汽车发动机构造A-第一章绪论1(2014版)

1、汽车发动机构造主讲：王主讲：王 永永 忠忠一、目的和要求一、目的和要求 1 1、掌握车用发动机的基本工作、掌握车用发动机的基本工作原理原理与与构造构造。 2 2、系统地熟悉发动机主要零部件的、系统地熟悉发动机主要零部件的典型结构典型结构、功用功用和和工作过程工作过程 3 3、掌握国内外汽车发动机的一些、掌握国内外汽车发动机的一些新技术新技术、新结新结构构 4 4、具有初步拆装、调整、故障判断、维护使用、具有初步拆装、调整、故障判断、维护使用等方面的等方面的技能技能 5 5、为后继专业课程和在今后的工作中从事汽车、为后继专业课程和在今后的工作中从事汽车发动机设计、研究、生产、修理打下基础发动机设

2、计、研究、生产、修理打下基础。 二、学习方法二、学习方法 多听多看，将书本上的理论知识与实物结合起来学习。多听多看，将书本上的理论知识与实物结合起来学习。三、学习内容三、学习内容 主要对国产汽车常用发动机的工作原理、组成结构、主要对国产汽车常用发动机的工作原理、组成结构、工作条件、维修方法、调整原理及方法进行学习。另外工作条件、维修方法、调整原理及方法进行学习。另外对国外一些汽车发动机作一些简要介绍。对国外一些汽车发动机作一些简要介绍。四、参考书及参考资料四、参考书及参考资料 汽车构造汽车构造（上）（上） 陈家瑞陈家瑞 主编主编 人民交通出人民交通出 版社版社（教材）（教材） 汽车发动机构造与

3、维修汽车发动机构造与维修张西振张西振 韩梅韩梅 主编主编 机械机械工业出版社（教材）工业出版社（教材） 汽车构造汽车构造（上）（上） 崔靖崔靖 主编主编 陕西出版社陕西出版社 国外内燃机国外内燃机 内燃机内燃机 小型内燃机小型内燃机 内燃内燃机工程机工程汽车技术汽车技术 柴油机柴油机 汽车杂志汽车杂志等等等等4第第1 1章章绪论绪论 2 2课时课时第第2 2章章汽车发动机的基本工作原理和总体构造汽车发动机的基本工作原理和总体构造 4 4课时课时 第第3 3章章曲柄连杆机构曲柄连杆机构 5 5课时课时 第第4 4章章配气机构配气机构 4 4课时课时 第第8 8章章润滑系润滑系 1 1课时课时 第

4、第7 7章章汽油机点火系汽油机点火系 1 1课时课时 第第6 6章章柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系 6 6课时课时 第第5 5章章汽油机燃料供给系汽油机燃料供给系 5 5课时课时 第第9 9章章冷却系冷却系 2 2课时课时 第第1010章章起动装置起动装置 2 2课时课时 第第1章章 绪绪 论论l发动机发动机、底盘底盘、车身车身和和电器电器系统四部分系统四部分第第1章章 绪绪 论论l汽车的心脏汽车的心脏发动机发动机l发动机的定义：发动机的定义：将某一将某一种形式的能量转变为机种形式的能量转变为机械能的机器械能的机器l热力发动机（热机）：热力发动机（热机）：将热能转换为机械能的将热能转换为机械

5、能的机器机器。包括外燃机、。包括外燃机、内燃机内燃机第第1章章 绪绪 论论l发动机的种类：发动机的种类：外燃机、外燃机、内燃机内燃机、风能发风能发动机动机、太阳能发动机太阳能发动机等等l外外 燃燃 机：机：混合气在机器外部燃烧而混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。产生热能，然后再转变成机械能。l内内 燃燃 机：机：混合气在机器内部燃烧而混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能产生热能，然后再转变成机械能。第第1章章 绪绪 论论1.1 外燃机外燃机蒸汽机蒸汽机是一个能够将蒸是一个能够将蒸汽中的热能转换汽中的热能转换为功的热机。为功的热机。泵、泵、铁路机车和轮船铁路机车和

