發(fā)動機檢修課件第一、二課時

1、第一篇 汽車發(fā)動機發(fā)動機工作原理與總體構(gòu)造發(fā)動機工作原理與總體構(gòu)造曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)機構(gòu)配氣機構(gòu)機構(gòu)汽油機供給系汽油機供給系柴油機供給系柴油機供給系發(fā)動機增壓系統(tǒng)發(fā)動機增壓系統(tǒng)發(fā)動機冷卻系發(fā)動機冷卻系發(fā)動機潤滑系發(fā)動機潤滑系發(fā)動機點火系發(fā)動機點火系發(fā)動機起動系發(fā)動機起動系第一節(jié) 發(fā)動機基本術(shù)語和類型 知識點知識點：發(fā)動機的基本術(shù)語發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的分類（一）發(fā)動機的基本術(shù)語發(fā)動機基本術(shù)語 1上止點: 活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠的位置2下止點:活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置3活塞行程 S：上下止點之間的距離4曲柄半徑R：曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心的距離5氣缸工作容積VS（單位 L)

2、活塞由上止點運動到下止點,活塞頂部所掃過的容積，VS =(/4)D2S10-36燃燒室容積（余隙容積）VC ：活塞位于上止點時， 活塞頂部上方的容積7氣缸最大容積Va 活塞位于下止點時,活塞頂部上方的容積Va= VS + VC8內(nèi)燃機排量 VL 所有氣缸的工作容積之和VL =iVS9壓縮比： 氣缸最大容積Va與燃燒室容積VC之比 = Vc / Va 越大，循環(huán)熱效率越高 汽油機汽油機 =69 有轎車有轎車911 柴油機柴油機 =1622 （二）發(fā)動機的分類 根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)的不同，可將內(nèi)燃機分為好多種類1根據(jù)所用燃料的不同 柴油機： 以柴油為燃料，進氣過程中進入汽缸的是純空氣，壓縮終了時噴入柴油，

3、柴油與空氣在汽缸內(nèi)混合由于空氣經(jīng)壓縮后所達到的溫度能引起柴油的自燃，這種內(nèi)燃機也稱為壓燃式內(nèi)燃機。 汽油機： 以汽油為燃料，空氣與汽油在氣缸外混合，形成可燃混合氣后進入氣缸，經(jīng)壓縮后依靠火花塞產(chǎn)生電火花引起燃燒。 煤氣機：汽油機進行適當(dāng)?shù)母倪M。2按沖程數(shù) 二沖程： 每兩個活塞行程（曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)）完成一個工作循環(huán)。如摩托車的多數(shù)發(fā)動機。 四沖程： 每四個活塞行程（曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)）完成一個工作循環(huán)。絕大多數(shù)發(fā)動機所采用。3按氣缸數(shù) 單缸：只有一個氣缸 多缸：由多個氣缸組成4按氣缸排列方式 直列立式、V型、 對置式對置式其它類型發(fā)動機星型汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原斯特林發(fā)動機斯特林發(fā)動機 這種發(fā)

4、動機是倫敦的牧師羅巴特 斯特林（Robert Stirling）于1816年發(fā)明的，所以命名為“斯特林發(fā)動機”（Stirling engine）。斯特林發(fā)動機是獨特的熱機，因為他們理論上的效率幾乎等于理論最大效率，稱為卡諾循環(huán)效率。斯特靈發(fā)動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動力的。這是一種外燃發(fā)動機，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣（或氦）作為動力氣體使活塞運動，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進行這樣的循環(huán)過程。外燃機是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動機，有別于依靠燃料在發(fā)動機內(nèi)部燃燒獲得動力的內(nèi)燃機。新型外燃機使用氫氣作為工質(zhì)，在四個封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一

5、端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜?，膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室?nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。由于外燃機避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機的震爆做功問題，從而實現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運行成本。外燃機可以燃燒各種可燃氣體，如：天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等，也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料，還可以燃燒木材，以及利用太陽能等。只要熱腔達到700，設(shè)備即可做功運行，環(huán)境溫度越低，外燃機最大的優(yōu)點是出力和效率不受海拔高度影響，非常適合于高海拔地區(qū)使用。但是，斯特林發(fā)動機還有許多問題要解決，例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高，熱量損

