汽车拖拉机学结构部分课件

汽 车 拖 拉 机 学结构部分 汽 车 拖 拉 机 学结构部分 第一章 发动机的工作原理和总体结构第一节 发动机的概述第二节 发动机的基本术语第三节 发动机的工作原理第四节 发动机的总体结构第五节 发动机的主要性能指标和特性第六节 内燃机产品名称和型号编制规则第一章 发动机的工作原理和总体结构第一节 发动机第一节 发动机的概念一、概念一、概念 1、发发动动机机是将燃料燃烧释放的热能转变成机械能的机械；凡是将燃料燃烧所产生 的热能转变成机械能的机器统称为热热力力发发动动机机，简称发动机发动机；2、热力发动机分类热力发动机分类：根据燃料燃烧部位不同分为 （1）外外燃燃机机：燃料在发动机外部燃烧的称为外燃机，如蒸汽机、汽轮机等等；（2）内内燃燃机机：燃料直接在发动机内部燃烧的称为内燃机，如柴油机、汽油机等等；二、发动机分类：、发动机分类：内燃机类型很多，通常按不同特征作如下分类：1、按所用燃料分按所用燃料分：汽油机、柴油机、石油液化气机、沼气机等；第一节 发动机的概念一、概念第一节 发动机的概念2、按循环行程数分按循环行程数分：二行程发动机、四行程发动机；3、按气缸数分按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机4、按冷却方式分：、按冷却方式分：水冷式发动机、风冷式发动机；5、按着火方式分按着火方式分：点燃式发动机、压燃式发动机；6、按转速分：按转速分：高速发动机、低速发动机；7、按气缸排列方式分：、按气缸排列方式分：立式发动机、卧式发动机、V型发动机、对置式发动机；第一节 发动机的概念2、按循环行程数分：二行程发动第二节 发动机的基本术语见下页图11中，活塞2置于气缸1中，活塞可在气缸内作往复直线运动，活塞通过连杆3和曲轴4相连，曲轴可绕其轴线旋转。1、上止点：上止点：活塞离曲轴回转中心最远处，通常只活塞上行到最高位置（图11a）；2、下止点：下止点：活塞离曲轴回转中心最近处，通常指活塞下行到最低位置（图11b）；3、活塞行程活塞行程（s）：上、下两止点间的距离（mm）；4、曲柄半径曲柄半径（R）：与连杆下端（及连杆大头）相连的曲柄销中心到曲轴回转中心的距离（mm）；显然，s=2R。曲轴没转一转，活塞移动两个行程。第二节 发动机的基本术语见下页图11中，活塞2置于气缸1汽车拖拉机学结构部分课件5、气缸工作容积气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积（L）；式中：D气缸直径（mm）。6、发动机排量、发动机排量（VL）：发动机所有气缸工作容积之和（L）。设发动机的气缸数为i，则7、燃烧室容积燃烧室容积(VC)：活塞在上止点时，活塞上方的空间叫燃烧室，它的容积叫燃烧室容积(L)；、气缸总容积（、气缸总容积（）：活塞在下止点时，活塞上方的容积称为气缸总容积（L）。它等于气缸的工作容积与燃烧室容积之和，即汽车拖拉机学结构部分课件9、压缩比压缩比()：气缸纵容给与燃烧室的比值，即它表示活塞有下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般汽油机的压缩比为610，柴油机的压缩比为1522。10、发动机的工作循环发动机的工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程（进气、压缩、做功和排气）称发动机的工作循环。11、二冲程发动机二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作循环的称为二冲程发动机。12、四冲程发动机四冲程发动机：活塞往复四个行程完成一个工作循环的称为四冲程发动机。9、压缩比()：气缸纵容给与燃烧室的比值，即第三节 发动机的工作原理一、四冲程汽一、四冲程汽油机的工作原理油机的工作原理 四冲程汽油机是由进气、压缩、作功和排气完成一个工作循环的，如左图12为单缸四冲程汽油机工作原理示意图。第三节 发动机的工作原理一、四冲程汽油机的工作原理第三节 发动机的工作原理1、进气过程进气过程：活塞由曲轴带动从上止点乡下止点运动。此时，进气门开启，排气门关闭（图12a）。由于活塞下移，活塞想抢容积增大，形成一定真空度，在真空吸力的作用下，经过滤清的空气与化油器供给的汽油形成混合气，经进气被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，进气过程结束。2、压缩过程、压缩过程：进气过程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动（图12b）。此时进排气门均关闭，随着活塞上移，活塞上腔容积不断减少，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。3、做功过程：、做功过程：压缩过程结束（图12c），火花塞产生火花，点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，在气体压力作用下，活塞由上止点乡下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出做功，至活塞运动到下止点时，做功过程结束。第三节 发动机的工作原理1、进气过程：活塞由曲轴带动第三节 发动机的工作原理4、排气过程、排气过程：在做功过程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴带动下由下止点向上止点运动（图12d），废气在自身的剩余压力和活塞的驱动作用下自排气们排出气缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气过程结束。