汽车发动机构造80页PPT

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燃烧室容积:活塞在气缸内作往复直线运动，当活塞位于上止点时，活塞顶上面的气
缸空间为燃烧室容积
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气缸总容积:活塞位于下止点时，活塞顶上部的全部气缸容积称为气缸总容积
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发动机排量:多缸发动机所有气缸工作容积的总和称为发动机排量
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压缩比
定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容 积之比称为压缩比。即气缸总容积与燃烧室容积之比称 为压缩比 ，用ε表示。
活塞在气缸内往复四个行程(相 当于曲轴旋转两周)完成一个工作循 环的发动机，称为四冲程发动机
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
第18页/共33页 单缸四冲程汽油机的工作过程
§1.4 四冲程发动机的简单工作原理
活 塞
活 塞
活 塞
进气行程
压缩行程
作功行程
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活 塞
排气行程
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§1.3 发动机的总体构造
• 两大机构
曲柄连杆 配气机构
• 五大系统
点火系 起动系 供给系 润滑系 冷却系
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曲柄连杆机构
曲柄连杆机构由气缸 体与曲轴箱组、活塞 连杆组、曲轴飞轮组 等三部分。 有的发动机将气缸分 铸成上下两部分，上 部称为气缸体、下部 称为曲轴箱。
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配气机构
配气机构由进气门、排气门、挺柱、推杆、摇臂、凸轮轴以及 凸轮轴正时齿轮(由曲轴正时齿轮驱动)等组成。
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桑塔纳发动机冷却系示意图
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发动机润滑系
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燃料供给系
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火花塞 分电器 汽油泵 油尺 机油滤清器 水泵组件
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发动机的主要组成部分
发动机主要由：两个机构、五个系统组成。
➢ 机体及曲柄连杆机构 ➢ 配气机构 ➢ 燃油供给系统 ➢ 点火系统（柴油机通常没有此系统） ➢ 冷却系统 ➢ 润滑系统 ➢ 起动系统
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一、机体及曲柄连杆机构
拨叉杆 单向器 飞轮
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电枢
点火开关 电磁开关
蓄电池
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高压油轨 喷油器
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2、汽油直喷式燃油供给系统图解之二
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燃油供给系统
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3、汽油直喷式燃油供给系统图解之三
高压油泵
油压阀
滚动挺杆
凸轮轴
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蓄压管
主油管
油压传感器 喷油器
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4、化油器式燃油供给系统图解之一 化油器
汽油泵
汽油滤清器
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4.2、摇臂式配气机构摇臂总成实物展示
洛柴摇臂
玉柴摇臂
潍柴摇臂
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4.2、摇臂式配气机构的气门挺杆图解
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三．燃油供给系统
燃料供给系统是根据使用的燃料不同，分为汽油机 燃料供给系和柴油机燃料供给系两种。
汽油燃料供给系又分”化油器式“和”燃油直接喷射式“两种。
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液压挺杆
气门组件 活塞 连杆
曲轴
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2.1、直推式配气机构的气门挺杆图解
弹簧座 复位弹簧（小） 复位弹簧（大）

了解发动机的性能指标和评价方法； 培养学生的实践能力和创新精神。
发动机概述
发动机的定义和分类
介绍发动机的概念、分类及应用领域 ；
发动机的工作原理
阐述发动机的工作过程和能量转化原 理。
发动机的组成
详细讲解发动机的各大系统及其功能 ；
发动机发展历史与趋势
03
发动机的发展历程
发动机技术发展趋势
环保与节能要求
点火信号发生器
根据发动机转速和负荷等参数 ，产生相应的点火信号。
点火提前角调节方法
机械式调节
通过调整分电器和点火正时装 置，改变点火提前角。
真空式调节
利用进气歧管真空度的变化， 自动调节点火提前角。
离心式调节
根据发动机转速的变化，自动 调节点火提前角。
电子控制调节
通过ECU控制点火提前角，实 现精确控制。
直喷式燃油供给系统
将燃油直接喷入气缸内，与空气混合更充分，提高燃烧效率。
燃油喷射技术简介
燃油喷射技术的发展历程
从机械控制到电子控制，再到智能化控制的 发展历程。
燃油喷射技术的分类
根据喷油器安装位置和控制方式的不同，可 分为进气道喷射和缸内直喷两种类型。
燃油喷射技术的优点
提高燃油利用率、降低排放污染、改善发动 机性能等。
01
02
组成
功能
机油泵、机油滤清器、机油冷却器、机油压力表、温度表和机油管道 等。
减少运动件之间的摩擦和磨损，降低功率消耗，提高发动机的动力性 和经济性；减少机件的磨损，延长使用寿命；减轻振动，降低噪声， 改善发动机的工作状况。
机油泵和滤清器选用原则
机油泵选用原则
根据发动机的结构特点、工作条件和 机油性能要求，选择合适的机油泵类 型和规格，保证机油泵具有足够的供 油量和供油压力。

