本田发动机原理及基本结构.ppt

1 发动机原理及基本构造发动机品质科 朱纬坤 2 目录 1 发动机工作原理2 发动机本体3 曲柄连杆机构4 配气机构5 供给系统6 电控系统7 冷却系统8 润滑系统9 起动系统 3 1 发动机工作原理1 1发动机基本原理1 2发动机分类1 3发动机常用术语 4 1 1 发动机基本原理 气缸内油气混合气燃烧产生压力 推动活塞往复运动 通过曲柄连杆机构转化为曲轴的旋转运动进行动力输出 发动机工作循环 5 1 2 发动机分类 通常可按下列特征进行分类 点火方式 冲程数 缸数及排列 冷却 工作方式 下面以常见的类型进行介绍 点火方式 点燃式发动机 压燃式发动机 汽油自燃温度高 采用火花塞强制点火 汽油发动机为点燃式发动机 柴油自然温度低 采用高压缩比压燃 柴油发动机为压燃式发动机 6 冲程数 二冲程发动机 四冲程发动机 曲轴旋转一周完成一个工作循环 由于换气不彻底 经济性较差 但结构简单 因此在摩托车上广泛使用 曲轴旋转二周完成一个工作循环 四冲程发动机有独立的进气和排气冲程 换气彻底 在汽车上广泛使用 并已逐渐用于摩托车 1 2 发动机分类 7 缸数及排列 1 2 发动机分类 L42 4L V63 0L 直列LINE 4缸 排气量 V形排列 6缸 排气量 常听到的对发动机的叫法 直列发动机 V形发动机 水平对置发动机 8 工作方式 1 2 发动机分类 转子式发动机 活塞式发动机 转子发动机又称为米勒循环发动机 它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放 与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同 转子发动机取消了无用的直线运动 因而同样功率的转子发动机尺寸较小 重量较轻 而且振动和噪声较低 具有较大优势 三角转子把汽缸分成三个独立空间 三个空间各自先后完成进气 压缩 做功和排气 三角转子自转一周 发动机点火做功三次 但是存在气密性 润滑和磨损等一系列技术难题 9 1 3 发动机常用术语 上止点 下至点 活塞行程 燃烧室容积 工作容积 总容积 压缩比 10 上止点 指活塞在汽缸内运动的最高点下止点 指活塞在汽缸内运动的最低点 11 排量 活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为工作容积 如果发动机有若干个气缸 所有气缸工作容积之和称为发动机排量 图中绿色部分表示排量 12 压缩比 是发动机混合气体被压缩的程度 用压缩前的气缸总容积 红 绿 与压缩后的气缸容积即燃烧室容积 红 之比来表示 压缩比越高 发动机的动力就越大 13 功率 功率是指物体在单位时间内所做功 功率越大转速越高 汽车的最高速度也越高 常用最大功率来描述汽车的动力性能 最大功率一般用马力 PS 或千瓦 kw 来表示 1马力等于0 735千瓦 在车辆使用过程中 为保证发动机的动力性和经济性 正常行车时应使发动机转速保持2500r min左右 此时 由左图曲线可以看到 发动机输出的扭矩 功率都处于较好状态 升档时 发动机转速应有3200r min左右为宜 此时发动机输出扭矩最大 注 PUCO 为发动机功率曲线 COCO 为发动机扭矩曲线 CSCO 为发动机油耗曲线 14 intelligentVariableValveTimingAndLiftElectronicControl智能可变气门正时及升程控制系统 i VTEC技术将VTEC和VTC技术有效地结合 通过VTEC对气门升程 VTC对气门重叠 进气门和排气门同时开启的状态 进行周密的智能化控制 使大功率 低油耗 低排放这三个具有不同要求的特性都得到提高 15 2 发动机本体2 1 发动机本体概述2 2 缸体概述2 2 1 缸体分类2 3 缸盖概述2 3 1 缸盖燃烧室的分类 16 2 1 发动机本体概述 发动机本体概述 发动机本体主要包含缸盖 缸体等零部件 发动机本体既是发动机各机构 各系统的装配基体又同时是发动机其它机构 系统的组成部分 缸体 缸盖 17 2 2 缸体概述 缸体作用 是发动机的骨架以及相关零部件的安装基体 发动机燃烧室 冷却水道 润滑油道的组成部分 承受发动机工作时可燃混合气产生的气体力以及发动机运动件的惯性力 承受周期性的热冲击 典型缸体结构图 18 2 2 1 缸体分类 缸体按照曲轴孔对开的位置是否与缸体下表面 OP面 同一平面可常分为以下三种 一般式 