发动机基本知识培训讲义.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,Page,*,培训讲义,发动机基础知识,襄樊康豪机电工程有限公司市场部,培训中心,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,发动机基础知识,发动机的工作原理和总体构造,1、两大机构,2、五大系统,发 动 机 的 基 本 构 成,发动机基础知识,发动机的工作原理和总体构造,发动机,发动机的作用,发动机将燃料（代用燃料）燃烧后产生的热能转化为其旋转的动能,从而为设备提供动力。,+,O,2,=,POWER,发动机基础知识,可燃混合气,发动机乃是将某一种形式的能量转变为机械能的机器。,进 气,压 缩,燃 烧,膨 胀,排气,发动机基础知识,四冲程增压发动机的工作原理,发动机基础知识,四冲程发动机的工作原理：,发动机基础知识,一个工作循环：,发动机内部结构 示意图,在发动机内每一次将热能转变为动能的过程中，都必须经过空气吸入、压缩和输入燃料，使之着火燃烧而膨胀做工，然后将生成的废气排出这样一系列连续过程，这一过程称之为发动机的,一个工作循环,。,冲程：,活塞完成的一个活塞行程，称之为发动机的一个,冲程,。,发动机基础知识,发动机基础知识,四冲程发动机的工作原理,发动机排量：,发动机内部结构示意图,多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机,排量,，用符号,VL,表示。,V,L,=,D,2,410,3,S,i(L),式中:,D,气缸直径，,cm,；,S,活塞行程，,cm,；,i,气缸数。,四冲程发动机的工作原理,发动机基础知识,压缩行程：,压缩行程，活塞从下止点移动到上止点。气缸容积缩小，气体密度加大，压强、温度升高。可使吸入的可燃混合气迅速燃烧，产生较大的压力，从而提高发动机发出的功率。,压缩行程,进气门,排气门,上止点,下止点,混合气体被压缩到活塞上方的很小空间，称为,燃烧室,。,四冲程发动机的工作原理,压缩行程,压缩比：,压缩前气缸中气体的最大容积（,Va,）与压缩后的最小容积(,Vc),之比称为,压缩比,(,)，,=Va/Vc,。压缩比愈大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。化油器式汽油机的压缩比一般为6-11，柴油机的压缩比一般为16-22。,爆燃：,压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会发生,爆燃,等不正常燃烧现象。爆燃时火焰以极高的速率向外传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，撞击燃烧室发出尖锐的敲缸声，同时引起发动机过热，功率下降，油耗增加等不良后果。,发动机基础知识,四冲程发动机的工作原理,发动机基础知识,做功行程,进气门,排气门,上止点,下止点,做功行程：,在压缩行程终了时，汽油机装在气缸盖上的火花塞发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气；,柴油机装在气缸盖上的喷油器开始喷油，燃油接触高温气体后开始自燃。,高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出动能。,除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余用于对外做功。,四冲程发动机的工作原理,发动机基础知识,排气行程,进气门,排气门,上止点,下止点,排气行程：,当做功行程接近终了时，排起门打开，靠废气的自身压力以及活塞的推力把燃烧后的废气从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。由于燃烧室占有一定容积，气缸历始终会残留一部分废气成为,残余废气,。,综上所述，四冲程发动机经过进气、压缩、燃烧做工、排气四个行程，完成,一个工作循环,。这期间活塞在上、下止点往复移动了,四个行程,，相应地曲轴旋转了,两周,。