汽车发动机基础知识教学ppt课件.ppt

28 03 2020 1 汽车概论 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 2 主要教学内容 1 汽车的构造和原理2 汽车的电子技术3 汽车的技术发展和新技术4 汽车文化 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 3 参考教材 1 汽车构造 郭新华主编 高等教育出版社 2 汽车电子学教程 李建秋等编 清华大学出版社 3 汽车概论 蔡兴旺主编 机械工业出版社 Email auto 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 4 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 5 一 汽车类型 概念汽车是由自身动力装置驱动 通常是指具有4个或4个以上车轮的非轨道的车辆类型1 按用途分 运输汽车 特种运输汽车 轿车客车货车 特种用途汽车娱乐汽车竞赛汽车 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 6 客车 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 7 货车 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 8 公安消防车 环卫环保作业车 市政建设工程作业车等 特种用途汽车 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 9 旅游汽车 高尔夫球场专用车 海滩游玩汽车等 娱乐汽车 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 10 竞赛汽车 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 11 2 按动力装置类型分内燃机汽车电动汽车复合汽车喷气式汽车3 按行使道路条件分公路用车非公路用车 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 12 12 4 按行驶机构的特征分轮式汽车非全轮驱动全轮驱动履带式汽车雪橇式汽车气垫式汽车步行机械式式汽车 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 13 汽车驱动型式 一般用符号 n m 车轮总数 驱动轮数提问 4 24 4 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 14 二 汽车总体构造 1 汽车总体构造的组成部分2 汽车的总布置形式3 汽车的主要参数及技术规格 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 15 15 1 汽车总体构造的组成部分 底盘 车身 电器设备 发动机 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 16 发动机机体组曲柄连杆机构配气机构燃油供给系冷却系润滑系点火系 汽油机 起动系电源系 底盘制动系转向系传动系行驶系 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 17 车身车身本体内外装饰车身附件电器设备发动机起动系 点火系 电源系照明和信号装置空调仪表和报警系统 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 18 2 汽车的总布置形式 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 19 3 汽车的主要参数及技术规格 1 奇瑞QQ31 1L手动舒适型 2 一汽大众 捷达CiX P伙伴MT 3 一汽奥迪 新奥迪A6L2 4尊贵型 4 北京奔驰E200K 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 20 第二章发动机的工作原理和总体构造 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 21 定义 将某一种形式的能量转化为机械能的机器热力发动机 将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的机器 简称热机 如内燃机和外燃机等 内燃机 直接以燃料燃烧生成的燃烧产物为工质的热机 特点 热效率高 体积小 质量轻 便于移动等 外燃机 包括蒸汽机 汽轮机和热气机等 第一节发动机的基本概念 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 22 活塞式内燃机 燃气轮机内燃机 往复活塞式 旋转活塞式 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 23 一 发动机的分类1 按燃料分类2 按着火方式分类压燃式和点燃式3 按工作循环冲程数分类 四冲程和二冲程4 缸数与排列分类 单缸和多缸5 冷却方式分类 液体冷却和气体冷却6 按发动机进气形式分为 增压式和非增压式发动机二 发动机型号编制规则 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 24 汽油发动机柴油发动机压缩天然气发动机液化石油气发动机双燃料发动机 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 25 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 26 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 27 活塞式内燃机分为水冷式和风冷式两种 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 28 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 29 二 发动机型号编制规则 结构特征符号无符号 水冷F 风冷N 凝气冷却S 十字头式Dz 可倒转Z 增压ZL 增压中冷 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 30 1 工作循环 WorkingCycle 2 上 下止点3 活塞行程4 气缸工作容积 Volume 5 发动机排量 Displacement 三 发动机的常用术语 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 31 6 燃烧室容积7 气缸总容积8 压缩比 Compressionratio 9 工况10 负荷率 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 32 四 发动机主要性能指标1 动力性能指标包括有效转矩Te 有效功率Pe 平均有效压力pme 曲轴转速n 有效转矩Te 有效功率Pe 式中 Te 