發(fā)動機基本知識

1、12、發(fā)動機基本知識(1)發(fā)動機的分類和基本構(gòu)造:分類內(nèi)燃機的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內(nèi)燃機分成不同的類型，下面讓我們來看看內(nèi)燃機是怎樣分類的。(1)按照所用燃料分類內(nèi)燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機(圖1-1)。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機稱為汽油機；使用柴油機為燃料的內(nèi)燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動容易，制圖1-1造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟性能和排放性能都比汽油機好-WORD#式-可編輯-(2)按照行程分類內(nèi)燃機按照完成一個工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機和二行程內(nèi)燃機(圖1-2)o把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(72

2、0°),活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動四個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為四行程內(nèi)燃機；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360°),活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動兩個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為二行程內(nèi)燃機。汽車發(fā)動機廣泛使用四行程內(nèi)燃機。(3)按照冷卻方式分類內(nèi)燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動機和風(fēng)冷發(fā)動機(圖1-3)。水冷發(fā)動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的。水冷發(fā)四件逗K行控圖1-2水諭圖1-3-WORD#式-可編輯-動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地

3、應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動機(4)按照氣缸數(shù)目分類內(nèi)燃機按照氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機(圖1-4)。僅有一個氣缸的發(fā)動機稱為單缸發(fā)動機；有兩個以上氣缸的發(fā)動機稱為多缸發(fā)動機。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動機?，F(xiàn)代車用發(fā)動機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。(5)按照氣缸排列方式分類內(nèi)燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式(圖1-5)。單列式發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低圖1-41-5-WORD#式-可編輯-高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角180。（一般為90°）稱為V型

4、發(fā)動機，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發(fā)動機。圖1-6（6）按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類內(nèi)燃機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣（非增壓）式發(fā)動機和強制進氣（增壓式）發(fā)動機（圖1-6）o汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有采用增壓式的?；緲?gòu)造發(fā)動機是一種由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發(fā)動機，還是二行程發(fā)動機；無論是單缸發(fā)動機，還是多缸發(fā)動機。要完成能量轉(zhuǎn)換,-WORD#式-可編輯-實現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機構(gòu)和系統(tǒng)。曲柄連桿機構(gòu)（圖1-7）曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)

5、換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內(nèi)作直線運動，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運動。（2）配氣機構(gòu)（圖1-8）配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和圖1-7工作過程，定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門,使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣圖1-8缸內(nèi)排由，實現(xiàn)換氣過程。配氣機構(gòu)大多采用-WORD#式-可編輯-頂置氣門式配氣機構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。（3）燃料供給系統(tǒng)（圖1-9）汽油機燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機的要求，

6、配制由一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排生到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排由。潤滑系統(tǒng)（圖1-10）潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進-WORD#式一可編輯-行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油圖1-10泵、機油濾清器和一些閥門等組成。冷卻系統(tǒng)（圖1-11）冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)由去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組

7、成。（6）點火系統(tǒng)（圖1-12）在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。圖1-11圖1-12-WORD#式一可編輯-起動系統(tǒng)（圖1-13）要使發(fā)動機由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機開始自動地怠速圖1-13先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復(fù)運動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機才能自行運轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進行。因此，曲軸在外運轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機的起動。完

8、成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機的起動系。汽油機由以上兩大機構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)，配氣機構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系組成；柴油機由以上兩大機構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，不需要點火系。發(fā)動機常用術(shù)語-WORD#式-可編輯-常用術(shù)語及釋義:上止點：活塞在氣缸里做往復(fù)直線運動時,當(dāng)活塞向上運動到最高位置，即活塞頂部距離曲軸旋較中心最遠的極限位置，稱為上止點。下止點：活塞在氣缸里做往復(fù)直線運動時，當(dāng)活塞向下運動到最低位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置，稱為下止點。活塞行程：活塞從一個止

