發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造修訂版

2025/3/31滾動(dòng)的車輪1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造2025/3/31滾動(dòng)的車輪2目錄往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)和特性2025/3/31滾動(dòng)的車輪3目標(biāo)2025/3/31滾動(dòng)的車輪42025/3/31滾動(dòng)的車輪5目錄2025/3/31滾動(dòng)的車輪6活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)VL=Vh×iVh=πD2S×10-6/4（L）D——?dú)飧字睆剑╩m）S——活塞行程（mm）2025/3/31滾動(dòng)的車輪72025/3/31滾動(dòng)的車輪82025/3/31滾動(dòng)的車輪92025/3/31滾動(dòng)的車輪102025/3/31滾動(dòng)的車輪112025/3/31滾動(dòng)的車輪122025/3/31滾動(dòng)的車輪132025/3/31滾動(dòng)的車輪14四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單工作原理 一、四沖程汽油機(jī)的工作原理1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程2025/3/31滾動(dòng)的車輪15進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa大氣壓力線PVra示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。2025/3/31滾動(dòng)的車輪16壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600~800K，壓力600~1500kPa2025/3/31滾動(dòng)的車輪17作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa

2025/3/31滾動(dòng)的車輪18排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣2025/3/31滾動(dòng)的車輪19二、四沖程柴油機(jī)的工作原理噴油器噴油泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進(jìn)氣門排氣門純空氣溫度300~370K壓力800~900kPa溫度800~1000K壓力3~5MPa瞬時(shí)：溫度1800~2200K壓力5~10MPa溫度800~1000K壓力105~400kPa終了：溫度800~1000K壓力105~400kPa2025/3/31滾動(dòng)的車輪20思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)當(dāng)中有什么相同之處？2025/3/31滾動(dòng)的車輪21相同點(diǎn)：每個(gè)工作循環(huán)中曲軸都轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸都轉(zhuǎn)半周。只有在作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。2025/3/31滾動(dòng)的車輪22思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)當(dāng)中有什么不同呢？2025/3/31滾動(dòng)的車輪23不同點(diǎn)汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣在缸外混合，吸進(jìn)氣缸的是可燃混合氣吸進(jìn)氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點(diǎn)火系無點(diǎn)火系無噴油器有噴油器2025/3/31滾動(dòng)的車輪24二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理2025/3/31滾動(dòng)的車輪25一、二沖程汽油機(jī)工作原理1、結(jié)構(gòu)第一行程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，事先已充滿活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。

第二行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞上方進(jìn)行作功過程和換氣過程，而活塞下方則進(jìn)行可燃混合氣的預(yù)壓縮。

2025/3/31滾動(dòng)的車輪26二、二沖程柴油機(jī)工作原理第一行程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，行程開始前不久，進(jìn)氣孔和排氣門均以開啟，利用從掃氣泵流出的空氣使氣缸換氣。當(dāng)活塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)進(jìn)氣孔被關(guān)閉，排氣門也關(guān)閉，空氣受到壓縮，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，燃油和空氣混合后燃燒，使氣缸內(nèi)壓力增大。第二行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)氣體膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)外作功，當(dāng)活塞下行到大約2/3行程時(shí)，排氣門開啟，排出廢氣，氣缸內(nèi)壓力降低，進(jìn)氣孔開啟，進(jìn)行換氣，換氣一直延續(xù)到活塞向上運(yùn)動(dòng)1/3行程進(jìn)氣孔關(guān)閉結(jié)束。2025/3/31滾動(dòng)的車輪27思考二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何不同點(diǎn)？理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。構(gòu)造簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小。易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量較少。2025/3/31滾動(dòng)的車輪282.4發(fā)動(dòng)機(jī)的分類冷卻方式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)燃燒的燃料工作行程數(shù)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排列方式單列式發(fā)動(dòng)機(jī)雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)2025/3/31滾動(dòng)的車輪29為了便于內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)管理和使用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB725－82)《內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則》中對(duì)內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號(hào)作了統(tǒng)一規(guī)定。1.內(nèi)燃機(jī)的名稱和型號(hào)內(nèi)燃機(jī)名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等。內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下四部分組成：首部：為產(chǎn)品系列符號(hào)和換代標(biāo)志符號(hào)，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(hào)、沖程符號(hào)、氣缸排列形式符號(hào)和缸徑符號(hào)等組成。后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號(hào)，以字母表示。尾部：區(qū)分符號(hào)。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時(shí)，由制造廠選用適當(dāng)符號(hào)表示。2025/3/31滾動(dòng)的車輪30內(nèi)燃機(jī)型號(hào)的排列順序及符號(hào)所代表的意義內(nèi)燃機(jī)型號(hào)的排列順序及符號(hào)所代表的意義規(guī)定如下：2025/3/31滾動(dòng)的車輪313.型號(hào)編制舉例(1)汽油機(jī)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(hào)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，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號(hào)CA488：表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號(hào)(2)柴油機(jī)195：表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型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(hào)2025/3/31滾動(dòng)的車輪322.5發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)供給系點(diǎn)火系冷卻系潤(rùn)滑系起動(dòng)系2025/3/31滾動(dòng)的車輪33單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2025/3/31滾動(dòng)的車輪34連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時(shí)齒輪■

