柳州五菱柳机动力公司 发动机原理培训课程

发动机原理培训课程

——柳州五菱柳机动力

售后效劳部

二零零八年三月发动机产品简介LJ465QE1LJ465Q3-1AE1一、产品结构：

目前，我公司所生产的发动机按使用燃料来分有柴油机、汽油机两种，其中，主导产品为汽油机，其系列有多种〔又可分为化油器式发动机及电喷发动机〕，化油器式发动机如LJ276M、LJ462MW、LJ465MY等等发动机；电喷发动机如LJ462QE1、LJ465QE系列、LJ465Q-1AE系列、LJ465Q3-1AE系列LJ465Q-1ANE系列、LJ474QE系列、LJ486QE系列、LJ491QE系列等等。

。

我公司产品结构及外销市场的简单介绍我公司产品结构及外销市场的简单介绍二、市场分布：

〔一〕上汽通用五菱市场；

〔二〕上汽通用五菱外市场；1、出口市场：如巴基斯坦亚盾公司等；2、微卡市场；3、微车市场；4、摩托车市场。第一章发动机根本原理介绍一发动机分类发动机的结构形式很多，根据根本工作原理可分为往复活塞式发动机、旋转活塞式发动机、燃气轮机等，其中以往复活寒式发动机使用最为广泛，通常所讲的“发动机〞就是指这种型式。1、按使用燃料分类，可分为：⑴柴油机〔所用燃料为柴油〕；⑵汽油机〔所用燃料为汽油〕；2．按工作循环的冲程数来分，可分为：⑴二冲程发动机:活塞连续移动两个冲程〔即活塞往复两个单程完成一个工作循环〕；⑵四冲程发动机：活塞连续移动四个冲程〔即活塞往复四个单程完成一个工作循环〕；发动机根本原理介绍发动机根本原理介绍6．按进气压力来分：

⑴非增压发动机(自燃吸气)；⑵增压发动机；7．按气缸排列分

⑴单列发动机⑵多列发动机8.按发动机是否按电喷系统分(1)电喷发动机(2)化油器式发动机6、活塞行程：活塞上下止点之间的距离，以S表示，活塞冲程长度为曲柄半径的两倍，即S=2R；7、压缩容积；活塞位于上止点时，活塞上顶面与气缸盖底面之间的气缸容积，称为压缩容积，以Vc表示，由于燃料在这个容积内燃烧，所以称Vc为燃烧室容积。8、气缸工作容积：活塞从上止点移动到下止点，它所扫过的空间容积，称为气缸工作容积，以Vh表示。Vh=πD2×S/4×10-6(L)=式中D——气缸直径〔m〕S——活塞行程〔m〕10、发动机工作容积(Vl):发动机所有气缸工作容积之总和,也叫发动机排量,设发动机的气缸数为i,那么Vl=Vh*i(L)11、气缸总容积：活塞位于下止点时，活塞上顶面到气缸盖下底面之间的气缸容积，以Va表示，也可称为气缸最大容积，它等于燃烧室容积和气缸工作容积之和，即：Va=Vc+Vh12、曲轴转速：曲轴每分钟的转速，以n表示。13、活塞平均速度：活塞在气缸中往复运动的平均速度，以Cn表示，即：Cn=S*n/30(m/s)14、压缩比：气缸总容积与压缩容积的比值，称为压缩比。三、发动机简单工作原理第一冲程——进气冲程〔图1-1〕在进气冲程开始时，进气门开启，排气门关闭，活塞从上止点向下止点运动，由于活塞的下行，活塞顶部的气缸容积增大，缸内压力下降到大气压以下，靠气缸内外压力差的作用，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。当活塞运动到下止点时，进气门关闭，进气过程结束。

