学习任务一 发动机的总体构造与工作原理

1、1 学习任务学习任务1: 1:汽车发动汽车发动机总体构造与工作原理机总体构造与工作原理2学习目标：学习目标：1.对发动机的分类与总体构造、有一个总的认识。对发动机的分类与总体构造、有一个总的认识。2.掌握四冲程发动机的常用术语掌握四冲程发动机的常用术语3.掌握发动机的工作原理掌握发动机的工作原理学习情境学习情境1 小张刚刚从高职汽车专业毕业，上班第一天，碰到一故障；故障现象：当发动机转速突然变化时，有明显而沉重的连续“嘡嘡”声，并伴有发动机抖动现象、发动机转速升高，响声增大、负荷变化时响声明显 。 故障原因：初步认定曲轴轴承响3一、发动机的定义一、发动机的定义： 发动机是将某一种形式的能量转变

2、成机发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。械能的机器。 现代汽车大多现代汽车大多使用往复活塞式内使用往复活塞式内燃机。它将燃料在燃机。它将燃料在发动机气缸内部进发动机气缸内部进行燃烧，把产生的行燃烧，把产生的热能转变成机械能。热能转变成机械能。知识准备知识准备14往复活塞式内燃机曲柄连杆机构的基本结构由机体组、活塞、连杆组、曲轴飞轮组等零件构成561 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分汽油机汽油机柴油机柴油机二、发动机的分类二、发动机的分类 ：73 3、按冷却方式不同、按冷却方式不同水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机2 2、按完成一个工作循环所需行程数、按完成一个工作循环

3、所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机8动态演示一个工作循环动态演示一个工作循环94 4、按气缸数及排列方式、按气缸数及排列方式单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式单列式单列式型型对置式对置式10上止点上止点 下止点下止点 活塞行程活塞行程(S) (S) 曲柄半径曲柄半径(R) (R) 气缸工作容积气缸工作容积(V(Vh h ) ) 燃烧室容积燃烧室容积(Vc ) (Vc ) 气缸总容积气缸总容积(Va ) (Va ) 三、发动机结构基本术语三、发动机结构基本术语 压缩比压缩比发动机排量发动机排量工作循环工作循环111213工作循环工作循环

4、对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，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。而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量排量 ，用用表示表示V VL L 。发动机排量发动机排量VL= V h i V Vh h气缸工作容积气缸工作容积 （气缸排量）（气缸排量） i i 气缸数目气缸数目14151617压缩比压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩气缸总容积与燃烧室

5、容积之比称为压缩比，用比，用表示表示。 例如：例如：现代化汽油发动机压缩比一般为现代化汽油发动机压缩比一般为6 69(9(轿车有的达到轿车有的达到9 9 11) )。如一汽。如一汽- -大众捷达轿车大众捷达轿车EA827EA827型型1.6L1.6L发动机的压缩发动机的压缩比为比为8.58.5，而，而EA113EA113型型1.6L1.6L发动机则为发动机则为9.39.3。 柴油机压缩比一般为为柴油机压缩比一般为为16162222。V Va a 气缸总容积；气缸总容积；V Vh h 气缸工作容积；气缸工作容积； V Vc c 燃烧室容积；燃烧室容积；186.6.上止点上止点 7.7.下止点下止

6、点8.8.活塞行程活塞行程 9.9.曲轴半径曲轴半径1920一、一、 四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理观观看看演演示示 1 1、进气行程、进气行程 2 2、压缩行程、压缩行程 3 3、作功行程、作功行程 4 4、排气行程、排气行程 知识准备知识准备221四行程四行程汽油机汽油机的工作原理的工作原理22汽油发动机四个行程的图示1.1.进气行程进气行程. .压缩行程压缩行程. .作功行程作功行程4.4.排气行程排气行程每一行程工作的具体分析如下每一行程工作的具体分析如下 231.1.进气行程进气行程排气门关闭排气门关闭进气门开启进气门开启P大气压力线大气压力线Vra示功图示功图上止点上止点

7、下止点下止点示功图示功图：表示活塞表示活塞在不同位置时气缸内在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。气体压力的变化情况。进气终了时气缸内进气终了时气缸内压强压强为为0.0750.0750.09Mpa0.09Mpa，温度温度上升至上升至370370400K400K 活活塞塞下下行行进进 气气242.2.压缩行程压缩行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线c上止点上止点下止点下止点压缩终了时气缸内压缩终了时气缸内压强压强上升至上升至0.60.61.2Mpa1.2Mpa，温度温度继续上升至继续上升至600600700K700K 。活活塞塞上上行行压压 缩缩2

