机构的作用是将燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，使曲轴产生旋转运动而对外输出动力。 曲柄连杆机构由三部分组成。 (一)机体组 主要包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套及气缸垫等不动件。 (二)活塞连杆组 主要包括活塞、活塞环、活塞销及连杆等运动件。 (三)曲轴飞轮组 主要包括曲轴、飞轮等机件。,