汽车发动机构造原理图解.ppt

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1、汽车发动机构造原理图解,汽车发动机构造与维修图解,汽车发动机构造与维修图解,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述 第二节 发动机概述 第三节 发动机的工作原理 第四节 发动机的主要性能,2021/1/27,一、汽车的发展 1986年国际汽车产业界推举德国戴姆勒-奔驰汽车公司主办国际汽车百年圣诞庆贺的盛典，并公认国际汽车产业界汽车发明家是创办奔驰汽车公司的卡尔本茨先生。所以人们一般把1886年称作为汽车元年。,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,2021/1/27,图1-1 世界上第一辆汽车,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,2021/1/27,图1-2车载通信系统,纵观

2、汽车的发展历史，一百多年来，几乎所有的科技新成果、新技术都应用在汽车上。汽车电子技术的发展与应用，将推动汽车产品进入一个全新的时代。,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,2021/1/27,图1-3发动机综合性能分析仪,二、汽车维修的发展 维修对象电子化 维修设备现代化 维修人员高素质化 维修资讯网络化 维修管理电脑化 故障诊断专家化,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,三、汽车的组成 发动机：现代汽车广泛采用活塞式内燃机，为汽车提供动力。 底盘：汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系等四大系统组成（参见图1-5

3、）。 车身：安置驾驶员、乘客或货物。客车和轿车是整体车身；普通货车车身由驾驶室和货箱组成。 电器：包括汽车电源、配电装置、全车电缆、用电器设备、计算机控制系统等（参见图1-6、图1-7）。,2021/1/27,图1-4轿车总体结构,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,2021/1/27,图1-5发动机和底盘的位置,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,2021/1/27,图1-6汽车上的电缆,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,2021/1/27,图1-7 汽车电气设备,第一章 汽车及发动机综述,第一节 汽车概述,2021/1/27,一、发动机组成 汽油机通常由曲柄连杆、

4、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动和计算机控制系统六大系统组成。柴油机无点火系。汽油机和柴油机的结构如图1-8和图1-9所示。,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,图1-8 汽油机,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,图1-9 柴油机,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,一、发动机组成 1. 曲柄连杆机构：曲柄连杆机构是由机体、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成的，如图1-10所示。其作用是将燃料燃烧所产生的能量转化为动能，同时将活塞的往复直线运动转

5、变为曲轴旋转运动，从而对外输出动力。如图1-11所示。,2021/1/27,图1-10曲柄连杆机构的分解图,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,图1-11曲柄连杆机构的工作图,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,一、发动机组成 2. 配气机构：配气机构由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是根据发动机工作需要，按时打开和关闭气门或气口，使新鲜气体或燃料及时充入汽缸，并使燃烧后的废气及时排出汽缸。如图1-12所示。,2021/1/27,图1-12配气机构,第一章 汽

6、车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,一、发动机组成 3. 燃料供给系：汽油燃料供给系有化油器式和燃油喷射式两种，如图1-13、图1-14所示。柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、喷油器进排气管和排气消声器等组成，如图1-15所示。其作用是向汽缸内供给纯空气，并根据发动机的工作需要，按时向缸内喷入定量柴油，以调节发动机输出功率和转速，最后，将燃烧后的废气排出汽缸。,2021/1/27,图1-13 化油器式燃料供给系,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节

7、 发动机概述,2021/1/27,图1-15 柴油机燃料供给系,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,一、发动机组成 4. 冷却系：冷却系有水冷式和风冷式两种，现代汽车大都采用水冷式。其作用是利用冷却水冷却高温零件，并通过散热器将热量散发到大气中去，保证发动机正常的工作温度。水冷式由水泵、散热器、风扇、分水管、节温器和水套(在机体内)等组成，如图1-16所示。,2021/1/27,图1-16 汽车发动机冷却系,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,

8、一、发动机组成 5. 润滑系：润滑系的作用是将润滑油送到各摩擦零件的表面，形成油膜，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面，从而延长发动机使用寿命。润滑系由机油泵、润滑油道、集滤器、机油滤清器、限压阀、油底壳等组成，如图1-17所示。,2021/1/27,图1-17润滑系,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,图1-18传统点火系,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,一、发动机组成 6. 点火系：点火系作用是按时提供电火花，点燃缸内的可燃混合气。汽油机传统点火系由电源(蓄电池和发电

