汽车发动机构造第三讲

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汽车发动机构造与工作原理

汽车发动机构造与工作原理

汽车发动机构造与工作原理一、汽油机的构造汽油机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、汽门机构、点火系统、供油系统、冷却系统等多个部件组成。

1.气缸:气缸是发动机最主要的部件之一,通常由铸铁制成。

气缸形状为圆筒状,内壁上有细密的油膜,以减少摩擦损失。

2.活塞:活塞是气缸内上下往复运动的部件,通常由铝合金制成。

活塞在运动过程中与气缸壁形成密闭的工作腔,通过压缩混合气和燃烧产生的高温高压气体将活塞推动向下运动。

3.连杆:连杆是连接活塞和曲轴的部件。

它将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。

4.曲轴:曲轴是发动机的一个重要部件,它将连杆的往复运动转换为旋转运动。

曲轴具有复杂的几何形状,通常由高强度合金钢制成。

5.汽门机构:汽门机构负责控制进气门和排气门的开关。

进气门负责将混合气进入燃烧室,排气门负责将燃烧产生的废气排出。

汽门机构通常由凸轮轴、凸轮、气门、弹簧等部件组成。

6.点火系统:点火系统负责产生火花,引燃压缩的混合气。

它包括点火塞、点火线圈、点火控制装置等。

7.供油系统:供油系统负责向发动机提供燃料。

它包括燃油箱、燃油泵、喷油器等部件。

8.冷却系统:冷却系统负责将发动机产生的大量热量散发出去。

它包括散热器、水泵、风扇等。

二、汽油机的工作原理汽油机的工作循环包括四个冲程:进气冲程、压缩冲程、工作冲程和排气冲程。

1.进气冲程:活塞从上死点往下运动,汽门开启,混合气进入气缸。

2.压缩冲程:活塞向上运动,汽门关闭,气缸内的混合气被压缩。

3.工作冲程:当活塞接近上死点时,点火系统产生火花,点燃混合气。

燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动,将燃烧能量转化为机械能。

4.排气冲程:活塞再次向上运动,排气门开启,将燃烧产生的废气排出气缸。

以上四个冲程完成一次循环,然后继续下一次的工作循环。

这样连续地进行工作,就能产生持续的动力。

总结:汽油机是一种内燃机,通过压缩和点火燃烧混合气将燃料能转化为机械能。

它主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、汽门机构、点火系统、供油系统、冷却系统等多个部件组成。

汽车发动机的工作原理(图解)

汽车发动机的工作原理(图解)

