发动机原理培训资料02.ppt

1、发动机培训资料,总 要,第一节课：介绍发动机的定义、分类，解释发动机的一些常见专用名词的含义，按二冲程，四冲程两大类介绍往复式发动机，分别讲解两类发动机的结构特点，工作原理。 第二节课：解释发动机代号的含义，简要介绍我公司现有发动机的品种，生产单位。选几个具有代表性的发动机，详细介绍其结构、性能特点，简单介绍一下摩托车发动机的发展趋势和我们的在研产品。,一 、发动机的定义,发动机的通常定义为：使用某种燃料产生动力的机械装置。,从燃料燃烧的角度，可以把发动机分为两大类： （一）外燃机，外燃机的特点是燃料在发动机的外部燃烧，发动机利用其燃烧产生的热能产生动力。比如老式的蒸汽机火车,蒸气机轮船就是使

2、用的外燃机。由于其结构笨重，能量转化效率低，现在已很少应用。,（二）内燃机，内燃机的特点是燃料在发动机内部燃烧，发动机利用其燃烧的压力产生动力。内燃机种类十分繁多，应用也非常广泛，我们现在使用的发动机大部分均是内燃机，如火箭发动机，喷气式发动机，燃气轮机，转子发动机，往复式发动机等等。,现在人们还在不断的研制各种新型发动机，但遗憾的是，由于受到各种条件的限制（如结构、价格），我们普通摩托车只能安装往复式发动机，我们公司生产的发动机也均为往复式发动机，下面我就着重为大家介绍往复式发动机的结构特点和工作特点。 往复式发动机定义往复式发动机是指发动机工作时，使用一些机构把混合气吸进气缸，然后用某种方

3、法点燃混合气，使混合气燃烧、膨胀，利用燃气的压力推动活塞下行，通过连杆把活塞的力传递给曲轴，并把活塞的往复力转化成曲轴的旋转扭矩，输出动力的发动机。,往复式发动机又可分为两冲程发动机和四冲程发动机两大类，在对这两类发动机进行讲解前，先给大家解释一下发动机中一些常见名词的含义。 上止点习惯上把活塞运动到最高点，即活塞位于离曲轴最远的位置叫上止点，由于此时活塞的运动速度为零，所以又称上死点。 下止点同理，习惯上把活塞运动到最低点，即活塞位于离曲轴最近的位置叫下止点，由于此时活塞的运动速度为零，所以又称下死点。 缸径即气缸的直径简称缸径。,行程活塞从上止点运动到下止点所走过的距离叫活塞行程，简称行程

4、。 燃烧室活塞在上止点时，活塞上方与气缸盖之间的空间部分叫燃烧室。 气缸的总容积活塞在下止点时，它上方的全部空间，称为气缸总容积，它是气缸工作容积和燃烧室容积的总和。 压缩比气缸的总容积对燃烧室容积之比。压缩比表示工作混合气在气缸中被活塞压缩时体积缩小的倍数。压缩比的大小，对发动机功率有很大的影响。 排 量又称气缸工作容积，即活塞从下止点运动到上止点所通过的行程容积。发动机排量计算公式如下：,V(CC)=r2sn 其中 r:气缸半径 cm s:行程 cm n:气缸数 通常发动机排量越大，发动机每次吸进的混合气也越多，这就有利于提高发动机的扭矩和功率。 最大功率在油门全开时，发动机所能产生的最大

5、功率。 标定功率在油门全开时，发动机长时间运行所能产生的有效功率。 最大扭矩在油门全开时，发动机所能产生的最大扭矩。,二、二冲程发动机工作原理,二冲程发动机上，活塞上下运动一次，即运动两个行程，发动机就点一次火，它的工作原理如图： 第一冲程：活塞从下止点上行，遮蔽扫气口、排气口，压缩气缸中的可燃混合气，当活塞到达上止点附近时，火花塞跳火点燃混合气；与此同时，进气口打开，新鲜的可燃混合气体进入曲轴箱，在活塞到达上止点时，关闭进气口。,第二冲程：混合气迅速燃烧，同时产生大量的热和很高的压力，在高压气体的推动下，活塞下行，通过连杆使曲柄旋转对外做功。活塞下行到一定位置之后，首先打开排气口，燃烧后的废

6、气高速喷出排气口。接着打开扫气口，新鲜的混合气被压进气缸中，并把残留的废气挤出气缸。同时，在活塞到达下止点时，进气口再次打开。 在活塞到达下止点后，借助飞轮的惯性力，越过下止点，又继续上行，开始下一个做功循环，二冲程发动机就这样，曲柄每转动一周，发动机就完成一个完整的做工循环（包括：压缩、进气、做功、排气、预压、扫气6个过程）。,三、四冲程发动机工作原理,四冲程发动机上，活塞上下运动两次，即运动四个行程，发动机就点一次火，它的工作原理如图，四冲程发动机一个工作循环分四个行程： （一），进气行程：此时进气门开启，活塞下行。由于活塞从上止点向下运动在气缸内产生较大的真空度，在真空度的作用下，把汽油

