《汽车发动机构造与维修（活页式）》课件 任务1 发动机整体结构认识

导入汽车的组成1汽车总体结构认识汽车的组成

1.发动机发动机是汽车的动力装置，它是使输送进来的燃料燃烧而发出动力的部件。在现代汽车上广泛应用的发动机是往复活塞式汽油和柴油内燃机，它一般是由曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统(仅用于汽油内燃机)和起动系统组成的。

2.底盘底盘是接收发动机的动力，使汽车运动并按驾驶员的操纵而正常行驶的部件。它是汽车的基体，发动机、车身、电气设备及各种附属设备都直接或间接地安装在底盘上。汽车底盘主要由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四部分组成。知识平台汽车的基本组成

3.车身车身既是驾驶员工作的场所，也是装载乘员和货物的总成。它有承载式车身和非承载式车身之分。车身主要包括发动机罩、车身本体及副车架，还包括货车的驾驶室和货厢，以及某些汽车上的特种作业设备。

4.电气设备汽车上凡是产生电能和需要供电才能工作的元件或部件，都属于电气设备的范畴，包括电气与电子设备。电气设备包括电源组(蓄电池、发电机)、发动机起动设备、发动机点火设备、照明和信号装置、空调、仪表、刮水器、音响设备、门窗玻璃电动升降设备等。电子设备包括导航系统、电控燃油喷射及电控点火设备、电控自动变速设备、电子防抱死制动设备(ABS)、电子驱动防滑设备(ASR)、车门锁的遥控及自动防盗报警设备等各种人工智能装置。知识平台

汽车发动机整体结构认识

认识

发动机的构造1—曲轴；2—曲轴正时齿轮；3—正时传动带；4—汽缸体；5—凸轮轴正时齿轮；6—排气门；7—进气门；8—液压挺柱总成；9—凸轮轴；10—汽缸密封垫片；11—汽缸盖；12—火花塞；13—飞轮齿圈；14—油底壳；15—活塞；16—连杆总成奥迪100轿车发动机的基本构造

汽车发动机的组成：两大机构（曲柄连杆机构、配气机构）五大系统（燃油供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和启动系统）（1）曲柄连杆机构包括气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等机件，是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，如图所示。（2）配气机构主要由进气门、排气门、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮和正时链（带）等组成，其作用是将足量的新鲜气体充入气缸并及时地从气缸排除废气，如图所示。（3）燃料供给系统包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管、空气滤清器、喷油器（或化油器）、进气歧管、排气歧管及排气消声器等。作用：根据发动机各种工况要求，配制具有一定数量和浓度的可燃混合气供入汽缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。

（4）润滑系包括机油泵、集滤器、润滑油道、机油滤清器、油底壳等机件，其作用是减小摩擦，降低机件磨损，并部分冷却摩擦零件，清洗摩擦表面，如图所示。（5）冷却系

发动机的冷却系分为风冷式冷却系和水冷式冷却系两种。风冷式冷却系主要由风扇、散热片等组成；水冷式冷却系则包括散热器、风扇、水泵、水套等机件。冷却系的作用是将多余的热量散发到大气中，使发动机始终处于正常的工作温度，如图所示。（6）点火系

只有汽油机才有点火系，主要由电源、点火线圈、分电器和火花塞等组成，其作用是在压缩冲程接近结束时产生高压电火花点燃混合气，如图所示。1—点火钥匙；2—点火开关；3—火花塞；4—点火线圈；5—低压线连接器；6—高压电线；7—分电器转子；8—分电器盖；9—触发轮；10—点火信号传感器；11—分电器轴；12—点火控制器；13—蓄电池（7）起动系起动系主要由起动机及附属装置组成，其作用是在任何温度下都能使静止的发动机起动并转入自行运转，如图所示。1.2.2发动机的类型压燃式

点燃式1.按着火方式不同分汽油机柴油机2.按燃料的使用不同分汽油机柴油机3.按冷却方式不同分水冷风冷水冷风冷4.按进气状态不同分非增压式（或自然吸气

）

增压式5.按冲程数数四冲程式二冲程式四冲程式二冲程式6.按汽缸数及排列方式单缸发动机多缸发动机单列式Ｖ型对置式单缸发动机多缸发动机单列式V型对置式3．发动机的常用术语发动机的常用术语如图所示。活塞顶距离曲轴中心最远的位置称为上止点。活塞顶距离曲轴中心最近的位置称为下止点。上、下止点间的距离称为活塞行程，用S表示，若曲柄半径为R，则（1）上、下止点与活塞行程