汽车发动机结构及工作原理
—汽车构造知识
第一节 发动机的总体结构 第二节 发动机的工作原理
第一节 发动机的总体结构
学习目标
1.掌握发动机的组成。 2.了解发动机的分类。
一、发动机的组成
典型发动机的外形结构图
典型发动机的立体剖面图
二、发动机的分类
1. 按照燃料不同
2. 按照一个工作循环所需的行程数
2.下止点
活塞离曲轴回转中心最近处时，活塞顶面所对应的 位置称为下止点，即活塞顶部下行到最低点的位置。此 时，活塞的运动速度为零。
3. 活塞行程S （mm）
活塞由一个止点运动到另一个止点的距离称为活塞 行程，用S表示。
4. 曲柄半径R（mm）
曲轴上曲柄销的中心线（连杆轴颈轴线）到曲轴回 转中心线（主轴颈轴线）的距离称为曲柄半径， 用R 表 示。活塞行程等于两倍的曲柄半径，即S=2R。
3. 按照冷却方式
4. 按照气缸数
5. 按照气缸排列方式
6. 按照进气方式
第二节 发动机的工作原理
学习目标
1.了解发动机的基本术语。 2.掌握发动机的基本工作原理。 3.了解发动机的型号。
一、发动机的基本术语
发动机基本参数
1.上止点
活塞离曲轴回转中心最远处时，活塞顶面所对应的 位置称为上止点，即活塞顶部上行到最高点的位置。此 时，活塞的运动速度为零。
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。
2.内燃机的型号
内燃机型号由阿拉伯数字、汉语拼音字母或英文缩 略字母组成，分为四部分。
3. 型号编制举例
柴油机型号： （1）R175A （2）YZ6102Q 汽油机型号： （1）IE65F/P （2）492Q/P-A

与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比，具有 高功率容积比（发动机容积较小就能输出较多动力）的优 点。另外，由于转子发动机的轴向运转特性，它不需要精 密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有 两个转动部件，与一般的四冲程发动机具有进、排气门等 二十多个活动部件相比结构大大简化，故障的可能性也大 大减小。
增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例，即机械增压引擎的动力输出随着转速的提高，也随之增强。
氧化。 功用：将节气门的开度信号转换成电压信号输送给ECU。
下轴箱: 贮存润滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳。
材料： 薄钢板冲压（下曲轴箱），铝合金 喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。
机。
优点：
横置发动机的曲轴、变速器的输入输出轴以及车桥都是平行的，所以如果是前驱车的话，最适合的就是前横置发动机，动力传输距离短，方向一致，因此传动效率较高。
另一方面，由于横置发动机占用的纵向空间小，可以极大限度缩短了发动机舱的纵向空间，换来的是宽敞的驾乘空间，尤其是前排乘客的腿部拓展的空间。这对 于尺寸有限的紧凑型轿车来讲尤为重要。
W型发动机是德国大众专属发动机技术。其原理是：将V型发动 机的每侧汽缸再进行小角度的错开，简单点说，W型发动机的汽 缸排列形式是由两个小V形组成一个大W形，严格说来Ｗ型发动 机还应属V型发动机的变种。
W发动机特点：W型比V型发动机做得更短一些，有利于节省空 间，同时重量也可轻些；缺点是它的宽度更大，使得发动机室更满。
缸数量）。这种布局发动机的优势在于尺寸紧凑，稳定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少，当然也意味 着制造成本更低。同时，采用直列式气缸布局的发动机体积也比较紧凑，可以适应更灵活的布局。也方便于布置 增压器类的装置。但其主要缺点在于发动机本身的功率较低，并不适合配备6缸以上的车型。