排气行程结束后，进气门再次开启，又开始下一个工作循环，如此周而复始，发动机就自行运转。二、四冲程柴油机的工作原理二、四冲程柴油机的工作原理四冲程柴油机和四冲程汽油机工作原理一样，每个工作循环也是由进气、压缩、作功、排气四个行程组成，但是柴油和汽油性质不同，柴油机在可燃混合气的形成、着火方式等与汽油机有较大的区别。下面主要介绍与汽油机工作原理不同之处，见下页图为单缸四冲程柴油机工作原理示意图。第三节 发动机的工作原理4、排气过程：在做功过程终了第三节 发动机的工作原理1、进气行程：进气行程：如图13a所示，它不同于汽油机的是进入气缸的不是混和气而是纯空气。2、压缩行程：、压缩行程：如图13b所示，不同于汽油机的是压缩的是纯空气，且由于柴油机压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3MPa5Mpa，温度可达8001000K。第三节 发动机的工作原理1、进气行程：如图13a所示，它第三节 发动机的工作原理3、作功行程：作功行程：如图13c所示，此行程与汽油机油很大不同。压缩行程末喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，迅速气化并与空气形成可燃混和气，因此此时气缸内的温度远高于柴油的自燃 温度（约为500K左右），柴油自行着火燃烧，且以后的一段时间内边喷射边燃烧，气缸内温度、压力急剧升高，推动和活塞下行作功。4、排气行程：排气行程：如图13d所示，与汽油机排气行程基本相同，排气终了，气缸压力约为105125MPa，温度约为8001000K。三、二冲程汽油机的工作原理三、二冲程汽油机的工作原理二冲程汽油机完成一个工作循环也需向气缸内引入可燃混和气，然后将其压缩着火作功后，再将燃烧后的废气排到大气中去，但它完成上述工作，且在活塞往复运动两个行程完成的。第三节 发动机的工作原理3、作功行程：如图13c所示，此第三节 发动机的工作原理其工作原理示意图如图14。从图看气缸上开了三个口，排气口位于作功时活塞行程的三分之二处，它稍高于换气口，进气口在气缸的下面。其工作原理如下：第三节 发动机的工作原理其工作原理示意图如图14。从图看第三节 发动机的工作原理第一行程第一行程：活塞在曲轴的带动下，由下止点向上止点运动，当活塞上行到将换气口排气口关闭式（图14a），已进入气缸的混合气被压缩，直到活塞运动到上止点，压缩行程便结束。随活塞上行，曲轴箱容积增大，形成一定真空度，当活塞上行到进气口露出时（图14 b），化油器供应的新鲜空气在真空吸力的作用下被吸入曲轴箱内。第二行程：第二行程：当活塞上行到接近上止点时（图14 c），火花塞产生火花，点燃气缸内的可燃混合气，混合气着火燃烧产生高温高压，在气压的作用下，活塞由上止向下止点运动，带动曲轴旋转向外输出作功。当活塞下移到将进气口堵死时，随着活塞继续下移，曲轴箱内的新鲜混合气 被顶压。第三节 发动机的工作原理第一行程：活塞在曲轴的带动下，由第三节 发动机的工作原理当活塞下行到排气口露出时（图14 d），燃烧后的废气在自身压力下经排气口排出气缸，紧接着换气口开启，曲轴箱被顶压的混合气经换气口进入气缸，这一过程为“换气过程”，它一直延续到下一行程活塞上行到将换气口、排气口关闭为止。至此，活塞完成一个工作循环，以后活塞重复上述工作过程，周而复始，从而实现能量的转换。结构特点：结构特点：排气口位置稍高于换气口，这样可使作功行程将要结束时，排气口首先露出，气缸内的废气在残压的作用下迅速排出，即有利于排气干净，也可使气缸内的压力迅速降低，便于当换气口露出时，新鲜空气进入气缸。第三节 发动机的工作原理当活塞下行到排气口露出时（图1四、二冲程柴油机四、二冲程柴油机工作原理工作原理二冲程柴油机工作原理同二冲程汽油机有相似处，不同的是进入气缸的不是混合气，而是空气，且新鲜空气由换气泵提高压力后经气缸外的空气室和气缸上的进气口进入气缸内，而废气由专设的排气门排出，工作原理示意图见下页图15。工作原理读者可以自己分析！四、二冲程柴油机工作原理第四节 发动机的总体结构发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器，现代汽车发动机的结构型式很多。即使是同一类型发动机，其具体结构也是各种各样，下面以东风EQ1090E型汽车用的EQ61001型发动机为例，介绍四冲程汽油机的一般构造（下页图16）。一、机体组一、机体组 1、组成、组成：气缸盖4、气缸体11及油底壳14；有的发动机将气缸体分铸成上下两部分，上部为气缸体，下部为曲轴箱。2、作用、作用：作为发动机各机构、各系统的装配基体，而且其本身的许多不见有分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系和润滑系的组成部分；第四节 发动机的总体结构发动机是一部由许多机构和系统组成汽车拖拉机学结构部分课件第四节 发动机的总体结构二、曲柄连杆机构二、曲柄连杆机构1、组成组成：主要包括活塞23、连杆31、带有飞轮9的曲轴2等。2、作用作用：是发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力。三、配气机构三、配气机构1、组成：组成：主要包括进气门5、排气门3、挺住25、推杆21、摇臂20、凸轮轴10、以及凸轮轴正时齿轮16（由曲轴正时齿轮17驱动）。2、作用：作用：使可燃混和气及时充入气缸并及时从气缸排出废气。第四节 发动机的总体结构二、曲柄连杆机构第四节 发动机的总体结构四、供给系四、供给系1、组成、组成：主要包括汽油箱、汽油泵26、汽油滤清器、化油器7、空气滤清器19，进气管6、排气管8，排气消声器等。