图1-1第二冲程——压缩冲程〔图1-2〕为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而发动机发出较大的功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小，密度加大、温度升高，为下一个作功冲程做准备，即需要有压缩冲程；在这个过程中，进、排气门均处于关闭状态，活塞自下止点向上止点运动；在压缩冲程开始时，活塞位于下止点，曲轴在飞轮惯性的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上运动，随着气缸容积的不断减小，气缸内的空气受到了压缩，其温度和压力迅速上升。图1-2第二冲程——压缩冲程第三冲程——作功冲程〔图1-3〕图1-3第四冲程——排气冲程〔图1-4〕可燃混合气燃烧后生成的废气必须从气缸中排除，以便进行下一个进气过程。当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上运动时，继续将废气排到大气中。当活塞到达上止点附近时，排气冲程结束。图1-4第四冲程——排气冲程综上所述，四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个冲程，完成一个工作循环。在这期间活塞在上、下止点间往复移动四个冲程，相应地曲轴旋转了两周，发动机通过连续的工作循环，才能源源不断向外输出机械。从以上分析中，我们可以了解到，四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴转动两周，凸轮轴转动一周；发动机在每完成一个工作循环的四个冲程中，只有作功冲程对外做功，其余三个冲程均消耗机械功。四、四冲程柴油机工作原理的简单描述五、四冲程柴油机与四冲程汽油机的主要异同点六、多缸发动机的工作原理前面介绍的是单缸发动机的工作过程，但是单缸发动机的四个行程中只有一个行程作功，其余三个行程不作功，即曲轴转两圈，只有半圈作功，所以运转平稳性较差，功率越大，平稳性就越差，为了使运转平稳，单缸机一般都装有一个大飞轮。故现代汽车发动机都是多缸四行程发动机，那么，多缸四行程发动机与单缸四行程发动机的工作过程有什么区别呢？曲轴转角(°)第一缸第二缸第三缸第四缸0～180°作功排气压缩进气180°～360°排气进气作功压缩360°～540°进气压缩排气作功540°～720°压缩作功进气排气18七、发动机出厂编号介绍〔一〕、发动机型号介绍为了便于内燃机的生产管理和使用，国家标准(GB725－82)?内燃机产品名称和型号编制规那么?中对内燃机的名称和型号作了统一规定。1.内燃机的名称和型号内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由以下四局部组成：首部：为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。中部：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。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：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。2.内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：(1)汽油机1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型4100Q：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品CA6102：表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号8V100：表示八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号CA488：表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号(2)柴油机

195：表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用6135Q：表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用X4105：表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号八、发动机主要性能指标与特性1、发动机性能指标发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准。发动机的主要性能指标有：动力性能指标，经济性能指标和排放性能指标。(1)动力性能指标动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标，包括有效扭矩、有效功率和曲轴转速。a.有效扭矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，通常用Te表示，单位为N·m。有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产生的扭矩，并克服了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净扭矩。b.有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示，单位为kW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器测定，测出有效扭矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率。

=(KW)

式中：Te－有效扭矩，单位为N·m；

n－曲轴转速，单位为r/min。c.转速：指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/min。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行300～1000小时。(2)经济性能指标通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出1kW有效功率在1小时内所消耗的燃油质量(以g为单位)，燃油消耗率通常用ge表示，其单位为g/kw·h，计算公式如下(g/kw.h)

式中：GT－每小时的燃油消耗量，kg/h；

Pe－有效功率，kW。很明显，有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少，其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的有效燃油消耗率ge是最小值。(3)排放性能排放性能指标包括排放烟度、有害气体(CO，HC，NOx)排放量、噪声等。

