农业机械化：第一章拖拉机发动机

1、1第一章第一章 内燃机的基本知识内燃机的基本知识概述概述 四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理 二行程发动机工作原理二行程发动机工作原理 发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标与特性 内燃机名称及型号编制规则内燃机名称及型号编制规则 21.1 概概 述述1 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分汽油机汽油机柴油机柴油机一、内燃机的定义一、内燃机的定义 二、内燃机分类二、内燃机分类燃料在气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能的动燃料在气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能的动力装置。力装置。33 3、按冷却方式不同、按冷却方式不同水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机2

2、 2、按完成一个工作循环所需行程数、按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机44 4、按气缸数及排列方式、按气缸数及排列方式单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式单列式单列式型型对置式对置式51.2 四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理 上止点上止点 下止点下止点 活塞行程活塞行程(S) (S) 曲柄半径曲柄半径(R) (R) 气缸工作容积气缸工作容积(V h ) (V h ) 燃烧室容积燃烧室容积(Vc ) (Vc ) 气缸总容积气缸总容积(Va ) (Va ) 一、发动机结构基本术语一、发动机结构基本术语 压缩比压缩比发

3、动机排量发动机排量工作循环工作循环67动态演示动态演示 8压缩比压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用比，用表示表示。 例如：例如：现代化油器式发动机压缩比一般为现代化油器式发动机压缩比一般为8 811(11(轿车有的轿车有的达达1010以上以上) )。柴油机压缩比一般为为。柴油机压缩比一般为为16162222。V Va a 气缸总容积；气缸总容积； V Vh h 气缸工作容积；气缸工作容积； V Vc c 燃烧室容积；燃烧室容积；9工作循环工作循环 对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压

4、缩、作功、排气四个过程。这种周均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量排量 ，用用表示表示V VL L 。发动机排量发动机排量VL= V h i V Vh h气缸工作容积气缸工作容积 （气缸排量）（气缸排量） i i 气缸数目气缸数目10二、二、 四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理观观看看演演示示 1 1、进气行程、进气行程 2 2、压缩行程、压缩行程 3 3、作功行程、作功行程 4 4、排气行程、排气行程

5、 11四行程四行程汽油机汽油机的工作原理的工作原理12汽油发动机四个行程的图示1.1.进气行程进气行程. .压缩行程压缩行程. .作功行程作功行程4.4.排气行程排气行程每一行程工作的具体分析如下每一行程工作的具体分析如下 131 1、进气行程、进气行程排气门关闭排气门关闭进气门开启进气门开启大气压力线大气压力线PVra示功图示功图上止点上止点下止点下止点示功图示功图：表示活塞表示活塞在不同位置时气缸内在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。气体压力的变化情况。进气终了时气缸内进气终了时气缸内压强压强为为0.0740.0740.093Mpa0.093Mpa，温度温度上升至上升至353353403

6、K403K 活活塞塞下下行行142 2、压缩行程、压缩行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线c上止点上止点下止点下止点压缩终了时气缸内压缩终了时气缸内压强压强上升至上升至0.60.61.5Mpa1.5Mpa，温度温度继续上升至继续上升至600600700K 700K 。活活塞塞上上行行153 3、作功行程、作功行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点作功中气缸内作功中气缸内最高压强最高压强可达可达3 35Mpa5Mpa，最最高温度高温度可达可达220022002800K280

7、0K；作功终了时气；作功终了时气缸内缸内压强压强下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，温度温度下降下降至至130013001600K1600K。 活活塞塞下下行行164 4、排气行程、排气行程进气门关闭进气门关闭排气门打开排气门打开PVr示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点残余废气残余废气排气终了时气缸内排气终了时气缸内压强压强下降至下降至0.1020.1020.120Mpa0.120Mpa，温度温度下降至下降至9009001200K1200K a 活活塞塞上上行行17四行程四行程柴油机柴油机工作原理工作原理 与汽油机工作与汽油机工作原理相比，只有一原理相

8、比，只有一个行程即作功行程个行程即作功行程中，柴油机由于用中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且大、不易蒸发，且自然温度又较汽油自然温度又较汽油低，所以采用的是低，所以采用的是 压缩自燃式点火压缩自燃式点火。18进气行程进气行程压缩行程压缩行程作功行程作功行程排气行程排气行程新鲜空气新鲜空气四行程柴油机各行程示意图四行程柴油机各行程示意图开始喷油开始喷油19汽油机、柴油机的工作汽油机、柴油机的工作相同相同点：点： 每个工作循环曲轴转两周每个工作循环曲轴转两周; ; 每一行程曲轴转半周每一行程曲轴转半周; ; 只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。 汽油机汽油机柴

9、油机柴油机汽油与空气缸外混合，汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器汽油机、柴油机的工作汽油机、柴油机的工作不同不同点：点：20分析和比较汽油机、柴油机的工作分析和比较汽油机、柴油机的工作异同异同?首先分别看一下汽油机和柴油机的图示首先分别看一下汽油机和柴油机的图示火花塞火花塞 喷油器喷油器 21汽油机与柴油机优劣比较：汽油机与柴油机优劣比较：(1)汽油机：汽油机：优：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、优：转速