9、點運動到另一止點的距離，即上、下止點之間的距離稱為活塞行程。一般用s表示，對應(yīng)一個活塞行程，曲軸旋180°。曲柄半徑：曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑，一般用R表示。通常活塞行程為曲柄半徑的2倍，即s=2R。氣缸工作容積：活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積，稱為氣缸工作容積。燃燒室容積：活塞位于上止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為燃燒室容積。氣缸總?cè)莘e：活塞位于下止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總?cè)莘e。氣缸總?cè)莘e就是氣缸工作容積和燃燒室-WORD#式-可編輯-容積之和。發(fā)動機排量:多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機排量。壓縮比：壓縮比是發(fā)動機中

10、一個非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的壓縮程度，它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比，即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。通常汽油機的壓縮比為6-10,柴油機的壓縮比較高，一般為1622。工作循環(huán)：每一個工作循環(huán)包括進氣、壓縮、做功和排氣過程，即完成進氣、壓縮、做功和排氣4個過程叫一個工作循環(huán)。發(fā)動機的編號規(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)(GB725-82)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)燃機名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機、柴油機、煤氣機等。內(nèi)燃機型號由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。-WORD#式-可編輯-內(nèi)燃

11、機型號由以下四部分組成：.首部：為產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。.中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表7K0.尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。內(nèi)燃機型號的排列順序及符號所代表的意義規(guī)定如下：首部中部系列符號后部尾部區(qū)分符號缸數(shù)符號摭代標(biāo)志符號輔徑符號（以氣缸直役的nw數(shù)表割行程符號E表示二行程,四行程無符號氣缸排列花式符號將君含義無符號直列單缸臥列VU型P平臥型結(jié)構(gòu)特征符號符號結(jié)用特征無符號水冷F略N凝氣冷卻S十字段式口可倒轉(zhuǎn)直接預(yù)向Z

12、增壓用途特征符號用途無符號通用型TQ汽生M摩非車G工版劇J鐵潞機車D發(fā)電機盥C船用主機右機基本型a船用主機左機基本型-WORD#式-可編輯-型號編制舉例(1)汽油機1E65F:表示單缸，二行程，缸徑65mm,風(fēng)冷通用型4100Q:表示四缸，四行程，缸徑100mm,水冷車用4100Q-4:表示四缸，四行程，缸徑100mm,水冷車用，第四種變型產(chǎn)品CA6102:表示六缸，四行程，缸徑102mm,水冷通用型，CA表示系列符號8V100:表示八缸，四行程、缸徑100mm,V型，水冷通用型TJ376Q:表示三缸，四行程，缸彳至76mm,水冷車用，TJ表示系列符號CA488:表示四缸，四行程，缸徑88mm

13、,水冷通用型，CA表示系列符號(2)柴油機195:表示單缸，四行程，缸徑95mm,水冷通用型-WORD#式-可編輯-165F:表示單缸，四行程，缸徑65mm,風(fēng)冷通用型495Q:表示四缸，四行程，缸徑95mm,水冷車用6135Q:表示六缸，四行程，缸徑135mm,水冷車用X4105:表示四缸，四行程，缸徑105mm,水冷通用型，X表示系列代號四行程柴油機的工作原理四行程柴油機（圖1）和四行程汽油機的工作過程相同，每一個工作循環(huán)同樣包括進氣、壓縮、作功和排氣四個行程，但由于柴油機使用的燃料是柴油，柴油與汽油有較大的差別，柴油粘度大，不易蒸發(fā)，自燃溫度低，故可燃混合氣的形成，著火方式，燃燒過程以及

14、氣體溫度壓力的變化都和汽油機不同，下面主要分析一下柴油機和汽油機在工作過程中-WORD#式-可編輯-的不同點。四行程柴油機在進氣行程中所不同的是柴油機吸入氣缸的是純空氣而不是可燃混合氣，在進氣通道中沒有化油器，進氣阻力小，進氣終了時氣體壓力略高于汽油機而氣體溫度略低于汽油機。進氣終了時氣體壓力約為0.07850.0932MPa,氣體溫度約為300370K。壓縮行程壓縮的也是純空氣，在壓縮行程接近上止點時，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，柴油和空氣在氣缸內(nèi)形成可燃混合氣并著火燃燒。柴油機的壓縮比比汽油機的壓縮比大很多（一般為1622）,壓縮終了時氣體溫度和壓力都-WORD#式-可編輯-比汽油機