汽车发动机的工作原理(图解)1. 前言汽车发动机是汽车的心脏,是汽车的核心部件,它的工作原理也十分复杂。

想要彻底理解汽车发动机的工作原理,需要深入了解汽车发动机的结构和工作过程。

本文将通过图解的方式,详细讲解汽车发动机的工作原理。

2. 发动机的基本构造汽车发动机主要由活塞、连杆、曲轴、气门、燃油系统等多个部件组成。

其中,活塞和曲轴是发动机的核心部件,它们的运动状态决定了发动机的输出功率。

汽车发动机一般分为四个部分:2.1 缸体和缸盖汽车发动机的主体部分是由缸体和缸盖组成的。

缸体是安装活塞、曲轴、连杆等部件的主体结构,缸盖则是安装气门、火花塞、凸轮轴等部件的组件。

缸体和缸盖通常是铸造或锻造而成的,由于发动机高温高压的工作环境,因此缸体和缸盖在制造过程中需要使用高温合金材料,以确保其高强度和高耐热性。

2.2 活塞和连杆活塞是发动机的运动部件之一,它通过连杆和曲轴实现了动力输出。

活塞在汽车发动机中的作用是将燃油混合物压缩并点燃,从而获得高温高压气体,在活塞的往复运动中将其功率输出到曲轴。

活塞通常由高强度铝合金材料制成,以保证其轻量化和高耐用性。

而连杆则是将活塞和曲轴连接起来的部件,一般使用高强度钢材和铝合金材料制造而成。

2.3 曲轴曲轴是汽车发动机的核心部件之一,它通过连杆将活塞的运动转化为曲轴的旋转运动,从而输出引擎的功率。

曲轴通常由高强度钢材制造而成,其表面需要涂抹润滑油膜以减少磨损,减少能量损失,并降低燃油消耗。

2.4 气门气门是发动机中的重要组成部分,它通过开启和关闭控制进出气体,从而控制发动机的输出功率。

气门通常分为进气门和排气门两种,其开关状态由凸轮轴控制。

凸轮轴是由与曲轴同步的皮带或链条带动的。

进气门只在缸体中的吸气冲程期间开启,让燃油混合物进入缸内,而排气门只在排气冲程期间开启,将燃烧后的废气从缸内排出。

2.5 燃油系统燃油系统主要由油泵、喷油器、油箱、油管等多个部分组成,其作用是提供燃油混合物并将其喷入缸内,从而和空气混合后燃烧。

汽车发动机构造与维修 教学教案

汽车发动机构造与维修 教学教案
(6)按空气量检测方式
•直接测量式(压力型):将歧管绝对压力和转速信号输送到ECU计算出进气量。如Bosch公司D-Jetronic系统
•间接测量式(流量型):用空气流量计测量进气量。如Bosch公司L—Jetronic系统
二、电控汽油喷射系统基本类型
1.Bosch公司Motronic M3.8。2系统(SANTANA 2000 GSi)(图6-3)
4.1.3车用汽油机对可燃混合气浓度的要求
(1)稳定工况对混合气成分的要求
①怠速工况,需要由浓变理论的混合气
②小负荷工况,需要理论混合气
③中等负荷工况,需要理论混合气
④大负荷及全负荷工况,需要浓混合气
(2)过渡工况对混合气成分的要求
①冷起动工况,需要浓混合气
②暖机工况,需要由浓变理论的混合气
③加速工况 ,需要浓混合气
教学SOP图
教学过程
课程导入
(一)组织教学(2分钟)
整顿纪律、清点人数,稳定学生情绪
(二)导入新课(5分钟)
1、本课题的学习目的.
2、本课题学习及掌握的主要内容。
3、本课题参阅的材料。
4、对本课题作业的要求。
详细内容及要求
一、电控汽油喷射系统概述
1.汽油喷射的基本概念
(1)汽油喷射
•一定数量和压力的汽油经过喷油器直接喷入气缸或进气歧管
(2)叶片式电动汽油泵(图6-9)
1)工作原理
•叶轮是一个圆形平板,在平板的圆周上加工有小槽,形成泵油叶片。
叶轮旋转时,小槽内的汽油随同叶轮一同高速旋转.由于离心力的作用,使出口处油压增高,而在进口处产生真空,从而使汽油从进口吸人,从出口排出
•有分电器的电控点火系统
3.Bosch公司L-Jetronic系统(图6-5)

汽车发动机构造

汽车发动机构造

汽车发动机构造汽车发动机是整个汽车动力系统的核心部件,负责产生动力驱动汽车运行。

它由多个部件组成,各个部件之间协同工作,以将燃料和空气转化为机械能,从而驱动车辆前进。

在本文中,我们将详细介绍汽车发动机的构造和各个部件的功能。

1. 发动机的分类按照不同的工作原理和燃料类型,发动机可以分为内燃机和外燃机两大类。

1.1 内燃机内燃机是最常见的发动机类型,根据工作循环的不同,内燃机又可以分为四冲程发动机和两冲程发动机。

1.1.1 四冲程发动机四冲程发动机通过四个燃烧循环来完成一个完整的工作过程,包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。

这种发动机结构相对复杂,但能够提供更高的能量效率。

1.1.2 两冲程发动机两冲程发动机仅通过两个燃烧循环来完成一个完整的工作过程,即压缩和燃烧冲程合二为一,由于其结构简单,重量轻,所以在一些特定的应用场景中使用较多。