6、失是內(nèi)燃發(fā)動機的2-3倍等。所以，還不能成為大批量使用的發(fā)動機。斯特林發(fā)動機目前有報道，已經(jīng)開始研究在計算機主板的散熱風(fēng)扇上使用，通過北橋芯片的發(fā)熱來帶動斯特林發(fā)動機，以此來給硬件降溫，該研究還處于研究階段。5按冷卻方式 風(fēng)冷風(fēng)冷：以空氣為冷卻介質(zhì)，沒有專門的冷卻系統(tǒng) 如：摩托車、小型柴油機、 水冷：水冷：以液體為冷卻介質(zhì)，有專門的冷卻系統(tǒng)6按進氣方式 增壓：增壓：在進氣過程中，可燃混合氣或空氣是通過裝在進氣管道上的增壓器提高壓力，然后進入氣缸內(nèi)非增壓非增壓：也叫自然吸氣發(fā)動機，靠活塞的抽吸作用7按著火方式 點燃：點燃：靠火花塞點火來產(chǎn)生燃燒，汽油機所采用 壓燃壓燃：靠燃油的自燃來產(chǎn)生燃燒，柴

7、油機所采用8按用途 固定式：工程機械采用 移動式：第二節(jié)、發(fā)動機的總體構(gòu)造 1 1機體與氣缸蓋機體與氣缸蓋機體：骨架作用，安裝各個機構(gòu)和系統(tǒng)，包括氣缸體、油底殼、曲軸箱缸蓋：組成燃燒室，布置各種零部件2 2曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)作用：將活塞的往復(fù)直線運動曲軸的旋轉(zhuǎn)運動對外輸出動力組成：活塞、連桿、曲軸三部分3 3配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)功用：定時開啟和關(guān)閉進排氣門主要部件：氣門組、傳動組4 4、燃油供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)3 3供給系統(tǒng)供給系統(tǒng)作用：將燃油系統(tǒng)和空氣及時地供給氣缸，并將燃燒后的廢氣及時排除主要部件：化油器或電控噴油器（汽）、高壓油泵和噴油器、電控及共軌系統(tǒng)（柴）、空氣濾清器、進氣管、排

8、氣管、消聲器等電控汽油噴射系統(tǒng)的供給系統(tǒng)汽油控制噴油系統(tǒng)電控共軌柴油機共軌系統(tǒng)-依維柯索菲姆TDl是英文Turbo Charged Direct lnjection的縮寫，翻譯成中文就是渦輪增壓+電控共軌柴油直噴的意思。這種采用了新型技術(shù)的柴油發(fā)動機，保留了柴油發(fā)動機優(yōu)點的同時，在震動噪音以及動力方面，已經(jīng)達到甚至超過汽油發(fā)動機的性能，因而得到歐洲用戶的普遍歡迎。TDl只不過是新型柴油發(fā)動機的一種，它并非大眾獨有的某種技術(shù)，其他廠商也有類似技術(shù)的柴油發(fā)動機。 5 5點火系統(tǒng)：點火系統(tǒng)：汽油機和煤氣機所采用，點燃混合氣主要部件：火花塞、點火線圈、斷電器、分電器6 6冷卻系冷卻系 功 用：防止發(fā)動

9、機過熱，及時散發(fā)熱量 分 類：風(fēng)冷、水冷 主要部件：水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器7 7潤滑系潤滑系 功 用：潤滑、冷卻、清潔、密封、防腐 潤滑方式： 飛濺潤滑：靠曲軸等旋轉(zhuǎn)部件飛濺起的油滴潤滑 壓力潤滑：靠潤滑系統(tǒng)建立起的油壓經(jīng)過各個油道潤滑 各零部件油霧 主要部件：集濾器、機油泵、濾清器、各種閥體等8 8起動系起動系功用：內(nèi)燃機不能自行起動，借助外力使之運轉(zhuǎn)主要部件：起動機、蓄電池、點火開關(guān)等起動系小節(jié) 發(fā)動機的總體構(gòu)造兩大機構(gòu)兩大機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)五大系統(tǒng)五大系統(tǒng)供給系供給系點火系點火系冷卻系冷卻系潤滑系潤滑系起動系起動系第三節(jié) 發(fā)動機工作原理 知識點知識點： 四沖程