10、高、质量小、工作噪声小、起动容易、工作稳定、操作省力、适应性好、制造和维修工作稳定、操作省力、适应性好、制造和维修费用低费用低劣：燃油消耗率高、经济性差劣：燃油消耗率高、经济性差(2)柴油机：柴油机：优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统的故障的故障劣：转速低、质量大、制造和维修费用高劣：转速低、质量大、制造和维修费用高221 1、 发动机的定义是什么？发动机的定义是什么？2 2、 发动机的分类如何？发动机的分类如何？3 3、 什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？4 4、汽油机和柴油机在可燃混合气形成方式

11、和点火、汽油机和柴油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同？它们在结构上有何区别？方式上有何不同？它们在结构上有何区别？ 23二冲程汽油机二冲程汽油机活塞上、下运动二个行程，曲轴旋转活塞上、下运动二个行程，曲轴旋转一周（一周（360 ），完成一个工作循环的内燃机。），完成一个工作循环的内燃机。仍由下述五个过程组成，即仍由下述五个过程组成，即n进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、排气过程。进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、排气过程。不同点：不同点：进气、排气过程同时进行，俗称为换气过程进气、排气过程同时进行，俗称为换气过程n扫气过程：大量扫气空气进入气缸，将废气从气缸驱出的扫气过程

12、：大量扫气空气进入气缸，将废气从气缸驱出的过程。过程。1.3 二行程汽油机工作原理二行程汽油机工作原理 一、二冲程汽油机工作过程一、二冲程汽油机工作过程2425（1 1）第一行程）第一行程 活塞从下止点向上止点活塞从下止点向上止点移动，当活塞上行至关移动，当活塞上行至关闭换气孔和排气孔时，闭换气孔和排气孔时，已进入气缸的新鲜混合已进入气缸的新鲜混合气被压缩，直至上止点气被压缩，直至上止点时，压缩结束；与此同时，压缩结束；与此同时，随着活塞上行，其时，随着活塞上行，其下方曲轴箱内形成一定下方曲轴箱内形成一定真空度，当活塞上行到真空度，当活塞上行到进气孔开启时，新鲜混进气孔开启时，新鲜混合气被吸入

13、曲轴箱。合气被吸入曲轴箱。26（2）第二行程）第二行程 活塞接近上止点时，火花塞产活塞接近上止点时，火花塞产生电火花，点燃被压缩的可燃混生电火花，点燃被压缩的可燃混合气，燃烧形成的高温、高压气合气，燃烧形成的高温、高压气体推动活塞下行作功，当活塞下体推动活塞下行作功，当活塞下行到关闭进气孔后，曲轴箱内的行到关闭进气孔后，曲轴箱内的混合气被预压缩，活塞继续下行混合气被预压缩，活塞继续下行至排气孔开启时，燃烧后的废气至排气孔开启时，燃烧后的废气靠自身压力经排气孔排出；紧接靠自身压力经排气孔排出；紧接着，换气孔开启，曲轴箱内经预着，换气孔开启，曲轴箱内经预压的混合气进入气缸，并排除气压的混合气进入气

14、缸，并排除气缸内残余废气。换气过程将一直缸内残余废气。换气过程将一直延续到下一行程活塞再上行关闭延续到下一行程活塞再上行关闭换气孔和排气孔时为止。换气孔和排气孔时为止。 27 结论：结论：第一行程时，活塞上方进行换气、压缩，活塞第一行程时，活塞上方进行换气、压缩，活塞下方进行进气；第二行程时，活塞上方进行作功、换下方进行进气；第二行程时，活塞上方进行作功、换气，活塞下方预压混合气。换气过程跨越二个行程。气，活塞下方预压混合气。换气过程跨越二个行程。28（l l）由于进排气过程几乎是完全重叠进行的，所以在换气）由于进排气过程几乎是完全重叠进行的，所以在换气过程中有混合气损失和废气难以排净的缺点，

15、经济性较差。过程中有混合气损失和废气难以排净的缺点，经济性较差。（2 2）完成一个工作循环，曲轴只转一圈，当与四冲程发动）完成一个工作循环，曲轴只转一圈，当与四冲程发动机转速相等时，其作功次数比四冲程多一倍。因此，运转机转速相等时，其作功次数比四冲程多一倍。因此，运转平稳，与同排量四冲程发动机比较在理论上发出功率应是平稳，与同排量四冲程发动机比较在理论上发出功率应是四冲程发动机的两倍，但由于换气时的混合气损失，实际四冲程发动机的两倍，但由于换气时的混合气损失，实际上只有上只有1.5-1.61.5-1.6倍。倍。（3 3）由于没有气门机构，发动机结构较为简单。）由于没有气门机构，发动机结构较为简

