认识发动机

补充：专业必知常识 1.功率的单位换算
功率：1kW=？Ps（米制马力）=？HP（英制马力）
1.功率的单位换算
功率：1kW=1.36Ps（米制）=1.34HP（英制）
用1秒做完1000焦耳的功，其功率就是1kW 功率(W)＝2π×扭矩(Nm)×转速(rpm)/60 简化计算后成为： 功率(kW)=扭矩(Nm) ×转速(rpm)/9549 马力在我国法定计量单位中已废除
2.温度的单位换算
1°F（华氏）=？℃（摄氏）
n℃=n1.8+32 （°F）
3.压力的单位换算
2 1MPa=？kgf/cm =？psi
3.压力的单位换算
1MPa=10.2kgf/cm2=145psi磅/平方英寸 欧美等国家习惯使用psi作压力单位 psi英文全称为Pounds per square inch P是磅pound/S是平方square/I是英寸inch 单位换成公制单位可算出： 1bar=14.5psi 1psi=6.895kPa=0.06895bar
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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 ) 气缸总容积(Va ) 压缩比（ε） 工作循环 Vh= πD2· S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm S——活塞行程mm
V L= V h × I ε= Va / Vc
国外品牌的柴油机型号有各自的编排 方式，具体请参阅相关使用说明书
• • • • • • • • • • • • • 以小松为例 : 例1 S A 6 D — — — — ① ② ③ ④ 102 E — 1 —— — — ⑤ ⑥ ⑦
例2
4 D 95 L — W — 1 — — — — — — ③ ④ ⑤ ⑧ ⑨ ⑦ 例3
下 止 点
活 塞 c
大气压力线
r
示功图
b a V
排气行程
进气门关闭
排气门打开
P
c
大气压力线 残余废气
上 Z 止 点
下 止 点
r
b
活 塞
温度900~1200 K 压力 105~125 kPa
V
示功图
四冲程发动机工作状态
状态 行程
温度(K)
压力
进气行程 压缩行程
作功行程 排气行程
370~440 600~800
加机油口
国内内燃机型号的排列顺序及符号 所代表的意义
首部 中部 后部 尾部 系列符号 缸数符号 区分符号
换代标志 符号 行程符号 E 表示二 行程,四行 程无符号
缸径符号 (以气缸直 径的 mm 数表示) 结构特征符号 符号 结构特征 无符号 水冷 F 风冷 N 凝气冷却 S 十字头式 可倒转直 接换向 增压 D2 Z
内燃机
进气阀3
排气阀4
功用：内燃机是将燃
活塞2 顶杆8 连杆5 曲轴6
气缸体1
气燃烧时的热能转化为 机械能的机器
组成：见右图
齿轮9 凸轮7
工作过程
活塞下行，进气阀打开，燃气被 吸入汽缸
活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气
点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞 下行，经连杆带动曲轴输出转动
活塞上行，排气阀打开，排出废气
S A 6 D 170 — B — 1 — — — — —— — — ① ② ③ ④ ⑤ ⑩ ⑦
• ①S：有涡轮增压器 • ②后冷却器，A：水冷式后冷却器 AA：空冷式后冷 却器 • ③气缸数 • ④气缸排列形式，D：4冲程水冷直列式 V：4冲程水冷 V形式 • ⑤气缸内径 • ⑥排气环保型 • ⑦改进号 • ⑧L：长冲程 S：短冲程 • ⑨涡流室式发动机 • ⑩按马力大小排，A、B、C…
§1.4
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
温度370~440 K， 压 进气行程 力75~90 kPa
排气门关闭
P
活 塞 进气门开启 大气压力线
上 止 点
下 止 点
r a
示功图
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。
马力的采用
德国的DIN与欧洲共同体的新标准EEC和日本的JIS是 以公制Ps为马力单位 SAE使用的是英制hp为单位 为避免复杂换算，越来越多的原厂数据已改用国际 标准单位千瓦kW作为功率数值。 马力（PS）是工程技术上常用的一种计量功率的单 位。是指米制马力而不是英制马力，英国、美国等 一些国家采用的是英制马力。 1英制马力等于550英尺.磅/秒，等于745.7瓦特。
认识发动机
怎样有效、有用地学好柴油机课？
• 懂名称、规格型号 • 知道安装位置 • 懂结构原理、所起作用 • 会拆卸 • 会更换、组装 • 会调试、检测 • 会识图、查阅零件手册
柴油机
思考与讨论 以装载机和挖掘机机型为例 1.柴油机安装在整机的哪个位置? 2.与车架如何连接? 3.与哪些部件相连接?起什么作用?
V
压缩比：
压缩行程
进气门关闭
ε=Va/Vc
排气门关闭 上 止 点 下 止 点
P
温度600~800K， 压力600~1500 kPa
活 塞
大气压力线
c
r a
示功图
V
作功行程
进气门关闭
作功终了：温度 1500~1700 K， 压 力300~500 kPa
排气门关闭 上 止 点来自百度文库
Z
P
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压力 3~5MPa
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
发动机的总体构造
两大机构
曲柄连杆机构
配气机构 供给系 点火系 五大系统 冷却系 润滑系 起动系
发 动 机 整 体 系 统 简 图
发动机组成


机体部件——气缸体、气缸盖、气缸套、主轴承、主轴承盖等 主运动部件——曲轴、连杆、活塞、活塞环、飞轮、皮带轮等 燃油系统——燃油箱、输油泵、滤油器、油水分离器、喷油泵、 喷油嘴等 进排气系统——配气定时齿轮、凸轮轴、随动臂、推杆、摇臂、 摇臂轴、进气门、排气门、气门弹簧、气门导套、气门锁销、空 气滤清器、涡轮增压器、消音器、中冷器等 润滑系统——油底壳、油泵、油冷器、滤油器、活塞冷却喷嘴等 冷却系统——散热器、水泵、风扇、节温器等 电器系统——蓄电池、发电机、起动马达、起动开关、蓄电池继 电器等
第二部分
柴油机工作原理和构造
内燃机的发展简史



