发动机构造与维修第一章

1、汽车发动机构造与维修主讲 岳宇宏发动机总论知识目标： 1.能正确描述发动机的基本结构、作用和发动机的常用术语定义； 2.能简单叙述发动机基本工作原理； 3.能够正确描述发动机的总体构造。 汽车的组成：汽车的组成：l汽车的定义：汽车的定义：由自身动力装置驱动，具有4个及以上车轮的非轨道无架线车辆发动机发动机底盘底盘车身车身电气设备电气设备发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏功用：输出动力功用：输出动力发动机的定义：发动机的定义：将某一种将某一种形式的能量转变为机械能形式的能量转变为机械能的机器的机器发动机的种类：发动机的种类：外燃机、外燃机、内燃机内燃机、风能发动

2、机、太、风能发动机、太阳能发动机阳能发动机等等外外 燃燃 机：机：混合气在机器外部燃烧而产混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。如蒸汽机、生热能，然后再转变成机械能。如蒸汽机、汽轮机、热气机（斯特林发动机）汽轮机、热气机（斯特林发动机）内内 燃燃 机：机：混合气在机器内部燃烧而产混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。如活塞式生热能，然后再转变成机械能。如活塞式内燃机和燃气轮机内燃机和燃气轮机热机包括：热机包括：外燃机、外燃机、内燃机内燃机热力发动机（热机）：热力发动机（热机）：将热能转换为机械能的机将热能转换为机械能的机器器除电动车外，目前的商用汽车发动机都是热机除

3、电动车外，目前的商用汽车发动机都是热机发动机发展历史一、蒸汽机一、蒸汽机是一个能够是一个能够将蒸汽中的将蒸汽中的热能转换为热能转换为功的热机。功的热机。泵、铁路机泵、铁路机车和轮船曾车和轮船曾使用蒸汽机使用蒸汽机驱动。蒸汽驱动。蒸汽机在工业革机在工业革命中起了基命中起了基本的作用。本的作用。今天人们还今天人们还使用汽轮机使用汽轮机来发电。来发电。世界上世界上第一台第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大的蒸汽机是古希腊的亚历山大的希罗希罗（Hero of AlexandriaHero of Alexandria）于于1 1世纪发明的汽转球，世纪发明的汽转球，不过它只不过是一个玩具而已。不过它只不过是一个

4、玩具而已。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制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔萨缪尔莫兰莫兰也提出了也提出了蒸汽机的主意。蒸汽机的主意。16981698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年年罗伯特罗伯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。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

5、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。1769年年 瓦特蒸汽机瓦特蒸汽机1712年托马斯年托马斯纽科门蒸汽机纽科门蒸汽机 17691769年，法国人尼古年，法国人尼古拉斯拉斯古诺将一台简古诺将一台简陋的蒸汽机装在一辆陋的蒸汽机装在一辆木制的三轮车上木制的三轮车上 ，发明了发明了第一辆蒸汽汽第一辆蒸汽汽车车 二、涡轮蒸汽机（汽轮机）二、涡轮蒸汽机（汽轮机）一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将蒸汽的热能转换为动能的机械。蒸汽的热能转换为动能的机械。l相较于原由

6、相较于原由詹姆斯詹姆斯瓦特瓦特发明的发明的单级往复式单级往复式蒸汽机，涡轮蒸汽蒸汽机，涡轮蒸汽机大幅改善了热效率，更接近机大幅改善了热效率，更接近热力学中理想的可逆过程，并热力学中理想的可逆过程，并能提供更大的功率，至今它几能提供更大的功率，至今它几乎完全取代了往复式蒸汽机。乎完全取代了往复式蒸汽机。涡轮蒸汽机特别适用于火力发涡轮蒸汽机特别适用于火力发电和核能发电，电和核能发电， 世界上大约世界上大约80%的电是利用涡轮蒸汽机所的电是利用涡轮蒸汽机所产生。产生。三、斯特林发动机（热气机）三、斯特林发动机（热气机）一种闭循环活塞式热机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