汽车构造（上）
汽车发动机篇
1
2
第一章 发动机工作原理
一、发动机概述
将燃料的化学能转 变为机械能。
汽油机
柴油机
3
二、基本术语
▪ １、止点：上止点、下止点 ▪ ２、活塞行程S：S=2R （R：曲柄半径） ▪ ３、气缸工作容积（气缸排量）Vh、燃烧室容积Vc、
气缸总容积Va: Va= Vh+ Vc ▪ 多缸发动机排量VL：VL= Vh ×i（i：发动机气缸数） ▪ ４、压缩比ε： ε＝ Va/Vc ▪ ε 越大，循环热效率越高。汽油机ε =6～9柴油机ε
示功图 V 20
作功行程
进气门关 闭
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压 力5~9MPa
排气门关闭
上Z
P
止 点
下 止 点
活
c
塞
大气压力线 r
b
a
作功终了：温度 1300~1600 K， 压 力300~500 kPa
示功图 V 21
排气行程
进气门关闭
排气门打开 P
上Z 止 点
下 止 点
残余废 气
▪ 不同点：
汽油机
柴油机
汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气
进入气缸的是纯空 气
电火花点燃混合气
高温气体加热柴油 燃烧
有点火系
无点火系
无喷油器
有喷油器
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▪ 作业： ▪ 课后思考练习题３。
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进气门
纯空气 喷油器
排气门
吸气行程 压缩行程 作功行程
排气行程
瞬时：温度
喷油泵
1800~2200K压力 5~10 MPa
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思考
四冲程汽油机和柴油 机相比较，各有哪些 相同点和不同点？

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1、活 塞
1.2.2活塞头部
第一道活塞槽与最后一道油环槽之间的部分。 功用：加工有环槽，以安装活塞环。 特点：3～4道环槽，油环槽底部有泄油孔或泄油槽。
头部
工作条件最
恶劣，应离
顶部远些。
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1、活塞 1.2.3活塞裙部
自油环槽下端面
至活塞最下端的部
裙
分，包括销座孔。
部
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动机冷态下拧紧； 3.4.3铸铁气缸盖则应该在发动机热态时最后拧紧。
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4、油底壳
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4、油底壳
4.1 功 4.2 结
用： 贮存机油并封闭曲轴箱 。
构：
一般采用薄钢板冲压而成。装有稳油挡板，以防止汽车 颠动时油面波动过大。底部装有放油螺塞（其上装有永久磁 铁，以吸附润滑油中的金属屑，减轻磨损）。
对于往复活塞式发动机，凡是活塞往复四个单程才能完 成一个工作循环的，称为四行程发动机；活塞往复两个单程即 完成一个工作循环的，称为二行程发动机。
发动机的工作循环周而复始，不断将热能转化为 机械能，连续将动力输出。
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（三）、单缸四冲程汽油机的工作循环 ：
一）单缸四冲程汽油机的工作过程
二）单缸四冲程汽油机的工作循环 ：
在曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。
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二、活塞连杆组
功用： 将活塞的往复运动转变
为曲轴的旋转运动，同时将 作用于活塞上的力转变为曲 轴对外输出的转矩。
组成： 主要由活塞、活塞环、
活塞销和连杆等运动件组 成。
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二、活塞连杆组 1、活塞

活塞式发动机的分类
▪ 按活塞运动方式 ：往复活塞式、旋转活塞式 ▪ 按着火方式:压燃式、点燃式 ▪ 按所用燃料:汽油机、柴油机、气体燃料发动机 ▪ 按冷却方式:水冷式、风冷式 ▪ 按冲程数:四冲程、二冲程 ▪ 按进气状态 ：增压式、非增压式 ▪ 按气缸数目、排列方式：单缸、多缸、直列式、V型、对置式
▪ 排放品质
➢ 有害气体CO、HC、NOx、排气颗粒
▪ 噪声水平
➢ 刺激神经、使人烦躁、反映迟钝
发动机速度特性
▪ 速度特性曲线
➢ 燃料供给调节机构位置不变时，发动机性能参数（有效转 矩、功率、燃料消耗率）随转速改变而变化的曲线。
➢ 如何得到曲线：在一定转速下，用测功器对曲轴施加阻力 矩，获取曲线的位置，依此类推。
▪ 主要缺点：
➢ 燃油消耗率高，燃料经济性差
内燃机产品名称与型号编制规则
第五节 发动机的性能指标与特性
▪ 动力性能指标 ▪ 经济性能指标 ▪ 环境指标 ▪ 发动机速度特性
动力性能指标
▪ 有效转矩Te
➢ 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，单位为N·m 。 ➢ 有效转矩与曲轴角位移的乘积就是发动机对外输出的有效功。
▪ 压缩比
➢ 表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之 比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比。一般用ε表示。
▪ 工况
Va 1 Vs
Vc
Vc
➢ 内燃机在某一时刻的运行状况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴 转速表示。
▪ 负荷率
➢ 内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效 功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。
经济性能指标
▪ 有效热效率ŋe
燃料燃烧产生的热量转化为有效功的百分比。