,发动机的分类,根据燃料种类的不同分为,汽油机,柴油机,代用燃料发动（,LPG,、,CNG,）,发动机基础知识,根据燃气的着火方式不同分为,强制点火式发动机（汽油机）,压燃式发动机（柴油机）,根据每一工作循环所需行程数可分为,四冲程发动机,二冲程发动机,汽油机与柴油机的区别,可燃混合气的形成方式不同,汽油机：,在化油器喉管以及进气歧管中形成,柴油机：,在发动机气缸内部形成。,点火方式不一样:,汽油机:,通过点火系使可燃混合气燃烧,柴油机:,通过压缩后的高温自燃。,发动机基础知识,发动机,曲柄连杆机构,起动系,点火系(仅汽油机,),润滑系,供给系,冷却系,配气机构,两大机构,五大系统,发动机基础知识,发动机的基本构成：,缸盖,缸体,活塞,连杆,曲轴（带飞轮）,两大机构：,发动机基础知识,曲柄连杆机构,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,作用：,把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。,构成：,曲柄连杆机构的主要零件可分为三组：,机体组,、,活塞连杆组,、,曲轴飞轮组,。,由于曲柄连杆机构在高温、高压、高速和化学腐蚀的苛刻条件下工作，其在结构上、材质上、加工工艺上都有比较严格的要求。,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,机体组,气缸体：,是发动机各个机构和系统的,装配基体,，由气缸和曲轴箱组成。可分为一般式气缸体、龙门式气缸体、隧道式气缸体三种。三种气缸体的刚度和强度逐次提高，但工艺性依次下降。,a,）一般式缸体,b,）龙门式缸体,c,）隧道式缸体,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,机体组,气缸体,1-气缸；2-水套；3-气缸盖；4-燃烧室；5-气缸垫,水套：,为了保证气缸表面能在高温下正常工作，必须对气缸和气缸盖随时冷却。在设计时，气缸周围和气缸盖中均设计有用于充冷却水的空腔，称为,水套,。,汽车发动机气缸排列方式：,a,）单列式,b,）,V,型式,c,）对置式,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,机体组,气缸体,气缸套：,缸套,缸体,由于气缸,工作表面,的工作环境极为苛刻（高温、高压、高速、腐蚀），要求其必须耐高温、耐磨损、耐腐蚀。,要满足以上要求，从缸体材料来讲，要使用优质的合金铸铁,，,但如果缸体全部采用优质合金材料，会造成材料上的浪费，,所以目前发动机大部分都采用镶入缸体内的,气缸套,，形成气缸,工作表面,，这样缸套可用优质合金材料以满足上述要求，而缸体采用普通铸铁或铝合金以降低成本。,干式缸套,：不直接与冷却水接触，壁厚一般为13,mm,。,湿式缸套,：与冷却水直接接触，壁厚一般为59,mm,。,气缸套分为：,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,机体组,气缸盖,气缸套罩,气缸垫,气缸盖,作用：,封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成,燃烧室,。,气缸垫,作用：,缸盖与缸体之间置有气缸衬垫，以,保证燃烧室的密封,。要求其有足够的,强度,，,耐热,和,耐腐蚀,，并有一定的,弹性,，能,重复使用,。,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,机体组,油底壳：,作用：,储存机油并封闭曲轴箱。油底壳内设有挡油板，防止汽车振动时油面波动过大。,两大机构：,曲柄连杆机构,1-第一道气环；2-第二道气环；3-组合油环；4-活塞销；5-活塞；6-连杆；7-连杆螺栓；8-连杆轴瓦；9-连杆盖,活塞连杆组,作用：,承受气缸中气体压力，并将此力通过活塞销、连杆等机件推动曲轴旋转。,构成：,活塞连杆组由：,活塞,、,活塞环,、,活塞销,、,连杆,等机件组成。,发动机基础知识,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,活塞连杆组,活塞：,作用：,承受气缸中气体压力，并将此力通过活塞销传递给连杆，以推动曲轴旋转，,活塞顶部还与气缸盖气、缸壁共同组成燃烧室。,活塞顶部与高温燃气直接接触，工作环境恶劣，且承受周期性变化的气压力和惯性力，,因此要求活塞质量小、热膨胀系数小、导热性好以及耐磨。