8、53.3.作功行程作功行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点作功中气缸内作功中气缸内最高压强最高压强可达可达3 35Mpa5Mpa，最最高温度高温度可达可达220022002800K2800K；作功终了时气；作功终了时气缸内缸内压强压强下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，温度温度下降下降至至130013001600K1600K。 活活塞塞下下行行作作 功功264.4.排气行程排气行程进气门关闭进气门关闭排气门打开排气门打开PVr示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点残余废气残余废气

9、排气终了时气缸内排气终了时气缸内压强压强下降至下降至0.1050.1050.115Mpa0.115Mpa，温度温度下降至下降至9009001200K1200K a 活活塞塞上上行行排排 气气27二、四行程二、四行程柴油机柴油机工作原理工作原理 与汽油机工作与汽油机工作原理相比，只有一原理相比，只有一个行程即作功行程个行程即作功行程中，柴油机由于用中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且大、不易蒸发，且自燃温度又较汽油自燃温度又较汽油低，所以采用的是低，所以采用的是 压缩自燃式点火压缩自燃式点火。28进气行程进气行程压缩行程压缩行程作功行程作功行程排气行程排气行程新鲜空气

10、新鲜空气四行程柴油机各行程示意图四行程柴油机各行程示意图开始喷油开始喷油29四、汽油机、柴油机的工作四、汽油机、柴油机的工作相同相同点点 每个工作循环曲轴转两周每个工作循环曲轴转两周; ; 每一行程曲轴转半周每一行程曲轴转半周; ; 只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气（自燃）（自燃）高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系汽油机、柴油机的工作汽油机、柴油机的工作不同不同点：点：30分析和比较汽

11、油机、柴油机的工作分析和比较汽油机、柴油机的工作异同异同?首先分别看一下汽油机和柴油机的图示首先分别看一下汽油机和柴油机的图示火花塞火花塞 喷油器喷油器 31五、汽油机与柴油机优劣比较：五、汽油机与柴油机优劣比较：1. 汽油机：汽油机：优：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、工作优：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、工作稳定、操作省力、适应性好、制造和维修费用低稳定、操作省力、适应性好、制造和维修费用低劣：燃油消耗率高、经济性差劣：燃油消耗率高、经济性差2. 柴油机：柴油机：优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统的故优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统的故障障劣：转速低、质量大

12、、制造和维修费用高劣：转速低、质量大、制造和维修费用高32二冲程汽油机的工作原理拓展学习拓展学习33二冲程汽油机的工作原理34七、二冲程柴油机的工作原理35发动机的总体构造发动机的总体构造两两大大机机构构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五五大大系系统统燃料系燃料系润滑系润滑系冷却系冷却系点火系点火系起动系起动系点此观看录像点此观看录像 运动与旋转工作循环发动机构造转子发动机知识准备知识准备336一、发动机组成1. 曲柄连杆机构：由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成。作用是将燃料燃烧所产生的热能转变为曲轴旋转的机械能并输出动力。2. 配气机构：由气门组、气门传动组组成。作用是适时控制进排

13、气门开启，实现换气。3 .燃料系：供气系统、供油系统、混合气形成装置、排气系统等组成。作用是向气缸提供适量合适浓度的可燃混合气。374 .冷却系：水泵、散热器、风扇、分水管、水套、节温器等。作用是保证发动机在适宜温度下工作。5 .润滑系：机油泵、限压阀、集滤器、机油滤清器、旁通阀、油底壳等。作用是润滑、清洁、冷却、密封。6.起动系：起动机、起动继电器等。7.点火系：电源、点火线圈、分电器、火花塞等。点燃可燃混合气（汽油机）。38 桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机结构示意图39404142434445461.桑塔纳发动机的曲柄连杆机构桑塔纳发动机的曲柄连杆机构:发动机借以产生动力，并将活塞的往

14、复直线运动转变为曲轴发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构的旋转运动而输出动力的机构47桑桑塔塔纳纳发发动动机机的的配配气气机机构构2.配气机构：配气机构：将可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气将可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气483.桑塔纳轿车燃料供给系桑塔纳轿车燃料供给系: 根据发动机各种工况要求，配制具有一定数量和浓度的根据发动机各种工况要求，配制具有一定数量和浓度的可燃混合气供入气缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。可燃混合气供入气缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。49供给路线图供给路线图汽油箱汽油箱汽油滤清器汽油滤清器汽油泵汽油泵