汽车发动机的发展历程
早期发动机
以蒸汽机和外燃机为主，效率低、 体积大。
内燃机的出现
以汽油和柴油为燃料，效率高、体 积小、重量轻。
现代化发动机
采用电子技术、涡轮增压等技术， 提高动力性、经济性和排放性能。
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汽车发动机构造详解
曲柄连杆机构
组成
由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组 三部分组成。
工作原理
汽车发动机维修基础知识
维修工具与设备介绍
发动机维修常用工具
01
包括扳手、螺丝刀、锤子等基础工具，以及专用工具如活塞环
钳、气门弹簧钳等。
发动机维修常用设备
02
包括发动机吊架、气缸压力表、喷油器清洗机等专用设备。
工具与设备的使用方法和注意事项
03
详细介绍各种工具和设备的使用方法和注意事项，以确保维修
过程的安全和效率。
根据车辆使用情况和机油类型，一般每 5000-10000公里或3-6个月更换一次。
机滤的作用
更换时机
过滤机油中的杂质和金属屑，保持机油清洁。
每次更换机油时，应同时更换机滤。
检查并调整气门间隙
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02
03
气门间隙的作用
确保气门在正确的时间和 位置开启和关闭，保证发 动机正常工作。
检查周期
每行驶10000-20000公里 或每12个月检查一次。
运转不稳故障分析
空气滤清器堵塞
清洁或更换空气滤清器，确保空 气流通顺畅。
燃油系统问题
检查燃油压力、喷油嘴雾化情况 等，确保燃油供应稳定。
点火系统问题
检查点火正时、火花塞等点火系 统部件，确保点火正常。
发动机控制单元故障
检查发动机控制单元及其相关传 感器，确保正常工作。

01
初步检查
观察发动机外观，检查是否有明显 损坏或泄漏。
逐一排查
根据故障现象和可能原因，逐一检 查相关部件和系统。
03
02
使用诊断仪器
如故障诊断仪、示波器等，检测发 动机各系统的工作状态。
确诊并修复
确定故障原因后，采取相应措施进 行修复。
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发动机维修技术与措施
常规维护
定期更换机油、清洗空气滤清器等，保持发 动机良好状态。
将低压电转化为高压电。
火花塞
在高压电作用下产生电火花，点燃混合气。
点火控制器
控制点火时机和点火能量。
点火开关
控制点火系统的开启和关闭。
03
发动机的工作原理
四冲程汽油机工作原理
进气冲程
活塞下行，进气门开启，空气和汽油混合气被吸 入气缸内。
做功冲程
火花塞点燃混合气，产生高温高压燃气推动活塞 下行，通过连杆使曲轴旋转输出动力。
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发动机的故障诊断与维修
发动机常见故障及原因分析
启动困难
可能原因包括电池电量不足、点火系统故障 、燃油供应问题等。
功率下降
可能由于空气滤清器堵塞、燃油质量不佳、 气缸压缩不足等引起。
异响
可能源于曲轴轴承磨损、活塞敲缸、气门间 隙不当等。
排放异常
可能由于燃油燃烧不完全、三元催化器故障 等导致。
发动机故障诊断方法与步骤
凸轮轴
驱动气门开闭，控制进排气时 机。
挺柱、推杆、摇臂等
传递凸轮轴的动力，驱动气门 运动。
燃油供给系统
油箱
储存燃油。
喷油器
将燃油雾化并喷入气缸内。
燃油泵
将燃油从油箱中抽出并加压输送到喷 油器。