汽车发动机构造与一体化教程:发动机基本知识

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汽车发动机构造与维修一体化教程
创新
讲师 郑耀军
目 录
项目一 项目二 项目三 项目四 项目五 项目六 项目七 项目八
配气机构的检修 发动机曲柄连杆机构的检修
汽油燃料供给系统的检修 进气系统的检修 排气系统的检修 单冷击却添系加统目的录检结修构
发动机润滑系统的检修 柴油机燃料供给系统的检修
§2 汽车的总体构造
有效转矩 有效功率 发动机转速 有效热效率 燃油消耗率 排气品质 噪声 起动性能
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• 动力性指标
• 动力性指标,表征发动机对外作功能力大小的指标,一般用发动机的有效功 率、有效转矩、平均有效压力和转速等来评价动力性能的好坏。
排量(ML) 最大马力(PS) 最大功率(KW) 最大功率转速(rpm) 最大扭矩(N.m) 最大扭矩转速(rpm)
行驶系统
传动系统
汽车行驶系:车架、车桥、车轮、悬架
汽车转向系:改变或恢复汽车行驶方向的机构。
汽车制动系: 减速停车、稳速下坡、可靠驻车
汽车底盘的布置方案:FF、FR、4WD;
汽车传动系统
二、汽车传动系的组成
离合器、变速器、万向传动装置、驱动桥
离合器 变速器 万向节
驱动轮 驱动桥 差速器

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发动机的主要性能指标与特性
发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点,并作为评价各类发动 机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要有:动力性指标、经济性 指标、运转性能指标、环境指标、可靠性指标和耐久性指标。
发 动力性指标 动 机 性 能 经济性指标 指 标 运转性能指标
(2) 柴油机
195: 表示单缸,四行程,缸径95mm,水冷通用型 165F: 表示单缸,四行程,缸径65mm,风冷通用型 6135Q: 表示六缸,四行程,缸径135mm,水冷车用 X4105: 表示四缸,四行程,缸径105mm,水冷通用型,X表示系列代号
总结 发动机
定义 发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。
在不同位置时气缸内 气体压力的变化情况。

P止 点
下 止 点
进气终了时气缸内压强为0.074~ 0.093Mpa,温度上升至353~403K
大气压力线
r
示功图
a V
汽车发动机构造与维修一体化教程 2、压缩行程
P
进气门关闭

排气门关闭



大气压力线
压缩终了时气缸内压强上升至0.6~1.5Mpa,温度继续 上升至600~700K 。
• 动力性指标---发动机转速
• 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速,用n表示,单位为 r/min。发动机转速的高低,关系到单位时间内作功次数的多少或 发动机有效功率的大小,即发动机的有效功率随转速的不同而改变 。
汽车发动机构造与维修一体化教程 经济性指标
经济性指标:表征发动机完成单位工作量所消耗燃料的量 一般由有效热效率和有效燃油消耗率来评价。
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• (4)按汽缸数量分类 • 按内燃机汽缸数目的不同可分为单缸和多缸发动机。
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• (5)按气缸排列方式分类 • 按内燃机气缸排列方式的不同可分为直列、V型和对置式发动机。
单列式
V型
对置式
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• (6)按进气是否增压分类 • 按进气系统是否增压可分为自然进气式和增压发动机。
1998 158 116 5500-6000 200 4000-4500
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• 动力性能指标---有效转矩 • 有效转矩:发动机经由曲轴对外输出的转矩,用Te或Me来表示,
单位为N×m。图中N为作用在活塞顶上的气体压力,m为曲轴旋转 中心到曲柄中心的距离。
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• 动力性指标---有效功率
• 发动机功率的大小在某一转速范围内,会随发动机的转速升高而升 高。但因发动机高速条件下,进气效率下降,反而会引起功率的降 低。发动机所能达到的功率峰值为最大功率输出,而最大功率所对 应的转速为最大功率转速。
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V
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4、排气行程
残余废气
P
进气门关闭

排气门打开



大气压力线
排气终了时气缸内压强下降至0.102~0.120Mpa,温度 下降至900~1200K






Z
c
r
ba
示功图 V
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四行程柴油机工作原理
与汽油机工作原理相 比,只有一个行程即作功 行程中,柴油机由于用的 柴油粘度比汽油大、不易 蒸发,且自燃温度又较汽 油低,所以采用的是
1)发动机:动力装置,使供入其中的燃料燃烧而发出动力
2)传动装置:将发动机输出的动力传给驱动车轮的装置

3)行驶和控制装置:支承全车并保证汽车正常行驶的装置 盘
4)车身:是驾驶员工作和装载乘客、货物的场所
5)电气设备:汽车照明、信号装置等
其它:车身、仪汽表车及总附体属组装成 置……
制动系统
转向系统 发动机






c r
示功图
a V
汽车发动机构造与维修一体化教程 3、作功行程
P
进气门关闭


排气门关闭


大气压力线
作功中气缸内最高压强可达3~5Mpa,最高温度可达 2200~2800K;作功终了时气缸内压强下降至0.3~ 0.5Mpa,温度下降至1300~1600K。