阶段限值/(g/kw)一氧化碳(CO)碳氢化合物(HC)氮氢化合物(NOX)国III2．300．200．15国IV1．000．100．082.特性发动机的主要性能指标有效扭矩Te，有效功率Pe，有效耗油率随其运转工况(负荷、转速)变化而变化的关系称为发动机的特性。其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，而性能指标随负荷变化的关系称为发动机的负荷特性。用曲线来表示这些关系，称为发动机的特性曲线。发动机特性是对发动机性能进行全面评价和鉴定的依据。在发动机特性中，其速度特性最为常用，下面仅介绍发动机的速度特性。速度特性发动机的速度特性指发动机的性能指标Te，Pe，ge，随发动机转速n变化的规律，用曲线表示，称为速度特性曲线。速度特性可以在发动机试验台上测得。当节气门开度保持不变时，同时用测功器对发动机曲轴施加一定数值的阻力矩。当发动机运转稳定时即阻力矩和发动机发出的有效扭矩相等时，可用转速表测出此时的稳定转速，同时在测功器上测出该转速下的有效扭矩Te，计算出有效功率Pe，另外可测出消耗一定量汽油所经历的时间，换算成每小时耗油量GT，然后计算出有效燃油消耗率ge。改变测功器的阻力矩数值，重复上述过程，又可以得出一组n、Te、Pe、ge，这样重复假设干次，可以得到一系列的n、Te、Pe、ge，然后根据这些数据，以转速n为横坐标，以性能指标Te、Pe、ge为纵坐标作出三条曲线，即为相对应于该节气门开度的速度特性曲线。节气门全开时的速度特性叫发动机的外特性；节气门不全开的任意位置所得到的速度特性都称为局部特性。发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。我们以汽油机为例，介绍其总体构造〔一〕、曲柄连杆机构1、功用：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。2、组成：曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。机体组：机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装根底，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。对于我公司发动机来说，机体组主要由曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。曲轴箱内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。水冷发动机的气缸周围和气缸盖中都加工有冷却水套，并且气缸体和气缸盖冷却水套相通，冷却水在水套内不断循环，带走局部热量，对气缸和气缸盖起冷却作用。配气机构作用：配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气〔汽油机〕或新鲜空气〔柴油机〕并及时排出废气。组成：配气机构的组成按功用可分为气门驱动组和气门组。其中，气门驱动组的作用是定时驱动气门使其启闭，一般包括以下零件：凸轮轴、摇臂轴、挺柱、推杆、摇臂、气门间隙调整螺钉等；气门组的作用主要是维持气门的关闭，一般包括有以下零件：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门锁夹等。供给系〔以汽油机为例〕1、作用：是根据发动机的不同情况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，最后还要把燃烧后的废气排出气缸。2、组成：①燃油供给装置：汽油油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管②空气供给装置：空气滤清器③可燃混合气形成装置。④废气排出装置：排气管道、排气消音器，三元崔化转换器润滑系功用：向作相对运动的零件外表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。并对零件外表进行清洗和冷却。主要起到润滑、冷却、清洗、密封等作用。组成：润滑系一般由机油泵，油底壳，机油滤清器，机油散热器，各种阀，传感器和机油压力表、温度表等组成。冷却系

功用：冷却系的主要功用是把受热零件吸收的局部热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。分类：冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。水冷系发动机组成：由散热器、水泵、风扇、冷却水套和温度调节装置等组成。IGNITIONCOILHIGHVOLTAGESPARKPLUGSBATTERYIGNITORSPARKPLUGSECMESTREFCRANKWHEELESTACACACACECMESTCRANKWHEELESTESTESTACACACACACACACACECMCRANKWHEELCAMDRIVENSWITCH起动系

作用：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，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。起动时，接通起动开关，起动机电路通电，继电器的吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁力，吸引铁芯左移，并带动驱动杠杆绕其销轴转动，使齿轮移出与飞轮齿圈啮合。

LJ465Q3-1AE1发动机起动系主要是由起动机总成及其附件组成。LJ465Q3-1AE1发动机描述一、发动机描述LJ465Q3-1AE1系列电喷汽油发动机是在我厂LJ465Q-1A化油器式汽油机的根底上，与德尔福公司联合研制开发的符合环保要求的具有国内先进水平的微型汽车发动机，它具有结构紧凑、升功率大、油耗低、高转速、噪音小、排放到达欧洲Ⅲ号排放标准等特点，广泛配套于微型客、货车，批量供给国内多家汽车制造厂，已搭载五菱汽车、佳宝汽车、华阳汽车等车型。1、发动机是4缸、4冲程、水冷式的汽油机装置。2、发动机配装先进的德尔福电喷系统，并经过相关标定试验及匹配试验，且经过市场的长期考验。3、LJ465Q3-1AE1发动机配装MR509A变速器总成，更适合微卡的匹配。4、LJ465Q3-1AE1发动机的各个气缸排成一列，为垂直布置，结构相对简单，但发动机长度和高度较大。往往在整车布置时，为了降低发动机及整车高度，把发动机发动机向排气侧倾斜50度。5、主动三角皮带轮、水泵皮带轮及发电机皮带轮采用多楔带传动，而不是普通的V型带。6、驱动凸轮轴的正时皮带采用齿形带传动形式，运转时十分清静，并且很轻。7、采用曲轴箱强制通风方式，即从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管，吸入气缸再燃烧。这样，可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用，有利于提高发动机的经济性。8、轴瓦、活塞连杆总成及气缸孔的装配均采用分组装配形式，对保证发动机整体质量起到关键作用。9、燃烧室在活塞顶部和气缸盖之间，属多球型。特点是能以少量的燃油，产生较大的功率。10、热水通过进气歧管，以此促进燃油的气化和保证混合的均匀。11、活塞销与活塞的装配方式采用全浮式。LJ465Q3-1AE1曲轴箱的材料采用特种合金铸铁，在形状上有很深的加强筋，使结构更牢固。其主轴承孔为组合加工孔，在装配及维修时不能更换。LJ465Q-1AE1发动机配气机构中，〔1〕采用单顶置凸轮轴气门机构和“V〞形气门结构，单顶置式凸轮轴安装在气缸盖的上面，它通过正时皮带，被曲轴驱动，和普通的顶置式气门发动机不同，该发动机没有推杆，这样能够更直接地驱动气门，使气门毫无延误的跟随曲轴运动。进气孔和排气孔采用正交流动形成，气门安放在“V〞形结构上，容积效率和换气效率都十分高。〔2〕凸轮轴和摇臂轴的支撑，与气缸盖构成一体，因此结构十分巩固，大大减少了配气机构的噪声，此外还减少了配气机构零、部件的数量，使发动机机构更紧凑。曲轴采用整体锻成，由五个轴承支撑，运转时受振动的影响较小。可分为曲轴前端、曲拐、曲轴后端，曲轴箱废气再循环示意图LJ465Q3-1AE1发动机主要性能参数