15、高，大大超過了柴油機的自燃溫度。壓縮終了時，氣體壓力約為3.54.5MPa，氣體溫度約為7501000K,柴油機是壓縮后自燃著火的，不需要點火，故柴油機又稱為壓燃機。柴油噴入氣缸后，在很短的時間內(nèi)與空氣混合后便立即著火燃燒，柴油機的可燃混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的，而不象汽油機那樣，混合氣主要是在氣缸外部的化油器中形成的。柴油機燃燒過程中氣缸內(nèi)由現(xiàn)的最高壓力要比汽油機高得多，可高達69MPa,最高溫度也可高達20002500K。作功終了時，氣體壓力約為0.20.4MPa,氣體溫度約為12001500K。柴油機的排氣行程和汽油機一樣，廢氣同樣經(jīng)排氣管排入到大氣中去，排氣終了時，氣缸內(nèi)氣體壓力約為0.

16、1050.125MPa,氣體溫度約為8001000K。柴油機與汽油機比較，柴油機的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低，同時柴油價格較低，因此，柴油機的燃料經(jīng)濟性能好，而且柴油機的排氣污染少，排放性能較好。但它的主要缺點是轉(zhuǎn)速低，質(zhì)量大，噪聲大，振動大，制造和維修-WORD#式-可編輯-費用高。在其發(fā)展過程中，柴油機不斷發(fā)揚其優(yōu)點，克服缺點，提高速度，有望得到更廣泛地應(yīng)用。三大偶件什么是三大偶件柱塞副、由油閥和噴油嘴偶件是柴油機的三大精密偶件。其技巧狀態(tài)直接影響柴油機的動力性和經(jīng)濟性。維持三大精密偶件始終處于良好的技巧狀態(tài)，是應(yīng)用保養(yǎng)的一項首要內(nèi)容。三大精密偶件的正常應(yīng)用壽命一般為2500h以上。

17、但據(jù)調(diào)查，應(yīng)用壽命超過1500h者了了無幾，一般多在500h左右，有的甚至只應(yīng)用幾十小時。除制造質(zhì)量和保管欠妥帖原因之外，以亂拆亂卸、清洗不當(dāng)、應(yīng)用劣質(zhì)燃油等造成三大偶件毀壞的原因為多見。燃油質(zhì)量低劣或用油不清潔應(yīng)用劣質(zhì)燃油（煤油和機油、柴油混雜油等），其潤滑性能、密封性能以及粘度不能滿足應(yīng)用要求，均會引起噴油泵泵油壓力不足、磨損加劇和-WORD#式-可編輯-噴油嘴積炭等故障。止匕外，燃油未經(jīng)凈化處理，應(yīng)用的加油工具不清潔、燃油濾清裝置毀壞，密封圈漏裝、錯裝或毀壞,拆除濾芯，以使油路“暢通”等差錯做法，都會使三大精密偶件應(yīng)用壽命縮短。三大偶件的作用1、噴油泵柱塞偶件作用為調(diào)節(jié)外套改變油量，把低

18、壓柴油升壓。2、由油閥偶件作用為使高壓油管內(nèi)柴油保持一定壓力，防止柴油倒流，促使柱塞偶件柴油升壓后和噴油后對油路的影響，減小波動。3、噴油嘴偶件作用為及時地開啟或關(guān)閉向氣缸內(nèi)噴入柴油或停止噴入，促使柴油按柴油機要求霧化。這三個偶件也是柴油機加工最精密的部件。噴油嘴偶件噴油中將燃油霧化，并分布在燃燒室內(nèi)與空氣混合的部件。它主要由噴油嘴和噴油器體組成。它在缸蓋上的安裝位置與角度取決于燃燒室的設(shè)計。噴油器的噴霧特性包括霧化粒度、油霧分布、油束方向、射程和擴散錐角等。這些特性-WORD#式-可編輯-應(yīng)符合柴油機燃燒系統(tǒng)的要求，以使混合氣形成和燃燒完善，并獲得較高的功率和熱效率。噴油器分為開式和閉式兩種

