汽车发动机构造-0、1章(2015版24学时)

汽车发动机构造主讲：王 永 忠汽车发动机构造（B）一、目的和要求1、掌握车用发动机的基本工作原理与构造。2、系统地熟悉发动机主要零部件的典型结构、功 用和工作过程3、掌握国内外汽车发动机的一些新技术、新结构4、具有初步拆装、调整、故障判断、维护使用等 方面的技能5、为后继专业课程和在今后的工作中从事汽车发 动机设计、研究、生产、修理打下基础。汽车发动机构造（B）二、学习内容主要对国产汽车常用发动机的工作原理、组成结构、工 作条件、维修方法、调整原理及方法进行学习。另外对国外 一些汽车发动机作一些简要介绍。 三、学习方法多听多看，将书本上的理论知识与实物结合起来学习。 四、参考书及参考资料汽车构造（上） 臧杰 阎岩 主编 机械工业出版社（教 材）汽车构造（上） 陈家瑞 主编 人民交通出 版社汽车发动机构造与维修张西振 韩梅 主编 机械工业出 版社国外内燃机 内燃机 小型内燃机 内燃机工程 汽车技术 柴油机 汽车杂志等等汽车发动机构造（B）4绪论 1课时第1章汽车发动机的工作原理及总体构造 4课时 第2章机体组及曲柄连杆机构 5课时 第3章配气机构 3课时 第7章发动机润滑系统 0.5课时 第8章发动机点火系统 0.5课时 第5章柴油机燃油系统 5课时 第4章汽油机燃油系统 4课时 第6章发动机冷却系统 0.5课时 第9章发动机起动系统 0.5课时 汽车发动机构造（B）绪 论l汽车的组成：l汽车的定义：由自身动力装置驱动，具有4个及 以上车轮的非轨道无架线车辆发动机底盘车身电气设备汽车发动机构造（B）发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏功用：输出动力发动机的定义：将某一种 形式的能量转变为机械能 的机器发动机的种类：热力发动机（热机）、电力发动机（电机）、风能发动机、太阳能发动机、生物发动机等汽车发动机构造（B）l外 燃 机：混合气在机器外部燃烧而产 生热能，然后再转变成机械能。如蒸汽机、 汽轮机、热气机（斯特林发动机）l内 燃 机：混合气在机器内部燃烧而产 生热能，然后再转变成机械能。如活塞式内 燃机和燃气轮机热机包括：外燃机、内燃机热力发动机（热机）：将热能转换为机械能的机器除电动车外，目前的商用汽车发动机都是热机汽车发动机构造（B）§1 外燃机一、蒸汽机 是一个能够将 蒸汽中的热能 转换为功的热 机。 泵、铁路机车 和轮船曾使用 蒸汽机驱动。 蒸汽机在工业 革命中起了基 本的作用。今 天人们还使用 汽轮机来发电 。汽车发动机构造（B）§1 外燃机l世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大的希罗（ Hero of Alexandria）于1世纪发明的汽转球，不过 它只不过是一个玩具而已。l约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本制造了第一台蒸汽 机的工作模型。约与此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽 机的主意。l1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年 詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机，1807年罗伯特· 富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。l现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃 料将热能转化为机械能。原子反应堆、太阳能聚热器 等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机。汽车发动机构造（B）§1 外燃机1769年 瓦特蒸汽机1712年托马斯·纽科门蒸汽机1769年，法国人尼古 拉斯·古诺将一台简 陋的蒸汽机装在一辆 木制的三轮车上 ， 发明了第一辆蒸汽汽 车 汽车发动机构造（B）§1 外燃机 二、涡轮蒸汽机（汽轮机） 一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将 蒸汽的热能转换为动能的机械。