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发动机基本构造和工作原理

发动机基本构造和工作原理

zhu8888
2009-03-21 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《发动机基本构造和工作原理pdf》,可适用于工程科技领域

汽车构造与维修汽车构造与维修(车友天空汽车构造维修兴趣班专用)(车友天空汽车构造维修兴趣班专用)制作:刘斌QQ:Email:liubincnnet迟如钊QQ:Email:chineseherocom主页:http:wwwszcarskycom版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom前言为了进一步推动国内汽车文化的普及和发展使所有爱车朋友有一个自己的天地车友天空将与时俱进传承“弘扬汽车文化传播汽车知识打造一流的汽车论坛”的服务宗旨不断完善我们的服务体系营造出一个汽车文化的新里程。本教程分为汽车构造和汽车维修两部分主要讲解汽车维修的基础知识。我们的目标是:只要大家按照跟上教程的节奏全课程结束时能对汽车构造和维修有一个初步的认识达到能够独立维修普通化油器汽车的水平。由于编者水平有限书中难免存在缺点和错误诚望读者及有关专家给予指正以便再版时修正。刘斌年月汽车构造与维修汽车构造与维修(车友天空(车友天空汽车构造维修兴趣班汽车构造维修兴趣班专用)专用)制作:蓝天QQ:友情客串:beyondcrab主页:http:wwwszcarskycomEmail:liubincnnet版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom汽车构造()发动机总体结构及基本原理一、发动机的定义:发动机是将其它形式的能量转变为机械能的一种机械装置。汽车采用的发动机是内燃机。内燃机是燃料在发动机内部燃烧的一种热力机可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。活塞式内燃机可按活塞运动方式分为往复活塞式内燃机和旋转活塞式内燃机两种。往复活塞式内燃机在汽车上应用最为广泛是本课研究的重点。二、发动机的分类:按使用燃料不同分:汽油机、柴油机等。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机使用柴油为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点:汽油机转速高质量小噪音小起动容易制造成本低柴油机压缩比大热效率高经济性能和排放性能都比汽油机好。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom按工作循环分:四冲程发动机、二冲程发动机。曲轴旋转两圈(º)活塞在气缸内上下往复运动四个行程完成一个工作循环的发动机称为四冲程发动机而曲轴旋转一圈(º)活塞在气缸内上下往复运动两个行程完成一个工作循环的发动机称为二冲程发动机。汽车发动机广泛使用四冲程发动机。按冷却方式分:水冷式发动机、风冷式发动机。水冷式发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的而风冷式发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷式发动机冷却均匀工作可靠冷却效果好被广泛地应用于现代车用发动机。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom按气缸排列分:单行直线排列发动机、双行V形排列发动机。单行直线排列发动机的各个气缸排成一列一般是垂直布置的但为了降低高度有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的双行V形排列发动机把气缸排成两列两列之间的夹角<º(一般为º)称为V型发动机若两列之间的夹角=º称为对置式发动机。按气缸数分:单缸发动机、多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom按进气系统的类型分:自然吸气式发动机、涡轮增压式发动机。汽油机常采用自然吸气式柴油机为了提高功率有采用增压式的。按气门位置分:顶置气门式发动机、侧置气门式发动机。三、发动机的总体结构发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。现代汽车发动机的结构型式很多即使是同一类型的发动机其具体构造也是各种各样的。但就其总体功能而言基本上都是由如下的机构和系统组成:曲柄连杆机构、配气机构、冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系。曲柄连杆机构作用:将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能再通过连杆将活塞往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。组成:由气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom配气机构作用:使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸中排出废气。组成:它由进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成。冷却系作用:把受热零件的热量散到大气中去以保证发动机正常工作。组成:它由水泵、散热器、风扇、分水管、水套等组成。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom润滑系作用:将润滑油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力减轻机件的磨损并部分地冷却摩擦零件清洗摩擦表面。