单元一发动机总体构造

1、发动机构造与维修发动机构造与维修 单元一单元一 发动机总体构造发动机总体构造知识结构知识结构 发动机作用和基本工作原理发动机作用和基本工作原理 发动机的总体构造发动机的总体构造 发动机主要性能指标和特性发动机主要性能指标和特性 汽车维修基础知识汽车维修基础知识 （一）、（一）、 发动机的定义：发动机的定义：发动机是将某一种形式发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。的能量转变成机械能的机器。一、发动机作用和基本工作原一、发动机作用和基本工作原理理 现代汽车大多采用往复活塞式内燃机。它将现代汽车大多采用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能燃料在发动机气缸内部进行

2、燃烧，把产生的热能转变成机械能。转变成机械能。（二）、（二）、发动机分类发动机分类1. 1. 按所用按所用 燃料分类燃料分类 汽油机汽油机柴油机柴油机2 2、按完成一个工作、按完成一个工作 循环所需行程数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4 4、按气缸数分、按气缸数分单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机3 3、按冷却方式分、按冷却方式分水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机直列式直列式型型对置式对置式单列式单列式型型对置式对置式5.5.按排列方式分类按排列方式分类6. 按照进气方式分类按照进气方式分类 目前，汽车拖拉机主要采用往复活塞式内燃机。目前，汽车拖拉机

3、主要采用往复活塞式内燃机。 （三）、（三）、 汽油发动机的基本组成汽油发动机的基本组成汽油发动机组成示意图气缸盖气缸体活塞连杆曲轴油底壳进气门排气门火花塞发动机主要由：气发动机主要由：气缸体、气缸盖、活缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴、塞、连杆、曲轴、油底壳，进、气门油底壳，进、气门和火花塞等组成。和火花塞等组成。火花塞火花塞 喷油器喷油器 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 ) 压缩比压缩比发动机排量发动

4、机排量（四）（四） 、发动机基本术语、发动机基本术语发动机工作容积发动机工作容积(V(VL L) ) 活塞位于上止点活塞位于上止点活塞位于下止点活塞位于下止点动态演示动态演示 （1）上止点）上止点活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为上止点。极限位置，称为上止点。 （2）下止点）下止点活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。极限位置，称为下止点。 （3）活塞行程）活塞行程S上、下止点之间的距离称上、下止点之间的距离称为活塞行程为活塞行程 ，单位：毫米（，单位：毫米（mm）（）（S=2R）。）。（5）气缸工作容积）气缸

5、工作容积Vh活塞从一个止点运动到活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。一般用一般用Vh 表示。单位是表示。单位是L（升）。（升）。 （6） 发动工作容积发动工作容积VL 发动机所有气缸工发动机所有气缸工作容积的总和，也称为作容积的总和，也称为发动机排量发动机排量。一般用。一般用VL表示，单位是表示，单位是L（升）（升） ： VL= i Vh 式中：式中： Vh 气缸工作容积；气缸工作容积； i气缸数目。气缸数目。 （7）燃烧室容积）燃烧室容积活塞位于上止点时，其顶部活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。一般用

6、与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。一般用Vc表示。单位是表示。单位是L（升）。（升）。（8）气缸总容积）气缸总容积活塞位于下止点时，其顶部活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。一般用与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。一般用 Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即积和燃烧室容积之和，即 Va VcVh （9）压缩比）压缩比气缸总容积与燃烧室容气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用积之比称为压缩比。一般用表示。表示。 表表示吸入气缸内的可燃混合气或新鲜空气示吸入气缸内的可燃混合气或新鲜空气被压缩的程度。被

7、压缩的程度。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6 610(10(轿轿车有的达车有的达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15152222。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；（五）、（五）、 四冲程发动机的简单工作原理四冲程发动机的简单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 1.1.四行程四行程汽油机汽油机的工作原理的工作原理汽油发动机四个行程的