16、单。 二冲程汽油机在摩托车上应用较多。二冲程汽油机在摩托车上应用较多。二、二冲程发动机的特点二、二冲程发动机的特点291.根据多缸机的平衡性能要求，确定曲拐的根据多缸机的平衡性能要求，确定曲拐的布置方式。曲拐应沿圆周均布，曲拐必须对称于曲轴布置方式。曲拐应沿圆周均布，曲拐必须对称于曲轴的中心平面。的中心平面。2.根据内燃机运转的均匀性要求，发火顺序在根据内燃机运转的均匀性要求，发火顺序在一个循环内，应使发火间隔角均匀，且相邻气缸发火一个循环内，应使发火间隔角均匀，且相邻气缸发火间隔角尽可能远，以减轻主轴颈和主轴承的受力间隔角尽可能远，以减轻主轴颈和主轴承的受力。注：每一个气缸的工作过程及工作循

17、环完全相同，只是注：每一个气缸的工作过程及工作循环完全相同，只是工作顺序不同。工作顺序不同。1.4 多缸内燃机工作顺序（发火顺序）多缸内燃机工作顺序（发火顺序）30一、一、四冲程内燃机工作顺序四冲程内燃机工作顺序四冲程内燃机发火间隔角四冲程内燃机发火间隔角 ： =720/ i （i 气缸数）气缸数）1.i=2，（两缸发动机），（两缸发动机） 发火间隔角发火间隔角 ： 180540 发火顺序：发火顺序： 1-2-1 曲拐布置方式：曲拐布置方式：31i=3（三缸发动机）（三缸发动机）发火间隔角发火间隔角 ： =240发火顺序：发火顺序： 1-3-2-1 曲拐布置方式：曲拐布置方式：32i=4（四缸

18、发动机）（四缸发动机）发火间隔角发火间隔角 ： =180 发火顺序：发火顺序：1-3-4-2 或或 1-2-4-3 曲拐布置方式：曲拐布置方式：33i=6（六缸发动机）（六缸发动机）发火间隔角发火间隔角 ： =120 发火顺序：发火顺序：1-5-3-6-2-4-1曲拐布置方式：曲拐布置方式：34二、二冲程内燃机工作顺序二、二冲程内燃机工作顺序发火间隔角发火间隔角 ： =360/ i （i 气缸数）气缸数）351.5 发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标与特性一、动力性指标一、动力性指标 1 1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转

19、矩称为发动机的有效转矩，用效转矩，用TeTe表示表示 。2 2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效功率，用功率，用PePe表示。表示。 式中：式中：T Te e 有效扭矩，单位为有效扭矩，单位为N Nm m； n n 曲轴转速，单位为曲轴转速，单位为r/minr/min 二者关系二者关系 36三、发动机的速度特性三、发动机的速度特性 指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。规律。 二二、经济性指标、经济性指标 燃油消耗率：燃油消耗率：发动机每发出发动

20、机每发出1kW1kW有效功率，在有效功率，在1 1小时内所消耗小时内所消耗的燃油质量，成为燃油消耗率，用的燃油质量，成为燃油消耗率，用b be e表示。表示。 燃油消耗率越低，燃油经济性越好燃油消耗率越低，燃油经济性越好 37发动机外特性：发动机外特性：当节气门开度达到最当节气门开度达到最大时，所得到的速度大时，所得到的速度特性称为发动机外特特性称为发动机外特性性发动机部分特性：发动机部分特性：在节气门其他开度情在节气门其他开度情况下得到的速度特性况下得到的速度特性称为部分特性称为部分特性38四、发动机的工况与负荷四、发动机的工况与负荷 1 1、工况（指发动机的工作状况）：、工况（指发动机的工

21、作状况）：一般用它的功率与曲轴一般用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明 。 2 2、发动机在某一转速下的负荷：、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率是当时发动机发出的功率与同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。与同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。 Pe/kW n/rmin-1 0 050504545323227272020200035004800abcde分析分析右图右图发动发动机的机的负荷负荷 f391.6 内燃机名称及型号编制规则内燃机名称及型号编制规则 首部首部：为产品特征代号为产品特

22、征代号( (产品系列符号和换代标志符号产品系列符号和换代标志符号) )，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。 中部中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。径符号等组成。 后部：后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。结构特征和用途特征符号，以字母表示。 尾部尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。时，由制造厂选用适当符号表示。一、内燃机型号由以下四部分组成一、内燃机型号由以下四部分组

23、成40二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义41(1) (1) 汽油机汽油机 1E65F1E65F： 表示单缸，二行程，缸径表示单缸，二行程，缸径65mm65mm，风冷通用型，风冷通用型 4100Q-44100Q-4： 表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径100mm100mm，水冷车用，第四种变型产品，水冷车用，第四种变型产品 TJ376QTJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径表示三缸，四行程，缸径76mm76mm，水冷车用，水冷车用，TJTJ表示系列符号表示系列符号 CA488CA488： 表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径88

24、mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符号表示系列符号 (2) (2) 柴油机柴油机 195195： 表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F165F： 表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径65mm65mm，风冷通用型，风冷通用型 6135Q6135Q： 表示六缸，四行程，缸径表示六缸，四行程，缸径135mm135mm，水冷车用，水冷车用 X4105X4105： 表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径105mm105mm，水冷通用型，水冷通用型，X X表示系列代号表示系列代号 三、型号编制举例三、型号编制举例

