汽車構(gòu)造 總體與機(jī)體

1、第一章第一章 汽車發(fā)動機(jī)的工作原理汽車發(fā)動機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造及總體構(gòu)造 1.1 1.1 汽車發(fā)動機(jī)類型汽車發(fā)動機(jī)類型 發(fā)動機(jī)是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。發(fā)動機(jī)是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。1 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)一、發(fā)動機(jī)的定義一、發(fā)動機(jī)的定義： 二、發(fā)動機(jī)的分類二、發(fā)動機(jī)的分類 ： 現(xiàn)代汽車大多使用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它將燃料在現(xiàn)代汽車大多使用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它將燃料在 發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，把產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，把產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。3 3、按冷卻方式不同、按冷卻方式不同水冷發(fā)動機(jī)

2、水冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)2 2、按完成一個工作循環(huán)所需行程數(shù)、按完成一個工作循環(huán)所需行程數(shù)四行程發(fā)動機(jī)四行程發(fā)動機(jī)二行程發(fā)動機(jī)二行程發(fā)動機(jī)4 4、按氣缸數(shù)及排列方式、按氣缸數(shù)及排列方式單缸發(fā)動機(jī)單缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)單列式單列式型型對置式對置式單列式單列式型型對置式對置式1.2 1.2 基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)凸輪軸、凸輪軸齒形帶輪、齒形帶、進(jìn)氣門、排氣門1 1、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)活塞、活塞銷、連桿、曲軸等2 2、配氣機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)二、基本術(shù)語二、基本術(shù)語 上止點上止點 下止點下止點 活塞行程活塞行程(S)(S) 氣缸工作容積氣缸工作容

3、積(Vs )(Vs ) 燃燒室容積燃燒室容積(Vc )(Vc ) 氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e(Va )(Va ) 壓縮比壓縮比發(fā)動機(jī)排量發(fā)動機(jī)排量工作循環(huán)工作循環(huán)工況：工況：內(nèi)燃機(jī)在某一時刻的運行狀況，通常用有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示內(nèi)燃機(jī)在某一時刻的運行狀況，通常用有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示負(fù)荷率：負(fù)荷率：指內(nèi)燃機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出指內(nèi)燃機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值，用百分?jǐn)?shù)來表示的最大有效功率的比值，用百分?jǐn)?shù)來表示1.3 1.3 內(nèi)燃機(jī)工作原理內(nèi)燃機(jī)工作原理 一、四行程汽油機(jī)工作原理介紹一、四行程汽油機(jī)工作原理介紹1 1、進(jìn)氣行程、進(jìn)氣

4、行程 2 2、壓縮行程、壓縮行程 3 3、作功行程、作功行程 4 4、排氣行程、排氣行程 1.3四行程發(fā)動機(jī)的工作原理（汽油機(jī)為例）1.1.進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程. .壓縮行程壓縮行程. .作功行程作功行程4.4.排氣行程排氣行程每一行程工作的具體分析如下每一行程工作的具體分析如下 1 1、進(jìn)氣行程、進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟進(jìn)氣門開啟大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖示功圖上止點上止點下止點下止點示功圖示功圖：表示活塞表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。氣體壓力的變化情況。進(jìn)氣終了時氣缸內(nèi)進(jìn)氣終了時氣缸內(nèi)壓強壓強為為0.080.080.09Mpa0.09Mp

5、a，溫度溫度上升至上升至320320380K380K 活活塞塞下下行行2 2、壓縮行程、壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點上止點下止點下止點壓縮終了時氣缸內(nèi)壓縮終了時氣缸內(nèi)壓強壓強上升至上升至0.80.81.5Mpa1.5Mpa，溫度溫度繼續(xù)上升至繼續(xù)上升至600600750K 750K 。活活塞塞上上行行3 3、作功行程、作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點上止點下止點下止點作功中氣缸內(nèi)作功中氣缸內(nèi)最高壓強最高壓強可達(dá)可達(dá)3 36.5Mpa6.5Mpa，最高溫度最高溫

6、度可達(dá)可達(dá)220022002800K2800K；作功終了時；作功終了時氣缸內(nèi)氣缸內(nèi)壓強壓強下降至下降至0.350.350.5Mpa0.5Mpa，溫度溫度下下降至降至120012001500K1500K。 活活塞塞下下行行4 4、排氣行程、排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開排氣門打開PVr示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點上止點下止點下止點殘余廢氣殘余廢氣排氣終了時氣缸內(nèi)排氣終了時氣缸內(nèi)壓強壓強下降至下降至0.1050.1050.120Mpa0.120Mpa，溫度溫度下降至下降至9009001100K1100K a 活活塞塞上上行行二、四沖程柴油機(jī)工作原理二、四沖程柴油機(jī)工作原理