15、空气滤清器空气滤清器化油器化油器( (混合混合) )排气管排气管排气消声器排气消声器在气缸内燃绕在气缸内燃绕50可燃混合气成分的表示方可燃混合气成分的表示方法法1.空燃比（空燃比（A/F=14.7） 将实际吸入发动机中的空气的质量与燃料的质量比值将实际吸入发动机中的空气的质量与燃料的质量比值称为空燃比，用符号称为空燃比，用符号R表示。（多为欧美国家采用）表示。（多为欧美国家采用）2.燃空比燃空比 空燃比的倒数称为燃空比，用符号空燃比的倒数称为燃空比，用符号表示。（日本等国家常用）表示。（日本等国家常用）3.过量空气系数过量空气系数 =燃烧燃烧1kg1kg燃料实际供给的空气量燃料实际供给的空气量

16、理论上完全燃烧理论上完全燃烧1kg1kg燃料时所需要的空气质量燃料时所需要的空气质量 = 1 为标准混合气为标准混合气 1 为浓混合气为浓混合气 1 为稀混合气为稀混合气R = 14.7 为标准混合气为标准混合气 R 14.7 为浓混合气为浓混合气 R 14.7 为稀混合气为稀混合气514.桑塔纳发动机冷却系：桑塔纳发动机冷却系：散热，保证发动机散热，保证发动机在最适宜的温度下工作在最适宜的温度下工作525.桑塔纳发动机润滑系：桑塔纳发动机润滑系：减少运动零件的摩减少运动零件的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件擦零件536.桑桑 塔纳发塔纳发动

17、机点火动机点火系：系：保证按保证按规定时刻及时规定时刻及时点燃气缸中被点燃气缸中被压缩的可燃混压缩的可燃混合气合气547.桑塔纳轿桑塔纳轿车起动机车起动机使静止的发动使静止的发动机起动并转入机起动并转入自行运转自行运转55二、二、 内燃机名称及型号编制规则内燃机名称及型号编制规则 首部首部：为产品特征代号为产品特征代号( (产品系列符号和换代标志符号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。由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。 中部中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。

18、径符号等组成。 后部：后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。结构特征和用途特征符号，以字母表示。 尾部尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分区分符号。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。时，由制造厂选用适当符号表示。1.内燃机型号由以下四部分组成内燃机型号由以下四部分组成(国标国标GB/T725-1991)562.内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义57(1) (1) 汽油机汽油机 1E651E65F F： 表示单缸，二行程，缸径表示单缸，二行程，缸径65mm65mm，风冷通用型，风冷通用型 4100Q-44100

19、Q-4： 表示四缸，表示四缸，直列直列四行程，缸径四行程，缸径100mm100mm，水冷车用，第四种变型产品，水冷车用，第四种变型产品 TJ376QTJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径表示三缸，四行程，缸径76mm76mm，水冷车用，水冷车用，TJTJ表示系列符号表示系列符号 CA488CA488： 表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径88mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符号表示系列符号 (2) (2) 柴油机柴油机 195195： 表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F165F： 表示单缸，四行程，缸径表

20、示单缸，四行程，缸径65mm65mm，风冷通用型，风冷通用型 6135Q6135Q： 表示六缸，四行程，缸径表示六缸，四行程，缸径135mm135mm，水冷车用，水冷车用 YZ6102QYZ6102Q： 表示六缸，直列四行程，缸径表示六缸，直列四行程，缸径102mm102mm，水冷汽车用，水冷汽车用，YZYZ扬柴生产。扬柴生产。12VE230ZCZ:12F12VE230ZCZ:12F缸，缸，V V形排列，二冲程，缸径形排列，二冲程，缸径230230mm，水冷、增压、船用。，水冷、增压、船用。3.国内发动机型号编制举例国内发动机型号编制举例 58(1) (1) 汽油机汽油机 丰田丰田3S-GTE3S-GTE：表示区分符号为：表示区分符号为3 3、S S系列系列, ,顶置双凸轮轴顶置双凸轮轴, ,有一根皮带同时有一根皮带同时 驱动的电子控制燃油喷射发动机驱动的电子控制燃油喷射发动机本田本田F23-AF23-A： 表示四缸，排量表示四缸，排量2.3L2.3L，第一代产品，第一代产品康明斯康明斯6B5.96B5.9： 表示六缸，表示六缸，B B系列，自然吸气，排量系列，自然吸气，排量5.9L5.9L的柴油机的柴油机沃尔沃沃尔沃DH