有效转矩 N m n 曲轴转速 r min 平均有效压力pme 单位气缸工作容积发出的有效功 发动机转速n 即曲轴转速 r min 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 33 有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率 记作 e 2 经济性能指标包括 有效燃油消耗率ge 单位时间内单位有效功的燃油消耗量 通常用ge表示 其单位为g kW h 3 强化指标强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标 一般包括升功率和强化系数等 4 紧凑性指标 用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标 通常用比容积和比质量衡量 比容积 比质量 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 34 5 环境性能指标 排放 有害气体CO HC NOx 颗粒物PM 噪音 温室气体 二氧化碳CO2等 起动性能 6 可靠性指标 表征发动机在规定的使用条件下 正常持续工作能力的指标 7 耐久性指标指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 35 1 速度特性曲线性能指标随发动机曲轴转速变化的关系称为发动机的速度特性曲线 五 发动机特性曲线 发动机的主要性能指标随其调整状况及运行工况 负荷 转速 变化而变化的关系曲线称为发动机的特性曲线 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 36 发动机负荷率 外特性 部分速度特性 2 发动机工作状况 通常用功率和曲轴转速来表示 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 37 第二节四冲程发动机工作原理 进气行程 Intake 进气门打开 排气门关闭 活塞从上止点向下止点运动 空气和汽油的混合物被吸入气缸 在气缸内进一步混合形成可燃混合气 进气终了时 气缸内气体压力约为0 08 0 09MPa 温度达到320 400K 四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程 进气 压缩 做功和排气 一 四冲程汽油机的工作原理 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 38 示功图 表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况 排气门关闭 进气门开启 活塞 大气压力线 P V r a 示功图 上止点 下止点 进气行程 Intake 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 39 压缩行程 Compression 进气门和排气门都关闭 活塞从下止点向上止点运动 气缸容积逐渐变小 气缸内混合气被压缩 其压力和温度同时升高 压缩终了时 混合气压力可达0 8 1 5MPa 温度可达600 750K 采用大压缩比 可提高压缩终了时气缸内的压力和温度 从而加快燃烧速度 提高发动机热效率 但太大容易引起 爆震 和 表面点火 通常 6 11 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 40 进气门关闭 排气门关闭 活塞 压缩比 Va Vc P V r a 示功图 大气压力线 c 上止点 下止点 温度600 800K 压力600 1500kPa 压缩行程 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 41 作功行程 Power Expansion 进排气门仍然关闭 压缩行程结束时 点燃可燃混合气 火焰迅速传遍整个燃烧室 并放出大量热能 燃烧气体体积膨胀 压力 温度升高 气体压力推动活塞从上止点运动到下止点 并通过连杆推动曲轴旋转作功 燃烧最高压力可达3 6 5MPa 最高温度可达2200 2800K 作功终了时 气体压力降低到0 35 0 5MPa 气体温度降低到1200 1700K 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 42 进气门关闭 排气门关闭 活塞 P V r a 示功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 瞬时最高 温度2200 2800K 压力3 5MPa 作功终了 温度1200 1700K 压力300 500kPa 作功行程 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 43 排气行程 Exhaust 进气门关闭 排气门开启 活塞从下止点向上止点运动 膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在活塞的推动下 经排气门排出气缸 排气行程结束后 残留在燃烧室内的少量废气称为残余废气 残余废气压力约为0 105 0 12MPa 温度约为900 1100K 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 44 进气门关闭 排气门打开 活塞 P V r 示功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 温度900 1200K压力105 125kPa 残余废气 排气行程 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 45 四冲程发动机工作原理 进气 压缩 作功 排气 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 46 二 四冲程柴油机的工作原理 进气行程 Intake 进入气缸的是纯净的空气 因进气系统中没有节气门 进气阻力小 且残余废气温度较低 故同汽油机相比 进气终了时缸内气体压力略高 约为0 085 0 095Ma 而温度略低 约为310 340K 压缩行程 Compression 柴油机的压缩比大 一般为16 22 压缩终了时缸内气体压力约为3 5MPa 温度约为750 1000K 都比汽油机的高 压缩终了温度超过柴油的自燃温度 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 47 作功行程 Power Expansion 压缩行程结束时 喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室 此时 缸内温度高于柴油自燃温度 柴油自行着火燃烧 燃烧气体最高压力6 9MPa 最高温度也可高达1800 2500K 作功终了时 气体压力约为0 2 0 5MPa 温度约为1000 1200K 排气行程 Exhaust 排气终了时 缸内残余废气压力约为0 105 0 12MPa 气体温度约为700 900K 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 