9、机)、点火线圈、分电器和火花塞等组成，如图1-18所示。,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,一、发动机组成 7. 起动系：起动系的作用是带动飞轮旋转，使发动机获得必要的动能和起动转速，使发动机从静止转入自行运转状态。由起动机和起动继电器组成，如图1-19所示。,2021/1/27,图1-19 起动系,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,二、国产内燃机型号编制规则 1. 国家标准（GB72582） 1982年国家颁布了内燃机名称和型号编制方法国家标准(GB72582)。该标准的主要内容有：

10、,内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，如汽油机、柴油机等。 内燃机型号以阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。 内燃机型号首部、中部、后部、尾部四个部分组成。 其排列顺序及符号代表意义如图1-20所示。,2021/1/27,图1-20 内燃机型号,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,三、内燃机的分类 燃料不同：汽油机、柴油机(图1-21) 循环冲程数不同：二冲程发动机、四冲程发动机 冷却方式不同：风冷、水冷 汽缸数不同：单缸发动机、多缸发动机 着火方式不同：点燃式、压燃式（柴油机） 进气方式不同：增压式、非增压式 转速范围不同：高速、中速、低速发动机 汽缸排列形式不同：如

11、直列、V型（图1-23）、X型（图1-24）、水平对置型（图1-22）、星型、对动活塞型等。大众还有VR型（图1-25）和W型发动机（图1-26）,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,图1-21 Alfa romeo电控柴油发动机,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,图1-22 SUBARU(斯巴鲁)水平对置式发动机,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,图1-23 V型发动机,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,图1-24 X型,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,

12、2021/1/27,图1-25 大众VR6发动机,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,（a）剖视图,2021/1/27,图1-26 大众W12发动机,第一章 汽车及发动机综述,第二节 发动机概述,2021/1/27,一、发动机几个基本概念(图1-31) 1上止点 2下止点 3活塞行程(S) 4曲柄半径(R) 5汽缸工作容积(Vh) 6发动机排量 (VL) 7燃烧室容积(Vc) 8汽缸总容积(V) 9压缩比(),第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,图1-31 发动机几个基本概念的示意图,2021/1/2

13、7,二、二冲程发动机 1. 二冲程汽油机的工作原理 发动机工作循环都包括进气、压缩、作功和排气四个过程。二冲程发动机是在活塞往复二个冲程内完成一个工作循环的。图1-32为二冲程汽油机的工作循环图。 第一冲程时如图1-32（b）所示。，活塞上方进行扫气、压缩，活塞下方进气。第二冲程时如图1-32（c） （d） ，活塞上方作功、扫气，活塞下方预压混合气。扫气过程跨越二个冲程。,第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,2021/1/27,图1-32 二冲程汽油机的工作原理,第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,2021/1/27,2. 二冲程柴油机的工作原理 第一冲程：活塞到达

14、上止点后，高温高压的燃气推动活塞下行作功，如图1-34（b）所示。当活塞下行到23冲程时，排气门开，废气靠自身压力排出汽缸，如图1-34（c）所示。此后，进气口开启，由增压器加压后的新鲜空气进入汽缸，进行进气，如图1-34（d）所示。这一期间，进气孔和排气门均已开启，称为换气过程。 第二冲程：活塞由下止点向上止点移动。当活塞上移关闭进气口时，排气门也关闭，于是进入汽缸的空气开始被压缩，如图1-34（f）所示。当活塞上移至接近上止点时，喷油器向汽缸内喷入雾状柴油，并自行着火燃烧，如图1-34（a）所示。,第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综

15、述,第三节发动机的工作原理,图1-34 带有增压器的二冲程柴油机工作原理,2021/1/27,三、四冲程发动机 1. 四冲程汽油机的工作原理，如图1-35所示 四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个冲程所组成的。 进气冲程。活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，排气门关闭，进气门开启。 压缩冲程。活塞在曲轴带动下，从下止点向上止点运动当活塞接近上止点时，火花塞跳火，点燃可燃混合气。 作功冲程。被点燃的混合气，迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高而膨胀，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。 排气冲程。在作功冲程接近终了时，排气门打开，曲轴通过连杆推动活塞从

