任务一 发动机总体结构认识

1、汽车发动机机械系统检修汽车发动机机械系统检修学习任务一：发动机总体结构的认识 专业核心课程从事与发动机机械系统相关的检测、维修从事与发动机机械系统相关的检测、维修等专业职业能力等专业职业能力 第三学期第四学期第二学期第一学期汽车发动机机械系统检修汽车发动机机械系统检修汽车机械制图汽车机械制图汽车电工电子汽车电工电子第五、六学期汽车机械基础汽车机械基础汽车拆装与调整汽车拆装与调整汽车电控发动机检修汽车电控发动机检修汽车转向、行驶和制动系统检修汽车转向、行驶和制动系统检修汽车安全与舒适系统检修汽车安全与舒适系统检修顶岗实习顶岗实习汽车传动系统检修汽车传动系统检修汽车电气系统检修汽车电气系统检修专专

2、业业课课程程体体系系对关键知识点的对关键知识点的正确熟练把握和实践正确熟练把握和实践动手能力动手能力态度考核态度考核实操考核实操考核期末理论期末理论考核考核20%40%40%课堂纪律课堂纪律+ +出勤率出勤率+ +平时表现平时表现1.1.准确说出发动机的结构、组成和工作原理；准确说出发动机的结构、组成和工作原理；2.2.能根据发动机型号说出发动机的结构及性能；能根据发动机型号说出发动机的结构及性能；3.3.能根据发动机的性能指标判断发动机的好坏；能根据发动机的性能指标判断发动机的好坏；4.4.具有熟练查阅维修资料和文献获取信息的能力。具有熟练查阅维修资料和文献获取信息的能力。一、发动机分类二、

3、发动机总体结构三、发动机基本术语四、发动机的工作原理五、发动机的性能指标六、发动机名称型号编制规则 发动机是一种动力装置，是将自然界的能量转换发动机是一种动力装置，是将自然界的能量转换为人们所需要的机械能的一种装置。为人们所需要的机械能的一种装置。发动机发动机内燃机内燃机外燃机外燃机汽油机汽油机柴油机柴油机蒸汽机蒸汽机汽轮机汽轮机内燃机的优点：热效率高、体积小、重量内燃机的优点：热效率高、体积小、重量轻、广泛应用。但污染较大。轻、广泛应用。但污染较大。 按气缸数及排列方式分：按气缸数及排列方式分：单缸（立式、卧式）发动机单缸（立式、卧式）发动机多缸（直列、型、型或对置式）发动机多缸（直列、型、

4、型或对置式）发动机型或对置式型或对置式 按冷却方式分：按冷却方式分：水冷式发动机水冷式发动机 风冷式发动机风冷式发动机 按每缸气门数分：按每缸气门数分： 二气门发动机二气门发动机多气门发动机多气门发动机 按是否装增压装置分：按是否装增压装置分： 增压发动机增压发动机非增压发动机（自然吸气发动机）非增压发动机（自然吸气发动机）两大机构两大机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五大系统五大系统润滑系润滑系冷却系冷却系启动系启动系燃料供给系燃料供给系点火系点火系1、曲柄连杆机构：、曲柄连杆机构：组成：气缸体、气缸组成：气缸体、气缸盖、油底壳、活塞、盖、油底壳、活塞、连杆、曲轴和飞轮。连杆、曲轴

5、和飞轮。功用：将往复直线运功用：将往复直线运动转化为曲轴的旋转动转化为曲轴的旋转运动对外输出动力。运动对外输出动力。2、配气机构：、配气机构：组成：进气门、排气组成：进气门、排气门、挺杆、摇臂、凸门、挺杆、摇臂、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮轴、凸轮轴正时齿轮。轮。功用：根据发动机的功用：根据发动机的工作顺序和工作过程，工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进排定时开启和关闭进排气门，实现换气过程。气门，实现换气过程。3、燃料供给系：、燃料供给系：组成：燃油箱、汽油组成：燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、喷泵、汽油滤清器、喷油器、空气滤清器、油器、空气滤清器、进排气管、进排气管、ECU、各、各种传感器和执行器等

6、种传感器和执行器等功用：根据发动机的功用：根据发动机的要求，配制出一定数要求，配制出一定数量和浓度的混合气，量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸排出后的废气从气缸排出4、润滑系：、润滑系：组成：机油泵、集滤器、组成：机油泵、集滤器、润滑油道、机油滤清器、润滑油道、机油滤清器、油底壳、限压阀等。油底壳、限压阀等。功用：向作相对运动的功用：向作相对运动的零件表面输送定量的清零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷零件表面进行清洗和冷却。却。5、冷却