曲轴孔对开位置与缸体下表面同一平面 运用实例 RAA C RNA C 龙门式 曲轴孔对开位置高于缸体下表面 运用实例 PEA 隧道式 曲轴孔没有对开 适用于安装滚动轴承的组合式曲轴的缸体形式 各种缸体形式简图 一般式实例RNA C 一般式实例RAA C 19 2 3 缸盖概述 缸盖作用 配气机构的安装本体 密封缸孔上部 并与活塞顶部和缸孔形成燃烧室 承受发动机工作时可燃混合气产生的气体力 承受周期性的热冲击 典型缸盖结构图 20 3 3 1 缸盖燃烧室分类 发动机燃烧室按照缸盖部分燃烧室的形状可常分为以下三种 楔形燃烧室 结构简单 紧凑 在压缩终了时能形成挤气涡流 但对于HC排放不利盆型燃烧室 结构简单 但不紧凑半球形燃烧室 结构更加紧凑 散热面积小 有利于燃料完全燃烧 排放控制好 各种典型燃烧室简图 21 3 发动机机械部分构成 22 发动机机械部分 发动机机械部分组成 23 发动机机械部分 曲柄连杆机构 曲轴飞轮组 活塞连杆组 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构的作用 把燃气作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩 向外输出机械能 connectingrod Pistonandconnectingrod crankshaftandflywheel 24 发动机机械部分 配气机构 配气机构的作用 就是根据每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求 定时打开和关闭各缸的进排气门 使新鲜可燃气体及时进入气缸和废气及时排出气缸 valvesystem 25 组成 进排气门 气门顶筒凸轮轴皮带 皮带轮等 SOHC DOHC 配气机构 26 润滑系统的作用LubricationSystem 机油有什么功能润滑冷却清洁密封防锈 润滑系统的作用 在发动机工作时连续不断的把数量足够的洁净润滑油 机油 输送到全部运动件的摩擦表面 并在摩擦表面之间形成油膜 实现液体摩擦 从而减小摩擦阻力 减低功率消耗 减轻机件磨损 以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的 27 润滑系统的组成 机油尺 机油压力传感器 机油泵驱动齿轮 油底壳 机油滤清器 机油泵驱动链条 28 冷却系统的作用及组成coolingsystem 发动机冷却系统的作用 是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内 冷却系统即要防止发动机过热 也要防止冬季发动机过冷 在冷态下的发动机起动后 冷却系统还要保证发动机迅速升温 尽快达到正常的工作温度并向车内提供暖风的功能 组成 散热器冷却风扇散热器盖节温器暖风散热器水泵 29 4 曲柄连杆机构4 1 曲柄连杆机构概述4 2 活塞连杆组概述4 3 曲轴飞轮组概述 30 4 1 曲柄连杆机构概述 曲柄连杆机构概述 曲柄连杆结构主要包含活塞连杆组和曲轴飞轮组两大部分 曲柄连杆机构的主要作用是把活塞的直线往复运动转变为旋转运动并输出动力 31 4 2 活塞连杆组概述 活塞连杆组概述 活塞连杆组主要包含活塞 活塞环 活塞销 连杆总成和连杆轴瓦等 活塞连杆组的主要作用是承受气缸中的气体爆发压力 并将此力传递给曲轴 活塞连杆组典型构成 32 4 3 曲轴飞轮组概述 曲轴飞轮组概述 曲轴飞轮组主要包含曲轴 主轴瓦和飞轮 液力变矩器 等零件 曲轴飞轮组的主要作用是承受活塞连杆组传递来的力 并由此造成绕其本身轴线的力矩 输出旋转运动 曲轴飞轮组典型构成 33 5 配气机构5 1配气机构概述5 2配气相位5 3配气机构构造5 3 1摇臂及摇臂轴5 3 2凸轮轴及其组件5 3 3自动张紧器5 3 4凸轮轴脉冲板 34 5 1配气机构概述 配气机构的作用 按照发动机各缸工作循环和点火次序的要求 将曲轴的旋转传递给凸轮轴 凸轮轴上的凸轮适时地控制相应的气门打开或关闭以完成进排气动作 使新鲜空气及燃烧后的废气及时 充分地进入及排出气缸 本田特有的VTEC 可变气门升程 及VTC 可变气门正时 功能 35 5 2配气相位 理论上 四冲程发动机的进气门当曲轴处在上止点时开启 在曲轴转到下止点时关闭 排气门则当曲轴在下止点时开启 在上止点时关闭 进气时间和排气时间各占180 曲轴转角 实际上 发动机的曲轴转速都很高 活塞每一个行程历时都很短 这样短时间的进