16、下止点向上止点运动。废气在自身压力和在活塞推动下，被排出汽缸。当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。,第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,图1-35 单缸四冲程汽油机的工作原理,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,2. 四冲程柴油机的工作原理，如图1-36所示 进气冲程 与汽油机不同，进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。 压缩冲程 与汽油机不同，压缩的是纯空气。 作功冲程 与汽油机的差别很大。活塞在压缩上止点时，汽缸内的温度远高于柴油的自燃温度(柴油的自燃温度约500K左

17、右)，柴油混合气便立即自行着火燃烧。 排气冲程 与汽油机基本相同。 总之，四冲程发动机每个工作循环曲轴转2 圈(720)，每一冲程曲轴转半周(180)。四个冲程中，只有作功冲程作功，其他三个冲程是辅助冲程，为作功冲程做准备，都要消耗一部分能量。发动机起动时的第一个循环，必须有外力转动曲轴，以完成进气和压缩冲程。作功冲程开始后，能量便通过曲轴飞轮的惯性储存起来，维持发动机的循环继续进行,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第三节发动机的工作原理,图1-36 单缸四冲程柴油机工作原理,2021/1/27,一、发动机常用性能指标 发动机常用有效指标有有效转矩、有效功率、有效耗油率。 1有效

18、转矩Me和有效功率Pe 有效转矩Me和有效功率Pe是有效动力性指标，用来衡量发动机动力性大小。 2有效耗油率ge ge是有效经济性指标。它是指发动机每发出1kW的有效功率，在1h内所消耗的燃油质量。 3平均燃料消耗量，如图1-38所示。 汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，称为百公里油耗，单位为L/100km。各类车型的“百公里油耗”。,第一章 汽车及发动机综述,第四节 发动机的主要性能,2021/1/27,第一章 汽车及发动机综述,第四节 发动机的主要性能,图1-38 1.6L手动挡主力车型百公里油耗比较,2021/1/27,二、发动机的特性 1汽油机的速度特性，如图1-40所示 在节

19、气门开度(或喷油泵供油拉杆位置)一定的条件下，发动机的有效功率Pe、有效转矩Me、有效耗油率ge随发动机转速变化的规律，称为发动机速度特性。节气门开度最大时(或喷油泵供油拉杆在标定功率的循环供油量位置时)测得的速度特性，称为外特性；部分开度时测得的速度特性，称为部分特性。,第一章 汽车及发动机综述,第四节 发动机的主要性能,2021/1/27,图1-40 爱丽舍发动机的外特性 （1）功率曲线Pe比较陡，说明富康车的功率随发动机转数变化比较大。 （2）扭拒曲线Me：最大扭拒出现在30003500r/min，加速性最好的时刻。 （3）油耗曲线ge：在25003500r/min之间是油耗最低的区间。

20、 （4）驾驶富康车在各档位上应该提高发动机转数至2500转以上，经济转数是25003500r/min。 （5）发动机应在最大扭拒的转速和最大功率的转速间工作。富康轿车发动机在30005500r/min，随着发动机转数的升高，其扭拒衰减并不严重，而功率却是大幅提升。也就是说，富康在90130km/h的时速区间提速反而是最好，后劲足，耗油低。,第一章 汽车及发动机综述,第四节 发动机的主要性能,2021/1/27,2柴油机的速度特性 发动机转矩Me随发动机转速n增加而缓慢增加，在中等转速范围内，Me随n变化很小。在高速时，Me随n增加而降低，必须通过调速器中的油量校正装置来改造柴油机外特性转矩曲线。 有效功率Pe曲线，由于不同转速时Me变化不大，在一定转速范围内，Pe几乎随n上升成正比增加，但n增大到一定数值时，Pe虽然上升，但由于供油量增加，燃烧恶化，排放黑烟严重，因此柴油机的标定功率会受烟度的限制，其最高转速需由调速器来限制。 有效耗油率ge曲线变化趋势与汽油机相同，但较平坦，说明柴油机在较大的转速范围内，经济性都比较好。,第一章 汽车及发动机综述,第四节 发动机的主要性能,2021/1/27,图1-41 6120Q柴油机速度特性,第一章 汽车及发动机综述,第四节 发动机的主要性能,