25、42小 结发动机发动机常用术语常用术语工作原理工作原理发动机是将某一种形式的能量转变成发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。机械能的机器。分类分类定义定义按不同的分类方法大致分为四大类按不同的分类方法大致分为四大类十个基本术语十个基本术语汽油发动机汽油发动机柴油发动机柴油发动机（重点）（重点）区别于汽油机的工作过程区别于汽油机的工作过程四个行程的工作过程四个行程的工作过程43发动机发动机总体构造：总体构造：汽油机（两大机构五大系统），汽油机（两大机构五大系统）， 柴油机（两大机构四大系统）柴油机（两大机构四大系统） 主要性能主要性能指标与特性指标与特性动力性指标：有效转距，有效功率动力

26、性指标：有效转距，有效功率经济性指标：燃油燃油消耗率经济性指标：燃油燃油消耗率速度特性速度特性工况与负荷工况与负荷 内燃机名称及内燃机名称及型号编制规则型号编制规则熟练识认内燃机名称和规格熟练识认内燃机名称和规格 44第二章第二章 内燃机总体构造内燃机总体构造两两大大机机构构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五五大大系系统统燃料系燃料系润滑系润滑系冷却系冷却系点火系点火系起动系起动系45曲柄连杆机构曲柄连杆机构 发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构轴的旋转运动而输出动力的机构46配气机构：配气机构

27、：将可燃混合气将可燃混合气及时充入气缸及时充入气缸并及时从气缸并及时从气缸排出废气。排出废气。47燃料供给系燃料供给系 根据发动机各种工况要求，供给一定数量高压雾化的柴油。根据发动机各种工况要求，供给一定数量高压雾化的柴油。燃油滤清器燃油滤清器(柴柴油细滤器油细滤器)低压油管低压油管高压油管高压油管喷油泵喷油泵喷油器喷油器回油管回油管燃油箱燃油箱输油泵输油泵油水分离器油水分离器调速器调速器限压阀限压阀喷油提前器喷油提前器48高温压缩空气高温压缩空气 柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。 雾状柴油雾状柴油燃燃 烧烧喷射喷射物

28、理化学变化物理化学变化持续喷射持续喷射雾状柴油雾状柴油喷射喷射可燃混合气形成方法有：可燃混合气形成方法有：空间雾化和油膜蒸发。空间雾化和油膜蒸发。49发动机冷却系：发动机冷却系：散热，保证发动机在最适宜的散热，保证发动机在最适宜的温度下工作。温度下工作。50发动机润滑系：发动机润滑系：减少运动零件的摩擦阻力，减少运动零件的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件。减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件。51起动系起动系使静止的发动使静止的发动机起动并转入机起动并转入自行运转。自行运转。52内燃机总体构造内燃机总体构造532.12.1曲柄连杆机构曲柄连杆机构机体组机体组 活塞连杆组活塞连杆组

29、曲轴飞轮组曲轴飞轮组54 将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。 1 1、机体组、机体组 2 2、活塞连杆组、活塞连杆组 3 3、曲轴飞轮组、曲轴飞轮组一、曲柄连杆机构的功用一、曲柄连杆机构的功用二、组成二、组成55多缸发动机的曲柄连杆机构演示多缸发动机的曲柄连杆机构演示 56机体组：机体组：气缸盖、气缸体、气缸垫和油底壳组成。气缸盖、气缸体、气缸垫和油底壳组成。气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油底壳油底壳气缸体气

30、缸体气缸盖罩气缸盖罩571 1、气缸体、气缸体: :作用：发动机的基体和骨架，安装零件。作用：发动机的基体和骨架，安装零件。58根据冷却方式不同分根据冷却方式不同分：水冷、风冷水冷、风冷散热片散热片冷却水冷却水596061n气缸：气缸： 作用：气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形作用：气缸体内引导活塞作往复运动的圆柱形空腔。空腔。气缸套：气缸套：提高气缸的耐磨性：提高气缸的耐磨性：(1)(1)采用优质的合金铸铁材料或采用表面处理采用优质的合金铸铁材料或采用表面处理( (表表面淬火、镀铬面淬火、镀铬)-)-成本高成本高(2)(2)气缸套气缸套( (铝合金气缸体铝合金气缸体) )：使用寿命长、耐磨：

31、使用寿命长、耐磨 性好、检修方便及费用低。性好、检修方便及费用低。62干式气缸套和湿式气缸套干式气缸套和湿式气缸套名称名称特特 点点示意图示意图干缸套干缸套外壁外壁不直接不直接与冷却水与冷却水接触。壁厚接触。壁厚1 13mm3mm。湿缸套湿缸套外壁外壁直接直接与冷却水接与冷却水接触。壁厚触。壁厚5 59mm9mm。强度和刚强度和刚度都较好，度都较好，加工复杂，加工复杂，拆装不便，拆装不便，散热不良散热不良。散热良好、散热良好、冷却均匀、冷却均匀、易制造、易制造、易拆卸。易拆卸。 强度和刚强度和刚度不如干度不如干缸套，易缸套，易漏水、漏漏水、漏气气广泛应用广泛应用于汽车柴于汽车柴油机上。油机上。