目前活塞材料一般采用铝合金。,活塞顶部形状示意图,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,活塞连杆组,构成：,1,）,顶部,：汽油机活塞顶部为平顶；柴油机活塞顶部设计出燃烧室。,2,）,头部,：承受气体压力；与活塞环一起实现气缸密封；通过活塞环把热量传导到缸壁上。,3,）,群部,：为活塞做往复运动导向；承受侧压力。,活塞：,1-活塞顶；2-活塞头；活塞环；4-活塞销座；5-活塞销；6-活塞销环；7-活塞群；8-加强筋,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,活塞连杆组,活塞环：,1-第一道气环；2-第二道气环；3-组合油环,作用：,保证活塞与气缸间的密封，防止气缸中的高温、高压气体窜入曲轴箱；,同时将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁，再由冷却水带走。,构成：,1,）,两道气环,：密封；导热。,2,）,油 环,：刮除缸壁上多余的机油，在缸壁上形成油膜，减少磨损和摩擦阻力；封气。,两大机构：,曲柄连杆机构,活塞连杆组,发动机基础知识,活塞销：,1、3-卡环；2-活塞销,1-连杆衬套；2-连杆小头；3-连杆杆身；4-连杆螺栓；5-连杆大头；6-连杆轴瓦；7-连杆盖；8-轴瓦上的凸键；9-凹槽,连接活塞和连杆小头，将活塞承受的气体作用力传递给连干。,加工精度上有严格的要求。,连杆：,将活塞承受的力传递给曲轴，并从活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,曲轴飞轮组,1-起动爪；2-起动爪锁紧垫圈；3-扭转减震器；4-皮带轮；5-挡油片；6-正时齿轮；7-半圆键；,8-曲轴,；9-主轴承上、下轴瓦；10-中间主轴承上、下轴瓦；11-止推片；12-螺柱；13-直通润滑嘴；14-螺母；15-齿环；16-圆柱销；17-第一、第六缸活塞压缩上止点记号用钢球,曲轴飞轮组主要由,曲轴,和,飞轮,以及其他,附件,组成。附件的种类和数量由发动机的结构和性能决定。,构成：,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,曲轴飞轮组,曲轴,1-前端轴；2-,主轴颈,；3-连杆轴颈（,曲柄销,）；4-,曲柄,；5-平衡重；6-后端凸缘,作用：,承受连杆传来的力，和由此产生绕其本身轴线转动的转矩。,构成：,由三部分组成：曲轴前端；若干,曲拐,；曲轴后端。,曲拐,=,一个曲柄销,+,左右两个曲柄,+,前后两个主轴颈,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,曲轴飞轮组,曲轴,多缸发动机曲拐布置和发火顺序：,六缸发动机的曲拐布置方式,四缸发动机的曲拐布置方式,八缸发动机的曲拐布置方式,曲拐的布置方式,取决于,缸数,、,汽缸排列方式,（单列和,V,型等）和,发火次序,（即各缸的做功行程交替次序）,两大机构：,曲柄连杆机构,曲轴飞轮组,曲轴,多缸发动机曲拐布置和发火顺序：,在安排发火顺序时，应注意：,使连续做功的两缸相距尽可能远；,做功间隔应力求均匀；,各缸发火的间隔时间应力求均匀，发火间隔角=720/,i,，,i,为气缸数。,四缸机的发火顺序：1-2-4-3 或1-3-4-2；,六缸机的发火顺序：1-5-3-6-2-4（常用）或1-4-2-6-3-5；,八缸机的发火顺序：1-8-4-3-6-5-7-2。,发动机基础知识,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,曲轴飞轮组,飞轮：,飞轮是一个转动惯量很大的圆盘，其主要,功用,：,储存做功行程中的一部分动能，用于克服其他行程的阻力；,保证曲轴的旋转角速度和输出扭矩尽可能均匀，并使发动机克服短时间的超载负荷；,作为汽车传动系中摩擦离合器的驱动件。,作用：,飞轮外缘上压有一个齿环，可与起动机的驱动齿轮啮合，共起动发动机用。,发动机基础知识,两大机构：,曲柄连杆机构,曲轴飞轮组,扭矩减震器示意图,1-曲轴前端；2-皮带轮毂；3-减震器圆盘；4-橡胶垫；5-惯性盘；6-皮带盘,曲轴扭矩减震器,由于曲轴受到周期性变化的作用力，会产生曲轴的,扭转振动,，严重影响发动机性能。