8、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每一行程工作工作的具体分析如下的具体分析如下 (1)(1)、进气行程、进气行程进气终了时：进气终了时： 气缸内气缸内压力压力为为0.0750.0750.09Mpa0.09Mpa； 气缸内气缸内温度温度上升上升至至370370440K440K 排气门关闭排气门关闭进气门开启进气门开启活活塞塞下下行行(2)(2)、压缩行程、压缩行程压缩终了时：压缩终了时： 气缸内气缸内压力压力上升上升至至0.60.61.2Mpa1.2Mpa， 气缸内气缸内温度温度继续继续上升至上升至600600800K 800

9、K 。进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭活活塞塞上上行行(3)(3)、作功行程、作功行程作功中：作功中： 气缸内气缸内最高压力最高压力可可达达3 35Mpa5Mpa， 最高温度最高温度可达可达220022002800K2800K；作功终了时：作功终了时： 气缸内气缸内压力压力下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa， 温度温度下降至下降至130013001600K1600K。 进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭活活塞塞下下行行(4)(4)、排气行程、排气行程排气终了时：排气终了时： 气缸内气缸内压力压力下降至下降至0.1050.1050.115Mpa0.115Mpa； 温度

10、温度下降至下降至9009001200K1200K 进气门关闭进气门关闭排气门打开排气门打开残余废气残余废气活活塞塞上上行行 与汽油机工作原与汽油机工作原理相比主要差别是：理相比主要差别是：采用的燃料、混合气采用的燃料、混合气的形成和点火方式不的形成和点火方式不同同。柴油机由于用的。柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自燃温不易蒸发，且自燃温度又较汽油低，所以度又较汽油低，所以采用的是采用的是 压缩自燃式点火压缩自燃式点火。2.四行程四行程柴油机柴油机工作原理工作原理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

11、四行程柴油机各行程示意图开始喷油开始喷油柴油机工作原理燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。(1)(1)、进气行程、进气行程进气终了时：进气终了时： 气缸内气缸内压力压力为为0.0750.0750.095Mpa0.095Mpa； 气缸内气缸内温度温度上升上升至至320320350K350K 排气门关闭排气门关闭进气门开启进气门开启活活塞塞下下行行(2)(2)、压缩行程、压缩行程压缩终了时：压缩终了时： 气缸内气缸内压力压力上升上升至至3 35Mpa5Mpa， 气缸内气缸内温度温度继续继续上升至上升至80080

12、01000K 1000K 。进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭活活塞塞上上行行(3)(3)、作功行程、作功行程作功中：作功中： 气缸内气缸内最高压力最高压力可可达达5 510Mpa10Mpa， 最高温度最高温度可达可达180018002200K2200K；作功终了时：作功终了时： 气缸内气缸内压力压力下降至下降至0.20.20.4Mpa0.4Mpa， 温度温度下降至下降至120012001500K1500K。 进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭活活塞塞下下行行(4)(4)、排气行程、排气行程排气终了时：排气终了时： 气缸内气缸内压力压力下降至下降至0.1050.1050.125Mp

13、a0.125Mpa； 温度温度下降至下降至8008001000K1000K 进气门关闭进气门关闭排气门打开排气门打开残余废气残余废气活活塞塞上上行行3.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 (1)(1)、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。 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气在缸外混合，进入汽油与空气在缸外

14、混合，进入可燃混合气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高压气体使柴油雾化并高温高压气体使柴油雾化并自燃自燃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(2)(2)、汽油机、柴油机的工作、汽油机、柴油机的工作不同不同点：点： 4 二冲程汽油发动机工作原理二冲程汽油发动机工作原理(1)、活塞上行、活塞上行上方上方压缩压缩下方下方吸气吸气(2)、活塞下行、活塞下行(上半程上半程)上方上方作功作功 下方下方预压预压 活塞下行活塞下行(下半程下半程)上方上方排气排气换气换气下方下方-预压预压二二 发动机总体构造发动机总体构造 两大两大机