7、系：、冷却系：组成：冷却水套、水泵、组成：冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器、散风扇、水箱、节温器、散热器等。热器等。功用：是将受热零件吸收的功用：是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状证发动机在最适宜的温度状态下工作。态下工作。6、启动系：、启动系：组成：电源、启动机及组成：电源、启动机及附属装置。附属装置。功用：使静止的发动机功用：使静止的发动机启动，并使之转入自行启动，并使之转入自行运转。运转。7、点火系：、点火系：组成：电源、点火开关、组成：电源、点火开关、点火线圈、火花塞、分点火线圈、火花塞、分电器（点火模块）等。电器（点火模块）等

8、。功用：在汽油机中，气缸内的可燃混合气靠电火花点功用：在汽油机中，气缸内的可燃混合气靠电火花点燃。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备燃。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系。柴油机没有点火系，采用压燃的方式。称为点火系。柴油机没有点火系，采用压燃的方式。p1.1.上止点上止点p2.2.下止点下止点p3.3.活塞行程活塞行程p4.4.曲柄半径曲柄半径p5.5.气缸工作容积气缸工作容积p6.6.燃烧室容积燃烧室容积p7.7.气缸总容积气缸总容积p8.8.发动机排量发动机排量p9.9.工作循环工作循环p10.10.压缩比压缩比p11.11.二冲程发动机二冲程发动机p12.12

9、.四冲程发动机四冲程发动机汽缸体活塞连杆曲轴进气门排气门往复活塞式发往复活塞式发动机基本结构动机基本结构1.1.上止点：活塞顶部距上止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的离曲轴旋转中心最远的极限位置。极限位置。2.下止点：活塞顶部距下止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的离曲轴旋转中心最近的位置。位置。3.3.活塞行程：上、下活塞行程：上、下止点之间的距离。一止点之间的距离。一般用般用S S表示，对应一个表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转活塞行程，曲轴旋转180180。 4.4.曲柄半径：曲柄销中曲柄半径：曲柄销中心到曲轴旋转中心之间心到曲轴旋转中心之间的距离称为曲柄半径，的距离称为曲柄半径，一般用

10、一般用R R表示。活塞行表示。活塞行程为曲柄半径的两倍，程为曲柄半径的两倍，即即 S=2RS=2R 。曲柄半径曲轴转一圈，活塞移动两个行程R5.5.气缸工作容积：活气缸工作容积：活塞从上止点运动到下塞从上止点运动到下止点所扫过的容积，止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。称为气缸工作容积。一般用一般用V Vh h表示：表示：工作容积S(L)DVh62104式中：式中：D D气缸直径，单位气缸直径，单位mmmm；6.6.发动机工作容积（发动机发动机工作容积（发动机排量）：发动机所有气缸工排量）：发动机所有气缸工作容积的总和，称为发动机作容积的总和，称为发动机排量。一般用排量。一般用V VL L表示

11、：表示：iVVhL式中：式中：V Vh h气缸工作容积；气缸工作容积； i i气缸数目。气缸数目。排量越大，功率越大，加速性能好7.7.燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。一般用缸盖之间的容积称为燃烧室容积。一般用表示。表示。VhVcVaVcVh8.气缸总容积：活气缸总容积：活塞位于下至点时，塞位于下至点时，其顶部与气缸盖之其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸间的容积称为气缸总容积。一般用总容积。一般用Va表示，气缸总表示，气缸总容积就是气缸工作容积就是气缸工作容积和燃烧室容积容积和燃烧室容积之和，即之和，即Va=Vc+Vh

12、9.9.压缩比：压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩压缩比：压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用烧室容积之比称为压缩比。一般用表示。表示。chcchcaVV1VVV=VVVaVcVhVc压缩比压缩比衡量汽车发动机性能指标的一个重要的参数衡量汽车发动机性能指标的一个重要的参数汽油发动机是点燃式，压缩比低，汽油发动机是点燃式，压缩比低，811；柴油发动机是压燃式，压缩比高，柴油发动机是压燃式，压缩比高，1622。发动机的压缩比越高，车的动发动机的压缩比越高，车的

13、动力就越大，燃烧也就越充分，力就越大，燃烧也就越充分，排污也就越少排污也就越少 。VaVcVhVc名称名称成因成因现象现象后果后果爆燃爆燃由于气体压力和温度过由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。种不正常燃烧。火焰以极高的速率火焰以极高的速率向外传播，形成压向外传播，形成压力波，以声速向前力波，以声速向前推进。当压力波撞推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。出尖锐的敲缸声。引起发动机过热，功率下引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一降，燃油消耗量增

14、加等一系列不良后果。严重爆燃系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。穿等。表面点火表面点火由于燃烧室内炽热表面由于燃烧室内炽热表面与炽热处与炽热处( (如排气门头，如排气门头，火花塞电极，积炭处火花塞电极，积炭处) )点点燃混合气产生的另一种燃混合气产生的另一种不正常燃烧。不正常燃烧。 伴有强烈的较沉闷伴有强烈的较沉闷敲击声。敲击声。 产生的高压会使发动机机产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。件负荷增加，寿命降低。压缩比过大的不良后果压缩比过大的不良后果10.10.工作循环：在气缸工作循环：在气缸内进行的每一次