7、和空气的混合气吸进气缸。 （二），压缩行程：此时进排气门关闭，活塞从下止点向上运动，使气缸内的混合气被活塞压缩。,（三），燃烧行程：在混合气压缩终了时，火花塞跳火引燃混合气，同时产生大量的热和很高的压力。燃气的压力推动活塞下行并驱动曲柄旋转，对外做功。 （四），排气行程：活塞被缸内高压气体推动继续下行，在到达下止点之前排气门开启，废气从气缸里喷射出去，此后随着活塞继续上行，把残留的废气挤出气缸。 四冲程发动机就这样周而复始的循环这四个行程，输出动力。,二冲程发动机与四冲程发动机相比，各有特点，四冲程发动机上，在活塞的四个行程当中，只有一个行程燃烧做功。所以和二冲程发动机相比，优点是燃料消耗量较

8、低，经济性好，大功率的转速范围较宽，运转圆滑平稳，非稳定工况的过渡性好，且技术已十分成熟，其缺点是重量重，结构复杂，升功率较低；和四冲程发动机相比，二冲程发动机具有结构简单，没有气门和凸轮轴，尺寸小，重量轻，升功率大的优点，但排放差，油耗高，经济性不好，由于其研制历史较短，技术水平较低，特别是它的排气和扫气过程还远不如人意，人们还远远没有掌握其规律性，还需投入大量的开发和研制。,四、摩托车发动机的构造,摩托车发动机按功能划分可以如图分为六大部分：,（一）进排气系统,发动机只有在吸进空气和汽油之后才能运转，而燃烧后产生的废气必须及时排出才能保证新鲜可燃混合气能够顺利充入发动机，执行这项工作的就是

9、进排气系统。其中包括：进气导流管、空滤器、化油器、进气管、进气道、配气机构、排气道、消声器等,空滤器长期使用后，滤芯会被灰尘、油污等空气中的杂质阻塞，使进气阻力增加，发动机功率下降。同时，由于空气阻力增加，也将增加吸进的汽油量，从而使发动机的运转状态变坏，增加燃料消耗，造成发动机无力，油耗高的问题。所以我们在用户使用中一定要强调空滤器的保养。,发动机进气是从进气导流管开始的，为了尽可能多地吸进冷空气，应把导流管的开口布置在温度较低的位置，如车座、侧盖板、整流罩入风口等位置。通常我们的发动机进气导流管与空滤器连为一体。 发动机的空滤器受摩托车安装尺寸限制，外观尺寸、形状有较大的不同，但是其作用不

10、外乎有两个（1）清除大气中异物（2）降低发动机进气噪声。,空滤器滤芯分为干式滤芯和湿式滤芯两种，干式滤芯材料为滤纸或无纺布，常见的是滤纸，为了增大空气通过面积，滤芯还大都加工出了许多细小的弯摺。当滤芯轻度污损时，可以使用压缩空气吹净，当滤芯污损严重时，或沾满油污时，必须更换新滤芯。 湿式滤芯使用海绵状的聚氨脂类材料制造，装用时应略加一些机油，以便吸附空气中的异物。如果滤芯污损后，可以用清洗油进行清洗并拧干。如果吸附了较多的机油也仍可使用，当然过分污损也应该更换新滤芯。,化油器是混合气的形成装置，其工作原理是当经过空滤器净化后的气流高速流过化油器喉管时，在喉管处产生真空度，从浮子室把汽油吸出并形

11、成混合气。我们摩托车发动机上用的化油器常见的有滑阀式化油器和等速化油器两种。滑阀式化油器响应性好，没有节气阀，结构紧凑，而且价格较便宜所以使用很广，但空燃比不易控制；等速化油器又叫等真空化油器，由于通过负压室控制滑阀保持喉管处的真空度不变，虽响应性较慢，但能维持稳定的空燃比，供油量变化圆滑，应用范围在逐步扩大。,化油器属于比较精密的部件，对怠速、加速、油耗、稳定性起着非常重要的影响，所以我们不提倡没有经过专门培训的人员擅自拆装化油器，一般的发动机怠速调整可安以下步骤进行：（1）、起动发动机并进行预热5-10分钟。（2）调整怠速螺钉，把怠速调整到说明书的规定转速值（通常1500转/分），按顺时针

12、方向转动螺钉，怠速增加，按逆时针转动怠速减少。（3）、调整怠速空气调整螺钉。先顺时针转动怠速空气调整螺钉，直到无怠速；再逆时针转动怠速空气调整螺钉，也直到无怠速为止。将该螺钉置于上述两极限位置中间。以得到最佳混合比，如怠速有所偏高或偏低，则再将怠速螺钉进行调整。,值得注意的是：怠速空气调整螺钉，在出厂时已调定，请勿轻易调整。如果长时间（一周以上）不使用发动机或摩托车时，务请放净化油器内的残油，以免残油变质腐蚀铜类零件，造成化油器失效。,进气管、进气道与前面的空滤器、化油器共同形成一个进气通道，它们应是一个光滑的管道，且逐渐缩小，以使进气阻力尽可能小，逐渐加速，以高速气流形式冲入燃烧室，以使在进