1.2 外燃机外燃机是指燃烧过程在发动机外部进行,通过传递燃烧产生的热能来驱动发动机运转。

外燃机相对于内燃机而言,在效率和性能方面都有所逊色,所以在现代汽车中很少使用。

2. 发动机的基本构造无论是内燃机还是外燃机,发动机的基本构造都包括气缸、活塞、曲轴、气门等关键部件。

2.1 气缸和活塞气缸是发动机的主要工作部件,它是一个空心的金属筒体,用于容纳活塞。

活塞是一个圆柱形的金属部件,可以在气缸内上下运动。

通过活塞的往复运动,将燃料和空气的混合物压缩、点燃,从而产生能量。

2.2 曲轴和连杆曲轴是发动机的关键转动部件,它连接活塞和传动系统,将活塞的往复运动转化为连续的旋转运动。

连杆是连接曲轴和活塞的零件,通过连杆的连接,使得活塞的运动能够驱动曲轴转动。

2.3 气门和进排气系统气门是发动机进气和排气的关键控制部件,它通过开启和关闭来控制燃料和空气的进入以及燃烧产物的排出。

进排气系统由进气道、排气道和气门组成,它们一起协调工作,确保燃料和空气的有效进入以及废气的顺利排出。

发动机配气相位、气门间隙调整及正时

发动机配气相位、气门间隙调整及正时

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11
万通汽修标准化课程体系(2010版)
3、调整气门间隙
(1)准备气门间隙的调整工具,以方便气门调整作业。
万通汽修标准化课程体系(2010版)
调整气门间隙.1
(1)找到一缸压缩上止点。用摇手柄转动曲轴
或撬动飞轮,使一缸处于压缩上止点位置。从 发动机前面看,曲轴皮带轮的正时 凹坑与正时 记号对准。在部分大型车上飞轮壳的检视孔1-6 缸刻线与飞轮壳正时 记号对齐。例如:东风EQ 6100-1型发动机 ,飞轮1-6缸刻线应与飞轮壳的 钢球对齐。此时从气门处看:一缸的气门应都 处于关闭的状态。如果一缸的气门不全是关闭 状态,说明一缸活塞在下止点位置,应再转动 曲轴360 度, 使一缸处于压缩上止点位置。
气相位。
对发动机工作的影响: 影响发动机的动力性、功率。
对发动机工作的要求: 延长进、排气时间。进气门早开 晚关,排气门早开晚关。
还挺容易的!
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4
万通汽修标准化课程体系(2010版)
3、配气相位角
进气提前角α :一般为:10º~30º
进气迟后角β :一般为:40º~80º
进气持续角:进气门开启持续时间的曲轴 转角。为180º+α+β。
1、两次调整法。根据配气机构 构 造原理 ,进排气门排列有一定的规
律,按点火顺序和进、排气门排列 顺序,可以检查调整4(四缸机)或 6只气门(六缸机)的间隙;然后转 动曲轴一周,使四或六缸位于压缩 上止点位置,再调整其余4或5、6
隙,直至正确。
万通汽修标准化课程体系(2010版)
调整气门间隙.3
4)首先松开气门调整螺钉的固定
螺帽,把规定厚度的塞规插入气门
间隙处,一手抽拉塞规同手转动调

汽车发动机构造和工作原理.pptx

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冷却系的功用:是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保 证发动机在最适宜的温度状态下工作。
图3-11
冷却系统
6、点火系统: (如图3-12)
在汽油机中,气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的,为此在汽 油机的气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入燃烧室内。
图3-12
点火系统
7、起动系统:(如图3-13)
和二行程内燃机。
图3-2 内燃机按行程分类
3、按照冷却方式分类:(如图3-3) 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。
图3-3 内燃机按冷却方式分类
4、按照气缸数目分类:(如图3-4) 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。
图3-4 内燃机按气缸数目分类
5、按照气缸排列方式分类:(如图3-5) 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。
ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about. 。2020年10月30日星期五下午4时43分24秒16:43:2420.10.30 15、会当凌绝顶,一览众山小。2020年10月下午4时43分20.10.3016:43October 30, 2020 16、如果一个人不知道他要驶向哪头,那么任何风都不是顺风。2020年10月30日星期五4时43分24秒16:43:2430 October 2020 17、一个人如果不到最高峰,他就没有片刻的安宁,他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午4时43分24秒下午4时43分16:43:2420.10.30
图3-5 内燃机按气缸排列方式分类

汽车发动机构造

汽车发动机构造
1. 上止点 活塞到达的最上位置
上止点动画
1.2往复活塞式内燃机的基本术语
2. 下止点 活塞到达的最下位置
下止点动画
1.2往复活塞式内燃机的基本术语
3. 行程 活塞上、下两止点间的距离
活塞行程动画
1.2往复活塞式内燃机的基本术语
4. 气缸工作容积 上下止点间的气缸容积
气缸工作容积动画
1.2往复活塞式内燃机的基本术语
3.2发动机的特性
发动机特性及特性曲线的定义
3.2.1发动机的速度特性
汽油机的速度特性:外特性; 部分负荷特性; 柴油机的速度特性:
3.2.2发动机的负荷特性
汽油机的负荷特性 柴油机的负荷特性
3.2.3发动机的万有特性
万有特性的意义 汽、柴油机万有特性的比较
ε=16~22 压缩行程末喷油器向气缸内喷油(不是点火) 作功行程:Pm=6~9Mpa,Tm=2000~2500K PE=0.2~0.4Mpa; TE=1200~1500K 排气行程:PE=0.105~0.125Mpa; TE=800~1000K
1.3.3四冲程发动机的工作特点
1 .每个循环曲轴转两圈(720°) 2. 在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转动,
5.发动机的排量 发动机所有气缸工作容积的总和
气缸工作容积动画
1.2往复活塞式内燃机的基本术语
6.燃烧室容积 上止点上方的气缸容积
燃烧室容积动画
1.2往复活塞式内燃机的基本术语
7. 气缸总容积 下止点上方的气缸容积 (燃烧室容积与气缸工作容积的和)
气缸总容积动画
1.2往复活塞式内燃机的基本术语
其他三个冲程都是曲轴带动活塞运动 。 3. 在整个循环过程中,进气门、排气门各开启一次。 4 .发动机自行运转之前需要外力完成进气压缩两个冲

史上最全发动机内部各个零部件名称构造分解图,一目了然汽车!