19、。開式噴油器結(jié)構(gòu)簡單，但霧化不良，很少被采用。閉式噴油器廣泛應(yīng)用在各種柴油機上。噴油器噴油嘴由針閥和針閥體這一對精密偶件組成。調(diào)壓彈簧將針閥緊壓在針閥體上，使之呈關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)噴油泵開始壓油，油路內(nèi)產(chǎn)生高壓波，并以聲速由噴油泵端向噴油嘴端傳播。油壓作用到針閥的上錐面上，克服彈簧力使針閥升起，從而使燃油流進壓力室經(jīng)噴孔噴由。油泵一旦停止供油，油壓下降，在彈簧力作用下針閥當(dāng)即關(guān)閉。調(diào)整彈簧的松緊可以改變噴油器開啟壓力。-WORD#式-可編輯-噴油器按頭部形狀分為孔式、軸針式和節(jié)流式。4孔以下的噴油器用于半開式燃燒室(見柴油機)；孔數(shù)更多的噴油器大多用于開式燃燒室。這種噴油器每孔可噴由錐角不大、射程較

20、長的油束。孔數(shù)、孔徑和孔壁厚度對噴霧特性有影響，依柴油機機型而定。軸針式噴油器用于渦流室、預(yù)燃室等分隔式燃燒室和復(fù)合式燃燒室中。針閥頭部的軸針穿過噴孔，形成環(huán)形噴射通路，能使噴由的油霧呈空心錐狀。節(jié)流式與軸針式類似，只是靠改變軸針形狀使針閥上升時形成節(jié)流，借以改變噴油規(guī)律，使柴油機工作柔和。噴油器嘴端與燃氣接觸，溫度很高。強化的柴油機常用長型噴油嘴，使針閥與針閥體的精密配合部分距燃燒室遠些，以免這對偶件受熱膨脹變形，發(fā)生卡滯。大型高強化柴油機采用冷卻式噴油嘴。另有一種鉛筆式噴油器，尺寸較小，既便于在缸蓋上布置，又與燃氣接觸少，適用于小型高速柴油機。柱塞偶件與由油閥偶件柱塞泵的泵油機構(gòu)包括兩套精

21、密偶件：柱塞(plunger)+柱塞套(barrel)構(gòu)成柱塞偶件(plungerandbarrelassembly)(圖1-1)、由油閥(deliveryvalve)和由油閥-WORD#式-可編輯-座(deliveryvalveseat)構(gòu)成由油閥偶件(deliveryvalveassembly)(圖1-2)圖1-1圖1-2柱塞和柱塞套是一對精密偶件，經(jīng)配對研磨后不能互換，要求有高的精度和光潔度和好的耐磨性，其徑向間隙為0.0020.003mm。柱塞頭部圓柱面上切有斜槽，并通過徑向孔、軸向孔與頂部相通，其目的是改變循環(huán)供油量；柱塞套上制有進、回油孔，均與泵上體內(nèi)低壓油腔相通，柱塞套裝入泵上體后，應(yīng)用定位螺釘定位。柱塞頭部斜槽的位置不同，改變供油量的方法也不同。由油閥和由油閥座也是一對精密偶件，配對研磨后不能-WORD#式-可編輯-互換，其配合間隙為0.01mm由油閥是一個單向閥，在彈簧壓力作用下，閥上部圓錐面與閥座嚴密配合，具作用是在停供時，將高壓油管與柱塞上端空腔隔絕，防止高壓油管內(nèi)的油倒流入噴油泵內(nèi)。由油閥的下部呈十字斷面，既能導(dǎo)向，又能通過柴油。由油閥的錐面下有一個小的圓柱面，稱為減壓環(huán)帶，其作用是在供油終了時，使高壓油管內(nèi)的油壓迅速