第一章-发动机构造与维修基础知识PPT课件

1 第一章发动机构造与维修基础知识 2 第一节发动机的总体构造 3 现代汽车发动机的构造 4 一 发动机的总体构造 5 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环 完成能量转换的主要运动零件它由机体组 活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成 6 配气机构 配气机构是根据发动机的工作顺序和工作过程 定时开启和关闭进气门和排气门 使可燃混合气或空气进入气缸 并使废气从气缸内排出 配气机构一般由气门组 气门传动组和气门驱动组组成 7 供给系统 8 冷却系统 冷却系是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去 保证发动机在最适宜的温度状态下工作 冷却系由冷却水套 水泵 风扇 水箱 节温器等组成 9 润滑系统 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油 以实现液体摩擦 减小摩擦阻力 减轻机件的磨损 并对零件表面进行清洗和冷却 润滑系由润滑油道 机油泵 机油滤清器和一些阀门等组成 10 点火系统 点火系功用是在压缩行程终了时准确点火点火系统由蓄电池 发电机 分电器 点火线圈和火花塞等组成 11 起动系统 要使发动机由静止状态过渡到工作状态 必须先用外力转动发动机的曲轴 使活塞作往复运动 气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功 推动活塞向下运动使曲轴旋转 发动机才能自行运转 12 二 发动机的分类 汽车的动力源是发动机 发动机是将某一种形式的能量转化为机械能的机器 将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置称为热力发动机 简称热机 内燃机是热力发动机的一种 其特点是液力或气体燃料与空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能 然后再转变成机械能 另一种热机是外燃机 如蒸汽机 其特点是燃料在机器外部的锅炉内燃烧 将锅炉内的水加热而产生高温 高压的水蒸气 输送至机器内部 使所含的热能转变为机械能 13 1 按所用的燃料分类 可分为液体燃料发动机 汽油机 柴油机等 和气体燃料发动机 如天然气发动机 液化石油气发动机等 14 2 按发火方式分类 可分为压燃式发动机与点燃式发动机 柴油的特性是在同样的条件下其自燃点比汽油的自燃点低 因此采用压燃式 自燃式 发火 一般可通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机的气缸内 在气缸内与压缩空气均匀混合后 在高温下得以自燃 这种发动机称为压燃式发动机 汽油的特性是其自燃的温度比柴油的要高 因此常采用点燃式发火 利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油 使其发火燃烧 这种发动机称为点燃式发动机 15 3 按工作循环的冲程数分类 在发动机内 每一次将热能转变为机械能都必须经过吸入空气 压缩和输入燃料 使之发火燃烧而膨胀作功 然后将生成的废气排除这样一系列连续过程 称为一个工作循环 对于往复活塞式发动机 可以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类 凡活塞往复四个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机 活塞往复两个单程即完成一个工作循环的称为二冲程发动机 16 4 按气缸数及其排列方式分类 仅有一个气缸的称为单缸发动机 有两个以上气缸的称为多缸发动机 单缸有立式与卧式 多缸有V型与对置式 17 5 按冷却方式分类 根据冷却方式不同 发动机可以分为水冷式和风冷式两种 此外 发动机还可按进气方式分类 当发动机不装增压器 空气是靠活塞的抽吸作用进入气缸内的发动机 称为非增压式发动机 或自然吸入式发动机 发动机上装有增压器 空气通过增压器可以提高进气压力的发动机 称为增压式发动机 18 近年来还有按每气缸中的气门数来分类的 当每气缸中设有一个进气门和一个排气门的发动机 称为二气门发动机 每缸中设有两个进气门和两个排气门的 称为四气门发动机 或者每个气缸中设有三个进气门和两个排气门的 称为五气门发动机 19 第二节发动机的工作原理 一 基本术语1 上止点2 下止点3 活塞行程 S 4 曲柄半径 R S 2R 20 5 气缸工作容积 定义 上 下止点间所包容的气缸容积符号 Vh公式 式中 D 气缸直径mmS 活塞行程mm 21 6 燃烧室容积和气缸总容积 燃烧室容积 活塞位于上止点时 活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间成为燃烧室 其容积称为燃烧室容积 符号 VC气缸总容积 气缸工作容积与燃烧室容积之和称为气缸总容积 符号 Va公式 22 7 发动机排量 定义 内燃机所有气缸工作容积的总和符号 VL公式 式中 i 气缸数Vh 气缸工作容积L 23 8 压缩比 定义 气缸总容积与燃烧室容积之比符号 公式 24 9 工作循环 在气缸内每完成一次热能与机械能的相互转换 所经历的一系列连续过程称为发动机的一个工作循环 25 二 发动机基本工作原理 1 四冲程汽油发动机的工作原理四冲程 进气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程 26 1 进气冲程 活塞在曲轴的带动下由上止点向下止点运动 