组成:由机油泵、滤清器、限压阀、润滑油道、机油冷却器等组成。燃料供给系作用:按需要向气缸内供应已配制好的可燃混合气燃烧后排出废气。组成:化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、进气管、排气管、滤清器等组成。直喷式由燃油箱、电动汽油泵、油压调节器、喷油器、进气管、排气管、滤清器等组成。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom点火系作用:保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。组成:由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈、火花塞等组成。起动系作用:使静止的发动机起动并转入自行运转。组成:由起动机及附属装置等组成。汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。对于汽车用柴油机由于其混合气是自行着火燃烧的所以柴油机没有点火系。因此柴油机由两个机构和四个系统组成。四冲程柴油机与四冲程汽油机结构的区别:()无点火系()燃料供给系有较大差别:柴油机燃料供给系的作用:向气缸内供应纯空气并在规定时刻向气缸内喷入柴油燃烧后排出废气。组成:由燃油箱、喷油泵、喷油器、进气管、排气管、滤清器等组成。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom四、发动机常用术语上止点:活塞顶距离曲轴旋转中心最远的位置下止点:活塞顶距离曲轴旋转中心最近的位置活塞行程:上、下两止点间的距离用S表示曲柄半径:曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离一般用R表示通常活塞行程为曲柄半径的两倍即S=R。燃烧室容积:当活塞位于上止点时活塞顶上面的气缸空间用Vc表示气缸工作容积(气缸排量):活塞从一个止点移到另一个止点所扫过的容积用Vh表示−××=SDVhπ式中:D-气缸直径单位mmS-活塞行程单位mm。气缸总容积:活塞位于下止点时活塞顶上面的全部气缸容积用Va表示即:VhVcVa=发动机工作容积(发动机排量):多缸发动机所有气缸工作容积的总和用VL表示。压缩比:气缸总容积与燃烧室容积的比值用ε表示。VcVhVcVcVhVcVa===εε表示活塞从下止点移到上止点时气缸内气体被压缩的程度。现代汽车发动机压缩比汽油机一般为~(有的轿车可达~)柴油机的压缩比较高一般为~。五、四冲程汽油机工作原理为使发动机产生动力必须先将燃料和空气供入气缸经压缩后使之燃烧产生热能以气体为工作介质并通过推动活塞和连杆使曲轴旋转从而使热能转变为机械能最后再将燃烧后的废气排出气缸。至此发动机完成了一个工作循环。此循环周而复始地进行发动机便产生连续的动力。活塞在气缸内往复四个行程完成一个工作循环的发动机称四冲程发动机。四冲程发动机每个循环由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom()进气行程进气行程中进气门打开排气门关闭转动的曲轴带动活塞从上止点向下止点运动缸内容积增大压力降低而形成真空将可燃混合气吸入气缸。由于进气系统的阻力进气终了时缸内气体的压力略低于大气压约为~MPa温度达到~K。()压缩行程为使吸入缸内的混合气迅速燃烧放出更多的热量从而使发动机发出更大的功率必须在混合气燃烧前对其进行压缩使其容量变小、温度升高。为此在进气终了时便立即进入压缩行程。在此行程中进、排气门均关闭曲轴推动活塞定时由下止点向上止点移动一个行程。压缩终了时活塞到达上止点混合气被压入活塞上方很小的燃烧室中。此时混合气压力高达~MPa温度可达~K。发动机的压缩比越大则混合气燃烧迅速、发动机发出的功率大、经济性就好。但压缩比过大容易引起爆燃和表面点火等不正常燃烧现象从而造成发动机过热、功率下降、油耗增加以及机件损坏。(所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播造成尖锐的敲缸声。)版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom()作功行程在压缩行程接近终了时火花塞产生电火花点燃混合气此时进、排气门仍关闭。由于混合气的迅速燃烧使缸内气体温度和压力迅速升高最高压力可达~MPa最高温度可达~K。在高温高压气体的作用力推动下活塞向下止点运动通过连杆使曲轴旋转运动产生力矩而作功。发动机至此完成了一次将热能转变为机械能的过程。在作功行程终了时压力降为~MPa温度降为~K。()排气行程混合气燃烧后成为废气应从气缸内排出以便下一个工作循环得以进行。因此当作功行程接近终了时排气门打开进气门仍然关闭因废气压力高于大气压而自动排出此外当活塞越过下止点上移时还靠活塞的推挤作用强制排气。活塞到上止点附近时排气行程结束。排气终了时缸内压力约为~MPa温度约为~K。至此发动机完成一个工作循环接着又开始了下一个新工作循环。六、四冲程柴油机工作原理四行程柴油机和汽油机一样每个工作循环也经历进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程四个行程。但由于柴油机使用的燃料是柴油其粘度比汽油大不易蒸发而其自燃温度却比汽油低故可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。下面主要分析一下柴油机和汽油机在工作过程中的不同点。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom进气冲程--吸入气缸的是纯空气而不是可燃混合气在进气通道中没有化油器进气阻力小进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。