配氣機(jī)構(gòu)■曲柄連桿機(jī)構(gòu)2025/3/31滾動(dòng)的車輪35搖臂凸輪軸2025/3/31滾動(dòng)的車輪36桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2025/3/31滾動(dòng)的車輪37桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系示意圖2025/3/31滾動(dòng)的車輪38桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系示意圖2025/3/31滾動(dòng)的車輪39壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。ε=Va/Vc現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為6～9(轎車有的達(dá)9～11)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。2025/3/31滾動(dòng)的車輪40壓縮比過大的不良后果

名稱成因現(xiàn)象后果爆燃由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒?；鹧嬉詷O高的速率向外傳播，形成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)壓力波撞擊燃燒室壁時(shí)就發(fā)出尖銳的敲缸聲。還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴(yán)重爆燃時(shí)甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等。表面點(diǎn)火由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火花塞電極，積炭處)點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。伴有強(qiáng)烈的較沉悶敲擊聲。產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降低。2025/3/31滾動(dòng)的車輪41四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)狀態(tài)行程溫度(K)壓力進(jìn)氣行程370~44075~90kPa壓縮行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬時(shí)最高)1500~1700(作功終了)3~5MPa(瞬時(shí)最高)300~500kPa(作功終了)排氣行程900~1200105~125kPa2025/3/31滾動(dòng)的車輪42柴油機(jī)工作時(shí)各行程狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)行程溫度(K)壓力進(jìn)氣行程320~350800~900kPa壓縮行程800~10003~5MPa作功行程2200~2800(瞬時(shí)最高)1500~1700(作功終了)3~5MPa(瞬時(shí)最高)300~500kPa(作功終了)排氣行程800~1000105~125kPa2025/3/31滾動(dòng)的車輪43發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)是用來衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有：動(dòng)力性能指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)和排放性能指標(biāo)。(1)動(dòng)力性能指標(biāo)動(dòng)力性能指標(biāo)指曲軸對(duì)外作功能力的指標(biāo)，包括有效扭矩、有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速。a.有效扭矩：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過曲軸或飛輪對(duì)外輸出的扭矩，通常用Me表示，單位為N·m。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸產(chǎn)生的扭矩，并克服了摩擦，驅(qū)動(dòng)附件等損失之后從曲軸對(duì)外輸出的凈扭矩。b.有效功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過曲軸或飛輪對(duì)外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對(duì)外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可以在專用的試驗(yàn)臺(tái)上用測(cè)功器測(cè)定，測(cè)出有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速，然后用下面公式計(jì)算出有效功率。2025/3/31滾動(dòng)的車輪44式中：Me－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。c.轉(zhuǎn)速：指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的規(guī)定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能在額定工況下連續(xù)運(yùn)行300～1000小時(shí)。2025/3/31滾動(dòng)的車輪45(2)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)通常用燃油消耗率來評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。燃油消耗率是指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kW·h，計(jì)算公式如下

式中：GT－每小時(shí)的燃油消耗量，kg/h；2025/3/31滾動(dòng)的車輪46

Pe－有效功率，kW。很明顯，有效燃油消耗率越小，表示發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出凈功率所消耗的燃油越少，其經(jīng)濟(jì)性越好。通常發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上給出的有效燃油消耗率ge是最小值。(3)排放性能排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。

2025/3/31滾動(dòng)的車輪472.特性發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有效扭矩Te，有效功率Pe，有效耗油率隨其運(yùn)轉(zhuǎn)工況(負(fù)荷、轉(zhuǎn)速)變化而變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。其性能指標(biāo)隨發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性，而性能指標(biāo)隨負(fù)荷變化的關(guān)系稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性。用曲線來表示這些關(guān)系，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的特性曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)特性是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行全面評(píng)價(jià)和鑒定的依據(jù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)特性中，其速度特性最為常用，下面僅介紹發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。2025/3/31滾動(dòng)的車輪482025/3/31滾動(dòng)的車輪492025/3/31滾動(dòng)的車輪50速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性指發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)Me，Pe，ge，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱為速度特性曲線。速度特性可以在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得。當(dāng)節(jié)氣門開度保持不變時(shí)，同時(shí)用測(cè)功器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸施加一定數(shù)值的阻力矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定時(shí)即阻力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的有效扭矩相等時(shí)，可用轉(zhuǎn)速表測(cè)出此時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，同時(shí)在測(cè)功器上