48 说明 汽油机转速高 质量小 易起动 噪音低等 多用于轿车 柴油机压缩比大 经济性好 多用于5t以上的货车等 四个行程中 仅有一个作功行程 故不采取其它措施的情况下发动机运转不稳定 多缸发动机的每一个气缸内 所有的工作过程是相同的 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 49 第三节二冲程发动机工作原理 两个活塞行程内 即曲轴旋转一周的时间内完成一个工作循环 第一冲程 压缩 进气 第二冲程 做功 排气 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 50 第一冲程 活塞由下止点向上止点运动 扫气泵将新鲜空气通过扫气道压入气缸 与此同时将气缸内的燃烧废气经排气门清扫出气缸 并且实现对新鲜空气的压缩 第二冲程 活塞由上止点向下止点运动 喷油器向气缸内喷油 同时柴油与气缸内的高压空气混合并且进行燃烧 推动活塞做功 在做功终了的瞬间 排气门打开 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 51 三 发动机的基本构造机体组 包括气缸体 气缸盖及油底壳等 机体组的作用是作为发动机各机构 各系统的装配基体 且其本身的许多部分又分别是曲轴连杆机构 配气机构 供给系 冷却系和润滑系的组成部分两个机构 曲柄连杆机构 配气机构利用飞轮贮存和输出能量 完成整个工作循环 利用燃烧室产生压力推动活塞实现热能及动能的转换 利用气门与活塞的合理运动的配合 实现工作循环的全过程 五大系统 供给系统 点火系统 冷却系统 润滑系统 起动系统 第四节发动机的总体构造 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 52 2 气缸体的特点 1 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体 2 风冷发动机气缸体与曲轴箱分别铸造 3 气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸 下半部为支承曲轴的曲轴箱 其内腔为曲轴运动的空间 4 在气缸体内部铸有许多加强筋 冷却水套和润滑油道等 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 53 曲柄连杆机构 包括活塞 连杆 带有飞轮的曲轴等 作用 是将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动 并输出动力的机构 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 54 组成 进气门 排气门 摇臂 气门间隙调节器 凸轮轴以及凸轮轴定时带 齿 轮等 作用 使可燃混合气及时充入气缸 并及时从气缸排出废气 配气机构 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 55 供给系统 组成 燃油箱 燃油滤清器 燃油泵 喷油器 空气滤清器 进气管 排气管 排气消声器等 作用 把燃油和空气混合成成分合适的可燃混合气供入气缸进行燃烧 并将燃烧生成的废气排出发动机 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 56 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 57 组成 蓄电池 发电机 分电器 点火线圈以及火花塞等 作用 保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的可燃混合气 点火系统 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 58 冷却系统 组成 水泵 散热器 风扇 节温器 百叶窗 分水管以及气缸体和气缸盖内铸出的水套等 功用 把受热机件的热量散发到大气中 以保证发动机正常工作 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 59 润滑系统 功用 减少相对运动的零件之间的摩擦阻力 减轻机件的磨损 并部分地冷却摩擦零件 清洗摩擦表面 组成 机油泵 机油集滤器 限压阀 润滑油道 机油滤清器等 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 60 起动系统 起动系统包括起动电机及其附属装置 其作用是使静止的发动机起动并转入自行运转 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 61 思考题1 熟悉汽车发动机的分类 2 四冲程往复活塞式内燃机通常由哪些机构与系统组成 它们各有什么功用 作业 3 详述四冲程汽油机的基本结构和工作原理 四冲程柴油机有何不同 作业 4 CA488型四冲程汽油机有4个气缸 气缸直径87 5mm 活塞行程92mm 压缩比为8 1 试计算其气缸工作容积 燃烧室容积和发动机排量 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 62 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 63 曲柄连杆机构的功用 热能 机械能 燃气压力 转矩 连杆 活塞 曲轴 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 64 曲柄连杆机构能量转换 热能转变为机械能向工作机构输出机械能 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 65 曲柄连杆机构工作过程 将活塞顶上的燃气压力转变为曲轴转矩 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 66 曲柄连杆机构的组成 1 机体组气缸体曲轴箱气缸套气缸盖气缸垫油底壳等 2 活塞连杆组活塞活塞环活塞销连杆等 3 曲轴飞轮组曲轴飞轮等 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 67 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 68 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 69 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 70 1 机体组的功用机体组是发动机的支架是各机构与系统的装配机体气缸盖密封气缸 形成燃烧室机体与气缸盖内水套 冷却系统机体与气缸盖内油道 润滑系统 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 71 1 应具有足够的强度和刚度 耐磨损和耐腐蚀 适当冷却 以免损坏和变形 发动机中最大的零件承受拉 压 弯 扭等机械负荷承受高温燃气很大的热负荷发动机大部分零件安装在机体上 2 力求结构紧凑 质量轻尽量减小整机的重量 发动机最大的零件 加强肋 减小质量 保证刚度与强度 3 