7、R.斯特林发斯特林发明。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,而开循环则如而开循环则如内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。双双活活塞塞型型斯斯特特林林引引擎擎内内活活塞塞型型斯斯特特林林引引擎擎2 内燃机定义：定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞并输出动力的机械。内燃机一般以汽油、柴油或煤气等作为燃料。基本工作特征：基本工作特征：内燃机是一种工质开环式循环并以间歇方式工作的发动机。内燃机的特点：内燃机的特点：热效率高(是当今热效率最高的热力发动机)、结构简单、比质量(单位输出功率的质量)轻

8、、移动方便。应用：用广泛应于交通运输(陆上、内河、海上和航空)、农业机械、工程机械和发电时作为动力，是现代车用发动机的主要型式。内燃机构造是本课程的主要内容1860年，法国工程师莱诺依尔制造出第一台以煤气为燃料的内燃机，但由于既笨重、效率又低，热效率低于5，最大功率为4.5kW，18601865年共生产了约5000台，未能推广使用。 18761876年年德国工程师年年德国工程师尼古尼古拉斯拉斯奥托奥托，试制出第，试制出第一台实用一台实用活塞式活塞式四冲程四冲程煤气煤气内燃机，并成批投内燃机，并成批投入生产。在以后的十几入生产。在以后的十几年中，奥托共制造和出年中，奥托共制造和出售了售了5 5万

9、台这种内燃机，万台这种内燃机，总马力达总马力达2020万以上。万以上。 由于由于奥托内燃机奥托内燃机是第一种是第一种实用化的内燃机，所以实用化的内燃机，所以人们一般把奥托看作是人们一般把奥托看作是内燃机的发明人。内燃机的发明人。18841884年，又推出了年，又推出了性能更好的性能更好的立式立式风冷发动机（风冷发动机（取取名立钟）名立钟） l1883年，德国人戈特利布年，德国人戈特利布海海因里希因里希戴姆勒戴姆勒和威廉和威廉迈巴赫迈巴赫将奥托四行程发动机改进后，将奥托四行程发动机改进后，成功地制造出了第一台成功地制造出了第一台卧式汽卧式汽油内燃机油内燃机。戈特利布戈特利布海因里希海因里希戴姆勒

10、戴姆勒1885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。 18931893年，狄塞尔制年，狄塞尔制造了第一台试验造了第一台试验样机。样机。1892年，德国工程师年，德

11、国工程师狄塞尔狄塞尔提出了提出了压燃式柴油机压燃式柴油机的理论。的理论。鲁道夫鲁道夫狄塞尔狄塞尔 在在18901890年前英国的年前英国的克拉克克拉克和和罗罗伯逊伯逊、德国的、德国的卡尔卡尔奔驰奔驰成功成功地发明了地发明了二冲程内燃机二冲程内燃机。1888年，年，的卡尔的卡尔奔驰奔驰将发动机安装在三轮车将发动机安装在三轮车架上，发明了世界上第架上，发明了世界上第一辆一辆三轮汽车三轮汽车。 卡卡尔尔奔奔驰驰19571957年，德国人年，德国人汪克尔汪克尔发明了发明了转子发动机转子发动机。马自达的首台量产型转子发动机马自达的首台量产型转子发动机10A-8010在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时

12、代意义在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意义的的两个两个重要发展阶段是：重要发展阶段是：2020世纪世纪5050年代初兴起的年代初兴起的增压技术增压技术 2020世纪世纪7070年代开始的年代开始的计算机、电子技术计算机、电子技术在内燃机研在内燃机研制中的应用制中的应用 内燃机和汽车给世界带来了现代物质文明，在经过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，它的发展远远没有达到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，其顶点，今后内燃机的发展是以今后内燃机的发展是以节能节能和和环保环保为中心，为中心，充分兼顾充分兼顾可靠性可靠性的要求，全面提高内燃机