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史上最全发动机内部各个零部件名称构造分解图,一目了然汽车!汽车发动机是为汽车提供动力的装置,是汽车的心脏,决定着汽车的动力性、经济性、稳定性和环保性。

那么汽车发动机结构是如何的?今天小编跟大家分享了汽车发动机肢解图,一起来学习吧!发动机由两大机构(曲柄连杆机构、配气机构)和五大系统(燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、启动系统和点火系统)组成。

下面我们开始图解:一、曲柄连杆机构曲柄连杆机构包括机体组、曲轴飞轮组和活塞杆组。

1、机体组机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸垫、油底壳、气缸盖罩以及主轴承盖等组成。

气缸体:发动机的主体,将各个气缸和曲轴箱连为一体,是安装曲轴、活塞以及其他零部件和附件的骨架。

按照气缸体的排列方式可分为气缸体有直列、V 形和水平对置三种形式。

气缸盖:气缸盖的作用是密封气缸,与活塞共同形成燃烧室,承受高温高压燃气压力,也是配气机构的载体。

气缸垫:又称气缸衬垫,位于气缸盖与气缸体之间,其作用是保证良好的密封性,防止气缸漏气和水套漏水等。

油底壳:油底壳是曲轴箱的下半部,又称为下曲轴箱。

其作用是密闭曲轴箱作为储油的外壳,防止杂质的进入。

气缸盖罩:位于发动机上部,是盖在气缸盖上的罩壳,起到密封的作用,防止杂质的进入。

2、曲轴飞轮组曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、曲轴带轮与正时齿轮等组成,安装在气缸体上面。

曲轴:承受来自连杆的力,将活塞的上下运动转变为曲轴的旋转运动并输出。

飞轮:安装在发动机后方,拥有一定的重量,有储能的作用。

也是离合器的安装部件,其上的齿圈为带动发动机运转的齿圈。

曲轴带轮:带动其他发动机附件的动力来源,依靠传动带将动力传递给发电机、水泵、压缩机、方向助力泵等。

其上有缓冲减振装置,是为了减少因发动机工作时产生的冲击振动。

曲轴正时齿轮:将动力传给凸轮轴的正时齿轮,使发动机能稳定运转。

3、活塞连杆组活塞连杆组主要由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆瓦和连杆瓦盖等组成。

活塞:发动机气缸中往复运动的机件。

03 汽车发动机构造-曲柄连杆机构

03 汽车发动机构造-曲柄连杆机构

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。
(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
V型发动机连杆的布置形式
并列式
主副式
叉式
连杆轴瓦
油槽润滑
减磨合金层
定位凸键
连杆大头的连接形式
平分式
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。
活塞顶分类
形状 平顶 示意图
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。
凸顶
凸起呈球状、顶部 强度高,起导向作 用、有利于改善换 气过程。
凹顶
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。
飞轮边缘部分做的 厚些,可以增大转 动惯量
曲轴的结构
曲拐:由主轴颈、连杆轴颈、曲柄组成
曲轴的支承方式
概念: 在相邻的两个曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴,称为全支承 曲轴,否则称为非全支承曲轴。
优点 提高曲轴的刚度和 弯曲强度,减轻主 轴承的载荷 缺点 曲轴的加工表 面增多,主轴 承数增多,使 机体加长 应用
柴油机一般多 采用此种支撑 方式
全支承曲轴
缩短了曲轴的长度, 主轴承载荷较 使发动机总体长度 大 非全支承曲轴 有所减小
承受载荷较小 的汽油机可以 采用此种方式
作业
1、曲柄连杆机构由哪些零件组成及其功用。 2、汽油机的燃烧室有哪几种及特点。 3、何谓发动机的点火顺序和作功间隔角。
(1)按气缸体与 油底壳安装平面位 置不同分为
名称 性能
油底壳安装平 面和曲轴旋转 中心在同一高 度。

汽车发动机的工作原理(图解)

汽车发动机的工作原理(图解)