机体材料一般高强度灰铸铁 铝合金合金铸铁 机体工作条件 要求及材料 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 72 气缸的排列方式 发动机形式 直列式 V型式 对置式 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 73 气缸W型式 大众W12由两个夹角为15 的V6发动机 以72 的夹角组成拥有5 6升的排量 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 74 A8L6 0及其W12发动机 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 75 气缸的结构形式 气缸套 1 无气缸套式 优点 缩短气缸中心距 减小机体尺寸质量机体刚度大 工艺性好缺点 耐磨合金铸铁成本高无气缸套式铝合金缸体气缸表面镀铬 提高耐磨性 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 76 干式缸套 灰铸铁或铝合金缸体 可卸干式缸套 2 干式缸套式 1 3 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 77 3 湿式缸套式 普通铸铁或铝合金缸体 AB环带 径向定位凸缘C 轴向定位缸套顶面略高于缸体平面 0 05 0 15mm密封圈 下部1 3道密封圈 A B C 0 05 0 15 5 9 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 78 干 湿式缸套比较 和冷却水直接接触与缸体配合较松壁厚5 9mm 不直接和冷却水接触与缸体紧配合壁厚1 3mm 缸套材料 合金铸铁或合金钢 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 79 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 80 6 水冷和风冷气缸体 1 水冷气缸体 利用水套中的冷却水流过高温零件的周围带走多余热量 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 81 缸体与曲轴箱分开铸缸体和缸盖铸有散热片如有风扇可加强散热 2 风冷气缸体 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 82 气缸盖 1 气缸盖的组成密封气缸上部形成燃烧室冷却水套与缸体水套相通设有进排气座 气门导管孔设有进排气通道汽油机缸盖 设有火花塞座孔柴油机缸盖 设有喷油器座孔 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 83 气缸盖 气缸盖示意图 气缸盖实物 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 84 5 燃烧室 1 燃烧室基本要求结构经凑 表面积 容积 要小 减小热损失 提高热效率能增大进气门直径或进气道通道面积 增加进气量 提高发动机转矩和功率能在压缩行程终点产生挤气涡流 以提高混合气燃烧速度 保证混合气充分燃烧汽油机燃烧室 应保证火焰传播距离最短 以防止发生不正常燃烧柴油机燃烧室 应与燃油喷射 空气涡流运动进行良好配合 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 85 2 汽油机燃烧室 楔形 盆形 半球形 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 86 3 柴油机燃烧室 直喷式燃烧室 形燃烧室 球形燃烧室 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 87 分开式燃烧室 涡流燃烧室 预燃燃烧室 喷油器 喷油器 涡流室 预燃室 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 88 直喷式燃烧室 燃烧室容积集中于活塞顶上的燃烧室凹坑内 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 89 涡流燃烧室 空气被挤入涡流室形成强烈有规则涡流运动大部分柴油在涡流室内燃烧形成二次涡流混合燃烧 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 90 思考题 续 1 曲柄连杆机构的功用和组成 2 气缸体的结构形式及概念比较 3 气缸的三种排列方式及特点 4 比较干式和湿式缸套的特点 5 机体组由哪些零件组成 6 汽油机和柴油机燃烧室的种类 课外 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 91 活塞连杆组 活塞 活塞环 活塞销 连杆组 曲轴飞轮组 活塞活塞环活塞销连杆组 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 92 活塞 活塞功用 1 承受气缸中的燃气压力 2 将燃气作用力通过活塞销和连杆传给曲轴 推动曲轴旋转 3 参与组成燃烧室 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 93 工作条件 高温 高压 高速往复直线运动要求 活塞的质量要小 可以减小惯性力 热膨胀系数要小 减小受热时的变形 导热性好 防止活塞过热 发生损坏 耐磨性好 防止在往复运动中大量磨损 材料 常用铝合金制造 质量小 导热性好 但是热膨胀系数大 高温下 强度和硬度下降很快 有的柴油机采用高级铸铁或耐热钢制造 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 94 成型方法铸造 高温强度下降较小 成本低 易出现气孔 缩松等铸造缺陷 锻造 强度比铸造高 导热性较好 适用于强化发动机 制造成本高 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 95 活塞构造 活塞顶部 活塞头部 活塞裙部 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 96 1 活塞顶部 燃烧室组成部分 汽油机多采用平顶 有些采用凹顶 二冲程汽油机多用凸顶 柴油机多采用各种各样的凹坑 凸顶 凹坑 平顶 凹顶 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 97 2 活塞头部 活塞环槽以上部位 承受气体压力 将热量通过活塞环传给气缸壁 与活塞环实现气缸密封 主要作用 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 98 环槽 环槽护圈可保护和加强铝合金活塞环槽 隔热槽 有时 使部分热流转向二 三环 主要结构 气环 油环 热负荷较高发动机采用 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 99 3 活塞裙部 活塞环槽以下部位 功用 椭圆变形 为活塞导向和承受侧压力 