进气终了时气体压力约为~MPa气体温度约为~K压缩冲程--压缩的也是纯空气在压缩行程接近上止点时喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大很多(一般为~)压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高大大超过了柴油机的自燃温度。压缩终了时气体压力可达~MPa温度可达~K作功冲程--压缩行程末喷油泵将高压柴油呈雾状喷入气缸内的高温空气中迅速汽化并与空气形成混合气由于此时气缸内的温度远高与柴油的自燃温度(约K左右)柴油便立即自行着火燃烧。此行程中瞬间压力可达MPa瞬间温度可达~K作功行程终了时气体压力约为~MPa温度约为~K排气冲程--与汽油机基本相同。排气终了时气缸内压力约为~MPa温度约为~K。七、汽油机与柴油机的相同点与不同点相同点:()每一个发动机工作循环曲轴转两周(º)每一个行程曲轴转半周进气行程是进气门开启排气行程是排气门开启其余两个行程进、排气门均关闭。()四个行程中只有作功行程产生动力其余三个行程是为作功行程做准备工作的辅助行程。()在发动机运转的第一循环时必须有外力起动。不同点:()汽油机的混合气是在气缸外部的化油器中形成的而柴油机的混合气是在气缸内部形成的。柴油机在进气行程时被吸入气缸内的是纯空气。()汽油机在压缩终了时靠火花塞强制点火而柴油机则靠自燃。八、二冲程汽油机工作原理二行程汽油机的工作循环也是由进气、压缩、燃烧、排气过程组成但它是在曲轴旋转一圈(º)活塞上下往复运动的两个行程内完成的。因此二行程发动机与四行程发动机工作原理不同结构也不一样。曲轴箱换气式二行程汽油机气缸上有三排孔利用这三排孔分别在一定时刻被活塞打开或关闭进行进气、换气和排气的。工作原理如下:活塞向上运动将三排孔都关闭活塞上部开始压缩当活塞继续上行时活塞下方打开了进气孔可燃混合气进入曲轴箱活塞接近上止点时火花塞点燃混合气气体燃烧膨胀推动活塞向下运动进气孔关闭曲轴箱内的混合气受到压缩当活塞接近下止点时排气孔打开排出废气活塞再向下运动换气孔打开受到压缩的混合气便从曲轴箱经进气孔流入气缸内并扫除废气。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom第一行程--活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动当活塞上行到将换气口、排气口关闭时已进入气缸的混合气被压缩直到活塞运动到上止点压缩行程便结束。与此同时随着活塞上行曲轴箱容积增大形成一定的真空度。当活塞上行到进气口露出时新鲜混合气被吸入曲轴箱内。第二冲程--当活塞上行到接近上止点时火花塞产生电火花点燃缸内的可燃混合气混合气着火燃烧产生高温、高压在气压的作用下活塞由上止点向下止点运动带动曲轴旋转向外输出功率。当活塞下移到将进气口堵死时随着活塞继续下移曲轴箱内的新鲜混合气被预压。当活塞下行到排气口露出时燃烧后的废气在自身压力下经排气口排出紧接着换气口开启曲轴箱内被预压的混合气经换气口进入气缸。这一过程称为“换气过程”它一直延续到下一个行程活塞上行到将换气口、排气孔关闭为止。九、二冲程柴油机工作原理二行程柴油机和二行程汽油机工作类似所不同的是柴油机进入气缸的不是可燃混合气而是纯空气。例如带有扫气泵的二行程柴油机工作过程如下:第一行程--活塞从下止点向上止点运动行程开始前不久进气口和排气口均以开启利用从扫气泵流出的空气使气缸换气。当活塞继续向上运动进气口被关闭排气口也关闭空气受到压缩当活塞接近上止点时喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室燃油和空气混合后燃烧使气缸内压力增大。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom第二行程--活塞从上止点向下止点运动开始时气体膨胀推动活塞向下运动对外作功当活塞下行到大约行程时排气口开启排出废气气缸内压力降低进气口开启进行换气换气一直延续到活塞向上运动行程进气口关闭结束。Administrator文本框十、内燃机产品名称和型号编制规则版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom附录:原国家标准(GB-)《内燃机产品名称和型号编制规则》内燃机名称均按所采用的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部分组成:()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或部主管标准化机构核准。()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。内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如图所示:型号编制举例:()汽油机EF:表示单缸二行程缸径mm风冷、通用型。Q:表示四缸四行程缸径mm水冷、车用。Q:表示四缸四行程缸径mm水冷、车用第四种变型产品。CA:表示六缸四行程缸径mm水冷、通用型CA表示系列符号。V:表示八缸四行程、缸径mmV型水冷、通用型。TJQ:表示三缸四行程缸径mm水冷、车用TJ表示系列符号。CA:表示四缸四行程缸径mm水冷、通用型CA表示系列符号。版权:车友天空网址:http:wwwszcarskycom()柴油机:表示单缸四行程缸径mm水冷、通用型。F:表示单缸四行程缸径mm风冷、通用型。Q:表示四缸四行程缸径mm水冷、车用。Q:表示六缸四行程缸径mm水冷、车用。X:表示四缸四行程缸径mm水冷、通用型X表示系列代号。封面pdf汽车构造与维修�(车友天空汽车构造维修兴趣班专用)前言pdf汽车构造()发动机总体结构及基本原理pdfallpdf封面pdf汽车构造与维修�(车友天空汽车构造维修兴趣班专用)pdfGBpdf第一节发动机总体结构及基本原理pdf

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