摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)講義授課

摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)講義授課第1頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一發(fā)動(dòng)機(jī)排量發(fā)動(dòng)機(jī)排量是發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸工作容積的總和，一般用升(L)表示。而汽缸工作容積則是指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣體容積，又稱為單缸排量，它取決于缸徑和活塞行程。發(fā)動(dòng)機(jī)排量是非常重要的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，它比缸徑和缸數(shù)更能代表發(fā)動(dòng)機(jī)的大小，發(fā)動(dòng)機(jī)的許多指標(biāo)都同排氣量密切相關(guān)。一般來說，排量越大，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率越大。第2頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一在同等缸徑下，通常缸數(shù)越多排量越大，功率也就越高；而在發(fā)動(dòng)機(jī)排量相同的情況下，缸數(shù)越多，缸徑越小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就可以提高，從而獲得較大的提升功率。第3頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一發(fā)動(dòng)機(jī)分類按照進(jìn)氣系統(tǒng)分類內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)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(dòng)機(jī)和強(qiáng)制進(jìn)氣(增壓式)發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油機(jī)常采用自然吸氣式；柴油機(jī)為了提高功率有采用增壓式的。第4頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一按照行程分類內(nèi)燃機(jī)按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機(jī)和二行程內(nèi)燃機(jī)。把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720°)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為四行程內(nèi)燃機(jī)；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360°)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為二行程內(nèi)燃機(jī)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛使用四行程內(nèi)燃機(jī)。第5頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一按照所用燃料分類內(nèi)燃機(jī)按照所使用燃料的不同可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為汽油機(jī)；使用柴油機(jī)為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為柴油機(jī)。汽油機(jī)與柴油機(jī)比較各有特點(diǎn)；汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動(dòng)容易，制造成本低；柴油機(jī)壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性能和排放性能都比汽油機(jī)好。第7頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一汽油發(fā)動(dòng)機(jī)將汽油的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來驅(qū)動(dòng)汽車，最簡(jiǎn)單的辦法是通過在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒汽油來獲得動(dòng)能。因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃機(jī)----燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部發(fā)生。第8頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一兩個(gè)注意點(diǎn)：1．內(nèi)燃機(jī)也有其他種類，比如柴油機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)，各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。2．同樣也有外燃機(jī)。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機(jī)就是典型的外燃機(jī)。燃料（煤、木頭、油）在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒產(chǎn)生蒸氣，然后蒸氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部來產(chǎn)生動(dòng)力。內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高不少，也比相同動(dòng)力的外燃機(jī)小很多。所以，現(xiàn)代汽車不用蒸汽機(jī)。

第9頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一相比之下，內(nèi)燃機(jī)比外燃機(jī)的效率高，比燃?xì)廨啓C(jī)的價(jià)格便宜，比電動(dòng)汽車容易添加燃料。這些優(yōu)點(diǎn)使得大部分現(xiàn)代汽車都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機(jī)。燃燒是關(guān)鍵汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用4沖程。（馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在此不討論，汽車畫報(bào)曾做過介紹）4沖程分別是：進(jìn)氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個(gè)過程，發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)周期(2圈)。第10頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第11頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一進(jìn)氣行程由于曲軸的旋轉(zhuǎn)，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開。進(jìn)氣過程開始時(shí)，活塞位于上止點(diǎn)，氣缸內(nèi)殘存有上一循環(huán)未排凈的廢氣，因此，氣缸內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力。隨著活塞下移，氣缸內(nèi)容積增大，壓力減小，當(dāng)壓力低于大氣壓時(shí)，在氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空吸力，空氣經(jīng)空氣濾清器并與化油器供給的汽油混合成可燃混合氣，通過進(jìn)氣門被吸入氣缸，直至活塞向下運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)。第12頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一在進(jìn)氣過程中，受空氣濾清器、化油器、進(jìn)氣管道、進(jìn)氣門等阻力影響，進(jìn)氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓力略低于大氣壓，約為0.075～0.09MPa，同時(shí)受到殘余廢氣和高溫機(jī)件加熱的影響，溫度達(dá)到370～400K。實(shí)際汽油機(jī)的進(jìn)氣門是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前打開，并且延遲到下止點(diǎn)之后關(guān)閉，以便吸入更多的可燃混合氣。第13頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一壓縮行程曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，氣缸內(nèi)成為封閉容積，可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)壓縮行程結(jié)束。此時(shí)氣體的壓力和溫度主要隨壓縮比的大小而定，可燃混合氣壓力可達(dá)0.6～1.2MPa，溫度可達(dá)600～700K。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的壓力和溫度越高，則燃燒速度越快，發(fā)動(dòng)機(jī)功率也越大。

