《《发动机上》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《发动机上》ppt课件（166页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/2/28,1,汽 车 构 造,西安交通大学能动学院汽车系 （内燃机研究所）,2019/2/28,2,发动机工作原理和总体构造,基本概念 发动机总体构造 四冲程发动机工作原理和总体构造 发动机的分类,2019/2/28,3,发动机概述,发动机是汽车最主要的总成之一，动力的来源。被称为汽车的“心脏”。,外燃机如蒸汽机是将燃料在机器外部的锅炉里燃烧，将锅炉里的水加热产生的高温高压水蒸气输送到机器内部，使所含热能转化为机械能的一种热机。,2019/2/28,4,基本术语,上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总
2、容积(Va ) 压缩比（） 工作循环,VL= V h I = Va / Vc,Vh= D2S 10-6/4 （L） D气缸直径mm S活塞行程mm,2019/2/28,5,压缩比,定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用表示。 = Va/Vc,压缩比过大的不良后果,现代化油器式发动机压缩比一般为69(轿车有的达911)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。,2019/2/28,6,压缩比过大的不良后果,返回,2019/2/28,7,发动机总体构造,机体及曲柄连杆机构 配气机构 燃油供给系 点火系（汽油机） 冷却系 润滑系 起动系,2019/2/28,8,发动机的总体
3、构造,2019/2/28,9,四冲程发动机的简单工作原理,1.4.1 四冲程汽油机的工作原理 1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程,单缸四冲程汽油机的工作过程,2019/2/28,10,进气行程,示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。,排气门关闭,进气门开启,活塞,温度370440 K， 压力7590 kPa,大气压力线,P,V,r,a,示功图,上止点,下止点,p,2019/2/28,11,压缩行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,压缩比： =Va/Vc,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,下止点,温度600800K， 压力6001500 kPa,2
4、019/2/28,12,作功行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPa,作功终了：温度15001700 K， 压力300500 kPa,做功行程,2019/2/28,13,排气行程,进气门关闭,排气门打开,活塞,P,V,r,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,温度9001200 K 压力105125 kPa,残余废气,排气行程,2019/2/28,14,四冲程发动机工作状态,2019/2/28,15,1.4.2 四冲程柴油机的工作原理,喷油器,喷油泵,吸气行程,压缩行程,作
5、功行程,排气行程,进气门,排气门,纯空气,温度300370K压力800900 kPa,温度8001000K压力35 MPa,瞬时：温度18002200K压力510 MPa,温度8001000K压力105400 kPa,终了：温8001000K压力105400 kPa,2019/2/28,16,柴油机工作时各行程状态参数,2019/2/28,17,二冲程发动机的工作原理,二冲程发动机 二冲程汽油发动机工作原理 二冲程柴油发动机工作原理,2019/2/28,18,二冲程汽油机工作原理,压缩混合气,进气,点火燃烧,排气,扫气孔,进气孔,排气孔,火花塞,1、结构,2019/2/28,19,二冲程柴油机
6、工作原理,换气,燃烧,排气,压缩,喷油器,空气,扫气泵,废气,排气门,2019/2/28,20,2019/2/28,21,1.理论上它的功率应等于四 冲程发动机的二倍。 2.由于作功频率较大，二冲 程发动机的运转比较均匀 平稳。 3.构造简单，质量较小。 4.易受磨损和经常需要修理 的运动部件数量较少。,二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？,2019/2/28,22,1.4.3 发动机的分类,车用内燃机,水冷发动机,风冷发动机,车用内燃机,车用内燃机,车用内燃机,四冲程发动机,二冲程发动机,汽油发动机,柴油发动机,单缸发动机,多缸发动机,车用内燃机,单列式发动机,双列式发动机,2019/
7、2/28,23,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,2019/2/28,24,摇臂,凸轮轴,2019/2/28,25,桑塔纳发动机结构示意图,2019/2/28,26,桑塔纳发动机冷却系示意图,2019/2/28,27,桑塔纳发动机润滑系示意图,2019/2/28,28,曲柄连杆机构,2019/2/28,29,概述,一、功用 将燃料燃烧时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变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。,2019/2/28,30,二、工作条件,承受机械载荷： 1、气体压力、往复惯性力、离心力、摩擦力 2、汽车行
8、驶中产生的冲击力。,以上各种力，使曲柄连杆机构和机体的各零件承受了不同形式的载荷，为保证工作可靠，需要采取相应结构措施。,三、组成 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组,2019/2/28,31,2.2 机体组,机体组组成：,曲轴箱,气缸体,气缸垫,气缸盖,气缸,油道和水道,油底壳,2019/2/28,32,一、气缸体,1、气缸体:水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体曲轴箱。,气缸体的工作特点：高温高压、高速运动摩擦 气缸体的结构特点：足够的强度和刚度，高精度内表面,一汽奥迪100汽车发动机气缸体,气缸体,曲轴箱,2019/2/28,33,2、分类,（1）按气缸体与油底壳安