l相较于原由詹姆斯·瓦特发明 的单级往复式蒸汽机，涡轮蒸汽 机大幅改善了热效率，更接近热 力学中理想的可逆过程，并能提 供更大的功率，至今它几乎完全 取代了往复式蒸汽机。涡轮蒸汽 机特别适用于火力发电和核能发 电， 世界上大约80%的电是利 用涡轮蒸汽机所产生。汽车发动机构造（B）§1 外燃机 三、斯特林发动机（热气机） 一种闭循环活塞式热机,是在1816年由苏格兰的R.斯特林发 明。 闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内,而开循环则如 内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。双 活 塞 型 斯 特 林 引 擎内 活 塞 型 斯 特 林 引 擎汽车发动机构造（B） §2 内燃机 一、内燃机技术发展简史l定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温 高压气体，推动活塞并输出动力的机械。内燃 机一般以汽油、柴油或煤气等作为燃料。l基本工作特征：内燃机是一种工质开环式循环 并以间歇方式工作的发动机。l应用：用广泛应于交通运输(陆上、内河、海上和 航空)、农业机械、工程机械和发电时作为动力， 是现代车用发动机的主要型式。l内燃机构造是本课程的主要内容汽车发动机构造（B）l特点（相对于蒸汽机） 1）有效热效率et较高(是当今热效率最高的热机)蒸汽机汽油机柴油机（增压后）et1116 203030462）功率范围广，适应性好3）体积功率高，单位功率质量小4）使用操纵方便，启动快5）运行比较安全，不易引起爆炸事故6）对于燃料的要求较高，不能直接使用固体燃料7）排放、噪声引起的危害较大8）结构较复杂，零件的加工精度高汽车发动机构造（B）§2 内燃机l1860年，法国工程师莱诺依尔制造出第一台以 煤气为燃料的内燃机， 但由于既笨重、效率又 低，热效率低于5， 最大功率为4.5kW， 18601865年共生产 了约5000台，未能推广使用。汽车发动机构造（B） §2 内燃机l1876年年德国工程师尼 古拉斯·奥托，试制出第 一台实用活塞式四冲程 煤气内燃机，并成批投 入生产。在以后的十几 年中，奥托共制造和出 售了5万台这种内燃机， 总马力达20万以上。 l由于奥托内燃机是第一 种实用化的内燃机，所 以人们一般把奥托看作 是内燃机的发明人。汽车发动机构造（B）l1884年，又推出了 性能更好的立式风 冷发动机（取名立 钟） l1883年，德国人戈特利布·海 因里希·戴姆勒和威廉·迈巴赫 将奥托四行程发动机改进后， 成功地制造出了第一台卧式汽 油内燃机。戈特利布·海因里希·戴姆勒威廉·迈巴赫汽车发动机构造（B）1885年戴姆勒将立钟发动 机安装于木制双轮车上，并 让儿子保罗驾驶；这辆取名 “骑式双轮车”的双轮车获得 德国专利，这是世界上第一 辆摩托车。 1886年戴姆勒把这种发动 机安装在他为妻子43岁生 日而购买的马车上，创造 了第一辆戴姆勒汽车，并 由迈巴赫成功地完成了试 车。 汽车发动机构造（B）§2 内燃机1893年，狄塞尔 制造了第一台 试验样机。1892年，德国工程师狄塞尔提出了压燃式柴油机 的理论。鲁道夫·狄塞尔 汽车发动机构造（B）§2 内燃机在1890年前英国的克拉克和罗伯 逊、德国的卡尔·奔驰成功地发明 了二冲程内燃机。1888年，的卡尔·奔驰将 发动机安装在三轮车架 上，发明了世界上第一 辆三轮汽车。 卡 尔 · 奔 驰汽车发动机构造（B） §2 内燃机1957年，德国人汪克尔 发明了转子发动机。菲 加 士 · 汪 克 尔马自达的首台量产型转子发动机10A-8010汽车发动机构造（B）§2 内燃机在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意 义的两个重要发展阶段是： 20世纪50年代初兴起的增压技术 20世纪70年代开始的计算机、电子技术在内燃机 研制中的应用内燃机和汽车给世界带来了现代物质文明，在经过 了超过一个世纪的发展之后，它的发展远远没有达到 其顶点，今后内燃机的发展是以节能和环保为中心， 充分兼顾可靠性的要求，全面提高内燃机的性能。汽车发动机构造（B） §2 内燃机二、发动机产品名称和型号编制规则按照GB72591 内燃机产品名称和型号 编制规则统一制定ü内燃机名称均按所使用的主要燃料命名， 例如汽油机、柴油机、煤气机等。 