LJ465Q3-1AE1发动机润滑系统描述LJ465Q3-1AE1发动机采用压力润滑与飞溅润滑相结合的复合式润滑方式，由机油泵以压力向各运动部件提供润滑油。机油泵属内齿轮形，一个像外环的齿轮，在内部和一个内齿轮啮合，在两者之间有一个分开的新月状的定子。机油泵安装在发动机前部，被曲轴驱动。机油泵内部结构示意图：LJ465Q3-1AE1发动机润滑系统图凸轮轴中央轴颈#3摇臂轴摇臂凸轮轴轴颈#1、2、4气缸壁凸轮轴轴颈5#凸轮轴中央孔活塞和气缸壁连杆小端连杆大端曲轴轴颈气缸体油孔机油滤清器机油泵集滤器旁通阀安全阀机油盘LJ465Q3-1AE1发动机冷却系描述LJ465Q3-1AE1发动机通过水泵〔以下图所示〕为整个冷却系统提供压力，以促使冷却水在发动机水套中循环，从而把发动机所产生的大量热量带到散热器中进行冷却。LJ465Q3-1AE1发动机冷却系统采用腊式节温器，以到达发动机大循环与小循环的目的。其中，小循环的作用是：当水温低时，水不经过散热器进行循环流动从而使水温升高，并使发动机迅速而均匀地热起来；大循环的作用是：当水温高时，水经散热器进行循环流动，从而使水温降低。5装配过程中，各运动摩擦外表应注入或涂一层SF〔或SG〕SF15W/40汽油机油(或APISGSAE15W40汽油机油)。6油、水、气密封结合面应清洁，不允许磕碰、划伤、锈蚀，并按规定涂一层HZ-1213耐油硅酮密封胶或乐泰242螺纹锁固剂。涂胶密封面，清洗后不允许被润滑油等污染。严格按规定进行涂胶，防止因涂胶不当导致零件不能正常工作或密封胶堵塞油道等后果。7各油封总成的回油线部位应均匀注有ZL-2锂基润滑脂，油封压入油封座时，应用专用工具压入油封座，不得有过松、压斜或铲胶现象；与轴装配时应以专用导向工具装配，不允许损伤唇部，以确保密封性。8、汽油机上的紧固件应按规定的力矩分两次上紧，对于固定同一零部件的紧固件应由中间至两边按顺序交叉拧紧，为确保连接可靠，紧固件未经设计部门同意，不得用其它紧固件代替。三、局部装配过程要求1、安装气缸垫时，首先要检查气缸垫的质量和完好程度，所有气缸垫上的孔要和气缸体上的孔对齐，否那么，会将通向缸盖的油孔堵住，造成烧机等故障。2、曲轴箱总成与曲轴的装配2.1两个曲轴止推片上的油槽所在面应朝向曲柄臂。2.2曲轴箱总成的主轴承底孔为组合加工，主轴承盖不得互换，同一台曲轴箱总成的主轴承盖应按以下图中的顺序和方向布置。2.3曲