汽车发动机的工作原理(图解)一、发动机的构造1.汽缸:发动机通常由多个汽缸组成,每个汽缸都是一个密闭的容器,用于进行燃烧过程。

汽缸的内径和活塞的行程决定了发动机的排量大小。

2.活塞:活塞是位于汽缸内来回运动的零件,它的作用是在汽缸内产生压力。

活塞下面通过连杆与曲轴相连,将压力转化为机械能。

3.曲轴:曲轴连接活塞和汽车的传动系统。

当活塞在汽缸内产生压力时,经过连杆和曲轴的转化,可以产生往复运动,并利用汽缸压力驱动曲轴旋转。

4.凸轮轴:凸轮轴是发动机的控制系统,它通过凸轮的形状和数量来控制进气门和排气门的开闭。

凸轮轴的转动由曲轴传动。

5.进气系统:进气系统是负责将空气引入汽缸的部分,主要包括进气管道、节气门、空气滤清器等。

进气系统能够根据发动机工况的不同来调整进气量。

6.燃油系统:燃油系统是负责将燃料输送到发动机的部分,主要包括燃油箱、燃油泵、燃油喷嘴等。

燃油系统能够根据发动机负荷的不同来调整燃料的供给。

7.点火系统:点火系统是发动机燃烧的起点,主要包括点火线圈、火花塞等。

点火系统通过产生一个电火花来点燃燃料混合气体,引发燃烧过程。

二、发动机的工作原理1.进气冲程:活塞在下行过程中,进气门打开,活塞下行形成负压,进气门打开后,气缸内的新鲜空气通过进气门进入气缸。

2.压缩冲程:活塞在上行过程中,进气门关闭,活塞向上行驶,将气缸内的空气压缩,使气体温度和压力增加。

3.燃烧冲程:当活塞到达上行行程的最高点时,喷油嘴会向气缸内喷入燃料。

燃料和压缩空气混合后被点火系统的火花点燃,引发燃烧过程。

燃烧释放的能量推动活塞向下行驶。

4.排气冲程:当活塞到达下行行程的最低点时,排气门打开,活塞向上行驶,将燃烧产生的废气排出汽缸。

发动机通过不断循环进行进气、压缩、燃烧和排气等工作冲程,形成连续的能量转化过程,从而驱动汽车运动。

汽车发动机是复杂而精密的机械装置,涉及到机械、电子、燃料等多个领域的知识。

通过对发动机构造和工作原理的了解,我们可以更好地理解汽车发动机的工作过程,为汽车的维修和使用提供基础。

汽车发动机构造与维修图解教程第三章PPT

汽车发动机构造与维修图解教程第三章PPT

三、气门传动组的故障及其排除
1.气门脚响的特征和诊断排除 气门脚响的特征是: (1)声响为清脆、连续而有节奏的“嗒、嗒、嗒” 声,位置集中在气缸上方气门室盖附近。 (2)怠速时声响明显,发动机转速升高时,声响频率随之同步加快,强度稍有增大,发动机高速运转时 的噪声往往会将气门脚响掩盖。
(3)发动机冷却液温度变化时声响没有明显变化。
进气侧VVT-i控制器提前
(2) 延迟 当发动机在怠速期间、低负荷、高负荷且发动机转速在高速范围内、低温、启动时,通过来自ECU的 延迟信号将凸轮轴正时机油控制阀定位在下图所示位置。
进气侧VVT-i控制器延迟 (3) 保持 当正时系统达到目标正时后,通过使凸轮轴正时机油控制阀保持在中间位置,关闭机油通向提前侧或 延迟侧的进油口来保持气门正时。
2.排气管 排气系统收集从每个燃烧室排出来的高温气 体,然后将其送至汽车尾部排放掉。 排气管是排气歧管和消声器或催化转化器之
间的一根连接管,排气总管可以是单管或双
管。 排气总管
3.消声器
常用的消声器有两种。一种使用一组消声室来降低噪声;另一种使用附有玻璃纤维的带孔 直管和外罩,但其消声效果没有带隔板的消声室好。 消声器有四种基本结构形式:扩张式、共振式、吸收式和反射式。
液压挺柱
3.推杆 推杆处于挺柱和摇臂之间,其功用是将挺柱 传来的运动和作用力传给摇臂。 4.摇臂/摆臂与气门间隙自动补偿器 摇臂/摆臂的功用是将推杆和凸轮传来的运 动和作用力,改变方向传给气门使其开启。
气门间隙的大小因机型而异,通常进气门间
隙为0.25~0.30mm,排气门间隙为0.30~ 0.35mm。气门间隙的大小可用塞尺测量。
3.宝马发动机VANOS技术
宝马M系列所采用的VANOS渐进式可变气门正时系统如下图所示。

汽车发动机机体组之详细图解

汽车发动机机体组之详细图解

机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。

因此,机体必须要有足够的强度和刚度。

机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。

一. 气缸体(图2-1)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,也可称为气缸体。

气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。

在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。

气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。

(图2-2)(1) 一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。

这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装方便;但其缺点是刚度和强度较差(2) 龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。

它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。

(3) 隧道式气缸体这种形式的气缸体曲轴的主轴承孔为整体式,采用滚动轴承,主轴承孔较大,曲轴从气缸体后部装入。

其优点是结构紧凑、刚度和强度好,但其缺点是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不方便。

为了能够使气缸内表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。

冷却方法有两种,一种是水冷,另一种是风冷(图2-3)。

水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套内不断循环,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用。

