發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修第一章

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修,主講 岳宇宏,發(fā)動(dòng)機(jī)總論,知識(shí)目標(biāo)： 1.能正確描述發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、作用和發(fā)動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語(yǔ)定義； 2.能簡(jiǎn)單敘述發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理； 3.能夠正確描述發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造。,,,汽車的組成：,汽車的定義：由自身動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)，具有4個(gè)及以上車輪的非軌道無(wú)架線車輛,,發(fā)動(dòng)機(jī),底盤,車身,電氣設(shè)備,發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源，是汽車的心臟,功用：輸出動(dòng)力,發(fā)動(dòng)機(jī)的定義：將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

2、機(jī)械能的機(jī)器,發(fā)動(dòng)機(jī)的種類：外燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)能發(fā)動(dòng)機(jī)、太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)等,外 燃 機(jī)：混合氣在機(jī)器外部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、熱氣機(jī)（斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)）內(nèi) 燃 機(jī)：混合氣在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。如活塞式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī),熱機(jī)包括：外燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī),熱力發(fā)動(dòng)機(jī)（熱機(jī)）：將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器,除電動(dòng)車外，目前的商用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都是熱機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷史,1 外燃機(jī),一、蒸汽機(jī)

3、是一個(gè)能夠?qū)⒄羝械臒崮苻D(zhuǎn)換為功的熱機(jī)。泵、鐵路機(jī)車和輪船曾使用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)。蒸汽機(jī)在工業(yè)革命中起了基本的作用。今天人們還使用汽輪機(jī)來(lái)發(fā)電。,世界上第一臺(tái)蒸汽機(jī)是古希臘的亞歷山大的希羅（Hero of Alexandria）于1世紀(jì)發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球，不過(guò)它只不過(guò)是一個(gè)玩具而已。約1679年法國(guó)物理學(xué)家丹尼斯·巴本制造了第一臺(tái)蒸汽機(jī)的工作模型。約與此同時(shí)薩繆爾·莫蘭也提出了蒸汽機(jī)的主意。1698年托馬斯·塞

4、維利、1712年托馬斯·紐科門和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工業(yè)蒸汽機(jī)，1807年羅伯特·富爾頓第一個(gè)成功地用蒸汽機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)輪船?，F(xiàn)代蒸汽機(jī)的最大的優(yōu)點(diǎn)是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。原子反應(yīng)堆、太陽(yáng)能聚熱器等加熱水，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)蒸汽機(jī)。,1769年 瓦特蒸汽機(jī),1712年托馬斯·紐科門蒸汽機(jī),1769年，法國(guó)人尼古拉斯·古諾將一臺(tái)簡(jiǎn)陋的蒸汽機(jī)裝在一輛木制的三輪車上

5、，發(fā)明了第一輛蒸汽汽車,二、渦輪蒸汽機(jī)（汽輪機(jī)）一種用高壓蒸汽轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪葉片，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的機(jī)械。,相較于原由詹姆斯·瓦特發(fā)明的單級(jí)往復(fù)式蒸汽機(jī)，渦輪蒸汽機(jī)大幅改善了熱效率，更接近熱力學(xué)中理想的可逆過(guò)程，并能提供更大的功率，至今它幾乎完全取代了往復(fù)式蒸汽機(jī)。渦輪蒸汽機(jī)特別適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電， 世界上大約80%的電是利用渦輪蒸汽機(jī)所產(chǎn)生。,三、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)（熱氣機(jī)）一種閉循環(huán)活塞式熱機(jī),是在1816年由蘇格蘭的

6、R.斯特林發(fā)明。閉循環(huán)的意思是工作燃?xì)庖恢北４嬖跉飧變?nèi),而開(kāi)循環(huán)則如內(nèi)燃機(jī)和一些蒸氣機(jī)需要與大氣交換氣體。,雙活塞型斯特林引擎,內(nèi)活塞型斯特林引擎,2 內(nèi)燃機(jī),定義：內(nèi)燃機(jī)是燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動(dòng)活塞并輸出動(dòng)力的機(jī)械。內(nèi)燃機(jī)一般以汽油、柴油或煤氣等作為燃料?；竟ぷ魈卣鳎簝?nèi)燃機(jī)是一種工質(zhì)開(kāi)環(huán)式循環(huán)并以間歇方式工作的發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)：熱效率高(是當(dāng)今熱效率最高的熱力發(fā)動(dòng)機(jī))、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、比質(zhì)量(單位輸出功率的質(zhì)量