6、轮船曾使用蒸汽机驱曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工动。蒸汽机在工业革命中起了基业革命中起了基本的作用。今天本的作用。今天人们还使用气轮人们还使用气轮机来发电。机来发电。第第1章章 绪绪 论论1.1 外燃机外燃机l世界上世界上第一台第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大利亚城的希蒸汽机是古希腊的亚历山大利亚城的希罗于罗于1 1世纪发明的风光管，不过它只不过是一个玩具世纪发明的风光管，不过它只不过是一个玩具而已。而已。l约约16791679年法国物理学家年法国物理学家丹尼斯丹尼斯巴本巴本制造了第一台蒸汽制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时机的工作模型。约与此同时萨缪尔萨缪尔莫兰莫兰也提出了蒸汽也提出了蒸汽

7、机的主意。机的主意。l16981698年年托马斯托马斯塞维利塞维利、17121712年年托马斯托马斯纽科门纽科门和和17691769年年詹姆斯詹姆斯瓦特瓦特制造了早期的工业蒸汽机，制造了早期的工业蒸汽机，18071807年年罗伯罗伯特特富尔顿富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。l现代蒸汽机的最大的现代蒸汽机的最大的优点优点是它几乎可以利用所有的燃是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。原子反应堆、太阳能聚热器料将热能转化为机械能。原子反应堆、太阳能聚热器等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机。第第1章章 绪绪 论论1.1 外燃机外燃机1

8、769年年 瓦特瓦特蒸汽机蒸汽机1712年年托马斯托马斯纽科门纽科门蒸汽机蒸汽机 17691769年，法国人年，法国人尼古尼古拉斯拉斯古诺古诺（Nichoals Nichoals CugnotCugnot 1725 172518041804）将一台简陋的蒸汽机装将一台简陋的蒸汽机装在一辆木制的三轮车在一辆木制的三轮车上上 ，发明了，发明了第一辆蒸第一辆蒸汽汽车汽汽车 第第1章章 绪绪 论论1.1 外燃机外燃机l涡轮蒸汽机涡轮蒸汽机l是一种用高压蒸汽转动涡轮叶是一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将蒸汽的热能转换为动能片，将蒸汽的热能转换为动能的机械。的机械。 相较于原由相较于原由詹姆詹姆斯斯瓦特瓦特发

9、明的发明的单级往复式单级往复式蒸汽蒸汽机，涡轮蒸汽机大幅改善了热机，涡轮蒸汽机大幅改善了热效率，更接近热力学中理想的效率，更接近热力学中理想的可逆过程，并能提供更大的功可逆过程，并能提供更大的功率，至今它几乎完全取代了往率，至今它几乎完全取代了往复式蒸汽机。涡轮蒸汽机特别复式蒸汽机。涡轮蒸汽机特别适用于火力发电和核能发电，适用于火力发电和核能发电， 世界上大约世界上大约80%80%的电是利用涡轮的电是利用涡轮蒸汽机所产生。蒸汽机所产生。第第1章章 绪绪 论论1.1 外燃机外燃机 斯特林发动机斯特林发动机是一种闭循环活塞式热机是一种闭循环活塞式热机,是在是在1816年由苏格兰的年由苏格兰的R.斯

10、斯特林特林发明。发明。闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内,而开循环则而开循环则如内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。如内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。 双活塞型斯特林引擎双活塞型斯特林引擎内活塞型斯特林引擎内活塞型斯特林引擎F一、内燃机的定义及基本工作特征一、内燃机的定义及基本工作特征F二、内燃机技术发展简史二、内燃机技术发展简史F三、内燃机的分类三、内燃机的分类F四、发动机产品名称和型号编制规则四、发动机产品名称和型号编制规则 第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机 一、一、内燃机的定义及基本工作