32、63功用：功用：密封气缸的上部，与活塞顶、气缸壁等共同构成燃烧室。密封气缸的上部，与活塞顶、气缸壁等共同构成燃烧室。 材料：材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 注：铝合金的气缸盖：有利于提高散热性能和压缩比注：铝合金的气缸盖：有利于提高散热性能和压缩比工作条件：工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。2 2、气缸盖、气缸盖64气缸垫气缸垫：功用是保证气缸盖与气缸体接触面功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气，漏水和漏油。的密封，防止漏气，漏水和漏油。气缸盖气缸盖气缸盖罩气缸盖罩衬垫衬垫安装火花塞安装火

33、花塞3 3、气缸盖罩和气缸垫、气缸盖罩和气缸垫65n气缸垫：气缸垫：(1)(1)作用：气缸盖与气缸体之间的密封件，保证作用：气缸盖与气缸体之间的密封件，保证燃烧室不漏气。燃烧室不漏气。664、油底壳、油底壳 贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。贮存机油并封闭曲轴箱，又称为下曲轴箱。2 2、使用特点：、使用特点： (1)设有挡油板设有挡油板减轻油面的波动。减轻油面的波动。(2)油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发有永久磁铁，以吸附润滑油中的金属屑，减少发动机的磨损动机的磨损、3 3、材料：、材料： (1)

34、(1)薄钢板冲压薄钢板冲压 (2)(2)采用带有散热肋片采用带有散热肋片的铝合金铸造而成的轻金属油底壳的铝合金铸造而成的轻金属油底壳67活塞连杆组活塞连杆组气环气环油环油环活塞销活塞销活塞活塞连杆连杆连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖68 功用：功用：(1)(1)承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转承受气体压力，并通过活塞销和连杆驱使曲轴旋转(2)(2)与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室 活塞活塞顶部：顶部：构成燃烧室，承构成燃烧室，承 受气体压力。受气体压力。头部头部: :安装活塞环，制作安装活塞环，制作 较厚。较厚。 裙部：裙部：导向，传力。承受

35、侧压导向，传力。承受侧压力销座孔处制有加强筋。力销座孔处制有加强筋。 69活塞环活塞环是具有弹性的开口环，分为是具有弹性的开口环，分为气环气环和和油环油环。 工作条件：工作条件： 高温、高压、高速、润滑条件差高温、高压、高速、润滑条件差( (第一道气环第一道气环) )。 平均寿命：平均寿命： 6 6万公里万公里材料：材料：合金铸铁或球墨铸铁合金铸铁或球墨铸铁注意点：注意点：1 1、有时表面涂有保护层：改善活塞环的滑动性能入耐磨性能、有时表面涂有保护层：改善活塞环的滑动性能入耐磨性能2 2、第一道气环、第一道气环( (承受压力最大承受压力最大) )：表面常镀上多孔性铬，硬度：表面常镀上多孔性铬，

36、硬度高，能贮存少量的润滑油，改善润滑条件，延长活塞环的高，能贮存少量的润滑油，改善润滑条件，延长活塞环的使用寿命。使用寿命。70（1 1）气环）气环 作用：密封和传导热量作用：密封和传导热量保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带走。切口切口气环气环71气环的密封原理：气环的密封原理：将将2 23 3道气环的切口相互错开形成道气环的切口相互错开形成“迷宫式迷宫式”封气装置。封气装置。气环的泵油原理：气环的泵油原理：动动态态演演示示点此观看录像点此观

37、看录像72（2 2）油环）油环n作用：作用：v布油布油( (活塞上行活塞上行) )v刮油刮油v润滑油润滑油v密封密封( (辅助作用辅助作用) )73（2）油环种类普通油环组合式油环示意图刮油片轴向衬环径向衬环刮油片74油环的刮油作用油环的刮油作用油环的刮油作用75活塞销活塞销作用：作用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气 体压力传递给连杆。体压力传递给连杆。材料与工艺材料与工艺: :优质低碳钢，表面淬火、精磨。优质低碳钢，表面淬火、精磨。76构造：构造：活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，活塞销的内孔形状有圆柱形，两段截锥形，以及两段截锥与一段圆柱的组合

38、形。以及两段截锥与一段圆柱的组合形。活 塞 销圆柱形两段截锥与一段圆柱结合两段截锥形77连杆连杆作用：作用：连接连接活塞活塞与与曲轴曲轴，并把活塞承受的气体压，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的力传给曲轴，使活塞的往复往复运动变成曲轴的运动变成曲轴的旋旋转转运动。运动。连连杆杆组组件件分分解解图图连杆小头连杆小头杆身杆身连杆连杆大头大头78连杆轴瓦连杆轴瓦79V V型发动机连杆的布置形式型发动机连杆的布置形式并列式并列式主副式主副式叉型式叉型式80曲轴飞轮组曲轴飞轮组起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮曲轴曲轴81功用：功用：把活塞连杆组传来的