10、發(fā)動機工作原理 二沖程發(fā)動機工作原理能力點能力點： 熟練掌握發(fā)動機（四沖程和二沖程、汽油機和柴油機）工作原理； 熟練掌握各沖程的工作特點。 （一）、四沖程發(fā)動機工作原理1 1四沖程發(fā)動機工作原理四沖程發(fā)動機工作原理 四沖程發(fā)動機在活塞行程內(nèi)完成進氣、壓縮、作功和排氣四個過程，即在一個活塞行程內(nèi)只進行一個過程，因此，活塞行程可分別用四個過程命名，分別稱為進氣沖程、壓縮沖程、作功沖程、排氣沖程。2 2四沖程內(nèi)燃機工作循環(huán)四沖程內(nèi)燃機工作循環(huán) 第一沖程：活塞由上止點移到下止點，即曲軸由0轉(zhuǎn)到180進氣門打開，新鮮空氣被吸入氣缸。 第二沖程：下止點上止點，180360，氣體被壓縮，進排氣門均關(guān)閉 第三

11、沖程：上止點下止點，360540，氣體膨脹，進排氣門均關(guān)閉； 第四沖程：下止點上止點，540720，廢氣被排出，排氣門打開。 3、四沖程汽油機的工作原理（1)1)進氣行程進氣行程 由進氣門開啟到進氣門關(guān)閉 進氣提前角： 進氣門打開時刻與活塞位于上止點之間的曲軸轉(zhuǎn)角（為了獲得較多的充氣量，活塞到達上止點前就開始開啟） 進氣晚關(guān)角： 活塞到達下止點時刻與進氣門關(guān)閉時刻之間的曲軸轉(zhuǎn)角。利用空氣流動的慣性及氣體的動量，使更多的空氣充入氣缸。 進氣終了時刻： 氣缸吸氣時汽缸內(nèi)氣壓p=0.0750.09MPa大氣壓；氣缸溫度T=370400K。進氣行程進氣行程示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變

12、化情況。排氣門關(guān)閉進氣門開啟活塞溫度370440 K， 壓力7590 kPa 大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖示功圖上止點下止點（2 2）壓縮行程）壓縮行程 由進氣門關(guān)閉到活塞移到上止點（成為壓縮上止點）為止,進排氣門都關(guān)閉。 活塞上行，氣缸內(nèi)氣體被壓縮，缸內(nèi)壓力溫度都升高：p=0.61.2MPa；T=600700K壓縮行程壓縮行程進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比： =Va/VcPVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點下止點溫度600800K， 壓力0.61.2 MPa （3 3）作功行程）作功行程（燃燒及膨脹行程） 在壓縮上止點前1015 CA，火花塞點火，引燃可燃混合氣，形成火焰中

13、心。 高溫高壓燃氣推動活塞下行，對外作功：p=35MPa；T=22002700K。示功圖czb段曲線作功行程作功行程進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點下止點瞬時最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa 作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa （4 4）排氣行程）排氣行程 從排氣門開啟到排氣門關(guān)閉的時刻 排氣提前角：在活塞到達下止點之前與下止點之間的曲軸轉(zhuǎn)角。 排氣晚關(guān)角：在上止點與排氣門關(guān)閉這一時期曲軸所轉(zhuǎn)過的角度。 在活塞到達下止點之前3080CA，膨脹行程還沒有結(jié)束的時刻就將排氣門打開。(原因：氣門有一定的開啟時間，

14、利用壓差,使排氣徹底，利用氣流的慣性多排出一部分廢氣，減少殘余廢氣。) 氣門重疊角：在排氣門關(guān)閉之前，進氣門就已打開，進排氣門同時開啟時期所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。排氣行程排氣行程進氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點下止點溫度9001200 K 壓力105125 kPa殘余廢氣單缸四沖程汽油機的工作過程單缸四沖程汽油機的工作過程1、進氣行程2、壓縮行程 3、作功行程 4、排氣行程進氣行程壓縮行程做功行程排氣行程發(fā)動機氣門開啟角度之間的關(guān)系（5 5）汽油機示功圖）汽油機示功圖汽油機示功圖4、四沖程柴油機的工作原理 （1 1）進氣行程）進氣行程 在柴油機進氣行程中，被吸入氣