现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车的总体布置。

按照气缸的排列方式不同,气缸体还可以分成单列式,V型和对置式三种(图2-4)。

(1) 直列式发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的。

发动机内部结构图

发动机内部结构图

发动机内部结构图引言发动机是现代机动车辆中不可或缺的关键部件之一,它负责将燃料转化为能量,驱动车辆行驶。

发动机的内部结构决定了其性能和效率,了解发动机内部结构对于维护和修理发动机至关重要。

本文将介绍发动机的常见内部结构并提供相应的结构图。

缸体和缸盖发动机的缸体是发动机的主体结构,它用于容纳活塞、气缸和气门等关键部件。

缸体通常由铸铁或铝合金制成,以提供足够的强度和耐热性。

缸盖则位于缸体的顶部,密封并承载发动机的气缸盖、凸轮轴和气门等部件。

活塞和连杆活塞是发动机中起着压缩和传递力量作用的关键部件。

它由铝合金制成,具有较低的重量和较高的强度。

活塞通过连杆与曲轴相连,将活塞的上下往复运动转化为曲轴的旋转运动。

连杆一端连接活塞,另一端连接曲轴,起到连接与传递力量的作用。

曲轴和凸轮轴曲轴是发动机中最重要的部件之一,它通过连杆的传动将活塞上下往复运动转化为旋转运动。

曲轴通常由钢铁或铸铁制成,具有高强度和耐磨性。

凸轮轴则用于控制发动机气门的开启和关闭过程,它通过凸轮的形状实现气门的运动。

气门和气门机构气门是控制发动机进气和排气的关键部件,它位于缸体上方的气门座中。

发动机通常具有进气气门和排气气门,它们由气门机构控制开启和关闭。

气门机构通常由凸轮轴、齿轮、摇臂和弹簧组成,通过凸轮的旋转推动摇臂,进而控制气门的运动。

节气门和喷油器节气门用于控制发动机的油气混合物进入气缸的量,通过调节节气门的开度可以控制发动机的功率输出。

喷油器则用于将燃油喷射到气缸内,以完成燃烧过程。

节气门和喷油器一般通过发动机控制单元(ECU)来实现精确的控制。

总结发动机的内部结构是复杂而精密的,各个组件协调工作以提供动力和效率。

本文介绍了发动机的常见内部结构,包括缸体和缸盖、活塞和连杆、曲轴和凸轮轴、气门和气门机构、节气门和喷油器。

了解这些结构对于维护和修理发动机具有重要意义,帮助我们更好地理解发动机的工作原理。

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三、气缸体结构特点: 1、按具体结构形式分为三 种: (1)一般式气缸体: 曲轴轴线与气缸体下表 面在同一平面上(图23a)。其优点是制造方便, 质量轻,高度低,但刚度 低,适用于汽油机。 (2)龙门式气缸体: (b)龙门式 (c)隧道式 (a)一般式 气缸体下表面移至曲轴 图2-3 气缸体示意图 轴线以下(图2-3 b )。 其优点是刚度和强度较好,但工艺性较差,适用于柴油机和强化汽油机。 (3)隧道式气缸体: 气缸体上有完整的主轴承座孔(图2-3 c )。其优点是刚度最好,主轴承 座孔不易变形,便于安装滚动主轴承支承的组合曲轴,各缸主轴承孔同轴度 易保证,制造方便,但质量大,高度高。 2、按冷却方式分: (1)水冷式:气缸体内铸有冷却水套(图2-4) (2)风冷式:气缸体外铸有散热片(图2-5)
第二章
曲柄连杆机构
第一节 概述 一、曲柄连杆机构的作用: 1、将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动; 2、将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴的输出扭矩。 二、组成:机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。 三、工作特点:高温、高压、高速、化学腐蚀。 四、受力分析: 1、气体作用力:在作功行程 中,气体作用力Fp作用在活塞 顶上,传到活塞销上,分解为 Fp1 、 Fp2,分力Fp1沿连杆传 到曲柄销上,并可分解为FR和 FS,垂直于曲柄的分力FS对曲 轴中心形成转矩Ttq,推动曲轴 旋转;分力Fp2则将活塞压向气 (1)作功行程 缸的左侧。 图2-1 气体压力作用情况示意图