39、气体压力转变为扭矩对外输出。把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。82结构：结构：前端轴前端轴连杆轴颈连杆轴颈曲轴轴颈曲轴轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成曲拐：由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成曲柄曲柄83四缸四行程发动机的曲拐布置四缸四行程发动机的曲拐布置84直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置直列四冲程六缸发动机发火顺序和曲拐布置曲轴转角曲轴转角（度）（度）60120180240300360420480540600660720018018

40、0360360540540720一一 缸缸二二 缸缸三三 缸缸 四四 缸缸 五五 缸缸 六六 缸缸排排进进压压进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排进进压压排排发火顺序：发火顺序：1-5-3-6-2-4功功功功功功功功功功功功85六缸四行程发动机的曲拐布置六缸四行程发动机的曲拐布置86八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车八缸四行程发动机的曲拐布置（红旗轿车SV100SV100型发动机）型发动机）1-8-4-3-6-5-7-21-8-4-3-6-5-7-287飞轮飞轮功用：功用： 将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其

41、他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、 下止点，下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。88飞轮边缘部分做飞轮边缘部分做的厚些，可以增的厚些，可以增大转动惯量。大转动惯量。齿圈在发动机起动时齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转带动曲轴旋转。89飞轮上的标记符号：飞轮上的标记符号： 在飞轮轮缘上作有记号在飞轮轮缘上作有记号( (刻线或

42、销孔刻线或销孔) )供找压缩上止点用供找压缩上止点用( (四四缸发动机为缸发动机为1 1缸或缸或4 4缸压缩上止点；六缸发动机为缸压缩上止点；六缸发动机为1 1缸或缸或6 6缸压缩缸压缩上止点上止点) )。当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩。当飞轮上的记号与外壳上的记号对正时，正好是压缩上止点。上止点。解放解放CA6102CA6102型发动机的记号是型发动机的记号是 ：上止点：上止点 1 16 6 奥迪奥迪100100飞轮上有飞轮上有“0 0”标记。标记。例如：例如： 标记标记90发动机曲轴飞轮组发动机曲轴飞轮组91小小 结结活塞连杆组活塞连杆组活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销连杆

43、：连杆：（铝合金）（铝合金）防冷敲热拉措施防冷敲热拉措施活塞制成上小下大的锥形活塞制成上小下大的锥形 活塞裙部呈椭圆形活塞裙部呈椭圆形 活塞裙部开槽活塞裙部开槽 销座孔处铸入防胀钢片销座孔处铸入防胀钢片油环油环气环气环作用及组成作用及组成 92曲轴飞轮组曲轴飞轮组曲轴曲轴带轮带轮正时齿轮正时齿轮扭转减震器扭转减震器飞轮：飞轮：主轴颈主轴颈 连杆轴颈连杆轴颈 曲柄曲柄 平衡块平衡块 前端和后端前端和后端曲拐曲拐（理解记忆）（理解记忆）橡胶式橡胶式 硅油式硅油式 摩擦片式摩擦片式掌握掌握飞轮的作用飞轮的作用 配气机构的主要零部件配气机构的主要零部件 概述概述 配气相位配气相位可变进气系统可变进气系

44、统2.2 2.2 配气机构配气机构94 按照发动机每个气缸内工作要求，定时开启和关闭进、排气门，按照发动机每个气缸内工作要求，定时开启和关闭进、排气门，使新鲜可燃混合气使新鲜可燃混合气( (汽油机汽油机) )或空气或空气( (柴油机柴油机) )得以及时进入气缸，废得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。气得以及时从气缸排出。一、功用一、功用95二、配气机构的布置型式二、配气机构的布置型式 目前国产的汽车发目前国产的汽车发动机都采用气门顶动机都采用气门顶置式配气机构。置式配气机构。 压缩比受到限制，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，进排气门阻力较大，发动机的动力性和发动机的动力性和高速性均较差

45、，逐高速性均较差，逐渐被淘汰。渐被淘汰。 96工作过程工作过程特点：气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑，工艺特点：气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑，工艺性好，充气阻力小，具有良好的抗爆性和高速性，性好，充气阻力小，具有良好的抗爆性和高速性，易于提高发动机的动力性和经济性指标。易于提高发动机的动力性和经济性指标。组成：组成：97四、凸轮轴的传动方式四、凸轮轴的传动方式传动方式传动方式图图 示示应应 用用齿轮传动齿轮传动 凸轮轴下置、凸轮轴下置、中置式配气机构中置式配气机构链条传动链条传动 凸轮轴上置式凸轮轴上置式配气机构配气机构 齿形带传动齿形带传动 凸轮轴上置式凸轮轴上置式配气机构配气机构9

46、81 1、齿轮传动、齿轮传动：凸轮：凸轮轴下置、中置式配气轴下置、中置式配气机构大多数采用圆柱机构大多数采用圆柱正时齿轮传动。正时齿轮传动。 斜齿轮斜齿轮( (啮合平稳、啮合平稳、减小噪声和磨损减小噪声和磨损) ) 2 2、链传动、链传动：工作可：工作可靠性和耐久性不如齿靠性和耐久性不如齿轮传动轮传动3 3、同步带传动、同步带传动：减小噪声、减小结构减小噪声、减小结构质量、降低成本质量、降低成本99五、气门数目及排列方式：五、气门数目及排列方式：一般发动机都采用第一般发动机都采用第缸两气门，即一个进缸两气门，即一个进气门和一个排气门的气门和一个排气门的结构。当气缸直径较结构。当气缸直径较大，活