13、的的要求，全面提高内燃机的性能性能。课题一 发动机总体构造汽车发动机的类型按照燃料种类分类：可分为按照燃料种类分类：可分为汽油机汽油机和和柴油机、气柴油机、气体发动机等体发动机等按照工作循环的行程数分类：可分为按照工作循环的行程数分类：可分为四行程四行程和和二行程二行程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一周完成一个工作循环。曲轴旋转一周完成一个工作循环。由于换气不彻底，经济性较差，但由于换气不彻底，经济性较差，但结构简单，因此在摩托车上广泛使结构简单，因此在摩托车上广泛使用。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环作循环。四冲程发动机有独立的进气和排气四冲程

14、发动机有独立的进气和排气冲程，换气彻底，在冲程，换气彻底，在汽车汽车上广泛使上广泛使用，并已逐渐用于摩托车。用，并已逐渐用于摩托车。按照冷却方式分类：可分为按照冷却方式分类：可分为水冷式水冷式和和风冷式风冷式水冷发动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冷却水套中进行循环的冷却液作盖冷却水套中进行循环的冷却液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散热片之间的空与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的气作为冷却介质进行冷却的按气缸数分类：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

15、和多缸发动机此外，发动机还可按进气方式、气缸的气门数、凸轮轴布此外，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。置位置等进行分类。按照气缸排列方式分类：可分为按照气缸排列方式分类：可分为立式立式、卧式卧式、直直列列、V形形和和对置式对置式等等按照活塞运动方式分类：可分为按照活塞运动方式分类：可分为往复活塞式往复活塞式和和旋转活塞式旋转活塞式活活塞塞运运动动方方式式国产内燃机型号编制规则按照按照GB725GB7259191 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、

16、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字母组成。母组成。 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：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，由符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。管部门核准。 中部中部：由由缸数符号缸数符号、行程符号行程符号、气缸排列形气缸排列形式符号式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，以字母表示。示。 尾部尾部：区分符号区分符号

17、。同一系列产品因改进等原。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因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示TJ376QTJ376Q： 表示三缸，直列四行程，缸径表示三缸，直列四行程，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，直列四行程，缸径表示四缸，直列四行程，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 1 1、 汽油机汽油机 1E65F1E65F 单缸卧列，二行程，缸径单缸卧列，二行程，缸径65mm，风冷通用型汽油机，风冷通用型汽油机4100Q44100Q-4 四缸，直列

18、四行程，缸径四缸，直列四行程，缸径100mm，水冷车用汽油机，第四种变型产品，水冷车用汽油机，第四种变型产品CA6102CA6102 六缸，直列四行程，缸径六缸，直列四行程，缸径102mm，水冷通用型汽油机，水冷通用型汽油机，CA表示系列符号表示系列符号8V1008V100 八缸，四行程、缸径八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型汽油机型，水冷通用型汽油机490Q490Q： 表示四缸，直列，四行程，缸径表示四缸，直列，四行程，缸径90mm90mm，水冷车用柴油机，水冷车用柴油机 ZS1100ZS1100： 表示表示ZSZS系列，单缸，四行程，缸径系列，单缸，四行程，缸径100mm100

19、mm，水冷通用型柴油，水冷通用型柴油机，机，ZSZS系列为：直喷、双轴平衡式系列为：直喷、双轴平衡式2 2、 柴油机柴油机 195195 单缸，卧式、四行程，缸径单缸，卧式、四行程，缸径95mm，水冷通用型柴油机，水冷通用型柴油机 165F165F 单缸，卧式，四行程，缸径单缸，卧式，四行程，缸径65mm，风冷通用型柴油机，风冷通用型柴油机8P102ZC6L8PC2-6L 八缸，平卧式，四行程，缸径八缸，平卧式，四行程，缸径102mm，增压、船用右机基本型柴油机，增压、船用右机基本型柴油机YC6135ZQYC6135ZQ 六缸，直列，四行程、缸径六缸，直列，四行程、缸径135mm，增压，水冷车用型柴油机，增压，水冷车用型柴油机课题二 发动机工作原理二、基本术语 1 1、工作循环、工作循环 发动机的工作过程是周期性地将燃料燃烧的