11、特征内燃机的定义及基本工作特征l定义：定义：内燃机是内燃机是燃料燃料在汽缸内在汽缸内燃烧燃烧，产生高温高压气，产生高温高压气体，推动体，推动活塞活塞并并输出动力输出动力的机械。内燃机一般以的机械。内燃机一般以汽油汽油、柴油柴油或或煤气煤气等作为燃料。等作为燃料。l基本工作特征：基本工作特征：内燃机是一种内燃机是一种工质开环式循环工质开环式循环并以并以间间歇歇方式工作的发动机。方式工作的发动机。l内燃机的特点：内燃机的特点：热效率高热效率高(是当今热效率最高的热力发是当今热效率最高的热力发动机动机)、结构简单结构简单、比质量比质量(单位输出功率的质量单位输出功率的质量)轻、轻、移动方便移动方便。

12、内燃机的用途和特点内燃机的用途和特点2 2、特点（相对于蒸汽机）、特点（相对于蒸汽机）1 1）有效热效率）有效热效率etet较高较高蒸汽机蒸汽机汽油机汽油机柴油机（增压后）柴油机（增压后）etet111116 16 20203030303046461 1、用途：、用途： 在交通运输、工程机械、军用国防、中小在交通运输、工程机械、军用国防、中小电站等处均能用到。电站等处均能用到。2 2）功率范围广，适应性好）功率范围广，适应性好3 3）体积功率高，单位功率质量小）体积功率高，单位功率质量小4 4）使用操纵方便，启动快）使用操纵方便，启动快5 5）运行比较安全，不易引起爆炸事故）运行比较安全，不易

13、引起爆炸事故6 6）对于燃料的要求较高，不能直接使用固体燃料）对于燃料的要求较高，不能直接使用固体燃料7 7）排放、噪声引起的危害较大）排放、噪声引起的危害较大8 8）结构较复杂，零件的加工精度高）结构较复杂，零件的加工精度高第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机 二、内燃机技术发展简史二、内燃机技术发展简史l1860年，法国工程师年，法国工程师莱诺依莱诺依尔尔（J.J.E. Lenair，18221900）制造出第一台以）制造出第一台以煤气煤气为燃料的内燃机，但由于既为燃料的内燃机，但由于既笨重笨重、效率又低效率又低，热效率低热效率低于于5，最大功率为，最大功率为4.5kW，186018

14、65年共生产了约年共生产了约5000台，台，未能推广使用。未能推广使用。 18第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机l1876年年德国工程师年年德国工程师尼古拉尼古拉斯斯奥托奥托（ N.A. Otto，18321891） ，试制出第一台实，试制出第一台实用用活塞式活塞式四冲程四冲程煤气煤气内燃机，内燃机，并成批投入生产。在以后的并成批投入生产。在以后的十几年中，奥托共制造和出十几年中，奥托共制造和出售了售了5万台这种内燃机，总马万台这种内燃机，总马力达力达20万以上。万以上。 l由于由于奥托内燃机奥托内燃机是第一种实是第一种实用化的内燃机，所以人们一用化的内燃机，所以人们一般把奥托看作是内

15、燃机的发般把奥托看作是内燃机的发明人。明人。19l1884年，又推出了年，又推出了性能更好的性能更好的立式风冷立式风冷发动机（发动机（取名立钟）取名立钟） l1883年，德国人戈特利布年，德国人戈特利布海因里海因里希希戴姆勒戴姆勒（G. Daimler，18341900）和威廉）和威廉迈巴赫迈巴赫（Wilhelm Maybach 18461929）将奥托四）将奥托四行程发动机改进后，成功地制造出行程发动机改进后，成功地制造出了第一台了第一台卧式汽油内燃机卧式汽油内燃机。201885年年戴姆勒戴姆勒将立钟发动将立钟发动机安装于木制双轮车上，并机安装于木制双轮车上，并让儿子保罗驾驶；这辆取名让儿子