燃气压力使裙部弯曲变形 侧压力使销座轴线方向增大 热变形使销座轴线方向增大 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 100 活塞裙部椭圆形 冷态下把活塞加工成裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 101 活塞销座附近裙部外表面下陷 为减少活塞销座附近处的热变形量 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 102 活塞销座轴线布置 活塞越过上止点时侧压力方向改变会产生 敲缸 噪声 可减轻活塞 敲缸 噪声 但会引起裙部两端尖角的磨损或变形增大 主推力面 活塞销偏移布置 偏移活塞轴线1 2mm 活塞销对中布置 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 103 二 活塞环 1 活塞环功用 气环 刮油均匀油膜辅助密封 油环 密封导热 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 104 三 活塞销 1 活塞销功用 连接活塞和连杆 将活塞承受的力传给连杆 活塞销 连杆衬套 卡环 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 105 四 连杆组 连杆衬套 连杆体 连杆螺栓 连杆轴承上轴瓦 连杆轴承下轴瓦 连杆盖 螺母 连杆衬套 连杆体 连杆轴承上轴瓦 连杆轴承下轴瓦 连杆盖 连杆螺栓 集油孔 喷油孔 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 106 1 连杆组功用 活塞 曲轴 往复运动 旋转运动 连杆 力 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 107 3 连杆构造 小头 杆身 大头 小头 杆身 大头 集油孔 喷油孔 纵向油道 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 108 3 连杆大头 剖分形式 连杆大头剖分 用连杆螺栓紧固 平切口 斜切口 结合面与连杆轴线垂直 刚度大变形小成本低 汽油机采用平切口 结合面与连杆轴线成30 60 夹角 连杆体能从缸体上端取出 多用于柴油机 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 109 4 V型发动机连杆 1 并列连杆 前后连杆可通用 左右两列活塞运动规律相同 增加了曲轴和发动机长度 优点 缺点 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 110 2 主副连杆 主副连杆不能互换 两列活塞运动规律和上止点位置不相同 优点 不会增加发动机长度 缺点 主连杆 副连杆 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 111 3 叉形连杆 两列气缸无需错开 两列气缸中活塞运动规律相同 连杆大头结构复杂 刚度较差 优点 缺点 叉形连杆 内连杆 叉形连杆轴承 内连杆轴承 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 112 思考题 1 指出右图中各零件的名称 活塞连杆部分 课堂 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 113 曲轴飞轮组 飞轮 曲轴 曲轴轴承 曲轴曲轴前后端密封曲轴扭转减震器飞轮曲轴轴承平衡机构 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 114 一 曲轴 1 曲轴功用 曲轴 气体压力 转矩 飞轮 汽车传动系 驱动配气机构和其它辅助装置 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 115 3 曲轴构造 平衡重 输出端 曲轴前端 主轴颈 连杆轴颈 曲柄臂 单元曲拐 自由端 曲轴后端 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 116 1 曲轴分类 按单元曲拐连接方式分类 整体式曲轴 各单元曲拐锻造或铸造成整体 工作可靠质量轻结构简单加工面少 主轴颈 连杆轴颈 曲柄臂 概念 特点 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 117 组合式曲轴 由单元曲拐组合装配 方便制造和更换结构复杂拆装不便 曲柄臂兼作主轴颈 单元曲拐 滚动轴承 主轴承 配用隧道式机体 概念 特点 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 118 按主轴颈数分类 全支承曲轴 相邻两个曲拐间都有主轴颈 抗弯曲能力强可减轻主轴颈载荷 概念 主轴颈多加工面多曲轴和机体较长 缺点 优点 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 119 非全支承曲轴 主轴颈数少于全支承曲轴 概念 缺点 优点 与全支承曲轴恰好相反 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 120 3 曲轴前端 曲轴带轮 空调压缩机 动力转向泵 张紧轮 导向轮 发电机 曲轴正时齿形带轮 曲轴链轮 凸轮轴正时齿形带轮 水泵 机油泵 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 121 曲轴前端驱动 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 122 4 曲轴后端 曲轴带轮 曲轴正时齿形带轮 曲轴链轮 安装飞轮用凸缘 飞轮 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 123 5 曲轴润滑 机油 机体油道 主轴承 主轴颈 曲轴油孔 连杆轴承 连杆轴颈 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 124 1 直列四缸发动机工作循环 发火间隔角720 4 180 工作顺序1 3 4 21 2 4 3 1 4 3 2 1 4 2 3 180 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 125 工作循环表 1 3 4 2 作功 作功 作功 作功 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 126 2 直列六缸发动机工作循环 发火间隔角720 6 120 工作顺序1 5 3 6 2 41 4 2 6 3 5 1 4 3 2 1 6 3 4 120 5 6 2 5 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 127 工作循环表 1 5 3 6 2 4 作功 作功 作功 作功 作功 作功 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 