47、塞平均线速度大，活塞平均线速度较高时，为保证良好较高时，为保证良好的换气质量，有些发的换气质量，有些发动机采用每缸多气门动机采用每缸多气门结构：三气门，四气结构：三气门，四气门或五气门结构。门或五气门结构。100n柴油机柴油机：进、排气门分别置于气：进、排气门分别置于气缸盖的两侧缸盖的两侧( (避免进气受到预热避免进气受到预热而影响充气效率而影响充气效率) )n汽油机汽油机：进、排气道通常置于气：进、排气道通常置于气缸盖的同一侧，利用排气歧管的缸盖的同一侧，利用排气歧管的废气热量对进气歧管进行预热废气热量对进气歧管进行预热101每每缸缸四四气气门门的的布布置置同气门串联同气门串联：影响进：影响

48、进气门充气效率、排气气门充气效率、排气门热负荷不均匀门热负荷不均匀同气门并联同气门并联：提高进：提高进气门充气效率、排气气门充气效率、排气门热负荷均匀门热负荷均匀102103六、气门间隙：六、气门间隙：1、概念：、概念：气门间隙气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。或凸轮）之间留有适当的间隙。气门杆气门杆摇臂摇臂气门间隙气门间隙气门气门间隙间隙进气门进气门0.250.30mm排气门排气门0.300.35mm为何排气为何排气门间隙大门

49、间隙大于进气门于进气门间隙？间隙？104实 物 图测量气门间隙测量气门间隙拧松紧定螺母，调整调节螺钉拧松紧定螺母，调整调节螺钉105七、七、配气相位配气相位 气门从开启到关闭气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称所经历的曲轴转角，称为为配气相位配气相位。1030 4080 4080 1030 上止点上止点下止点下止点1061 1、进气门的配气相位、进气门的配气相位(1)(1)进气提前角进气提前角 在排气行程接近终了、活塞到达上止点之前，进气门便在排气行程接近终了、活塞到达上止点之前，进气门便开始。从进气门开始开启到活塞上移到上止点所对应的开始。从进气门开始开启到活塞上移到上止点所对应的曲轴转角，

50、称为进气提前角。曲轴转角，称为进气提前角。进气门提前开启的目的，是为了保证进气行程开始时进气进气门提前开启的目的，是为了保证进气行程开始时进气门已开大，减小进气阻力，使新鲜气体能顺利地充入气门已开大，减小进气阻力，使新鲜气体能顺利地充入气缸缸(2)(2)进气迟后角进气迟后角在进气行程活塞到达下止点过后，活塞又上行一段，进气在进气行程活塞到达下止点过后，活塞又上行一段，进气门关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为门关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角。进气迟后角。原因：活塞到达下止点时，气缸内压力仍低于大气压力、原因：活塞到达下止点时，气缸内压力仍低于大气压力、气流还

51、有相当大的惯性，仍可能利用气流惯性和压力差气流还有相当大的惯性，仍可能利用气流惯性和压力差继续进气。继续进气。1072 2、排气门的配气相位、排气门的配气相位(1)(1)排气提前角排气提前角在做功行程接近终了，活塞到达下止点之前，排气门在做功行程接近终了，活塞到达下止点之前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角。曲轴转角称为排气提前角。当做功行程活塞接近下止点时，气缸内的气体压力对当做功行程活塞接近下止点时，气缸内的气体压力对做功的作用已经不大，但仍比大气压力高，因此在做功的作用已经不大，但仍比大气压力高，因此在此

52、压力作用下，气缸内的废气能迅速地自由排出。此压力作用下，气缸内的废气能迅速地自由排出。(2)(2)排气迟后角排气迟后角在排气行程接近终了，活塞越过上止点后，排气门才在排气行程接近终了，活塞越过上止点后，排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角。为排气迟后角。目的：目的：由于活塞到达上止点时，气缸内的残余废气压由于活塞到达上止点时，气缸内的残余废气压力继续高于大气压力，加之排气时气流有一定的惯力继续高于大气压力，加之排气时气流有一定的惯性，仍可能利用气流惯性和压力差把废气排放得较性，仍可能利用气流惯性和压力差把废气排放得较充分。

53、充分。1083.气门重叠气门重叠气门重叠：气门重叠：当进气门早开和排气门迟关时，出现的当进气门早开和排气门迟关时，出现的进排气门同时开启的现象。进排气门同时开启的现象。 气门重叠角：气门重叠角：气门同时开启的角度（气门同时开启的角度（ + + ）。）。排气过程排气过程进气过程进气过程气门重叠角气门重叠角109配气相位演示配气相位演示110配气机构的主要零部件配气机构的主要零部件气门组气门组111气门组实物图气门组实物图锁片锁片弹簧座弹簧座112气门实物图气门实物图进气门（大）进气门（大）排气门（小）排气门（小）113n气门直径越大，气门口通道截面积就越气门直径越大，气门口通道截面积就越大，进、