第14頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一但壓縮比太高，容易引起爆燃。所謂爆燃就是由于氣體壓力和溫度過高，可燃混合氣在沒有點(diǎn)燃的情況下自行燃燒，且火焰以高于正常燃燒數(shù)倍的速度向外傳播，造成尖銳的敲缸聲。會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降，汽油消耗量增加以及機(jī)件損壞。輕微爆燃是允許的，但強(qiáng)烈爆燃對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)是很有害的，汽油機(jī)的壓縮比一般為ε＝6～10。第15頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一作功行程作功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這一行程中，進(jìn)氣門和排氣門仍然保持關(guān)閉。當(dāng)活塞位于壓縮行程接近上止點(diǎn)(即點(diǎn)火提前角)位置時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃可燃混合氣，可燃混合氣燃燒后放出大量的熱使氣缸內(nèi)氣體溫度和壓力急劇升高，最高壓力可達(dá)3～5MPa，最高溫度可達(dá)2200～2800K，高溫高壓氣體膨脹，推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械功，除了用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外，其余用于對(duì)外作功。第16頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一隨著活塞向下運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)容積增加，氣體壓力和溫度降低，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，作功行程結(jié)束，氣體壓力降低到0.3～0.5MPa，氣體溫度降低到1300～1600K。第17頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一排氣行程可燃混合氣在氣缸內(nèi)燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)氣行程。當(dāng)作功接近終了時(shí)，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，靠廢氣的壓力先進(jìn)行自由排氣，活塞到達(dá)下止點(diǎn)再向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，繼續(xù)把廢氣強(qiáng)制排出到大氣中去，活塞越過上止點(diǎn)后，排氣門關(guān)閉，排氣行程結(jié)束。第18頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)際汽油機(jī)的排氣行程也是排氣門提前打開，延遲關(guān)閉，以便排出更多的廢氣。由于燃燒室容積的存在，不可能將廢氣全部排出氣缸。受排氣阻力的影響，排氣終止時(shí)，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為0.105～0.115MPa，溫度約為900～1200K。第19頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，又開始了下一個(gè)新的循環(huán)過程?？梢娝男谐唐蜋C(jī)經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)，這期間活塞在上、下止點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)了四個(gè)行程，相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩圈。第20頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一

發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)與系統(tǒng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)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?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。第21頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一起動(dòng)系統(tǒng)要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。第22頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一點(diǎn)火系統(tǒng)在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)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(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。第23頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一冷卻系統(tǒng)冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。

第24頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤(rùn)滑系通常由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。第25頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組和氣門驅(qū)動(dòng)組組成。第26頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一燃料供給系統(tǒng)汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(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)排出到大氣中去；柴油機(jī)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出。第27頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第28頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第29頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第30頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第31頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第32頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第33頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第34頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第35頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第36頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第37頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第38頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第39頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第40頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第41頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第42頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第43頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第44頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第45頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第46頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第47頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第48頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第49頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第50頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第51頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第52頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第53頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第54頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一氣門間隙：發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)下，當(dāng)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，氣門與傳動(dòng)件之間的間隙稱為氣門間隙。1、氣門間隙過大會(huì)使汽車動(dòng)力下降耗油量增加。2、氣門間隙過小會(huì)使汽車氣門座出現(xiàn)局部淬火甚至損壞。第55頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一氣門搖臂與氣門的間隙（即氣門間隙）之所以存在，是因?yàn)檫M(jìn)排氣門均安裝在燃燒室的頂端，也是溫度最高之處，為了留有膨脹的空間，因而必須存有空隙，至于間隙的大小，因廠家設(shè)計(jì)不同而不一致，通常在0.2~0.25毫米之間。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門搖臂與此氣門之間經(jīng)過長(zhǎng)久的動(dòng)作及磨耗，間隙會(huì)愈變愈大，所以才有氣門腳間隙的調(diào)整。然而并非所有汽車均需調(diào)整氣門腳間隙，有些車輛氣門間隙屬于油壓自動(dòng)調(diào)整，就不需要調(diào)整氣門間隙了。第56頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一非正常排煙故障的分析1、排氣管冒藍(lán)煙冒藍(lán)煙的故障現(xiàn)象是：發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，在排氣消聲器的尾部經(jīng)?？梢姷{(lán)色煙霧，并有機(jī)油消耗過快的現(xiàn)象。故障的原因可能是：機(jī)油油面過高；汽缸壓縮壓力低于規(guī)定值；活塞、活塞與汽缸筒的間