ü内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母 组成。 ü内燃机型号由以下四部分组成：汽车发动机构造（B）Ø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 门核准。 Ø中部：由缸数符号、行程符号、气缸排列形式 符号和缸径符号等组成。 Ø后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示 。 Ø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汽车发动机构造（B）第1章 汽车发动机的工作原理及总体构造l本章主要内容：l汽车发动机的类型l汽车发动机的基本结构及基本术语l往复活塞式内燃机的工作原理 l发动机的性能指标l发动机的总体构造 汽车发动机构造（B）l内燃机分为往复活塞式内燃机、燃气轮机、转子发动机等§1 汽车发动机的类型螺旋桨发动机奎西发动机喷气发动机汽车发动机构造（B）28Ø按照燃料种类分类：可分为液体发动机、气体发动机、多燃 料发动机等往复活塞式发动机的类型汽车发动机构造（B）Ø 按燃料在气缸内的着火方式分1、点燃式内燃机 2、压燃式内燃机 汽油燃点较高约470摄氏度，采用火花塞强制点火，汽油机为点燃式发动机。 柴油燃点较低约220摄氏度，采用高压缩比压燃，柴油机为压燃式发动机。汽车发动机构造（B）二冲程发动机四冲程发动机曲轴旋转一周完成一个工作循环。 由于换气不彻底，经济性较差，但 结构简单，因此在摩托车上广泛使 用。曲轴旋转二周完成一个工作循环。 四冲程发动机有独立的进气和排气 冲程，换气彻底，在汽车上广泛使 用，并已逐渐用于摩托车。Ø按照工作循环的行程数分类：可分为四行程和二行程发动机各 气缸完成 进气、压 缩、做功 、排气四 个过程称 为一个工 作循环。汽车发动机构造（B）水冷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风冷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Ø按照冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式汽车发动机构造（B）立式直列发动机V形发动机卧式对置发动机Ø按照气缸排列方式分类：可分为立式、卧式、直 列、V形和对置式等汽车发动机构造（B）Ø按进气方式分非增压内燃机 增压内燃机汽车发动机构造（B）Ø按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发动机此外，发动机还可按气缸的气门数、凸轮轴布置位置等进行分类 。汽车发动机构造（B）§2 往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语一 、 基 本 结 构汽车发动机构造（B）4、曲柄半径 R定义：曲轴的回转半径，对于汽缸中心线通过曲轴回转中 心的内燃机有： S2R二、基本术语1、工作循环定义：在气缸中进行的每一次将燃料燃烧产生的热能转 化为机械能的一系列连续过程。活塞式内燃机的工作循环是 由进气、压缩、做功、排气四个工作过程组成2、上止点（下止点）定义：活塞顶离曲轴旋转中心最远（近)处。即活塞 的最高（低）位置。3、活塞冲程 S定义：活塞上、下止点之间的距离。汽车发动机构造（B）汽车发动机构造（B）定义：活塞在上止点时，活塞顶以上、气缸盖底面以下所形成的空间容积。定义：上、下止点间所包容的气缸容积（活塞从上止点到下止点所扫过 的容积。） 定义式：常作为表征内燃机尺寸大小及动力性能的主要结构参数之一。D: 气缸直径 mm S: 活塞行程 mm(L)5、气缸工作容积（气缸排量）VS6、内燃机排量（发动机工作容积） VL定义：发动机所有气缸工作容积的总和。定义式：(L)i: 气缸数7、燃烧室容积 Vc汽车发动机构造（B）汽车发动机构造（B）物理意义：表示气缸内气体被压缩的倍数或燃气燃烧后 膨胀的倍数。是发动机的重要性能参数。柴油机：1422汽油机：69（轿车有的达到911）定义式：VaVsVc8、气缸总容积 Va定义：气缸工作容积与燃烧室容积之和（活塞在下止点时，活塞 顶以上的空间容积。）9、压缩比 定义：气缸总容积与燃烧室容积之比（压缩前气缸中气体的最大容 积与压缩后的最小容积之比。）定义式：汽车发动机构造（B）汽车发动机构造（B）§