54、排气阻力就越小。由于最大尺大，进、排气阻力就越小。由于最大尺寸受燃烧室结构的影响，考虑到进气阻寸受燃烧室结构的影响，考虑到进气阻力比排气阻力对发动机性能的影响大得力比排气阻力对发动机性能的影响大得多，因此为尽量降低进气阻力，进气门多，因此为尽量降低进气阻力，进气门头部直径往往大于排气门头部直径。另头部直径往往大于排气门头部直径。另外，排气门头部直径尺寸小些，在高温、外，排气门头部直径尺寸小些，在高温、高压作用下也不容易变形。高压作用下也不容易变形。114气门杆部气门杆部较高的加工精度，表较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配保证同气门导管的配合精度和耐磨性

55、合精度和耐磨性气门杆尾部：气门杆尾部：环形槽、锁销环形槽、锁销孔孔凹槽凹槽易断裂处易断裂处气门杆尾气门杆尾部的结构部的结构取决于气取决于气门弹簧座门弹簧座的固定方的固定方式式115气门导管气门导管作用：作用： 为气门的运动导向，为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导保证气门直线运动兼起导热作用。热作用。 工作条件：工作条件： 工作温度较高，工作温度较高，约约500K500K。润滑困难，易磨。润滑困难，易磨损。损。 材料：材料： 用含石墨较多的铸用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。铁，能提高自润滑作用。 加工方法：加工方法： 外表面加工精外表面加工精度较高度较高 ，内表面精绞内表面精绞 装配

56、：装配： 气门杆与气门导管气门杆与气门导管间隙间隙0.050.050.12mm0.12mm。 气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环：防止气门导卡环：防止气门导管在使用中脱落。管在使用中脱落。伸入深度应适量。锥度伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。可减少气流阻力。116气门座气门座 气门座概念：气门座概念： 气缸盖气缸盖( (或气缸体或气缸体) )的进、排气道与气门的进、排气道与气门锥面相结锥面相结 合的部位。合的部位。 作用：作用： 靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。气缸。 接受气门传来的热量。接受气门传来的热量。 气门密封干涉角：比气门锥角

57、大气门密封干涉角：比气门锥角大0.50.51 1度的度的气门座圈锥角。气门座圈锥角。 气门座气门座117气门弹簧气门弹簧功用：功用：保证气门的回位。保证气门的回位。气门弹簧气门弹簧气门弹簧座气门弹簧座锁片锁片气门关闭气门关闭 保证气门及时保证气门及时关闭、密封关闭、密封气门开启气门开启 保证气门不脱保证气门不脱离凸轮离凸轮118气门传动组气门传动组 1 1、组成、组成 2 2、功用、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。当的气门间隙。凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴119凸轮轴凸

58、轮轴作用：作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 轴颈轴颈斜齿轮斜齿轮凸轮凸轮偏心轮偏心轮正时齿轮正时齿轮斜齿轮：斜齿轮：驱动分电器、驱动分电器、（机油泵）（机油泵）偏心轮：偏心轮：驱动器汽油泵驱动器汽油泵120挺挺 柱柱（1 1）作用：）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门杆。将凸轮的推力传给推杆或气门杆。 （2 2）挺柱的分类：）挺柱的分类：普通挺柱和液力挺柱。普通挺柱和液力挺柱。普通普通挺柱挺柱用途用途 图示图示筒式筒式气门顶置式气门顶

59、置式滚轮式滚轮式减小摩擦所造成的对减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。于大缸径柴油机。1213 3、气门推杆、气门推杆作用：作用： 将挺柱传来的推力传给摇臂将挺柱传来的推力传给摇臂。 工作情况：工作情况： 是气门机构中最容易弯曲的是气门机构中最容易弯曲的细长零件。细长零件。 材料：材料： 硬铝或钢。硬铝或钢。要求：要求：足够的刚度、质量小足够的刚度、质量小结构：结构：实心和空心实心和空心122摇臂组示意图摇臂组示意图摇臂轴摇臂轴螺栓螺栓摇臂轴支座摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂轴紧固螺钉摇臂称套摇臂称套调整螺钉调整螺钉摇臂摇臂定位弹簧定位弹簧123小小 结结气门组

60、气门组气门气门气门座气门座气门导管气门导管气门弹簧气门弹簧头部头部杆部杆部气门直径要大气门直径要大锥角要合适锥角要合适密封锥面宽度、密封锥面宽度、角度要合适角度要合适124气门传动组气门传动组凸轮轴凸轮轴气门挺杆气门挺杆推杆推杆摇臂及摇臂轴摇臂及摇臂轴凸轮、挺杆凸轮、挺杆推杆、摇臂推杆、摇臂普通挺杆普通挺杆液力挺杆液力挺杆气门气门开启开启关闭关闭1252-3 2-3 柴油机燃料供给系柴油机燃料供给系概述概述 可燃混合气的形成可燃混合气的形成输油泵输油泵喷油泵喷油泵调速器调速器喷油提前角调节装置喷油提前角调节装置喷油器喷油器126 柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可燃混合气柴油机供给