15、构机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五大五大系统系统燃料供给系燃料供给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（一）、构造（一）、构造发动机结构示意图发动机结构示意图分电器分电器化油器化油器机油泵机油泵正时齿正时齿轮室轮室配气配气凸轮轴凸轮轴气门气门活塞活塞曲轴曲轴飞轮飞轮机油尺机油尺连杆连杆火花塞火花塞汽油泵汽油泵机油滤机油滤清器清器油底壳油底壳曲轴曲轴皮带轮皮带轮水泵水泵皮带轮皮带轮1、曲柄连杆机构、曲柄连杆机构2、配气机构、配气机构3、汽油发动机供给系、汽油发动机供给系4、发动机冷却系、发动机冷却系5、发动机润滑系、发动机润滑系6、汽油机点火系、汽油机点火系7、起动系

16、、起动系（二）、国产内燃机型号编制规则（二）、国产内燃机型号编制规则 首部：首部：产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自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。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径符由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。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时，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。由制造厂选用适

17、当符号表示。1.内燃机型号的组成内燃机型号的组成2.内燃机型号的排列顺序及含义内燃机型号的排列顺序及含义(1) (1) 汽油机汽油机 1E65F1E65F： 单缸，二行程，缸径单缸，二行程，缸径65mm65mm，风冷通用型，风冷通用型 4100Q-44100Q-4：四缸，四行程，缸径：四缸，四行程，缸径100mm100mm，水冷，汽车用，第四，水冷，汽车用，第四 种变型产品种变型产品 3.型号编制举例型号编制举例 (2) (2) 柴油机柴油机 495T495T：四四缸，四行程，缸径缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷，拖拉机用，水冷，拖拉机用165F165F：单缸，四行程，缸径：单缸，四行程

18、，缸径65mm65mm，风冷，通用型，风冷，通用型 6135Q6135Q：六缸，四行程，缸径：六缸，四行程，缸径135mm135mm，水冷，汽车用，水冷，汽车用 X4105CX4105C：四缸，四行程，缸径：四缸，四行程，缸径105mm105mm，水冷，水冷, ,船用，船用，X X表示系表示系 列代号列代号 三发动机的性能指标和特性三发动机的性能指标和特性 （一）发动机主要性能指标 发动机主要性能指标有两种：指示指标和有效指标。1.指示指标：是以工质对活塞做功为基础的性能指标。 工质工质是指实现热能和机械能相互转化的媒介物质。2.有效指标：是以曲轴输出功率为基础的性能指标。 两种指标的主要区别

19、在于有效指标扣除了发动机在热功有效指标扣除了发动机在热功转换过程中为维持实际循环工作过程中所消耗掉的功。转换过程中为维持实际循环工作过程中所消耗掉的功。 在实际生产和使用过程中，主要用有效指标来评价发动机性能好坏和发动机维修质量好坏。(1) 动力性指标动力性指标.有效功率物理意义：物理意义：以曲轴对外输出功为基础，代表内燃机的整机性能。有效功率有效功率Pe-从发动机曲轴上输出的净功率。从发动机曲轴上输出的净功率。 .有效转矩有效转矩 Me（Nm）由功率输出轴输出的转矩。它代表了发动机克服负荷的能力。 Pe=Me.2n/6010-3(kW) Me=30Pe/ n 103(Nm)式中：n发动机转速

20、（r/min）。).(95502100060mNnPenPMee(2)、经济性指标、经济性指标有效燃油消耗率有效燃油消耗率ge定义：发动机以发动机以1 1 kW的有效功率，连续工作的有效功率，连续工作1h所消耗的燃料量。所消耗的燃料量。用用g表示。单位表示。单位g/ kW .h 。 公式：GT每小时耗油量，每小时耗油量，kg/hPe 有效功率，有效功率，Kw.3e10gETPG(3).环境指标主要指发动机的排气品质和噪声水平。排气品质 有害气体：NOx、HC、CO、SO2、铅化物等。 微粒（碳烟）噪声振动限制对环境的破坏（二）、发动机特性及特性曲线（二）、发动机特性及特性曲线 （2）发动机调整