7、與汽油機(jī)工作與汽油機(jī)工作原理相比：原理相比：進(jìn)氣不同；進(jìn)氣不同；柴油機(jī)由于用的柴柴油機(jī)由于用的柴油粘度比汽油大、油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且自燃不易蒸發(fā)，且自燃溫度又較汽油低，溫度又較汽油低，所以采用的是所以采用的是 壓縮自燃式點火壓縮自燃式點火。3-氣門氣門 1.進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程 純凈的空氣被吸入氣缸。壓力純凈的空氣被吸入氣缸。壓力0.0850.095MPa，溫度，溫度310340K。 2.壓縮行程壓縮行程 因為柴油機(jī)的壓縮比大，壓縮行程終了時氣體壓力因為柴油機(jī)的壓縮比大，壓縮行程終了時氣體壓力35MPa。溫度。溫度7501000K。 3.作功行程作功行程 噴油器將柴油噴入燃燒室。噴油壓力很

8、高，噴孔直徑很小，噴油器將柴油噴入燃燒室。噴油壓力很高，噴孔直徑很小，所以噴出的柴油呈細(xì)霧狀。細(xì)微的油滴在熾熱的空氣中迅所以噴出的柴油呈細(xì)霧狀。細(xì)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氣。氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃點，柴油隨可燃混合氣。氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃點，柴油隨即自行著火燃燒。最大壓力即自行著火燃燒。最大壓力69MPa，最高溫度，最高溫度18002200K.做功結(jié)束壓力做功結(jié)束壓力0.2-0.5MPa，溫度，溫度10001200K. 4.排氣行程排氣行程 壓力壓力0.1050.12MPa

9、，溫度，溫度700900K。分析和比較汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作分析和比較汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作異同異同?首先分別看一下汽油機(jī)和柴油機(jī)的圖示首先分別看一下汽油機(jī)和柴油機(jī)的圖示火花塞火花塞 噴油器噴油器 汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作相同相同點：點： 每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周; ; 每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周; ; 只有作功行程產(chǎn)生動力。只有作功行程產(chǎn)生動力。 汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入氣缸的是純空氣進(jìn)入氣缸的是純空氣電火花點燃混合氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒高溫氣體加熱柴油燃燒有點火

10、系有點火系無點火系無點火系無噴油器無噴油器有噴油器有噴油器汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作不同不同點：點：汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作不同不同點：點： 溫度：汽油機(jī)略高 壓力：柴油機(jī)略高 熱效率：柴油機(jī)高 可靠性：柴油機(jī)高 振動和噪聲：柴油機(jī)高 排放：各 有不同1.41.4 發(fā)發(fā)動機(jī)動機(jī)的總的總體構(gòu)體構(gòu)造造 汽油機(jī)由兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成汽油機(jī)由兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)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(jī)由兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成柴油機(jī)由兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機(jī)是壓燃的，

11、不需要點火系。1.1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。2.2.配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu) 桑桑塔塔納納發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)的的配配氣氣機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)3.3.冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) 保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。主要由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。桑桑塔塔納納發(fā)發(fā)動動機(jī)機(jī)冷冷卻卻系系統(tǒng)統(tǒng)4.4.燃料供給系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)5.5.潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng) 由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。門等組成。桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑示意圖6.6.點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點火線圈和火花塞等組成。. .起動系：起動系：

12、起動機(jī)起動機(jī)桑桑塔塔納納轎轎車車起起動動機(jī)機(jī)1.5 1.5 發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)一、動力性指標(biāo)一、動力性指標(biāo) 1 1、有效轉(zhuǎn)矩：、有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為發(fā)動機(jī)的有發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為發(fā)動機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩，用效轉(zhuǎn)矩，用TeTe表示表示 。2 2、有效功率：、有效功率：發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的功率成為發(fā)動機(jī)的有效發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的功率成為發(fā)動機(jī)的有效功率，用功率，用PePe表示。表示。 式中：式中：T Te e 有效扭矩，單位為有效扭矩，單位為NmNm； n n 曲軸轉(zhuǎn)速，單位為曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/minr/min 二者關(guān)系二者關(guān)系 3.3.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速