128 3 V8发动机工作循环 发火间隔角720 8 90 工作顺序R1 L1 R4 L4 L2 R3 L3 R2L1 R4 L4 L2 R3 R2 L3 R1 R1 R1 L1 90 R4 R3 R2 L1 L4 L3 L2 R2 L2 R3 L3 R4 L4 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 129 工作循环表 R1 L1 R4 L4 L2 R3 L3 R2 作功 作功 作功 作功 作功 作功 作功 作功 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 130 四 飞轮 1 飞轮功用能量存储器 保证发动机运转平稳摩擦式离合器的主动件轮缘上镶嵌起动用飞轮齿圈刻有上止点记号 用于调整点火正时 喷油正时或配气正时 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 131 2 飞轮结构 盘形零件 轮缘较宽厚以获得较大转动惯量 与曲轴动平衡 定位销和飞轮螺栓 多用灰铸铁 高速发动机应采用球墨铸铁或铸钢 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 132 思考题 1 指出右图中各零件的名称 曲轴部分 课堂 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 133 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 134 配气机构功用 按照发动机的工作顺序和工作循环的要求定时开启和关闭各缸的进 排气门使新鲜可燃混合气或空气得以及时进入气缸 废气得以从气缸及时排除 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 135 充气效率 充气效率 v M MoM 在进气行程中实际进入气缸内新气质量Mo 在进气系统进口状态下 充满气缸工作容积的新气质量对充气效率的分析 v 1 一般为0 8 0 9 提高 v方法减少进气和排气阻力 进排气门的开启时刻和持续开启时间适当 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 136 组成 气门组气门传动组 凸轮轴 挺柱 推杆 摇臂 气门与气门座 气门导管 气门弹簧 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 137 配气机构类型 气门顶置式 气门布置形式 气门侧置式 凸轮轴下置式 凸轮轴布置位置 凸轮轴中置式 凸轮轴上置式 齿轮传动式 凸轮轴传动方式 链传动式 齿形带传动式 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 138 摇臂驱动式 气门驱动形式 摆臂驱动式 直接驱动式 两气门式 每缸气门数及其排列方式 多气门式 4气门 5气门 3气门 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 139 凸轮轴下置 凸轮轴中置 气门顶置 挺柱 挺柱 推杆 摇臂 摇臂 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 140 单上置凸轮轴 SOHCSingleOverHeadCamshaft 气门顶置 摇臂驱动 液力挺柱 摇臂驱动 气门顶置 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 141 凸轮轴上置 气门顶置 摆臂驱动 摆臂支座 摆臂支座 气门间隙调整块 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 142 凸轮轴上置 直接驱动 挺柱体 气门顶置 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 143 4气门配气机构 5气门配气机构 双凸轮轴上置直接驱动气门 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 144 配气机构工作过程 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 145 配气定时 配气相位 配气定时 以曲轴转角表示的进 排气门开闭时刻及其开启的持续时间进气提前角 从进气门开到上止点曲轴所转过的角度进气迟后角 从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度排气提前角 从排气门开启到下止点曲轴转过的角度排气迟后角 从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 146 进排气行程 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 147 配气相位图 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 148 部分车型配气相位 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 149 液压挺柱 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 150 气门组 气门锁片 上气门弹簧座 气门弹簧 气门油封 气门导管 排气门座 进气门座 排气门 进气门 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 151 气门组组成及要求 组成 气门 气门座 气门导管 气门弹簧 有的进气门还设有气门旋转机构要求 气门头部与气门座贴合严密气门导管与气门杆导向良好气门弹簧两端与气门杆的中心垂直气门弹簧的弹力足够 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 152 气门 气门顶面 气门锥面 气门锥角 气门锁夹槽 气门尾端面 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 153 气门传热 气门密封锥面必须严密贴合 研磨气门与气门座圈 气门杆与气门导管配合间隙小 减少热阻 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 154 特殊气门 中空气门杆气门减轻气门质量减小气门运动惯性力应用某些高度强化发动机充钠排气门冷却效果明显应用某些风冷和轿车发动机钠熔点 97 8 沸点 880 充钠 镶装硬合金 镶装硬合金 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 155 气门油封 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 156 两气门进气门比排气门大减小进气阻力增大进气量3气门2个进气门 1个排气门排气门比进气门大进气量有明显增加火花塞很难布置在中央对燃烧不利 每缸气门数 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 