这时排气门关闭 进气门打开 活塞在移动过程中 气缸容积增大 气缸内形成一定的真空度 可燃气体被吸入气缸 Pa 0 80 0 95 poTa 310 340K 27 2 压缩冲程 曲轴继续旋转 活塞从下止点向上止点运动 这时进 排气门都关闭 气缸内成为封闭容积 可燃混合气受到压缩 压力和温度不断升高 当活塞到达上止点时压缩行程结束 Pc 834 1960kPaTc 600 700K 28 3 作功冲程 作功行程包括燃烧过程和膨胀过程 在这一行程中 进气门和排气门仍然保持关闭 可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高 推动活塞从上止点运行到下止点 pz 2940 4900PaTz 2200 2800K 29 4 排气冲程 排气行程开始 排气门打开 进气门仍然关闭 曲轴通过连杆带动活塞右下止点移到上止点 靠废气的残余压力和活塞的推动下 经排气门排出气缸 当活塞到达上止点时 排气行程结束 pr 1 05 1 20 poTr 850 1200K 30 分析 1 发动机自行运转之前需要外力完成进气压缩两个冲程 2 在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转动 其他三个冲程都是曲轴带动活塞运动 3 在整个循环过程中 进气门 排气门各开启一次 31 4 发动机着火的基本条件是 油 是否有油 浓度是否合适 电 能否产生足够的火花 点燃可燃混合气 气 气缸压力是否足够 点火正时 压缩冲程上止点前点火 配气正时 定时将进 排气门开关 32 汽油机工作过程演示 33 2 四冲程柴油机工作原理 四行程柴油机的工作循环同样包括进气 压缩 作功和排气四个行程 进气行程 被吸入气缸的是纯空气压缩行程 柴油机压缩比较大作功行程 压缩终了时喷油器将柴油喷入燃烧室 柴油自行燃烧 排气行程 与汽油机相同 34 第三节发动机的性能指标 35 有效转矩 定义 发动机对外输出的转矩符号 Te单位 N m有效功 有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功 36 有效功率 定义 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率符号 Pe单位 KW大小 有效转矩与曲轴角速度的乘积公式 37 发动机转速 发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速表示符号 n单位 r min标定转速 发动机产品标牌上的有效功率及其相应的转速分别称为标定功率和标定转速 38 平均有效压力 平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功率称为平均有效压力表示符号 Pme单位 MPa评价方法 平均有效压力越大 发动机的作功能力越强 39 有效热效率 有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功率的百分数称为有效热效率符号 e评价方法 为了获得一定数量的有效功所消耗的热量越少 有效热效率越高 发动机的经济性越好 40 有效燃油消耗率 有效燃油消耗率 发动机每输出1kW h的有效功率所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率表示符号 be单位 g kW h 公式 B 发动机在单位时间内的耗油量Pe 发动机的有效功率 41 其它性能指标 1 强化指标 发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标 包括升功率和强化系数 升功率 发动机在标定工况下 单位发动机排量输出的有效功率称为升功率 强化系数 平均有效压力与活塞平均速度的乘积称为强化系数紧凑性指标 表征发动机总体结构紧凑程度的指标 包括比容积和比质量 比容积 发动机外廓体积与其标定功率的比值 比质量 发动机的干质量与其标定功率的比值 42 其它性能指标 2 环境指标 发动机排气品质和噪声水平可靠性指标 发动机在规定的使用条件下 正常持续工作能力的指标耐久性指标 发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间工艺性指标 评价发动机制造工艺性和维修工艺性好坏的指标发动机速度特性 发动机有效功率 有效转矩和有效燃油消耗率随发动机转速的变化关系 43 补充内容国产内燃机的编号规则 44 气缸数 气缸排列形式 冲程符号E为二冲程 气缸直径mm 结构特征F风冷Z增压 用途符号 区分符号 45 举例 1 EQ6100Q 1汽油机二汽生产的六缸四冲程缸径100mm 水冷 汽车用第一种变形的汽油发动机 2 12V135Z柴油机12缸 V型缸体 四冲程 缸径135mm 增压柴油发动机 46 第四节发动机维修基础知识 一 汽车维修基本概念1 维修的含义2 维护与修理的区别1 维护的目的2 修理的目的二 汽车维护基础知识1 维护的分类2 维护作业的基本内容 47 三 汽车修理基础知识 1 汽车修理的分类1 汽车大修2 总成大修3 汽车小修4 零件修理2 汽车零件清洗3 汽车零件修复方法 48 四 汽车故障诊断基础知识 1 汽车故障的定义汽车故障局部故障完全故障2 汽车故障的产生原因3 汽车故障诊断方法经验诊断法现代仪器诊断法 49 1 5 发动机维修常用工具 一 手工具1 螺钉旋具 50 2 钳子 51 3 扳手 52 4 套筒扳手 53 5 扭力扳手 54 二 专用工具 1 火花塞套筒2 活塞环拆装钳 55 3 气门拆装钳4 拉器 56 1 6 发动机维修常用量具 一 游标卡尺 57 二 外径千分尺 结