9、装平面位置不同分为,油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。,油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。,气缸体上曲轴的主轴承孔为整体式。,2019/2/28,34,（2）根据冷却方式不同,散热片,风冷气缸体和气缸盖,1、水冷 2、风冷,2019/2/28,35,（3）根据气缸的排列方式,结构简单、加工容易，但发动机长度和高度较大。,缩短了机体的长度和高度，增加了刚度，减轻了发动机的重量；形状复杂，加工困难。六缸以上发动机使用,2019/2/28,36,高度小，总体布置方便。轿车中应用不多,对置气缸式发动机,2019/2/28,37,（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体,a、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸
10、体上。 b、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。,2019/2/28,38,（5）干缸套和湿缸套,强度和刚度都较好，加工复杂，拆装不便，散热不良。,散热良好、冷却均匀、加工容易。 强度和刚度不如干缸套，易漏水。,2019/2/28,39,二、曲轴箱,1、概念： 曲轴箱：气缸体下部用来安装曲轴的部分。 2、结构： 上轴箱 :与气缸体铸成一体 下轴箱 :贮存润滑油（油底壳） 3、材料： 薄钢板冲压（下曲轴箱）,2019/2/28,40,三、气缸盖,功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。,
11、上置式凸轮轴,导热性好、利于提高压缩比，适用与高速高强化汽油机,2019/2/28,41,气缸垫,气缸盖,气缸盖罩,衬垫,安装火花塞,2019/2/28,42,四、燃烧室,2019/2/28,43,五、气缸垫,1、功用：安装在气缸盖和气缸体之间，保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。 2、材料：有弹性、耐热性、耐压性 3、安装时注意方向,2019/2/28,44,2.3 活塞连杆组,气环,油环,活塞销,活塞,连杆,连杆螺栓,连杆轴瓦,连杆盖,2019/2/28,45,（一）活塞,1、功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转。 2、工作环境：高温、散热条件差；顶部工作温
12、度高达600700K，且分布不均匀；高速，线速度达到10m/s，承受很大的惯性力。活塞顶部承受最高可达3 5MPa（汽油机）的压力。 3、材料： 铝合金：质量小 导热性好；灰铸铁,2019/2/28,46,3、结构,（1）活塞顶部 功用：是燃烧室的组成部分，主要作用承受气体压力。,2019/2/28,47,活塞顶分类,结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀，多用在汽油机上。,凸起呈球状、顶部强度高，起导向作用、有利于改善换气过程。,凹坑的形状、位置必须有利于可燃混合气的燃烧；提高压缩比，防止碰气门。,2019/2/28,48,（2）活塞头部,位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。,气
13、环槽,油环槽,工作条件最恶劣，应离顶部远些。,1、安装活塞环、与活塞环一起密封气缸、 2、防止可燃混合气漏到曲轴箱内， 3、将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。,作用：,活塞销孔,2019/2/28,49,（3）活塞裙部,位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。 作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。,2019/2/28,50,裙部表面的保护,1）镀锡 油膜破坏时，起润滑作用；又可加速磨合作用。 2）涂石墨(柴油机） 易脆断可加速磨合，自润滑。 3）表面粗糙化 有规律的粗糙化，可加速磨合，沟谷可存机油润滑。,2019/2/28,51,（4）活塞形
14、状,-工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。 -上小下大的圆锥形形状。,销座方向,裙部受侧压力的作用，导致活塞发生变形,工作时向里变形,桶形,不受压力的部分，去掉后可以减轻质量。,2019/2/28,52,开槽活塞（汽油机）,绝热槽,膨胀槽,圆槽,2019/2/28,53,活塞裙部结构,上小下大的圆锥形 裙部椭圆形,长轴垂直与销座孔方向; 桶形活塞 开槽活塞,2019/2/28,54,（二）活塞环,是具有弹性的开口环，分为气环和油环。 工作条件： 高温、高压、高速、极难润滑。 平均寿命：6万公里 （1）气环 作用：保
15、证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。,切口,气环,2019/2/28,55,气环结构,开口间隙： 背隙： 侧隙：,气环的密封作用：,第一密封面：活塞环直径大于气缸直径，装入后产生弹性贴紧在气缸壁上而形成； 加强密封：窜入环槽的少量气体作用在环的背面（背隙处），加强了第一密封面作用； 第二密封面：窜入环槽的少量气体作用在环槽底面，形成第二密封面；,2019/2/28,56,气环的泵油作用,2019/2/28,57,气环断面形状：,2019/2/28,58,（2）油环,刮油片,轴向衬环,径向衬环,刮油片,回油孔,2019/2/28,59,油
16、环的刮油作用,2019/2/28,60,（三）活塞销,作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气体压力传递给连杆。 构造： 活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合形。,2019/2/28,61,活塞销的连接方式,连杆,活塞销,全浮式,半浮式,全浮连接的特点：活塞销能在连杆小头、销座孔中自由转动，三者间可相对运动，减少了磨损并使磨损均匀,2019/2/28,62,活塞销的偏置,使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气缸的一边过渡到另一边，减少敲缸的声音。,2019/2/28,63,（四）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,2019/2/28,64,连杆的结构,小头：内有青铜衬套 杆身：一般为“工”字形断面，抗弯强度好，重量轻 大头：与曲轴相
