摩托车发动机教学讲义授课

摩托车发动机教学讲义授课第1页，课件共59页，创作于2023年2月发动机排量发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和，一般用升(L)表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是非常重要的发动机参数，它比缸径和缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切相关。一般来说，排量越大，发动机输出功率越大。第2页，课件共59页，创作于2023年2月在同等缸径下，通常缸数越多排量越大，功率也就越高；而在发动机排量相同的情况下，缸数越多，缸径越小，发动机转速就可以提高，从而获得较大的提升功率。第3页，课件共59页，创作于2023年2月发动机分类按照进气系统分类内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。第4页，课件共59页，创作于2023年2月按照行程分类内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。第5页，课件共59页，创作于2023年2月第6页，课件共59页，创作于2023年2月按照所用燃料分类内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。第7页，课件共59页，创作于2023年2月汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车，最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。因此，汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。第8页，课件共59页，创作于2023年2月两个注意点：1．内燃机也有其他种类，比如柴油机，燃气轮机，各有各的优点和缺点。2．同样也有外燃机。在早期的火车和轮船上用的蒸汽机就是典型的外燃机。燃料（煤、木头、油）在发动机外部燃烧产生蒸气，然后蒸气进入发动机内部来产生动力。内燃机的效率比外燃机高不少，也比相同动力的外燃机小很多。所以，现代汽车不用蒸汽机。

第9页，课件共59页，创作于2023年2月相比之下，内燃机比外燃机的效率高，比燃气轮机的价格便宜，比电动汽车容易添加燃料。这些优点使得大部分现代汽车都使用往复式的内燃机。燃烧是关键汽车的发动机一般都采用4冲程。（马自达的转子发动机在此不讨论，汽车画报曾做过介绍）4冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气。完成这4个过程，发动机完成一个周期(2圈)。第10页，课件共59页，创作于2023年2月第11页，课件共59页，创作于2023年2月进气行程由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。第12页，课件共59页，创作于2023年2月在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.075～0.09MPa，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到370～400K。实际汽油机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭，以便吸入更多的可燃混合气。第13页，课件共59页，创作于2023年2月压缩行程曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。此时气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.6～1.2MPa，温度可达600～700K。压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发动机功率也越大。

第14页，课件共59页，创作于2023年2月但压缩比太高，容易引起爆燃。所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲缸声。会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及机件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的，汽油机的压缩比一般为ε＝6～10。第15页，课件共59页，创作于2023年2月作功行程作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达3～5MPa，最高温度可达2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。第16页，课件共59页，创作于2023年2月随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度降低到1300～1600K。第17页，课件共59页，创作于2023年2月排气行程可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个进气行程。当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。第18页，课件共59页，创作于2023年2月实际汽油机的排气行程也是排气门提前打开，延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K。第19页，课件共59页，创作于2023年2月曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。第20页，课件共59页，创作于2023年2月

发动机的机构与系统曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。第21页，课件共59页，创作于2023年2月起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。第22页，课件共59页，创作于2023年2月点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。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，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。第23页，课件共59页，创作于2023年2月冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。第24页，课件共59页，创作于2023年2月润滑系统润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。第25页，课件共59页，创作于2023年2月配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。第26页，课件共59页，创作于2023年2月燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。第27页，课件共59页，创作于2023年2月第28页，课件共59页，创作于2023年2月第29页，课件共59页，创作于2023年2月第30页，课件共59页，创作于2023年2月第31页，课件共59页，创作于2023年2月第32页，课件共59页，创作于2023年2月第33页，课件共59页，创作于2023年2月第34页，课件共59页，创作于2023年2月第35页，课件共59页，创作于2023年2月第36页，课件共59页，创作于2023年2月第37页，课件共59页，创作于2023年2月第38页，课件共59页，创作于2023年2月第39页，课件共59页，创作于2023年2月第40页，课件共59页，创作于2023年2月第41页，课件共59页，创作于2023年2月第42页，课件共59页，创作于2023年2月第43页，课件共59页，创作于2023年2月第44页，课件共59页，创作于2023年2月第45页，课件共59页，创作于2023年2月第46页，课件共59页，创作于2023年2月第47页，课件共59页，创作于2023年2月第48页，课件共59页，创作于2023年2月第49页，课件共59页，创作于2023年2月第50页，课件共59页，创作于2023年2月第51页，课件共59页，创作于2023年2月第52页，课件共59页，创作于2023年2月第53页，课件共59页，创作于2023年2月第54页，课件共59页，创作于2023年2月气门间隙：发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙称为气门间隙。1、气门间隙过大会使汽车动力下降耗油量增加。2、气门间隙过小会使汽车气门座出现局部淬火甚至损坏。第55页，课件共59页，创作于2023年2月气门摇臂与气门的间隙（即气门间隙）之所以存在，是因为进排气门均安装在燃烧室的顶端，也是温度最高之处，为了留有膨胀的空间，因而必须存有空隙，至于间隙的大小，因厂家设计不同而不一致，通常在0.2~0.25毫米之间。发动机气门摇臂与此气门之间经过长久的动作及磨耗，间隙会愈变愈大，所以才有气门脚间隙的调整。然而并非所有汽车均需调整气门脚间隙，有些车辆气门间隙属于油压自动调整，就不需要调整气门间隙了。第56页，课件共59页，创作于2023年2月非正常排烟故障的分析1、排气管冒蓝烟冒蓝烟的故障现象是：发动机工作过程中，在排气消声器的尾部经常可见淡蓝色烟雾，并有机油消耗过快的现象。故障的原因可能是：机油油面过高；汽缸压缩压力低于规定值；活塞、活塞与汽缸筒的间