15、缸的只是純凈空氣。由于柴油機進氣系統(tǒng)阻力較小，殘余廢氣的溫度較低，因此進氣行程結(jié)束時氣缸內(nèi)氣體的壓力較高，約為0.0850.095Mpa (相對于汽油機而言)。（2 2）壓縮行程）壓縮行程 因為柴油機的壓縮比大，所以壓縮行程終了時氣體壓力可高達35 Mpa，溫度可高達7501000K。 （3 3）作功行程）作功行程 在壓縮行程結(jié)束時，噴油泵將柴油泵入噴油器，并通過噴油器噴入燃燒室。因為噴油壓力很高，噴孔直徑很小，所以噴出的柴油呈細霧狀。細微的油滴在熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化并借助于空氣的運動，迅速與空氣混合形成可燃混合起。由于氣缸內(nèi)的溫度遠高于柴油的自燃點，因此柴油隨即自行著火燃燒。燃燒氣體的壓

16、力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹。在氣體壓力的作用下，活塞推動連桿，連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)做功。 在做功行程中，燃燒氣體的最大壓力可達69 Mpa，最高溫度可達18002200K。做功結(jié)束時壓力約為0.20.5 Mpa，溫度約為10001200K。（4 4）排氣行程）排氣行程 排氣行程與汽油機類似，排氣終了時氣缸內(nèi)殘余廢氣壓力約為0.1050.12Mpa，溫度為700900K。（5 5）柴油機示功圖）柴油機示功圖柴油機示功圖汽油機示功圖 四沖程柴油機的工作原理四沖程柴油機的工作原理噴油器油 泵吸氣行程吸氣行程壓縮行程壓縮行程作功行程作功行程排氣行程排氣行程進氣門排氣門純空氣溫度300370K壓力800

17、900 kPa 溫度8001000K壓力35 MPa 瞬時：溫度18002200K壓力510 MPa 溫度溫度8001000K壓力壓力105400 kPa 終了：溫8001000K壓力105400 kPa （二）二沖程發(fā)動機工作原理1特點 二沖程發(fā)動機的工作循環(huán)是在兩個活塞行程即曲軸旋轉(zhuǎn)一圈的時間內(nèi)完成的。經(jīng)過兩個沖程完成一個工作循環(huán)，包括進氣、壓縮、作功、排氣四個過程；沒有專門的配氣機構(gòu)。2換氣機構(gòu) 沒有進排氣門，換氣是通過三個孔（進氣孔、排氣孔、掃氣孔）來實現(xiàn)，混合燃氣在曲軸箱內(nèi)完成混合。3工作過程 以采用曲軸箱掃氣的單缸二沖程汽油機為例： 上行沖程：活塞上移，三個孔均關(guān)，開始壓縮氣體，同

18、時，活塞上移使曲軸箱出現(xiàn)真空，上行到進氣孔打開時，新鮮混合氣進入曲軸箱。 下行沖程：活塞接近下止點時，電火花產(chǎn)生點燃可燃混合氣，使其溫度、壓力上升，推動活塞下行作功，行致排氣口打開，廢氣排出。另外，進氣口關(guān)閉，下行活塞使其壓縮，受壓氣體經(jīng)掃氣口進入氣缸，完成換氣過程。二沖程氣油機工作剖面圖二沖程汽油機工作原理二沖程汽油機工作原理壓縮混合氣進氣點火燃燒排氣掃氣孔進氣孔排氣孔火花塞二沖程柴油機工作原理二沖程柴油機工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門4二沖程發(fā)動機示功圖a：排氣孔關(guān)閉ac：壓縮過程czb：作功過程b：排氣孔打開bf：先期排氣階段f：掃氣孔開啟fdh：掃氣過程h：掃氣孔關(guān)