1678年 1873年 1883年 1879年 1905年 1930年
法国人浩特佛勒 德国人奥拓 英国人派司尔 德国人狄塞尔 瑞士
使用火药的煤气机 火花点燃四冲程煤气机 四冲程汽油机 压燃式四冲程柴油机 第一台二冲程柴油机 废气涡轮增压柴油机
2.液力机械式传动
柴油机 飞轮 变矩器
变速箱 传动轴
驱动桥
第一部分
认识发动机总体结构性能
柴油机外形
进气管 柴油滤清器 充电发 电机
起动机
喷油泵总成 飞轮壳 油底壳 减振器
风扇
柴油机外形
起吊环 空压机 厂牌 放水阀 机油冷却器 机油滤清器 排气管 涡轮增 压器
柴油机外形
张紧轮 右 油标尺 水泵 下 节温器 左
基本术语
• （1）上止点——活塞离曲轴回转中心最远处。活塞最高位置。 （TDC——Top Dead Center） • （2）下止点——活塞离曲轴回转中心最近处。活塞最低位置。 （LDC——Lower Dead Center） • （3）活塞行程S——上、下两止点之间的距离（mm）。 • （4）曲柄半径R——曲柄销中心到曲轴回转中心的距离。 • （5）气缸工作容积（Va）：活塞从上止点到下止点所让出的空间容 积（L）。 • （6）发动机排量（Vl）：发动机所有气缸工作容积之和。 • （7）燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时，活塞上方的空间容积。 • （8）气缸总容积（Va）：活塞在下止点时，活塞上方的容积。 • （9）压缩比 ：气缸总容积与燃烧室容积的比值。
工程机械内燃机的使用特点和要求
工作环境恶劣，空气沙尘含量大，要求大容量、低阻 力的空滤器 外界冲击大，要求悬挂性能（稳定性、减震性）好 动态倾斜大，对润滑、冷却、燃料供给要求高 使用区域广，要求对温度的适应性好 特殊使用条件下要求低噪音、低排放、遥控性能等
不同类型内燃机的图片展示
曲柄连杆机构
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。 二、组成 1、机体组
2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
三、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。
温度800~1000K 压力105~400 kPa
喷油器
终了：温800~1000K 压力105~400 kPa
进气门
纯空气
排气门
吸气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
瞬时：温度1800~2200K压 力5~10 MPa
喷油泵
柴油机工作时各行程状态参数
状态
行程
温度(K)柴油机工作时
各行程状态参数
压力 800~900 kPa
用途特征符号 符号 用途 无符号 通用型 T 拖拉机 Q 汽车 M G J D C C1 摩托车 工程机械 铁路机车 发电机组 船用主机 右机基本型 船用主机 左机基本型
气缸排列形式符号 符号 含义 无符号 直列单缸卧列 V P V型 平卧型
1.3 柴油机的编写规则型号
首部 中部 尾部
变形符号 机器特征符号
3~5MPa
5~10MPa (瞬时最高) 300~500 kPa (作功终了)
进气行程
压缩行程 作功行程 排气行程
320~350
800~1000
2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了)
800~1000
105~125 kPa
思考
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 异同之处呢？
一、发动机组成
1、两大机构 （1）曲柄连杆机构 组成：气缸体与曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。 功用：将燃料燃烧所产生的热能由活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 （2）配气机构 组成：进气门、排气门、挺柱、推杆、摇臂、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮。 功用：适时开关进、排气门。 2、五（四）大系统 （1）燃料供给系 1）汽油机燃料供给系组成 a、化油器式 b、喷射式 汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、压力调节器、喷油器、空滤器等。 2）柴油机燃料系组成 油箱、喷油泵、喷油器、燃油滤清器、空滤器、进排气岐管、消声器等。 （2）润滑系 组成：机油泵、限压阀、集滤器、机油滤清器、限压阀、油底壳。 功用：将润滑油输送到各工作表面起到润滑作用。 （3）冷却系 1水冷式 2风冷式 （4）点火系（汽油机） （5）起动系
补充： 柴油机与汽油机对比
柴油机有着区别于汽油机的先天优势 力量大：在很小的转速下就能获得很高的扭矩， 扭矩决定能爬多少度的坡、能载重多少重物 安全性：柴油260-350度温度由石油蒸镏提炼出 来的碳氢化合物，不易挥发、着火点高 经济性：柴油机转速低，气缸燃烧温度较低，零 件不易老化，寿命长。故障率低于汽油机。 污染小：排放产生的温室效应比汽油低45%
2200~2800(瞬时最 高) 1500~1700(作功终 了)
75~90 kPa 600~1500 kPa
3~5MPa (瞬时最高) 300~500 kPa (作功终 了)
900~1200
105~125 kPa
§1.4.2 四冲程柴油机的工作原理
温度300~370K压 力800~900 kPa 温度800~1000K压 力3~5 MPa
§2.2
机体组组成：
气缸盖
机体组
气缸垫
油道和水道 气缸体 曲轴箱
油底壳 气缸
机体-曲轴箱
• 气缸体 – 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，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，挺柱腔、 冷却水套和润滑油道、水道等。
Q—汽车用，T—拖位机用，C—船用， G--工程机用， Z—增压，F—风冷
缸径符号
行程符号，用E表示二行程，不用时 表示四行程
缸数符号
前 进
例
• 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 • 495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm， 水冷车用 • 6135Q：表示六缸，四行程，缸径135mm， 水冷车用