13、气门开启的时间内最大可能的充入混合气。同时还要兼顾空滤器、化油器在整车上的安装位置等因素，所以同一台发动机在不同整车上也可能形状很不同，这些是在发动机设计过程中就要考虑好的。 经过进气道的可燃混合气要进入发动机并燃烧做功，就需要进、排气门的配合，适时打开和关闭。控制进、排气门的开闭，使发动机保持在最佳运转状态的这一套机构就叫配气机构。它包括气门、凸轮轴等一系列与气门开闭有关的零件。而不同的配气机构，零件又有所不同，现在常见的摩托车发动机配气机构种类大致有三种：,（一）：上置凸轮摇臂式 即曲轴转动，通过主动链轮链条从动链轮凸轮轴 摇臂 最后驱动气门开关，这种结构简单，维护方便，也是最常见的一种配

14、气机构型式，但链条的可靠性和耐久性不好，所以在发动机上还安装了一个张紧器，来消除链条变形拉长带来的影响。,（二）：顶置气门摇臂式各气门由气缸盖上的摇臂带动，带有凸轮齿轮的整体，将回转运动转换为往复运动，通过凸轮随动件使推杆上下运动，与传统推杆比较，该发动机推杆非常短，因此改进了发动机的运行。加上由于新的设计，凸轮、凸轮轴齿轮、凸轮轴组件在左曲轴箱里紧密结合，凸轮随动件在左气缸腔里紧密结合，由一个凸轮操作进、排气门，因此发动机结构也非常紧凑，而且维护和维修非常方便。,（三）：顶置凸轮式它由凸轮直接驱动挺柱带动气门运动，其特点是简化了传动机构，结构比较紧凑，降低了高转速时的振动和噪音，但由于结构紧

15、凑，又造成了该配气机构的布置设计比较复杂，维修也比较复杂，现在多在高档发动机上应用。,这里要强调的是配气机构是四冲程发动机的独有机构，二冲程发动机的进气是混合气先进入曲轴箱，再从曲轴箱进入燃烧室，现在常见的进气方式有以下三种：,（一）活塞阀进气 活塞阀进气是利用活塞裙部控制进气口的开关，从而控制进气时间。在结构上，这种进气方式需要把进气口布置在气缸壁上，这种进气方式结构简单、工作可靠。长期以来大多数二冲程发动机都使用这种进气方式。为了解决活塞下行时把一部分进气挤出去的问题，近几年又发展出在进气口中布置引导阀，进一步提高了进气效率。但活塞进气阀有两个较大的缺点，一是需要在气缸壁上布置进气口，这样

16、将使气缸壁尺寸加长，二是进气口开关的时间的调节自由度较小。应用不广。,（二）转盘阀进气 这种进气结构与活塞阀不同，进气口布置在曲轴箱上，并利用有缺口的转盘阀控制进气口的开关，转盘阀布置在曲轴上，随同曲轴一起旋转，从而控制进气口的适时开关。这种进气方式的最大优点是进气口的开关调节自由，因为改变转盘阀的缺口位置不受任何限制，从而能适应各种发动机的要求，但结构复杂，成本高，限制了它的推广。,（三）曲轴箱引导阀进气 曲轴箱引导阀和活塞阀不同，进气口布置在曲轴箱上，并利用引导阀控制进气口的开关，这种进气方式历史悠久，是二冲程发动机进气方式的开山始祖。这种方式结构简单，小型轻量化；控制进气时间自由，只要有

17、压力差就能进气；进气阻力小；进气口布置自由；同时由于气缸壁上没有进气口，所以能增加气缸的结构刚度。所以应用较广泛我们熟悉的AX100即采用的这种进气方式。,燃烧做功后的混合气就成了废气，需要通过排气道、消声器排放到大气中去，合理的排气道、消声器设计不仅可以将发动机机排气噪声降到最低，而且还可以形成有利的排气惯性，充分排出燃烧室里的废气，提升发动机功率性能。每种发动机的消声器都通过计算、试验，与该发动机的特性相适应，能最大发挥发动机的性能，所以我们一般不要将不同类型发动机的消声器混用。,（一）热机系统,发动机吸进的可燃混合气体必须燃烧才能将燃料中的化学能释放出来，转化成摩托车前进需要的动能，而发

18、动机中执行这个功能的系统统称为热机系统，它是由气缸头、气缸体、活塞环、活塞组成的一个密闭腔，并通过曲柄连杆向外输出动力。,气门、气门弹簧、凸轮轴等配气机构的零件都安装在气缸头上，更重要的是混合气燃烧的燃烧室形状也主要由气缸头燃烧室形状决定，面容比是决定燃烧室的一个重要指标，因为面容比越小，燃烧产生的能量越更多得转化为动能，而不是热能散发掉，它是燃烧室表面积与其容积的比直，在相同体积下，球形的表面积最小，所以我们常见的发动机缸头燃烧室形状多为半球形。但由于气门布置，或为了形成更好的进、排气流等因素，燃烧室也可能做成其它形状，如三气门发动机的蓬形，四气门发动机双球形燃烧室等。,气缸的作用是支撑活塞的往