157 4和5气门 现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三 四 五个气门 其中尤以四气门发动机为数最多 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 158 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 159 气门传动组 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 160 凸轮轴结构 凸轮轴正时齿形带轮 凸轮轴油封 半圆键 4缸机凸轮轴 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 161 6缸机凸轮轴 双上置凸轮轴 排气凸轮轴 进气凸轮轴 轴颈 偏心轮 排气凸轮 分电器驱动齿轮 进气凸轮 键槽 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 162 凸轮轴传动机构 适用于中置式和下置式凸轮轴定时齿轮圆柱螺旋齿轮曲轴定时齿轮中碳钢凸轮轴定时齿轮铸铁或夹布胶木啮合平顺 噪声低 磨损小 齿轮传动机构 适用于中置式和上置式凸轮轴链条滚子链装有导链板 张紧器和张紧轮保持一定张紧度不产生振动噪声 链传动机构 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 163 适用于上置式凸轮轴轿车发动机多采用伸长量小适合精确定时传动优点噪声小 质量轻 成本低 工作可靠 不需要润滑齿形带氯丁橡胶齿形带齿钢或铁基粉末冶金不能与水和机油接触容易跳齿保持一定张紧力张紧轮和张紧器 齿形带传动机构 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 164 齿轮传动 链传动 曲轴正时齿轮 凸轮轴正时齿轮 曲轴正时链轮 凸轮轴正时链轮 定时记号 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 165 齿形带传动 曲轴正时齿形带轮 凸轮轴正时齿形带轮 定时记号 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 166 凸轮轴工作 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 167 摇臂结构 摇臂 气门间隙调整螺钉 缩紧螺母 摇臂衬套 摇臂 与液压挺柱联用 摇臂支点球座 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 168 摇臂工作 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 169 可变配气技术 VVT i 丰田 吸引买主的法宝VariableValveTimingwithintelligence中文翻译是 智能可变配气正时系统 i VTEC 本田 冲击市场的利器VariableValveTimingandValveLiftElectronicControlSystem中文意思是 可变气门配气正时和气门升程电子控制系统 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 170 可变配气正时及气门升程机构 正时板 辅助进气摇臂 主进气摇臂 凸轮轴 中间进气摇臂 进气门 排气门 广本雅阁VTEC结构图 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 171 1 VTEC功用 VTEC使配气正时和气门升程根据发动机转速变化作出相应的实时调整使气缸的充气量同时满足发动机低转速和高转速下的不同需要从而提高了发动机的动力性和经济性 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 172 2 低转速下VTEC原理 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 173 3 高转速下VTEC原理 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 174 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 175 进气系统组成 空气滤清器 进气歧管 空气滤清器进气支管空气流量计 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 176 提供清洁新鲜空气 提供合适浓度的混合气 进气均匀充分地分配到各个气缸 进气系统的功用 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 177 空气滤清器 1 功用 滤除空气中的杂质或灰尘 让洁净的空气进入气缸 削减进气噪声 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 178 2 空气滤清器类型 油浴式空气滤清器 纸滤芯空气滤清器 离心式及复合式空气滤清器 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 179 油浴式空气滤清器 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 180 纸滤芯空气滤清器 干式纸滤芯 可反复使用 恶劣环境下工作不可靠 一般维护周期为5000 10000km 湿式纸滤芯 使用寿命长 吸附杂质的能力强和滤清效果好 但不能反复使用 需定期更换 广泛用于汽车发动机上 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 181 碟形螺母 滤芯 进气导流管 金属网 滤纸 纸滤芯空气滤清器结构 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 182 离心式及复合式空气滤清器 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 183 空气滤清器进气导流管和谐振器 增强谐振进气效果要有较大的容积保证空气有一定流速 空气滤清器 后导流管 谐振室 前导流管 橡胶波纹管 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 184 进气歧管 功用 将空气 燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地分配到各个气缸 要求 进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等 减小气体流动阻力 提高进气能力 进气歧管的内壁应该光滑 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 185 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 186 组成 进气支管或进气导流管与一定容积的谐振室进气波动效应 