發(fā)動機構(gòu)造與維修第一章

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

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

3、是一個能夠?qū)⒄羝械臒崮苻D(zhuǎn)換為功的熱機。泵、鐵路機車和輪船曾使用蒸汽機驅(qū)動。蒸汽機在工業(yè)革命中起了基本的作用。今天人們還使用汽輪機來發(fā)電。,世界上第一臺蒸汽機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，不過它只不過是一個玩具而已。約1679年法國物理學(xué)家丹尼斯·巴本制造了第一臺蒸汽機的工作模型。約與此同時薩繆爾·莫蘭也提出了蒸汽機的主意。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，1807年羅伯特·富爾頓第一個成功地用蒸汽機來驅(qū)動輪船?，F(xiàn)代蒸汽機的最大的優(yōu)點是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉(zhuǎn)化為機械能。原子反應(yīng)堆、太陽能聚熱器等加熱水，產(chǎn)生蒸汽推動蒸汽機。,1769年 瓦特蒸汽機,1712年托馬斯·紐科門蒸汽機,1769年，法國人尼古拉斯·古諾將一臺簡陋的蒸汽機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（汽輪機）一種用高壓蒸汽轉(zhuǎn)動渦輪葉片，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為動能的機械。,相較于原由詹姆斯·瓦特發(fā)明的單級往復(fù)式蒸汽機，渦輪蒸汽機大幅改善了熱效率，更接近熱力學(xué)中理想的可逆過程，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。渦輪蒸汽機特別適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電， 世界上大約80%的電是利用渦輪蒸汽機所產(chǎn)生。,三、斯特林發(fā)動機（熱氣機）一種閉循環(huán)活塞式熱機,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),而開循環(huán)則如內(nèi)燃機和一些蒸氣機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,定義：內(nèi)燃機是燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動活塞并輸出動力的機械。內(nèi)燃機一般以汽油、柴油或煤氣等作為燃料?；竟ぷ魈卣鳎簝?nèi)燃機是一種工質(zhì)開環(huán)式循環(huán)并以間歇方式工作的發(fā)動機。內(nèi)燃機的特點：熱效率高(是當(dāng)今熱效率最高的熱力發(fā)動機)、結(jié)構(gòu)簡單、比質(zhì)量(單位輸出功率的質(zhì)量

7、)輕、移動方便。,應(yīng)用：用廣泛應(yīng)于交通運輸(陸上、內(nèi)河、海上和航空)、農(nóng)業(yè)機械、工程機械和發(fā)電時作為動力，是現(xiàn)代車用發(fā)動機的主要型式。內(nèi)燃機構(gòu)造是本課程的主要內(nèi)容,1860年，法國工程師萊諾依爾制造出第一臺以煤氣為燃料的內(nèi)燃機，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，未能推廣使用。,1876年年德國工程師尼古拉斯·奧托，試制出第一臺實用活塞式四沖程煤氣內(nèi)燃機，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5萬臺這種內(nèi)燃機，總馬力達(dá)20萬以上。 由于奧托內(nèi)燃機是第一種實用化的內(nèi)燃機，所以人們一般把奧托看作是內(nèi)燃機的發(fā)明人。,1884年，又推出了性能更好的立式風(fēng)冷發(fā)動機（取名立鐘）,1883年，德國人戈特利布·海因里希·戴姆勒和威廉·邁巴赫將奧托四行程發(fā)動機改進(jìn)后，成功地制造出了第一臺臥式汽油內(nèi)燃機。,戈特利布·海因里希·戴姆勒,1885年

9、戴姆勒將立鐘發(fā)動機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”的雙輪車獲得德國專利，這是世界上第一輛摩托車。,1886年戴姆勒把這種發(fā)動機安裝在他為妻子43歲生日而購買的馬車上，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試驗樣機。,1892年，德國工程師狄塞爾提出了壓燃式柴油機的理論。,魯?shù)婪?#183;狄塞爾,在1890年前英國的克拉克和羅伯遜、德國的卡爾·奔馳成功地

10、發(fā)明了二沖程內(nèi)燃機。,1888年，的卡爾·奔馳將發(fā)動機安裝在三輪車架上，發(fā)明了世界上第一輛三輪汽車。,卡爾·奔馳,1957年，德國人汪克爾發(fā)明了轉(zhuǎn)子發(fā)動機。,馬自達(dá)的首臺量產(chǎn)型轉(zhuǎn)子發(fā)動機10A-8010,在內(nèi)燃機一百多年的發(fā)展歷史中，具有劃時代意義的兩個重要發(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年代開始的計算機、電子技術(shù)在內(nèi)燃機研制中的應(yīng)用,內(nèi)燃機和汽車給世界帶來了現(xiàn)代物質(zhì)文明，在經(jīng)過了超過

11、一個世紀(jì)的發(fā)展之后，它的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到其頂點，今后內(nèi)燃機的發(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)燃機的性能。,課題一 發(fā)動機總體構(gòu)造,汽車發(fā)動機的類型,按照燃料種類分類：可分為汽油機和柴油機、氣體發(fā)動機等,,,,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)動機,四沖程發(fā)動機,曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成一個工作循環(huán)。由于換氣不徹底，經(jīng)濟(jì)性較差，但結(jié)構(gòu)簡單，因此在摩托車上廣泛使用。,曲軸旋轉(zhuǎn)二周完成一個工作循環(huán)。

12、四沖程發(fā)動機有獨立的進(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)動機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)動機是利用流動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)動機和多缸發(fā)動機,此外，發(fā)動機還可按進(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形和對置式等,按照活塞運動方式分類：可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式,活塞運動方式,國產(chǎn)內(nèi)燃機型號編制規(guī)則,按照GB725－91 《內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則》統(tǒng)一制定內(nèi)燃機名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機、柴油機、煤氣機等。 內(nèi)燃機型號由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。 內(nèi)燃機型號由以下四部分組成：,首部：為產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號，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、行程

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

15、四行程，缸徑100mm，水冷車用汽油機，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，CA表示系列符號,8V100 八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型汽油機,490Q： 表示四缸，直列，四行程，缸徑90mm，水冷車用柴油機 ZS1100： 表示ZS系列，單缸，四行程，缸徑100mm，水冷通用型柴油機，ZS系列為：直噴、雙軸平衡式,2、 柴油機,195 單缸，臥式、四行程，缸徑9

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

17、 曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，活塞往復(fù)運動四次完成一個工作循環(huán)，稱為四沖程發(fā)動機。 曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運動二次完成一個工作循環(huán)，稱為二沖程發(fā)動機。,1.上止點 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 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，活塞移動兩個行程。,5.氣缸工作容積(Vh) 活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積(L)?！　?Vh =πD 2s/4×106　　　 式中 D——氣缸直徑,mm。,6.燃燒室容積(Vc ) 活塞在上止點時，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)動機排量(VL)： 發(fā)動機所有氣缸工作容積之和（L）。設(shè)發(fā)

19、動機的氣缸數(shù)為i，則　 VL = Vh i,8.氣缸總?cè)莘e(Va) 活塞在下止點時，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運動到上止點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