Z
c r
示功图
b a
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• 冲程:活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程。 • 气缸的工作容积(Vh):活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。 • 发动机工作容积(VL):发动机所有气缸工作容积之和,也叫发动机
排量。
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• 燃烧室容积(Vc):活塞在上止点时,活塞顶上面的空间容积。 • 气缸总容积(Va): 活塞在下止点时,活塞顶上面的空间容积。 • 压缩比(ε):气缸总容积与燃烧室容积的比值。 ε=Va/Vc
常的工作温度
汽车发动机构造与维修一体化教程 发动机润滑系:减少相对运动部件的摩擦阻力,减轻磨损。
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点火系:(汽油机独有)在压缩行程接近上止点时,点火系即在火花塞电 极 间产生电火花以点燃混合气。
汽车发动机构造与维修一体化教程 起动系:用外力转动发动机曲轴以达到燃烧作功所需的条件。
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• 2、汽车发动机 • 将燃料燃烧后产生的热能转化为机械能的一种装置,称热力发动机
,也即内燃机。 • 现代汽车中所使用的发动机几乎都是内燃机。 • 内燃机的优点: • (1)体积小 • (2)重量轻 • (3)热效率高 • (4)启动性能好 • (5)使用操作方便
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0
d
e
c
b Ⅲ
Ⅰ Ⅱ
a
2000
3500
4800
n/r·min-1
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内燃机名称及型号编制规则
一、内燃机型号由以下四部分组成 首部:为产品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,但需主管部门核准。
中部:由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。 后部:结构特征和用途特征符号,以字母表示。 尾部: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
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发动机的基本术语
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一、发动机结构基本术语
上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸总容积(Va )
气缸工作容积(V h )
燃烧室容积(Vc ) 压缩比 发动机排量 工作循环
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• 发动机的基本术语 • 上止点:活塞离曲轴回转中心最远处。 • 下止点:活塞离曲轴回转中心最近处。 • 活塞行程S:上、下两止点间的距离(mm),S=2R; • 曲柄半径R:连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。
压缩自燃式点火。
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四、行程柴油机各行程示意图
新鲜空气
开始喷油
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
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发动机的总体构造
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发动机的总体构造
曲柄连杆机构
两大 机构
配气机构
燃料系
润滑系
五大 系统
冷却系
点火系
起动系
汽车发动机构造与维修一体化教程 曲柄连杆机构:进行热功转换。
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发动机的工作原理
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• 四冲程发动机:活塞往复四个冲程完成一个工作循环的发动机。一 个工作循环包括:
• 进气行程、压缩行程、作功行程、排气行程
1.进气行程
2.压缩行程
3.作功行程
4.排气行程
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1、进气行程
示功图:表示活塞
• 3、汽车发动机的分类 • (1)按使用燃料分类 • 最早的内燃机燃料是煤气,现在应用广泛的是汽油机和柴油机。
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• (2)按内燃机的工作行程分类 • 按内燃机完成一个工作循环所经历的行程数可分为四冲程和两冲程
发动机。
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• (3)按冷却方式分类 • 按内燃机冷却方式的不同可分为水冷和风冷发动机。
例如:现代汽
油发动机压缩比 一般为8~11(轿 车有的达10以 上)。柴油机压 缩比一般为为 16~22。
汽车发动机构造与维修一体化教程 • 工作循环 • 对于往复活塞式发动机,每进行一次能量转换,均要经过进气、压
缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程,称为发动机 的一个工作循环。
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
半轴
端 发动机
传动系统
传动轴
主减速器 驱动轮
机械式传动系统组成及布置示意图
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发动机的定义及分类
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• 1、发动机 • 将某一种形式的能量转变成机械能并带动某些机构进行工作的机器
。它包括:内燃机、外燃机、电动机等。 • 发动机发展过程中经历了外燃机、内燃机的发展阶段。
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发动机的工况与负荷
1、工况(指发动机的工作状况):一般用它的功率与曲轴转速来表征,有时也用 负荷与曲轴转速来表明 。
2、发动机在某一转速下的负荷:是当时发动机发出的功率与同一转速下所有可能 发出的最大功率之比,以百分数表示。
分析右 图发动 机的负 荷
Pe/kW 50 45 32 27 20
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• 经济性指标---有效热效率 • 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率,用
ηe(艾塔)表示。 • 当测得其有效功率Pe(KW)和每小时燃油消耗量B(kg/h)时,可得: • ηe=3.6*1000Pe/BHu • 式中,Hu为所用燃料的低热值,kJ/kg。
• 动力性指标---有效功率 • 有效功率:发动机克服本身机械摩擦损失和带动其他辅机的外部损
耗通过曲轴有效输出的功率,也称为轴功率。一般用Pe表示,单位 为KW。 • 有效功率等于有效转矩与曲轴旋转角速度的乘积。可以用台架试验 方法测定,也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度,然后用公式 计算; • 发动机转速为n,发动机有效转矩为Te,
当符号表示。
汽车发动机构造与维修一体化教程 二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义
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三、型号编制举例
(1) 汽油机
1E65F: 表示单缸,二行程,缸径65mm,风冷通用型 4100Q-4: 表示四缸,四行程,缸径100mm,水冷车用,第四种变型产品 TJ376Q: 表示三缸,四行程,缸径76mm,水冷车用,TJ表示系列符号 CA488: 表示四缸,四行程,缸径88mm,水冷通用型,CA表示系列符号
Байду номын сангаас
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• 经济性指标---有效燃油消耗率 • 发动机每输出1KW的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率,
用ge表示,单位为g/(KW.h)。 • ge=(GT/Pe)*1000 • 式中:GT—发动机在单位时间内的耗油量,kg/h; • Pe—发动机的有效功率,kW。 • 显然,有效燃油消耗率越低,经济性越好。
汽车发动机构造与维修一体化教程 配气机构:控制进、排气门的开启时刻及延续时间。
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燃料供给系: 汽油机:由化油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。 柴油机:由喷油泵提供雾状柴油,通过喷油器喷入气缸。
汽油机
柴油机
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发动机冷却系:降低气缸及高温部件的高温,使发动机保持正
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