2、作用作用：把汽油和空气混合成合适的可燃混合气供入气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机。五、点火系五、点火系1、组成、组成：主要包括供给低压电流的蓄电池和发电机；将低压电流变成高压电流的断电器（与分电装置等组合成为分电器24）和点火线圈，把高压电流按规定时刻通过分电装置通到各气缸的火花塞等。2、作用作用：保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。第四节 发动机的总体结构四、供给系第四节 发动机的总体结构六、冷却系冷却系1、组成：、组成：主要包括水泵2、散热器、风扇1、分水管、气缸体放水阀以及气缸体和气缸盖里铸出得空腔水套等。2、作用、作用:把受热机件的热量散到空气中去，以保证发动机正常工作。七、润滑系1、组成：组成：主要包括机油泵15、集滤器28、限压阀、润滑油道、机油粗滤器27、机油细滤器29和机油冷却器等。2、作用：作用：是将润滑油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分的冷却摩擦零件，清洗摩擦表面。八、起动系起动系：主要包括起动机及其附属装置，用以使静止的发动机起动并转入自行转动。车用汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。第四节 发动机的总体结构六、冷却系第五节 发动机的主要性能指标发动机的主要性能指标有:动力性指标(有效转矩,有效功率,转速等)和经济性指标(燃油消耗率)。1、有效转矩、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为有效转矩，以Te表 示，单位为Nm，有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。2、有效功率：、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率称为发动机的有效功率。用Pe表示，单位为kW，它等到于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方式测定，测功器测出有效转矩和曲轴转速。则，有效功率可用下面公式计算：式中：Te有效转矩，Nm；n曲轴转速，r/min。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。第五节 发动机的主要性能指标发动机的主要性能指标第五节 发动机的主要性能指标（2）3、燃油消耗率、燃油消耗率：发动机每发出1kW的功率，在1h内所消耗的燃油质量（以g 单位），用ge 表示。燃油消耗率可由下式计算：式中：Gf发动机每单位时间内的耗油量，kg/h，可用试验测定。Pe发动机有效功率，kW。第五节 发动机的主要性能指标（2）3、燃油消耗率第六节 内燃机产品名称和型号编制规则为了便于内燃机的生产管理和使用，我国于1982年对内燃机名称和型号编制方法重新审定颁布了国家标准（GB72582）。该标准的主要内容如下：1、内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，例如柴油机、汽油机、煤气机、沼气机，双燃料发动机等。2、内燃机型号由阿拉伯数码和汉语拼音字母组成。3、内燃机型号由下列四部分组成：（1）首部：为产品系列符号和（或）换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门或由部主管标准化机构核准。（2）中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号组成。（3）后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。（4）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。第六节 内燃机产品名称和型号编制规则为了便于内燃机的内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义如下：内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义如下：第六节 内燃机产品名称和型号编制规则（2）型号编制示例：柴油机：（1）165F表示单缸，四冲程，缸径65mm，风冷。（2）R175表示单缸，四冲程，缸径75mm水冷，能用型（这里到R表示175的换代标志符号）。（3）R175ND，表示单缸，四冲程，缸径75mm，凝气冷却，发电机用（R含义同上）。（4）X4105表示四缸，四冲程，缸径105mm，水冷（这里取X表示系列代号）。（5）495T表示四缸，四冲程，缸径95mm，水冷，拖机用。（6）12V135ZG表示12缸，V型，二冲程，缸径135mm,，水冷，增压，工程机械用。第六节 内燃机产品名称和型号编制规则（2）型号编制示第六节 内燃机产品名称和型号编制规则（3）（7）6E135C表示6缸，2冲程，缸径135mm，水冷，船用（或右机）。（8）12VE230ZC1表示12缸，V型，二冲程，缸径230mm，水冷，增压，船用主机左机基本型。（9）6E430SDzZC1表示6缸，二冲程，缸径430mm，水冷，十字头式、可倒转，增压，船用主机左机基本型。（10）G6300DZC表示G系列，六缸，四冲程，缸径300mm，可倒转，船用（或右机）。汽油机：（1）1E65F表示单缸，二冲程，缸径65mm，风冷，通用型。（2）4100Q表示四缸，四冲程，缸径100mm，水冷，车用。第六节 内燃机产品名称和型号编制规则（3）（7）6E