为了消减曲轴的扭转振动，要求在曲轴前端安装扭矩减震器。,气门摇臂,气门弹簧,挺杆,挺柱,凸轮轴（带正时齿轮）,气门,发动机基础知识,两大机构：,配气机构,发动机基础知识,两大机构：,配气机构,作用：,按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，,定时开启和关闭各气缸的进、排气门,，使新鲜可燃混合气体（汽油机）或空气（柴油机）得以,及时地、充分地进入气缸,，,废气,得以,及时地、充分地从气缸排出,。,分类：,根据凸轮轴的位置不同可分为：,下置式,，,中置式,，,上置式,；,根据每气缸气门数目可分为：,二气门式,，,四气门式,等。,两大机构：,配气机构,发动机基础知识,传动组：,正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂,气门组：,气门、气门导管、气门座圈、气门弹簧,构成：,由,气门组,和,气门传动组,组成,五大系统：,发动机基础知识,1燃油箱,2空 滤,3化油器,4进气管,5排气管,6汽油泵,7滤清器,8消声器,1,2,3,4,5,6,7,8,供给系统（汽油机）,发动机基础知识,1主量孔,2空气量孔,3通气管,4浮子,5主喷管,6汽油泵,1,2,3,4,5,6,五大系统：,供给系统（汽油机）,化油器系统示意图,发动机基础知识,五大系统：,供给系统（汽油机）,电喷系统示意图,发动机基础知识,供给系（柴油机）,废气涡轮增压器,增压器,进气口,增压器,排气口,发动机,进气口,发动机,排气口,五大系统：,进排气系统,发动机基础知识,进排气系统,（水空中冷）,1.,涡轮增压器的进口,2.,从涡轮增压器流向中冷器,3.,中冷器,4.,进气支管,5.,进气阀门,发动机基础知识,进排气系统,（空空中冷形式）,发动机基础知识,进排气系统,（,排气系统）,波纹管,发动机基础知识,进排气系统,（,增压器）,柴油箱,输油泵,喷油泵,提前器,联轴器,喷油器,高压油管,回油管,低压油管,滤清器,发动机基础知识,供给系（柴油机）,五大系统：,燃油供给系统,油箱的柴油,预滤器,输油泵,低压油管,燃油滤清器,喷油器,高压油管,高压油泵,燃油系统流向示意图,回油油管,燃烧室,发动机基础知识,发动机基础知识,供给系（柴油机）,五大系统：,燃油供给系统,高压油泵,发动机基础知识,供给系（柴油机）,五大系统：,燃油供给系统,高压油泵,泵体,发动机基础知识,供给系（柴油机）,五大系统：,燃油供给系统,高压油泵,调速器,发动机基础知识,GAC,电子调速器,执行器,发动机基础知识,速度控制器,速度传感器,发动机基础知识,五大系统：,润滑系统,润滑系具有润滑、冷却、密封、清洗和防锈五大功能，主要采用复合式润滑，即压力润滑和飞溅润滑相结合，由机油泵、油底壳、循环油路、限压阀、机油滤清器、机油散热器等组成。,作用是,将润滑油供给运动件的摩擦表面以减少磨擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却磨擦零件；清洁和冷却磨擦表面；提高活塞环和汽缸壁间的密封性能；对所有运动件起防锈作用。,1机油泵,2调压阀,3机油散热器,4旁通阀,5机油滤清器,8,活塞冷却喷嘴,发动机基础知识,润滑系统,五大系统：,润滑系统流向示意图,曲轴、连杆、活塞、凸轮轴,油,底,壳,配气机构,六个垂直油道,主,油,道,涡轮增压器,旁通阀,调压阀,机油泵,机油散热器,机油滤清器,发动机基础知识,发动机基础知识,五大系统：,冷却系统,冷却系的功能是吸收气缸内燃料燃烧和各运动件摩擦所产生的热量，使发动机保持在适当的温度范围内工作。,有水冷和风冷两种方式，其中最常使用的是强制循环式水冷却系统，由水套、水泵、风扇、节温器、散热器和管道等组成,冷却系统,发动机基础知识,节温器,气缸盖,气缸垫,气缸体,机油散热器,水 泵,散,热,器,五大系统：,冷却系统流向示意图,发动机基础知识,冷却系统,发动机基础知识,五大系统,启动系统,分为电动机起动、手摇起动、气启动。,电起动系包括直流电动机、操纵机构和传动机构。,电起动的柴油机由起动蓄电池供电，使设在飞轮附近的起动电机带动柴油机旋转起动；正常运转时，曲轴带动充电发电机给蓄电池充电。,谢谢！,