《汽車發(fā)動機構(gòu)造》PPT課件.ppt

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1、第四講 汽車發(fā)動機,王國權(quán),第四講 汽車發(fā)動機,,四沖程汽油機基本工作原理 現(xiàn)代汽車發(fā)動機的總體組成 柴油機結(jié)構(gòu)特點和工作原理 發(fā)動機的分類 發(fā)動機的主要性能指標,知識點,問題？,汽車發(fā)動機是怎樣把汽油的化學(xué)能能轉(zhuǎn)換成機械能的呢？,,,四沖程汽油機工作原理.MPG,一、發(fā)動機基本知識,發(fā)動機的本質(zhì): 是一種能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機械能。 四行程汽油機是一個氣缸-活塞系統(tǒng)，燃料在氣缸中燃燒，推動活塞運動，經(jīng)過曲柄連桿機構(gòu)再將往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。 單缸四行程汽油機工作原理.MPG,,怎樣才能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換呢？ 或者，通過一個什么樣的裝置可以實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換？,發(fā)動機時由這些東

2、西組成的！,發(fā)動機時由這些東西組成的！,發(fā)動機時由這些東西組成的！,過仔細的分析，發(fā)現(xiàn)要實現(xiàn)上述能量轉(zhuǎn)換，需要這樣一個裝置，這個裝置可以分為以下部分：,機體組 曲柄連桿機構(gòu) 供給系 潤滑系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 點火系統(tǒng) 起動系統(tǒng),1.機體組：,曲軸箱,氣缸體,氣缸墊,氣缸蓋,,氣缸,油道和水道,油底殼,,1.機體組： 是發(fā)動機的骨架，是在它的上面安裝著發(fā)動機的主要零件和附件，承受各種載荷。 機體組由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等組成。,一般用灰鑄鐵鑄成，上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。 氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等,氣缸體：,三種氣缸體

3、,一般式,龍門式,,隧道式,曲軸箱,曲軸箱：氣缸體下部用來安裝曲軸的部分。 結(jié)構(gòu)：分上曲軸箱和下曲軸箱 上軸箱：與氣缸體鑄成一體 下軸箱: 貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。 材料： 薄鋼板沖壓（下曲軸箱）,,,氣缸墊,氣缸蓋,氣缸蓋罩,襯墊,安裝火花塞,氣缸蓋,氣缸蓋：,安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。有進、排氣門座，氣門導(dǎo)管孔，進氣通道和排氣通道。汽油機有安裝火花塞的孔，柴油機有安裝噴油器的孔。,,氣缸墊： 裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。 活塞連桿機構(gòu),2.活塞連桿機構(gòu) 是做功和運動轉(zhuǎn)換裝置， 由活塞連桿

4、組和曲軸飛輪組構(gòu)成。 活塞連桿組：由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿、連桿軸瓦等組成.,,活塞： 與高溫氣體直接接觸，頂部瞬時溫度可達2500K以上 ，作功行程承受氣體壓力高達35MPa；在氣缸內(nèi)以很高的速度(812m/s)運動； 一般采用高強度鋁合金制造。,連桿,作用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)運動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。,連桿組件分解圖,發(fā)動機視頻連桿.MPG,連桿軸瓦：,為了減小摩擦阻力和曲軸連桿軸頸的磨損，連桿大頭孔內(nèi)裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。曲軸飛輪組,曲軸飛輪組：,,由曲軸、飛輪和一些附件組成。,發(fā)動機最重要的機件之一。與連桿配合將作用在活塞上的氣體