19、閉ha：額外排氣階段 二沖程發(fā)動機示功壓力圖5二沖程與四沖程發(fā)動機的比較 （1）曲軸每轉(zhuǎn)一周完成一個工作循環(huán)，做功一次。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速相同時，二沖程發(fā)動機單位時間的做功次數(shù)是四沖程發(fā)動機的兩倍。由于曲軸每轉(zhuǎn)一周做功一次，因此曲軸旋轉(zhuǎn)角速度比較均勻。 （2）二沖程發(fā)動機換氣過程時間短，僅為四沖程發(fā)動機的1/3左右。另外，進排氣過程幾乎同時進行，利用新氣掃除廢氣，新氣可能流失，廢氣也不易清除干凈。（3）曲軸箱換氣方式二沖程發(fā)動機因為沒有進排氣門，結(jié)構(gòu)大大簡化。二沖程優(yōu)缺點： 優(yōu)點：功率大、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、配氣機構(gòu)簡單 缺點：作功沖程多、機件受熱程度增加、經(jīng)濟性差、燃油消耗率高、潤滑條件差第四節(jié) 發(fā)動機性能指

20、標(biāo) 知識點知識點：動力性指標(biāo)和經(jīng)濟性指標(biāo)速度特性和負荷內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱主要內(nèi)容主要內(nèi)容：發(fā)動機速度特性和負荷 發(fā)動機動力性指標(biāo)和經(jīng)濟性指標(biāo) 內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)定 主要性能指標(biāo)：發(fā)動機的性能指標(biāo)是用來衡量發(fā)動機性能好壞的標(biāo)準(zhǔn) 1動力性指標(biāo) 概念：指內(nèi)燃機對外作功能力的指標(biāo)（1）有效轉(zhuǎn)矩Te 曲軸傳給汽車傳動系的轉(zhuǎn)動力矩。單位：Nm（2）有效功率Pe 發(fā)動機曲軸的輸出功率 Pe = Te（2n / 60） 10-3 （KW） 式中： Te 有效扭矩，單位為Nm n 曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min 標(biāo)定功率：并不是該內(nèi)燃機所能發(fā)出的最大功率，而是內(nèi)燃機出廠時根據(jù)使用目的而調(diào)整的。由于使用目的的不同

21、，同一種內(nèi)燃機的標(biāo)定功率可以不同：十五分鐘功率：內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)15分鐘的最大有效功率；一小時功率：內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)1小時的最大有效功率；十二小時功率：內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)12小時的最大有效功率；持續(xù)功率：內(nèi)燃機允許長期連續(xù)工作的最大有效功率；（3）曲軸轉(zhuǎn)速 指曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，通常用n表示，單位為r/min。 在標(biāo)定功率時的轉(zhuǎn)速為標(biāo)定轉(zhuǎn)速。2、經(jīng)濟性指標(biāo)概念：是指內(nèi)燃機的生產(chǎn)成本、運轉(zhuǎn)中的消耗以及修理費用等各項指標(biāo)。通常用燃油消耗率來評價內(nèi)燃機的經(jīng)濟性能（1）有效燃油消耗率be 發(fā)動機每發(fā)出一千瓦有效功率在一小時內(nèi)所消耗的燃油量 be =（B / Pe） 103 （g/kWh）式中：B 每小時的燃油消耗量，kg/h Pe有效功率，kW 3環(huán)保性能指標(biāo)（1）有害排放物對汽油機，主要是廢氣中的CO和HC的量。對柴油機，主要是廢氣中的NOx和顆粒的排放量。 （2）發(fā)動機的噪聲是汽車噪聲的主要來源，約占城市噪聲的75%。（3）起動性能發(fā)動機的速度特性曲線發(fā)動機特性曲線發(fā)動機工作狀況第五節(jié) 內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱與型號編制規(guī)則為了便于內(nèi)燃機的生產(chǎn)管理和使用，國家標(biāo)準(zhǔn)(GB72582)內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則中對內(nèi)燃機的名稱和型號作了統(tǒng)一規(guī)定。內(nèi)燃機的名稱和型號： 內(nèi)燃機名稱均按所