7、)輕、移動(dòng)方便。,應(yīng)用：用廣泛應(yīng)于交通運(yùn)輸(陸上、內(nèi)河、海上和航空)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械和發(fā)電時(shí)作為動(dòng)力，是現(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)的主要型式。內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造是本課程的主要內(nèi)容,1860年，法國(guó)工程師萊諾依爾制造出第一臺(tái)以煤氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)，但由于既笨重、效率又低，熱效率低于5％，最大功率為4.5kW，1860—1865年共生產(chǎn)了約5000臺(tái)，未能推廣使用。,1876年年德國(guó)工程師尼古拉斯·奧托，試制出第一臺(tái)實(shí)用活塞式四沖程煤氣內(nèi)燃機(jī)，并

8、成批投入生產(chǎn)。在以后的十幾年中，奧托共制造和出售了5萬(wàn)臺(tái)這種內(nèi)燃機(jī)，總馬力達(dá)20萬(wàn)以上。 由于奧托內(nèi)燃機(jī)是第一種實(shí)用化的內(nèi)燃機(jī)，所以人們一般把奧托看作是內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明人。,1884年，又推出了性能更好的立式風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)（取名立鐘）,1883年，德國(guó)人戈特利布·海因里希·戴姆勒和威廉·邁巴赫將奧托四行程發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)后，成功地制造出了第一臺(tái)臥式汽油內(nèi)燃機(jī)。,戈特利布·海因里希·戴姆勒,1885年

9、戴姆勒將立鐘發(fā)動(dòng)機(jī)安裝于木制雙輪車上，并讓兒子保羅駕駛；這輛取名“騎式雙輪車”的雙輪車獲得德國(guó)專利，這是世界上第一輛摩托車。,1886年戴姆勒把這種發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在他為妻子43歲生日而購(gòu)買的馬車上，創(chuàng)造了第一輛戴姆勒汽車，并由邁巴赫成功地完成了試車。,1893年，狄塞爾制造了第一臺(tái)試驗(yàn)樣機(jī)。,1892年，德國(guó)工程師狄塞爾提出了壓燃式柴油機(jī)的理論。,魯?shù)婪?#183;狄塞爾,在1890年前英國(guó)的克拉克和羅伯遜、德國(guó)的卡爾·奔馳成功地

10、發(fā)明了二沖程內(nèi)燃機(jī)。,1888年，的卡爾·奔馳將發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在三輪車架上，發(fā)明了世界上第一輛三輪汽車。,卡爾·奔馳,1957年，德國(guó)人汪克爾發(fā)明了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。,馬自達(dá)的首臺(tái)量產(chǎn)型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)10A-8010,在內(nèi)燃機(jī)一百多年的發(fā)展歷史中，具有劃時(shí)代意義的兩個(gè)重要發(fā)展階段是：20世紀(jì)50年代初興起的增壓技術(shù) 20世紀(jì)70年代開(kāi)始的計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)研制中的應(yīng)用,內(nèi)燃機(jī)和汽車給世界帶來(lái)了現(xiàn)代物質(zhì)文明，在經(jīng)過(guò)了超過(guò)

11、一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展之后，它的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到其頂點(diǎn)，今后內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展是以節(jié)能和環(huán)保為中心，充分兼顧可靠性的要求，全面提高內(nèi)燃機(jī)的性能。,課題一 發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的類型,按照燃料種類分類：可分為汽油機(jī)和柴油機(jī)、氣體發(fā)動(dòng)機(jī)等,,,,按照工作循環(huán)的行程數(shù)分類：可分為四行程和二行程,二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)。由于換氣不徹底，經(jīng)濟(jì)性較差，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此在摩托車上廣泛使用。,曲軸旋轉(zhuǎn)二周完成一個(gè)工作循環(huán)。