5、壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力。同時，驅(qū)動配氣機構(gòu)和其它輔助裝置，如風扇、水泵、發(fā)電機等。,,曲軸：,貯存作功行程的能量，以克服進氣、壓縮和排氣行程的阻力和其它阻力，使曲軸能均勻地旋轉(zhuǎn)。 3發(fā)動機供給系統(tǒng),飛輪：,3.發(fā)動機供給系統(tǒng) 空氣供給系和燃油供給系組成。,,,,,,,,燃油箱,空氣濾清器,進氣軟管,進氣岐管,排氣管,汽油泵,汽油濾清器,發(fā)動機供給系,功用： 儲存、輸送清潔燃料和空氣，根據(jù)發(fā)動機工況，配置供給汽缸一定濃度的可燃混合氣，并將燃燒后的廢氣排入大氣。 組成： 汽油供給裝置； 空氣供給裝置； 混合氣形成裝置； 廢氣排出裝置；,發(fā)動機空氣的供給由配氣機構(gòu)實現(xiàn)，通過控制進、排氣門的啟閉和持續(xù)時

6、間，提供能量轉(zhuǎn)換的需要空氣和排除廢氣。由氣門組、氣門驅(qū)動機構(gòu)組成。,（1）發(fā)動機空氣供給系統(tǒng),配氣機 構(gòu)的形式,包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、鎖片、彈簧座。,氣門組：,氣門座實物圖,,進氣門,排氣門,氣門實物圖,氣門驅(qū)動機構(gòu),組成：凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂。 功用：定時驅(qū)動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當?shù)臍忾T間隙。,凸輪,挺柱,推桿,搖臂,凸輪軸正時齒輪,搖臂軸,噪聲小，用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動機。,,曲軸正時齒形帶輪,中間軸齒形帶輪,張緊輪,凸輪軸正時齒形帶輪,正時齒形帶驅(qū)動：,凸輪軸 氣門間隙的概念,,氣門間隙,氣門間隙,氣門間隙,為保證氣門關(guān)閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝

7、配時，在氣門桿尾端與氣門驅(qū)動零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當?shù)拈g隙。,氣門間隙：,,配氣機構(gòu)控制氣門的開、閉。 發(fā)動機進、排氣門的開、閉有什么要求？,,但實際上，這種氣門開、閉方式，對發(fā)動機的工作是很不適應(yīng)的，不能滿足發(fā)動機對進氣量、排氣量的要求。,理論上講，進氣、壓縮、作功、排氣各占曲軸轉(zhuǎn)角的180，也就是說，進、排氣門都是在活塞的上、下止點開、閉，延續(xù)時間對應(yīng)了曲軸轉(zhuǎn)角180。,配氣相位,用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、排氣門的實際開、閉時刻和開啟的持續(xù)時間 ，稱為配氣相位。,進氣門早開：減小進氣阻力，增加進氣量。 進氣門晚關(guān)：延長了進氣時間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進氣量。 排氣門早開

8、：借助氣缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。 排氣門晚關(guān)：延長了排氣時間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。,配氣相位,用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、排氣門的實際開閉時刻和開啟的持續(xù)時間 ，稱為配氣相位。,上止點,下止點,4.汽油供給系,,,（2）汽油供給路線圖,,油箱,在 氣缸內(nèi)燃繞,桑塔納轎車汽油供給系示意圖,,油箱,油管,汽油泵,汽油濾清器,噴油器,空氣濾清器,汽油機工作對燃油的要求,理論上來講，1kg汽油完全燃燒需要14.7kg空氣。但不同的工作狀況對混合汽濃度有不同的要求。空燃比（A/F） 中國用過量空氣系數(shù)表示混合氣濃度。,發(fā)動機實際工作狀況對可燃混合氣成分的要求,

9、工作狀況工況：發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷。 分為：怠速、小負荷、中等負荷、大負荷、全負荷,,傳統(tǒng)發(fā)動機可燃混合氣的供給化油器 汽油經(jīng)濾清后送入化油器的浮子室，空氣經(jīng)空氣濾清器進入化油器，在氣缸吸氣氣流的作用下，汽油從化油器中吸出，與空氣混合后進入氣缸。,工作原理：利用喉管處的真空度從浮子室中吸油，吸出的汽油與空氣混合形成可燃混合氣。,化油器的主要裝置,主供油裝置 利用泡沫管吸入空氣，形成泡沫汽油，節(jié)氣門開度越大，進入泡沫管中的空氣越多，燃油越稀。滿足中小負荷時，隨著節(jié)氣門的開度增大，燃油逐漸變稀的要求。,怠速裝置 為滿足怠速時供油的要求,利用怠速時節(jié)氣門后高真空度吸油。,化油器的主要裝置,起動裝置 設(shè)