16、保罗驾驶；这辆取名“骑式双轮车骑式双轮车”的双轮车获的双轮车获得德国专利，这是世界上第得德国专利，这是世界上第一辆一辆摩托车摩托车。 1886年年戴姆勒戴姆勒把这种发动把这种发动机安装在他为妻子机安装在他为妻子43岁生岁生日而购买的马车上，创造日而购买的马车上，创造了第一辆了第一辆戴姆勒汽车戴姆勒汽车，并，并由由迈巴赫迈巴赫成功地完成了试成功地完成了试车。车。 21第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机 二、内燃机技术发展简史二、内燃机技术发展简史1893年，狄塞尔制年，狄塞尔制造了第一台试验样造了第一台试验样机。机。1892年，德国工程师年，德国工程师狄塞尔狄塞尔（R. Diecel，1

17、8581913）提出了）提出了压燃式柴油机压燃式柴油机的理论。的理论。22第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机在在1890年前英国的年前英国的克拉克克拉克(Dugald Clerk，18541913年年)和和罗伯逊罗伯逊(James Robson，18331913年年)、德国的德国的卡尔卡尔奔驰奔驰(Karl Benz，18441929年年)成功地发明了成功地发明了二冲程二冲程内燃机内燃机。1888年，年，的卡尔的卡尔奔驰奔驰将发将发动机安装在三轮车架上，发动机安装在三轮车架上，发明了世界上第一辆明了世界上第一辆三轮汽车三轮汽车。 23第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机 二、内燃

18、机技术发展简史二、内燃机技术发展简史1957年，德国人年，德国人汪克尔汪克尔(F. Wankel) 发明了发明了转子发转子发动机动机。24第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机 二、内燃机技术发展简史二、内燃机技术发展简史在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意义的意义的两个两个重要发展阶段是：重要发展阶段是： 20世纪世纪50年代初兴起的年代初兴起的增压技术增压技术 20世纪世纪70年代开始的年代开始的计算机、电子技术计算机、电子技术在内在内燃机研制中的应用燃机研制中的应用25第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机 二、内燃机技术发展简史二、

19、内燃机技术发展简史l内燃机和汽车给世界带来了现代物质文明，在内燃机和汽车给世界带来了现代物质文明，在经过了超过一个世纪的发展之后，它的发展远经过了超过一个世纪的发展之后，它的发展远远没有达到其顶点，远没有达到其顶点，今后内燃机的发展是以今后内燃机的发展是以节节能能和和环保环保为中心，充分兼顾为中心，充分兼顾可靠性可靠性的要求，全的要求，全面提高内燃机的面提高内燃机的性能性能。第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机 三、内燃机的分类三、内燃机的分类内燃机分为往复活塞式内燃机、燃气轮机、转子发动机等内燃机分为往复活塞式内燃机、燃气轮机、转子发动机等奎西发动机奎西发动机喷气发动机喷气发动机螺旋桨

20、发动机螺旋桨发动机第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机按照所用按照所用燃料燃料分类：可分为分类：可分为液体燃料液体燃料发动机（汽油机、柴油机等）发动机（汽油机、柴油机等）和和气体燃料气体燃料发动机（天然气发动机、液化石油气发动机等）；发动机（天然气发动机、液化石油气发动机等）；按按着火方式着火方式分类：分类： 可分为可分为压燃式压燃式发动机和点燃式发动机；发动机和点燃式发动机；按工作循环的行程数分类：可分为四行程发动机和二行程发动机；按工作循环的行程数分类：可分为四行程发动机和二行程发动机；按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发动机；按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发动机；按气缸排列

21、方式分类：可分为立式、卧式、直列、按气缸排列方式分类：可分为立式、卧式、直列、V形和对置式形和对置式等；等；按冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式；按冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式；此外，发动机还可按进气方式、气缸的气门数、凸轮轴布置位置此外，发动机还可按进气方式、气缸的气门数、凸轮轴布置位置等进行分类。等进行分类。往复活塞式内燃机的分类往复活塞式内燃机的分类28点火方式点火方式点燃式发动机点燃式发动机压燃式发动机压燃式发动机汽油汽油自燃温度高自燃温度高470，采用火花塞强制点火，汽油发动机为，采用火花塞强制点火，汽油发动机为点燃式点燃式发动机。发动机。柴油柴油自然温度低自然温度低220，采