15、将燃内进行的每一次将燃料的热能转化为机械料的热能转化为机械能的一系列连续过程，能的一系列连续过程，称为发动机的工作循称为发动机的工作循环。环。11.11.二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作循环的发动机，称为二冲程发动机。个工作循环的发动机，称为二冲程发动机。12.12.四冲程发动机：四冲程发动机：活塞往复四个行程活塞往复四个行程完成一个工作循环完成一个工作循环的发动机，称为四的发动机，称为四冲程发动机。冲程发动机。1.进气行程进气行程活塞由曲轴带动，从上止点向下止点运动。活塞由曲轴带动，从上止点向下止点运动。进气门开启，排气门关闭。进气门开启，排气门

16、关闭。气缸内气体压力：气缸内气体压力：0.08MPa0.09MPa，气体温度：气体温度：370K 440K。注意：进入的空气与汽油形成的混合气体。2.2.压缩行程压缩行程活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动。活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动。进、排气门均关闭。进、排气门均关闭。气缸内气体压力：气缸内气体压力：0.6MPa1.2MPa，气体温度：气体温度：600K 700K。被压缩的是混合气，压缩过程混合气得到进一步混合。3.3.作功行程作功行程火花塞点燃混合气，气缸内的温度、火花塞点燃混合气，气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行作功。压力急剧升高，推动活塞下行作功。进、排气门均关闭

17、。进、排气门均关闭。最高压力可达：最高压力可达：5MPa7MPa，最高温度可达：最高温度可达：2500K左右。左右。作功终了，压力约为：作功终了，压力约为： 0.3MPa左右，左右， 温度约为：温度约为： 1300K左右左右 。4.排气行程排气行程活塞在曲轴带动下，从下止活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动。点向上止点运动。进气门关闭，排气门开启。进气门关闭，排气门开启。气缸内气体压力：气缸内气体压力：0.105MPa0. 115MPa， 气体温度：气体温度：900K 1200K。工作行程工作行程汽油机汽油机柴油机柴油机进气进气可燃混合气进入气缸可燃混合气进入气缸纯净空气进入气缸纯净空气进入

18、气缸压缩压缩压缩气缸内的气体压缩气缸内的气体压缩末火花塞点火作功压缩末火花塞点火作功压缩末喷油器喷油自行着压缩末喷油器喷油自行着火燃烧作功火燃烧作功作功作功燃烧压力作功燃烧压力作功5MPa7MPa7MPa10MPa排气排气将燃烧的废气排出气缸将燃烧的废气排出气缸四行程汽油机、柴油机工况异同四行程汽油机、柴油机工况异同汽油机汽油机转速高（轿车高达转速高（轿车高达500050006000r/min6000r/min），质量小，工作柔和、），质量小，工作柔和、启动容易、制造成本低和维修方便启动容易、制造成本低和维修方便等优点。燃油消耗率高，燃油经济等优点。燃油消耗率高，燃油经济性较差，适用于摩托车、

19、汽车、飞性较差，适用于摩托车、汽车、飞机等。机等。柴油机柴油机燃油消耗率较汽油机低燃油消耗率较汽油机低30%30%左右，左右，柴油价格低，燃油经济性好，输出柴油价格低，燃油经济性好，输出扭矩较大。但冷启动困难，工作粗扭矩较大。但冷启动困难，工作粗暴，转速较低（暴，转速较低（4000r/min4000r/min以下），以下），制造成本高，维修困难，适用于载制造成本高，维修困难，适用于载重汽车、工程机械、坦克等。重汽车、工程机械、坦克等。 内燃机工作时，必须具备进气、压缩、做内燃机工作时，必须具备进气、压缩、做功、排气四个过程，但具备这四个过程的发动功、排气四个过程，但具备这四个过程的发动机一定是

20、四冲程发动机吗？机一定是四冲程发动机吗？导入案例 内燃机完成一个工作循环必须经过进气、内燃机完成一个工作循环必须经过进气、压缩、做功、排气四个过程，但只有在完成压缩、做功、排气四个过程，但只有在完成一个工作循环时，活塞上下往复运动四次的一个工作循环时，活塞上下往复运动四次的发动机才称为四冲程发动机。所以，进气、发动机才称为四冲程发动机。所以，进气、压缩、做功、排气四个过程并不是四个冲程。压缩、做功、排气四个过程并不是四个冲程。导入案例评析1-进气孔进气孔 2-排气孔排气孔 3-扫气孔扫气孔u 活塞上行：压缩、进气。活塞上行：压缩、进气。u 活塞下行：作功、排气。活塞下行：作功、排气。二冲程发动