13、：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速：rpmrpm 在說明發(fā)動機(jī)有效功率的大小時，必須同時指明其相在說明發(fā)動機(jī)有效功率的大小時，必須同時指明其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。應(yīng)的轉(zhuǎn)速。4.4.平均有效壓力：平均有效壓力： 單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功稱為平均有效壓力，單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功稱為平均有效壓力，記作記作 PmePme，單位為，單位為 MPaMPa。二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1.1.有效熱效率有效熱效率 燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百分?jǐn)?shù)稱為有燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百分?jǐn)?shù)稱為有效熱效率，記作效熱效率，記作 ee。2.2.有效燃油消耗率有效燃油消耗率 發(fā)動機(jī)每輸出發(fā)動機(jī)每輸出 1kW 1kW 的有效功所

14、消耗的燃油量稱為有效的有效功所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率，記作燃油消耗率，記作 bebe，單位為，單位為 g/g/（kWhkWh）。）。三、強化指標(biāo)三、強化指標(biāo). .升功率升功率: :標(biāo)定工況下，單位發(fā)動機(jī)排量輸出的有效功率；標(biāo)定工況下，單位發(fā)動機(jī)排量輸出的有效功率；. .強化系數(shù)強化系數(shù): :指平均有效壓力與活塞平均速度的乘積指平均有效壓力與活塞平均速度的乘積 四、內(nèi)燃機(jī)速度特性四、內(nèi)燃機(jī)速度特性1.1.發(fā)動機(jī)速度特性：發(fā)動機(jī)速度特性：發(fā)動機(jī)的有效功率發(fā)動機(jī)的有效功率 PePe、有效轉(zhuǎn)矩、有效轉(zhuǎn)矩 Te Te 和有效和有效燃油消耗率燃油消耗率 be be 隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 n n

15、 的變化關(guān)系稱為發(fā)動機(jī)速度的變化關(guān)系稱為發(fā)動機(jī)速度特性。特性。2.2.外特性：外特性：節(jié)氣門全開時測得的速度特性為外特性。節(jié)氣門全開時測得的速度特性為外特性。3.3.部分速度特性：部分速度特性：節(jié)氣門部分開啟時測得的速度特性為部分速度節(jié)氣門部分開啟時測得的速度特性為部分速度特性。特性。發(fā)動機(jī)速度特性1311222334441-外特性曲線2、3、4-節(jié)氣門開度分別為75%、50%、25%的部分速度特性曲線利用速度特性曲線理解發(fā)動機(jī)負(fù)荷工況工況 a a ：負(fù)荷為零(空轉(zhuǎn)工況)； 工況工況 b b ：負(fù)荷20/4510044.4 工況工況 c c ：負(fù)荷負(fù)荷32/45 32/45 10010071.

16、171.1； 工況工況 d d ：負(fù)荷45/45100100(即發(fā)動機(jī)全負(fù)荷)。 1.6 內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則 首部首部：為產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號，由制造廠根據(jù)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)。需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。 中部中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。徑符號等組成。 后部：后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。 尾部尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品

17、因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。一、內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分組成一、內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分組成二、內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義二、內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義(1) (1) 汽油機(jī)汽油機(jī) 1E65F1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑表示單缸，二行程，缸徑65mm65mm，風(fēng)冷通用型，風(fēng)冷通用型 4100Q-44100Q-4： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑100mm100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品 TJ376QTJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑表示三缸，四行程，缸徑76mm76m

18、m，水冷車用，水冷車用，TJTJ表示系列符號表示系列符號 CA488CA488： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑88mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符號表示系列符號 (2) (2) 柴油機(jī)柴油機(jī) 195195： 表示單缸，四行程，缸徑表示單缸，四行程，缸徑95mm95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F165F： 表示單缸，四行程，缸徑表示單缸，四行程，缸徑65mm65mm，風(fēng)冷通用型，風(fēng)冷通用型 6135Q6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑表示六缸，四行程，缸徑135mm135mm，水冷車用，水冷車用 X4105X4105： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑105mm105mm，水冷通用型，水冷通用型，X X表示系列代號表示系列代號 三、型號編制舉例三、型號編制舉例 思考題：思考題：1.四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)由哪些機(jī)構(gòu)與系統(tǒng)組成?它們各有什么功用?2.四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)在各個方面有何異同? 小 結(jié)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)常用術(shù)語常用術(shù)語工作原理工作原理發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。機(jī)械能的機(jī)器。分類分類定義定義按不同的分類方法大致分為四大類按不同的分類方法大致分為四大類十個基本術(shù)語十個基本術(shù)語汽油發(fā)動機(jī)汽油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)動機(jī)（