（2）气缸容积①燃烧室容积Vc。活塞位于上止点时，活塞顶上方的空间称为燃烧室容积。②气缸工作容积Vh。活塞从上止点运动到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积，即其中D为气缸直径，单位mm，s为活塞行程，单位mm。③发动机工作容积。多缸发动机各缸工作容积的总和称为发动机工作容积或发动机排量，用VL表示。若发动机的气缸数为i，则④气缸总容积Va。活塞位于下止点时，活塞上方的整个空间称为气缸总容积，用Va表示。气缸总容积等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即（3）压缩比ε

气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示，即ε表示活塞从下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度，也表示缸内气体膨胀时体积变化的倍数。各种不同类型发动机对压缩比的要求各不相同，柴油机的压缩比较高（ε=16～22），汽油机则较低（ε=

8～11）。现代化油器式发动机压缩比一般为6～9(轿车有的达8～11)上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。二、四冲程发动机的工作原理

发动机每个气缸内每产生一次动力，都要经过进气、压缩、做功和排气四个工作过程。这四个工作过程称为发动机的一个工作循环。发动机的一个工作循环如果是在曲轴旋转两周（720°），活塞在气缸内上、下运动共四个活塞行程内完成的，则称为四冲程发动机。发动机的一个工作循环若在曲轴旋转一周（360°），活塞在气缸内上、下运动共二个活塞行程内完成的，则称为二冲程发动机。现代汽车大都采用四冲程发动机。1．四冲程汽油机的工作原理汽油机是将空气与汽油按照一定比例混合成良好的混合气，在吸气冲程吸进气缸，混合气经过压缩点火燃烧而产生热能，高温高压气体作用于活塞的顶部，推动活塞做往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能，单缸四冲程汽油机气体进入气缸燃烧产生动力，其具体工作过程如图所示。（a）进气冲程

（b）压缩冲程

（c）做功冲程

（d）排气冲程(1)进气行程。曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，此时，进气门开启，排气门关闭。活塞移动过程中，气缸内容积逐渐增大，形成真空度，于是可燃混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞到达下止点，进气门关闭时结束。

由于进气系统存在进气阻力，进气终了时气缸内气体的压力低于大气压力，约为0.075MPa～0.09MPa。由于气缸壁、活塞等高温件及上一循环留下的高温残余废气的加热，气体温度升高到370K～440K。(2)压缩行程。进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，气缸内容积逐渐减小。此时进、排气门均关闭，可燃混合气被压缩，至活塞到达上止点时压缩结束。压缩过程中，气体压力和温度同时升高，并使混合气进一步均匀混合，压缩终了时，气缸内的压力约为0.6MPa～1.2MPa，温度约为600K～800K。(3)作功行程。在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作功，至活塞到达下止点时作功结束。

作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬间压力可达3MPa～5MPa，瞬时温度可达2200K～2800K。

(4)排气行程。在作功行程接近终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动。废气在自身剩余压力和在活塞推动下，被排出气缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。因排气系统存在排气阻力，排气冲程终了时，气缸内压力略高于大气压力，约为0.105MPa～0.115MPa，温度约为900K～1200K。注：活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。

单缸四冲程汽油机工作时，曲轴转角、活塞运动、气门状态、气缸内的温度和压力等情况如表所示。2．四冲程柴油机的简单工作原理

四冲程柴油机每个工作循环也是由进气、压缩、做功和排气四个行程完成的。由于使用燃料性质不同，其可燃混合气的形成和着火方式与汽油机有很大区别。图为单缸四冲程柴油机工作循环示意图。（a）进气行程

（b）压缩行程

（c）做功行程

（d）排气行程进入汽缸的工质是纯空气。由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa=(0.85~0.95)p0，比汽油机高。进气终点温度Ta=300~340K，比汽油机低。（a）进气行程

（b）压缩行程

（c）做功行程

（d）排气行程由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高(一般为ε=16~22)。压缩终点的压力为3000~5000kPa，压缩终点的温度为750~1000K，大大超过柴油的自燃温度(约520K)。（a）进气行程