10、置阻風門，增加冷起動時真空度，此時主噴孔、怠速噴孔、過渡噴口一起供油。,化油器的主要裝置,真空加濃 利用節(jié)氣門處的真空度，控制加濃閥的開啟，增大主量孔處汽油流量。,化油器的主要裝置,燃油供給系的現(xiàn)狀,化油器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，盡管使用了許多裝置以滿足不同工作情況時，可燃混合氣濃度的需求，但還是很難滿足。 現(xiàn)代汽車已經(jīng)廢止化油器?，F(xiàn)代發(fā)動機都采用電控燃油噴射系統(tǒng)。,（3）電控燃油噴射系統(tǒng)的組成,燃油供給系、空氣供給系、電子控制裝置 電噴基本原理.mpg 電子控制系統(tǒng).MPG,,上海桑塔納2000轎車發(fā)動機電子控制汽油噴射系統(tǒng),上海-通用別克轎車電子控制汽油噴射系統(tǒng),（4）空氣供給系統(tǒng),空氣濾清器、空氣流

11、量計、節(jié)氣門體、進氣溫度傳感器、進氣管等組成。,1空氣濾清器 2節(jié)氣門體 3進氣管 4空氣流量計,第五講空氣供給系統(tǒng).MPG,空氣濾清器,12紙制濾芯 13上殼體 14下殼體 15帶粗濾器進氣管組件,空氣流量計（卡門渦流式）,,熱膜式空氣流量計,作用：檢測進氣量的傳感器。 安裝位置：空氣濾清器后。,節(jié)氣門體,作用：通過改變節(jié)氣門的大小改變進氣通道截面積的大小，來控制發(fā)動機的工況，并通過節(jié)氣門位置傳感器檢測發(fā)動機的負荷。,10節(jié)氣門 11節(jié)氣門電計 12應(yīng)急彈簧 13節(jié)氣門電機 15怠速開關(guān) 16熱水進出口 17節(jié)氣門拉線,燃油壓力調(diào)節(jié)器,作用：使燃油油壓與進氣管壓力的差值為一定值，以便于ECU

12、控制噴油量。,,燃油壓力調(diào)節(jié)器,汽油濾清器,進氣溫度傳感器,,,,,進氣溫度傳感器,,節(jié)氣門位置傳感器,功用：將節(jié)氣門的開度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給ECU。,,節(jié)氣門位置傳感器,,功用 潤滑 清潔 冷卻 防銹 密封（針對氣缸） 緩沖降噪,4.發(fā)動機潤滑系統(tǒng),發(fā)動機的潤滑油路,,,,發(fā)動機潤滑系的組成,集濾器、機油泵、油底殼、機油濾清器、機油散熱器、機油壓力表。,放油螺栓,油底殼,機油濾清器,油路,集濾器,潤滑系統(tǒng)潤滑部位,,桑塔納潤滑系,油底殼,集濾器,機油泵,濾清器,主油道,中間軸,主軸承,連桿軸承,凸輪軸,,,,,,,,,,,,,限壓閥,5.冷卻系統(tǒng),水冷系的組成,冷卻水套.MPG,,,6.點火系統(tǒng) swf點火原理.swf,點火系統(tǒng)分電器,點火系統(tǒng)點火線圈,點火系統(tǒng)火花塞,點火系統(tǒng)半導(dǎo)體點火系,7.起動系統(tǒng) 發(fā)動機視頻起動系.mpg,,發(fā)動機工作原理回顧,ideas_制作的發(fā)動機工作全過程_complete.mpg,