特定转速 压力波 增加进气量 特点 工作可靠 成本低 增加特定转速下的进气量和转矩 谐振进气系统 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 187 功用 利用进气波动效应 尽量缩小发动机在高 低速运转时进气速度的差别 要求 发动机在高转速 大负荷时装备粗短的进气歧管 在中 低转速和中 小负荷时配用细长的进气歧管 可变进气歧管 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 188 可变进气歧管类型 1 可变长度进气歧管根据发动机转速和负荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管 转换阀 转换阀控制机构 电子控制装置 节气门 低速 高速 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 189 2 双通道可变进气岐管 中 低转速 高转速 旋转阀 喷油器 进气道 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 190 发动机排气系统 功用 减小阻力和降低噪声 排废气 单排气系统 双排气系统 排气管 包括排气歧管 总管等 催化转换器 排气消声器 类型 组成 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 191 排气系统类型 排气尾管 消声器 催化转换器 排气歧管 叉形管 连通道 单排气系统 双排气系统 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 192 单排气系统组成 主消声器 排气尾管 催化转换器 后排气管 副消声器 排起歧管 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 193 排气歧管 材料铸铁 球墨铸铁不锈钢形状排气歧管应长 各缸歧管应相互独立 长度相等 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 194 消声器 功用 降低压力 衰减脉动以消除排气噪声 材料 镀铝钢板 不锈钢板 组成 由共振室 膨胀室 管子和吸声材料 工作原理 排气经过管子流入膨胀室 排气不断改变流动方向 使噪声得到削减 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 195 汽车排污来源 排气管排出的废气 CO HC NOx和颗粒 汽油蒸汽的挥发 以HC为主 曲轴箱窜气 以HC为主 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 196 催化转换器 功用 利用催化剂的作用将排气中CO HC Nox转换为对人体无害的气体 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 197 氧化催化转换器 将排气中的CO和HC氧化为CO2和H2O 以二次空气作为氧化剂 三效催化转换器 以排气中的CO和HC作为还原剂 把NOx还原为氮 N2 和氧O2 而CO和HC在还原反应中被氧化为CO2和H2O 催化转换器类型 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 198 排气再循环系统 EGR 功用把排出的废气回送到进气管 与新鲜混合气一起再次进入气缸 减少了NOx的生成量 排气管 进气管 EGR阀 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 199 强制曲轴箱通风系统 PCV 空气滤清器 曲轴箱 PCV阀 功用防止曲轴箱气体排放到大气中组成空气滤清器 空气软管曲轴气体软管 PCV阀 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 200 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 201 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 202 PCV阀工作过程 发动机不工作 怠速或减速 部分节气门开度 发动机大负荷 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 203 汽油蒸发控制系统 功用 将汽油蒸气收集和储存在碳罐内 送到气缸内烧掉组成 碳罐 气液分离器 油箱 气液分离器 碳罐 浮子室 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 204 汽油蒸发控制系统工作原理 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 205 发动机增压系统 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 206 发动机增压功用 增压 将空气预先压缩后供入气缸 以提高空气密度 增加进气量 功用 进气量增加 可增加循环供油量 从而可增加发动机功率 可以改善燃油经济性 可以得到良好的加速性 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 207 发动机增压类型 机械增压 涡轮增压 气波增压 与发动机容易匹配 结构紧凑 燃油效率高 经济性好 排放少噪声低 但顺态响应差 低速加速性差 低速转矩特性好 但体积大 噪声高 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 208 1 机械增压 机械增压器 1 齿轮增速器驱动 2 传动带及电磁离合器驱动 齿轮增速器 增压器 空气 增压器 电磁离合器 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 209 机械增压器 罗茨式压气机 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 210 2 涡轮增压 涡轮增压器 Turbo 涡轮机 排气管 压气机 进气管 利用废气涡轮机 带动与其同轴安装的压气机叶轮工作 新鲜空气在压气机内增压后进入气缸 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 211 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 212 3 气波增压 气波增压器 进气管 转动带 排气管 气波增压器转子 由曲轴经传动带驱动气波增压器转子 利用排气压力波使空气受到压缩 以提高进气压力 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 213 28 03 2020 北京邮电大学自动化学院 214 4 复合增压 机械增压与涡轮增压适当结合 串联复合增压 并联复合增压 空气先涡轮增压 中冷器降温 再机械增压 主要用于高增压发动机上 由机械增压和涡轮增压同时供给增压空气 低速主要靠机械增压 而在高速主要靠涡轮增压 28