22、用高压缩比压燃，柴油发动机为，采用高压缩比压燃，柴油发动机为压压燃式燃式发动机。发动机。按完成一个工作循环的冲程数分按完成一个工作循环的冲程数分 四冲程内燃机：曲轴转四冲程内燃机：曲轴转两两圈，活塞在气缸内上下往复圈，活塞在气缸内上下往复各两各两次次完成一个工作循环的内燃机。完成一个工作循环的内燃机。二冲程内燃机：曲轴转二冲程内燃机：曲轴转一一圈，活塞在气缸内上下往复圈，活塞在气缸内上下往复各一各一次次完成一个工作循环的内燃机。完成一个工作循环的内燃机。工作循环：发动机各气缸完成工作循环：发动机各气缸完成进气、压缩、做功、排气进气、压缩、做功、排气四个过四个过程称为一个工作循环。程称为一个工作

23、循环。30冲程数冲程数二冲程发动机二冲程发动机四冲程发动机四冲程发动机曲轴旋转曲轴旋转一周一周完成一个完成一个工作循工作循环环。由于换气不彻底，经济性较差，由于换气不彻底，经济性较差，但结构简单，因此在摩托车上但结构简单，因此在摩托车上广泛使用。广泛使用。曲轴旋转曲轴旋转二周二周完成一个工完成一个工作循作循环环。四冲程发动机有独立的进气和四冲程发动机有独立的进气和排气冲程，换气彻底，在排气冲程，换气彻底，在汽车汽车上广泛使用，并已逐渐用于摩上广泛使用，并已逐渐用于摩托车。托车。31缸数及排列缸数及排列直列发动机直列发动机V形发动机形发动机水平对置发动机水平对置发动机32冷却方式冷却方式水冷发动

24、机是利用在气缸体和气缸水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖盖冷却水套冷却水套中进行循环的中进行循环的冷却液冷却液作作为冷却介质进行冷却的为冷却介质进行冷却的风冷发动机是利用流动于气缸体风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面与气缸盖外表面散热片散热片之间的之间的空空气气作为冷却介质进行冷却的作为冷却介质进行冷却的按进气方式分按进气方式分 非增压内燃机非增压内燃机 增压内燃机增压内燃机按活塞运动方式分按活塞运动方式分 往复式内燃机往复式内燃机 旋转式内燃机旋转式内燃机 第第1章章 绪绪 论论1.2 内燃机内燃机 四、发动机产品名称和型号编制规则四、发动机产品名称和型号编制规则按照按照GB72591

25、 内燃机产品名称和型号内燃机产品名称和型号编制规则编制规则统一制定统一制定内燃机内燃机名称名称均按所使用的主要均按所使用的主要燃料燃料命名，命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。例如汽油机、柴油机、煤气机等。 内燃机内燃机型号型号由阿拉伯由阿拉伯数字数字和汉语和汉语拼音拼音字母字母组成。组成。 内燃机型号由以下内燃机型号由以下四部分四部分组成：组成：37首部：首部：为产品为产品系列符号系列符号和和换代标志换代标志符号，由制符号，由制造厂根据需要自选相应造厂根据需要自选相应字母字母表示，但需主管部表示，但需主管部门核准。门核准。 中部中部：由：由缸数符号缸数符号、冲程符号冲程符号、气缸排列形式气缸排列形式符号符号和和缸径符号缸径符号等组成。等组成。 后部后部：结构特征结构特征和和用途特征符号用途特征符号，以字母表示。，以字母表示。 尾部尾部：区分符号区分符号。同一系列产品因改进等原因。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需要区分时，由制造厂选用适当符号表示第第