21、情况：发动机调整情况：主要指柴油机供油提前主要指柴油机供油提前角、汽油机点火提前角、混合气浓度等。角、汽油机点火提前角、混合气浓度等。 1 1、基本概念：、基本概念： （1）发动机特性：）发动机特性：指发动机性能指标随着发指发动机性能指标随着发动机调整情况和使用工况而变化的关系。动机调整情况和使用工况而变化的关系。 （3）发动机使用工况：发动机使用工况：主要指发动机转速和负主要指发动机转速和负荷等。荷等。（4）发动机特性曲线：）发动机特性曲线：指以曲线形式表示的发动机特性。指以曲线形式表示的发动机特性。2 2、发动机的速度特性、发动机的速度特性发动机的速度特性：发动机的速度特性： 当汽油机的节

22、气门当汽油机的节气门（或柴油机喷油泵的油量或柴油机喷油泵的油量控制拉杆）控制拉杆）位置不变位置不变时，发动机时，发动机性能指标性能指标（转（转矩、功率、燃油消耗率等）矩、功率、燃油消耗率等）随转速的改变随转速的改变而变而变化的关系，称化的关系，称发动机速度特性。发动机速度特性。对应的曲线称为速度特性曲线。对应的曲线称为速度特性曲线。 发动机速度特性分为全负荷特性（或外特发动机速度特性分为全负荷特性（或外特性）和部分负荷特性两种。性）和部分负荷特性两种。3.3.负荷特性负荷特性指在转速一定时，逐渐指在转速一定时，逐渐改变节气门开度（或改改变节气门开度（或改变喷油泵供油拉杆位置变喷油泵供油拉杆位置

23、），发动机每小时耗油），发动机每小时耗油量量G GT T、有效燃油消耗率、有效燃油消耗率g ge e随有效功率随有效功率P Pe e （或有（或有效转矩效转矩Me）的改变而变的改变而变化的关系。称为发动机化的关系。称为发动机负荷特性。它主要被用负荷特性。它主要被用来评价发动机在转速一来评价发动机在转速一定下，以不同的负荷运定下，以不同的负荷运转的经济性。转的经济性。小小 结结发动机发动机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。定义定义分类分类按不同的分类方法按不同的分类方法常用术语常用术语十个基本术语十个基本术语工作原理工作原理汽油发动机汽油

24、发动机（重点）（重点）柴油发动机柴油发动机与汽油机的区别与汽油机的区别四个行程的工作过程四个行程的工作过程总体构造：汽油机（两大机构五大系统），总体构造：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） 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 作作 业业1. 解释词语：解释词语： 发动机排量、压缩比、四冲程发动机发动机排量、压缩比、四冲程发动机2. 简述四冲程汽油发动机工作原理。简述四冲程汽油发动机工作原理。3. 汽油发动机由哪几部分组成？汽油发动机由哪几部分组成？ 汽油机汽油机和柴油机在结构上有什么区别？和柴油机在结构上有什么区别？4.汽车维护的基本原则是什么？汽车修理汽车维护的基本原则是什么？汽车修理的主要工作包括那几方面？的主要工作包括那几方面？八、起动系八、起动系1.1.组成：主要包括蓄电池、起组成：主要包括蓄电池、起动机及其控制电路组成。动机及其控制电路组成。2.2.作用：用以使静止的发动作用：用以使静止的发动机起动并转入自行转动。机起动并转入自行转动。上止点上止点 下止点下止点 活塞行程活塞行程(S) 曲柄半径曲柄半径(R) 燃烧室容积燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积气缸总容积(Va ) VL= V h iVh= D2S 10-6/4 （L） D气缸直径，m