12、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有獨(dú)立的進(jìn)氣和排氣沖程，換氣徹底，在汽車上廣泛使用，并已逐漸用于摩托車。,按照冷卻方式分類：可分為水冷式和風(fēng)冷式,水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的,風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用流動(dòng)于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的,按氣缸數(shù)分類：可分為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī),此外，發(fā)動(dòng)機(jī)還可按進(jìn)氣方式、氣缸的氣門數(shù)、凸輪軸布置位置等進(jìn)行分類。,按照氣缸排列方式分類：可分為立式、臥

13、式、直列、V形和對(duì)置式等,按照活塞運(yùn)動(dòng)方式分類：可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式,活塞運(yùn)動(dòng)方式,國(guó)產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)型號(hào)編制規(guī)則,按照GB725－91 《內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則》統(tǒng)一制定內(nèi)燃機(jī)名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等。 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語(yǔ)拼音字母組成。 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下四部分組成：,首部：為產(chǎn)品系列符號(hào)和換代標(biāo)志符號(hào)，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。 中部：由缸數(shù)符號(hào)、行程

14、符號(hào)、氣缸排列形式符號(hào)和缸徑符號(hào)等組成。 后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號(hào)，以字母表示。 尾部：區(qū)分符號(hào)。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時(shí)，由制造廠選用適當(dāng)符號(hào)表示,TJ376Q： 表示三缸，直列四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號(hào) CA488： 表示四缸，直列四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號(hào),1、 汽油機(jī),1E65F 單缸臥列，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型汽油機(jī),4100Q-4 四缸，直列

15、四行程，缸徑100mm，水冷車用汽油機(jī)，第四種變型產(chǎn)品,CA6102 六缸，直列四行程，缸徑102mm，水冷通用型汽油機(jī)，CA表示系列符號(hào),8V100 八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型汽油機(jī),490Q： 表示四缸，直列，四行程，缸徑90mm，水冷車用柴油機(jī) ZS1100： 表示ZS系列，單缸，四行程，缸徑100mm，水冷通用型柴油機(jī)，ZS系列為：直噴、雙軸平衡式,2、 柴油機(jī),195 單缸，臥式、四行程，缸徑9

16、5mm，水冷通用型柴油機(jī),165F 單缸，臥式，四行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型柴油機(jī),8PC2-6L 八缸，平臥式，四行程，缸徑102mm，增壓、船用右機(jī)基本型柴油機(jī),YC6135ZQ 六缸，直列，四行程、缸徑135mm，增壓，水冷車用型柴油機(jī),課題二 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,二、基本術(shù)語(yǔ),1、工作循環(huán) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程是周期性地將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的過(guò)程。 經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣，每進(jìn)行一次稱為一個(gè)工作循環(huán)。

17、 曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次完成一個(gè)工作循環(huán)，稱為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)二次完成一個(gè)工作循環(huán)，稱為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。,1.上止點(diǎn) 活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，一般指活塞上行到最高位置。,2.下止點(diǎn) 活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，一般指活塞下行到最低位置。,3.活塞行程（S） 上、下止點(diǎn)間的距離。,4.曲柄半徑（R） 與連桿下端（即連桿大頭）相連的曲柄銷中心到曲軸

18、回轉(zhuǎn)中心的距離（mm）。　 顯然，S=2R。曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)行程。,5.氣缸工作容積(Vh) 活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所讓出的空間容積(L)?！　?Vh =πD 2s/4×106　　　 式中 D——?dú)飧字睆?mm。,6.燃燒室容積(Vc ) 活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的空間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積(L)。,7.發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)： 發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積之和（L）。設(shè)發(fā)

19、動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)為i，則　 VL = Vh i,8.氣缸總?cè)莘e(Va) 活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e（L）。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即 Va= Vh +Vc,9.壓縮比（ε） 氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即 ε=Va/Vc=1+Vh/Vc,它表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