21、机的一个工作循环也包括进气、压缩、作功、排气四个行二冲程发动机的一个工作循环也包括进气、压缩、作功、排气四个行程。只不过这些行程的完成仅需活塞在两个行程内，即曲轴旋转一周完成。程。只不过这些行程的完成仅需活塞在两个行程内，即曲轴旋转一周完成。1.1.发动机主要性能指标发动机主要性能指标经济性能指标有效燃油消耗率有效燃油消耗率每小时耗油量每小时耗油量动力性能指标有效转矩有效转矩有效功率有效功率升功率升功率运转性能指标排放性能排放性能噪声噪声起动性能起动性能u有效转矩有效转矩MeMe：指发动机通过曲轴或飞轮对外：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，输出的扭矩，N.MN.Mu有效功率有效功率PeP

22、e：指发动机通过曲轴或飞轮对外：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率输出的功率 PePeMenMen9550(kW)9550(kW)u升功率升功率Pl: Pl: 发动机每升工作容积所发出的有发动机每升工作容积所发出的有效功率效功率)/(LkWVPiVPPLehelP Pl l越大，发动越大，发动机工作容积利机工作容积利用率就越好用率就越好1.1.发动机主要性能指标发动机主要性能指标（1 1）动力性能指标）动力性能指标1.1.发动机主要性能指标发动机主要性能指标u有效燃油消耗率有效燃油消耗率: 单位有效功的燃油消耗量。单位有效功的燃油消耗量。)(103hkWgPGgeteGt 发动机每小时耗油量

23、，发动机每小时耗油量，kg/h；Pe有效功率，有效功率，kW；eg越低，发动机经济性越好（2 2）经济性能指标）经济性能指标u排放性能：有害气体成分的限制标准。排放性能：有害气体成分的限制标准。u噪声：车外噪声标准噪声：车外噪声标准 美日欧韩：美日欧韩：7480 dB(A) 中国：中国：8289 dB(A)u起动性能：标准：汽油机在起动性能：标准：汽油机在-10C，柴油机在，柴油机在-5C以下气温以下气温 条件下，接通起动机条件下，接通起动机15s内发动机要能自行运转。内发动机要能自行运转。1.1.发动机主要性能指标发动机主要性能指标（3 3）运转性能指标）运转性能指标我国轻型汽车排放标准与欧

24、洲标准实施日期比较标准标准中国实施年份中国实施年份欧洲实施年份欧洲实施年份相差时间（年）相差时间（年）国国（欧（欧）20002000年年19921992年年8 8国国（欧（欧）20042004年年19961996年年8 8国国（欧（欧）20072007年年20002000年年7 7国国（欧（欧）20102010年年20052005年年5 5京京（欧（欧）20132013年年20082008年年5 5国国（欧（欧）未知未知20132013年年未知未知2.2.发动机特性发动机特性发动机的主要性能指标随工况而变化的关系。发动机的主要性能指标随工况而变化的关系。发动机速度特性：发动机速度特性： 指发动

25、机的主要性能指标有效转矩指发动机的主要性能指标有效转矩Me 、有、有效功率效功率Pe、燃油消耗率、燃油消耗率ge随其随其转速转速变化而变化变化而变化的关系。的关系。汽油机速度特性曲线汽油机速度特性曲线柴油机速度特性曲线柴油机速度特性曲线 发动机的负荷特性曲线发动机的负荷特性曲线发动机的负荷特性发动机的负荷特性: 是指在转速不变时，发动是指在转速不变时，发动机的性能指标（有效燃油消机的性能指标（有效燃油消耗率耗率ge、每小时耗油量、每小时耗油量Gt和和排气温度排气温度Tr）随负荷而变化）随负荷而变化的关系。的关系。1 1、发动机型号由以下四部分组成、发动机型号由以下四部分组成首部：为产品特征代号

26、，由制造厂根据需要自选相应字母表首部：为产品特征代号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。示，但需主管部门核准。 中部：由缸数符号、气缸排列形式符号、冲程符号和缸径符中部：由缸数符号、气缸排列形式符号、冲程符号和缸径符号等组成。号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。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，尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。由制造厂选用适当符号表示。2 2、发动机型号的排列顺序及符号所代表的意义、发动机型号的排列顺序及符号所代表的意义由制造厂根据需由制造厂根据需要自选相应字母要自选相应字母表示，但需主管表示，但需主管部门核准。部门核准。 同一系列产品因改同一系列产品因改进等原因需要区分进等原因需要区分时，由制造厂选用时，由制造厂选用适当符号表示。适当符号表示。3 3、型号编制举例、型号编制举例 (1) (1) 汽油机汽油机 1E65F1E65F： 表示单缸，二行程，缸径表示单缸，二行程，缸径65