图2-16 桑塔纳轿车油 底壳结构
图2-15 丰田佳美3S-FE发动机气缸盖螺栓的拆、装卸顺序
三、油底壳 1、作用:储存机油并密封曲轴箱。 2、要求:(1)结合面平整,密封性好 (2)刚性好,避免振动、机械噪声过大 (3)散热性好 3、材料与结构: 一般用薄的低碳合金钢板冲压而成,为了加强油底壳内机油的散热,也 有的发动机采用铝合金铸造的油底壳,油底壳底部铸有散热肋片。 油底壳形状决定于发动机的总体布置和机油容量,后部一般做得较深, 以便发动机纵向倾斜时机油泵能吸到机油。油底壳内还设有挡油板,避免油 面波动太大,机油泵吸进气泡,供油不畅。油底壳底部装有磁性放油塞,以 便吸集机油中的金属屑,减少发动机运动零件的磨损。
3、摩擦力:忽略不记。 五、总结:曲柄连杆机构(包括机体组)各有关零件受到压缩、拉伸、弯 曲和扭转作用。
第二节 机体组
机体组由气缸体(有的发动机有曲轴箱)、气缸盖和油底壳组成。 一、气缸体 水冷发动机的气缸体与曲轴箱常铸成一体,简称气缸体,有的水冷发动 机的气缸体象风冷发动机的气缸体一样,将气缸体与上曲轴箱(其内腔为曲 轴运动的空间)分开铸造,而把油底壳称之为下曲轴箱。气缸体内孔一般镶 入气缸套,其内表面形成气缸工作表面。 (二)要求:1、耐高温、 (一)作用:1、内孔:(1) 形成气缸工作容积 高压 (2)活塞运动导向 2、耐磨损 2、外部(1)各机构和系统的装配基体 3、耐腐蚀 (2)散热 4、足够的刚 (三)材料和工艺: 度和强度 1、材料 (1)气缸套:优质合金铸铁或合金钢 1、改善磨合条件,磨合 (2)气缸体:灰铸铁或铝合金 时间短 (1)精镗 2、气缸工作表面制造工艺 2、避免拉缸(金属熔着 (2)珩磨(网纹状) (2级加工精度) 磨损) 漏气:功率下降 窜机油:冒蓝烟 活塞卡死
(二)气缸垫
1、作用:密封 2、要求:
燃气 冷却水、机油
(1)一定的强度要求 (2)耐热、耐腐蚀 a、密封(变形以补偿结合面的不平度) (3)一定的弹性 b、能重复使用(在一定公差内) 3、材料与结构: (1)金属+石棉:石棉中间夹有金属丝或金属屑,且外覆铜皮或钢皮,水孔 和燃烧室孔周围另用镶边增强,以防被高温燃气烧坏,常用,有很好的弹性 和耐热性,能重复使用,但制造厚度均一性较差,使用时注意光滑面朝气缸 体,否则容易被燃气或冷却水冲坏。 低碳钢板 适用于增压等强化发动机 (2)金属片:带凸纹,强度高,冲压 铜板 铝板
(1)
(2)
(3)
(1)
(2) (3) 图2-7 多缸发动机气缸排列型式 (1)单列直立式(直列式) (2)V型 (3)水平对置式
图2-8 一汽奥迪100型发动机气缸体(一般式)
1-机油泵 2-主轴瓦 3-主轴承盖 4-飞轮 5-转速传感器脉冲齿 6-止推垫片 7-曲轴 8-气缸体 9-链轮 图2-9 桑塔纳时代超 人2000GSI型轿车AJR 发动机的气缸体及相 关零件(龙门式)
二、气缸盖与气缸垫 (一)气缸盖 1、基本组成: 气缸盖上应有进、排气门座及气门导管和进、排气门通道等。 2、作用:(1)密封气缸上部 (2)构成燃烧室(与气缸壁和活塞顶一起) (3)构成供给系中进、排气系统及冷却系、润滑系的一部分(铸 有进、排气通道及冷却水套或散热片、润滑油道) 3、要求:(1)耐高温、高压 (2)耐腐蚀 (1)降低热负荷,避免热应 (3)足够的刚度和强度 力过大而开裂 4、材料:(1)铝合金压铸:a、导热性好 (2)可提高压缩比(汽油机) (汽油机及少数 b、质量轻 柴油机) c、铸造流动性好(风冷发动机散热片铸造容易) d、刚度低:易变形导致漏气、漏水 f、强度低:气缸盖螺栓孔易拉毛 g、不耐高温:超过350C,强度急剧降低 (2)灰铸铁或合金铸铁: a 、刚度、强度高 (大部分柴油机) b 、耐高温 c 、 导热性差:缸盖底面鼻梁区易开裂 d 、质量重