（b）压缩行程

（c）做功行程

（d）排气行程当压缩行程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa左右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达5000~9000kPa，最高温度达1800~2000K。由于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机。。（a）进气行程

（b）压缩行程

（c）做功行程

（d）排气行程柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低。一般Tr=700~900K。对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动大。这是因为四个行程中只有一个行程是做功的，其他三个行程是消耗动力为做功做准备的行程。为了解决这个问题，飞轮必须具有足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺寸增加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车用多采用四缸、六缸和八缸发动机。（a）进气行程

（b）压缩行程

（c）做功行程

（d）排气行程4）二冲程汽油机的工作原理发动机气缸体上有三个孔，即进气孔、排气孔和换气孔，这三个孔分别在一定时刻由活塞关闭。其工作循环包含两个行程：1.第一冲程：活塞自下止点向上移动，三个气孔同时被关闭后，进入气缸的混合气被压缩；在进气孔露出时，可燃混合气流入曲轴箱。2.第二冲程：活塞压缩到上止点附近时，火花塞点燃可燃混合气，燃气膨胀推动活塞下移作功。这时进气孔关闭，密闭在曲轴箱内的可燃混合气被压缩；当活塞接近下止点时排气孔开启，废气冲出；随后换气孔开启，受预压的可燃混合气冲入气缸，驱除废气，进行换气过程。二冲程汽油机的工作原理如图，曲轴在外力带动下旋转，曲轴带动连杆和活塞组运动。当活塞向上运动时，曲轴箱产生负压，空气经空气滤清器过滤，在化油器中与燃油按一定比例混合。通过进气阀门吸入到曲轴箱内。当活塞向下运动时，曲轴箱中可燃气体被压缩。当扫气孔开放时，可燃气体经扫气道压入气缸，活塞再次向上运动，可燃气在气缸中被压缩，压力和温度均升高。经电器点火燃烧，受压气体压力进一步提高，气体膨胀，推动活塞下行运动，带动曲轴旋转，输出动力。当排气口开放时，燃烧后的废气先由压力喷出，再由扫气气流驱扫出气缸，经消声器排除机外，进气、压缩、膨胀、排气。周而复始，曲轴就能不停旋转做功了、5）二冲程柴油机的工作原理（1）将排气孔换成排气门。（2）进气由空压机直接将气体压入汽缸而不进入曲轴箱。（3）不需换气孔。二冲程发动机的工作原理如下：

第一冲程——活塞从下止点向上止点运动。

当活塞处于下止点时，排气阀和进气孔早已打开，贮气室l中的压缩空气便进入气缸内，并冲向排气阀，这动产生清除废气的作用，同时也使气缸内充满新空气。当活塞由下止点向上止点运动时，进气孔首先由活塞关闭，然后排气阀也关闭；空气在气缸内受到压缩。

第二冲程——活塞从上止点向下止点运动。

活塞行至上止点前，喷油器将燃油喷入燃烧室中，压缩空气所产生的高温，立刻点燃雾化的燃油，燃烧所产生的压力，推动活塞下行，直到排气阀再打开时为止。燃烧后的废气在内外压力差的作用下，自行从排气阀排出。当进气孔被活塞打开后，气缸内又进行扫气过程。曲轴每转一转，活塞走了两个冲程就完成一个循环，因此叫二冲程柴油机。3．汽油机和柴油机的不同之处

①压缩比不同

②点火方式不同③燃油不同

④

制作材料不同汽油机和柴油机有许多不同之处，主要表现在：

（1）构造不同：汽油机的汽缸顶部装有______，而柴油机的汽缸顶部装有______；

（2）燃料不同：汽油机使用的燃料是______，而柴油机使用的燃料是______；

（3）吸人物质不同：汽油机在吸气冲程吸入的是______而柴油机在吸气冲程吸入的是______；

（4）点火方式不同：在压缩冲程末，汽油机汽缸内被压缩的混合气体温度虽然很高，但仍低于汽油的燃点，需由______产生电火花来助燃，这种点火方式称为______式；而柴油机汽缸内的空气被压缩后温度已超过柴油的燃点，这时由______喷进柴油，不用明火，柴油也会自动燃烧，这种点火方式称为______式．练习：内燃机的名称与型号编制1．内燃机的名称

根据国家标准（GB/T72