图2-10 捷达轿车发动机的气缸盖(进、排气管在同侧,顶置凸轮轴)
图2-11 进、排气 管在同一侧的桑塔 纳轿车发动机气缸 盖 1-气缸垫 2-气缸盖 3-衬垫 4-压条 5-气缸盖罩 (顶置凸轮轴)
图2-12 桑塔纳时代超人 2000GSI轿车AJR发动机 气缸盖及相关零件(进、 排气管在两侧,顶置凸 轮轴) 1-凸轮轴同步带轮 2-凸轮轴油封 3-凸轮轴轴承盖 4-凸轮轴 5-液压挺杆 6-气缸盖 7-进气门 8-排气门
(2)活塞在下半行程时的惯性力 (1)活塞在上半行程时的惯性力 图2-2往复惯性力和离心力作用情况示意图 2、往复惯性力与离心力:活塞加速度:在上止点前后活塞加速度是正值,往 复惯性力朝上;在下止点前后活塞加速度是负值,往复惯性力朝下。如图 (2-2)。 偏离曲轴轴线的曲柄、曲柄销和连杆大头绕曲轴轴线旋转,产生旋转惯 性力,其方向沿曲柄半径向外。 曲轴转速愈高,往复惯性质量和旋转惯性质量愈大,则往复惯性力与离 心力愈大,惯性力使曲柄连杆机构的各零件和所有轴颈(轴承)受周期性变 化的附加负荷,加快磨损。若不加以平衡,惯性力传到气缸体外,引起发动 机的振动。
气缸套 水套 气缸体
图2-4 水冷发动机和气缸盖 图2-5 风冷发动机的 图 2-6 (a)干式气缸套 3、按镶缸套方式分为两种: 气缸体和气缸盖 (1)干式缸套:图(a)所示,不直接与冷却水接触,薄壁(1-3mm),过盈 压配在气缸体内孔中。其优点是:密封性好,气缸体刚性好,不易变形。缺点 是: a 、制造成本增加:气缸体内孔、缸套外圆亦需精加工,且薄壁缸套刚性差, 加工装夹时易变形。 b、热负荷增加:缸套外圆与气缸体内孔理论上是完全接触,但加工误差使 之不可能完全接触,因而散热面积小,影响缸套散热,必然使缸套、活塞等热 负荷严重。 c、气缸体铸造工艺性差:水套封闭,去渣困难。 d:缸心距增加,曲轴易弯曲变形:水套封闭。
5、结构特点: (1)多缸发动机
a、单体气缸盖:每缸一盖,刚性好,制造容易,维修方 便,但缸心距较长,曲轴容易弯曲。
b、整体气缸盖:只有一盖,缸心距最短,发动机紧凑,曲 轴刚性好,但气缸盖刚性差,制造困难, 维修成本增加。(现代发动机大部分采用) c、组合气缸盖:如两缸一盖,便于系列化。 (2)按所用燃料分 a、汽油机:(1)气缸盖中心加工有装火花塞的孔 (2)进、排气道一般铸在气缸盖的一侧(进气管布置在排 气管的上部,利用废气加热进气管壁面油膜,促进雾 化),但现代汽油机采用半球形燃烧室时则进、排气道铸 在气缸盖的两侧 (3)燃烧室在气缸盖上,气缸盖底部有凹坑。 b、柴油机:(1)气缸盖中心加工有装喷油器的孔 (2)进、排气道铸在气缸盖的两侧(避免进气加热,影响 充气效率,降低发动机功率) (3)车用中小功率柴油机的气缸盖底部没有凹坑(直喷式 燃烧室一般在活塞顶上,分开式燃烧室则在气缸盖内部)。 (3)按冷却方式分: a、水冷:内铸水套,入水口与气缸体上水套相通,上 部出水口通过节温器与散热器入水口相通。 b、风冷:外铸散热片,平行于来流方向。
0.050.15mm (轴向定位) (2)湿式缸套:图(b)所示,气缸体水套敞开,缸 套与冷却水直接接触,薄厚(5-9mm),缸套下端带 气缸套 (径向定位) 橡胶封水圈,气缸套外圆上大,下小(因为气缸套下 端带1-3道橡胶封水圈),且上端与气缸体内孔配合 水套 紧,下端配合松,以方便推入气缸体内孔。 气缸体 湿式缸套压配在气缸体内孔时,上部凸肩顶 面高出气缸体顶面0.05-0.15 mm,这样紧固缸盖 橡胶封水圈 时,可将缸垫压得更紧,以密封燃气。 (径向定位) 湿式缸套优点是:气缸套冷却好;制造成本 低;气缸体铸造工艺性好;缸心距短,曲轴不易弯 曲。 图 2-6 (b)湿式气缸套 湿式缸套缺点是:气缸体刚性差,容易变形, 易漏气、漏水;气缸套外圆表面易产生穴蚀现象, 常见涂漆。 直立 4、按气缸排 单列 平卧 列形式分 V型(,相邻两缸的连杆大头共用一个曲柄销) 双列 水平对置(=,每缸的连杆大头各占用一个曲柄销)
6、汽油机燃烧室: 减少热量损失 (1)要求:a、结构尽可能紧凑,F/V小 提高i 缩短火焰传播距离 b、压缩终了时能形成一定强 度的挤压涡流 提高火焰传播速率 促使混合气 及时 燃烧 促进油、气混合 充分 (红旗轿车、切 (2)结构形式:a、楔形燃烧室 结构较简单、紧凑 压缩终了时能形成挤压涡流 诺基越野车、解 放CA1091货车) 结构较简单、紧凑 b、盆形燃烧室 (捷达、奥迪轿车、北 能形成进气涡流 京吉普) 结构最为紧凑,高 c、半球形燃烧室 配气机构复杂(进、排气门分置两侧,气 门倾斜,气门传动困难) (桑塔纳、富康、 夏利轿车) 图2-13 汽油机燃烧室形状 (a)半球形燃烧室 (b)楔形燃烧室 (c)盆形燃烧室 ( a ) ( b ) ( c )
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