资源描述
发动机构造与原理,发动机分类,1、按作用燃料分类可分为汽油机、柴油机以及使用代用燃料甲醇、乙醇、液化石油气等的发动机。2、按实现循环的行程数分类按发动机完成一个工作行程循环所需活塞的行程数，一般分为四冲程发动机和二冲程发动机。3、按冷却方式分类发动机按冷却方式的不同，又可分为水冷式发动机和风冷式发动机。4、按点火方式分类按照点火方式的不同，把发动机分为点燃式和压燃式两类。5、按可燃混合气形成的方法分类可分为外部形成混合气的发动机和内部形成混合气的内燃机。6、按进气方式分类可分为自然吸气式发动机和增压式发动机。7、按气缸分类按气缸数目可分为：单缸和多缸发动机；按气缸的排列形式又可分为：直列式、V型和对置式发动机。8、转子发动机转子发动机内的转子（相当于活塞）在壳体内做偏心回转运动，直接将可燃混合气的燃烧膨胀转化为发动机的输出转矩。因而，可以认为转子发动机就是活塞做回转运动的发动机。,本图册以目前应用最广泛的汽油机、四冲程、水冷却、单缸直接点火、自然吸气式、直列4缸发动机为例，做一详细介绍。,发动机组成,现代电控发动机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动、电源盒电子控制系统等部分组成。,曲柄连杆机构,配气机构,燃油喷射系统,润滑系,冷却系,点火系,起动系统,电源系统,电子控制系统,曲柄连杆机构,功用、组成和工作原理,功用和组成,曲柄连杆机构的功用是：将燃气作用在活塞顶上的压力转变为能使曲轴旋转运动二对外输出的动力。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。,功用、组成和工作原理,工作原理,曲柄连杆机构是往复活塞式发动机将热能转成机械能的主要机构。在发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上，推动活塞作往复直线运动。经活塞销、连杆和曲轴，将活塞的往复直线运动转换成曲轴的旋转运动。发动机产生的动力，大部分经由曲轴后端的飞轮输出，还有一部分用以驱动本机其他机构和系统。,机体组,机体组主要包括气缸体、油底壳、气缸盖和汽缸垫等部件。,气缸体,气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。,气缸套,气缸套分为干式和湿式两种。干式缸套不直接与冷却水接触，壁厚一般为1-3mm；湿式缸套则为冷却水接触，壁厚一般5-9mm。,气缸盖,气缸盖主要用来封闭汽缸上部并与汽缸和活塞顶部共同构成燃烧室。,活塞连杆组,活塞连杆组主要包括活塞、活塞环、活塞销和连杆等部件。,活塞,活塞用来封闭气缸，并与气缸盖、气缸壁共同构成燃烧室，承受气缸中气体压力并通过活塞销和连杆传给曲轴。活塞的基本结构可分为：顶部、头部和裙部三个部分。活塞顶部主要有平顶、凸顶、凹顶和成型顶等类型。,活塞环,活塞环按其主要功用可分为气环和油环两类。气环用来保证活塞与气缸壁间的密封，同时还将活塞头部的热量传给气缸，再由冷曲水或空气带走；另外，还起到刮油、布油的辅助作用。油环用来将气缸壁上多余的机油个刮回油底壳，并在气缸壁上均匀地布油。活塞环在气缸内有开口间隙，与活塞环槽间有侧隙与背隙。,活塞销,活塞销用来连接活塞与连杆小头，将活塞承受的气体作用力传给连杆。活塞销有全浮式和半浮式两种。,连杆,连杆由杆身、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等组成。,曲轴飞轮组,曲轴,曲轴主要用来把活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩并对外输出，另外，曲轴还用来驱动发动机的配气机构和其他同各种辅助装置。,主要包括曲轴和飞轮等部件,飞轮,飞轮通过储存和释放能量来提高发动机运转的均匀性和改善发动机克服短暂的超负荷能力，与此同时，又将发动机的动力传给离合器。,配气结构,功用、组成和工作原理,功用和组成,配气机构的作用是按照发动机各缸的作功次序和每一缸工作循环的要求，定时地将各缸进气门与排气门打开、关闭，以便发动机进行进气、压缩、作功和排气等工作过程。配气机构由气门组和气门传动组组成。,功用、组成和工作原理,工作原理,当曲轴旋转时，由前端的曲轴链轮通过正时传动链条，带动进气和排气凸轮轴转动，当凸轮轴上凸轮的基圆部分与挺柱接触时，挺柱不向下；当凸轮的突起部分与挺柱接触时，将挺柱往下顶，推动气门，压缩气门弹簧，将气门头部推离气门座而打开。当凸轮突起部分的顶点转过挺柱后，便逐渐减小了对挺柱的推力，气门在其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，使气缸密封。,气门组,气门组包括气门、气门座、气门导管和气门弹簧等部件。,气门,气门开分为进气门和排气门两种。气门由头部和杆身两部分组成。气门头部形状主要分成平顶、喇叭形顶和球面顶三种结构形式。,气门座,气门座与气门头部一起对气缸起密封作用，同时接受气门头部传来的热量，起到对气门散热的作用。,气门导管,气门导管给气门的运动作导向，保证气门的往复直线运动和气门关闭时能正确地与气门座贴合，并为气门杆散热。,气门传动组,气门传动组由进气凸轮轴、排气凸轮轴、挺柱、正时链条、链轮、张紧器、导板等部件组成。,凸轮轴,凸轮轴由发动机曲轴驱动而旋转，用来驱动和控制各气缸门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律等要求。,挺柱,挺柱在气门传动组中起传力的作用，将凸轮的推力传给气门。,燃油供给系统,功用和组成,功用,将燃油从油箱内吸出，通过输油管，经喷油器以一定压力喷入进气管道，与新鲜空气混合形成可燃混合气进入气缸燃烧。其压力由压力调节器和脉动缓冲器进行调节，以保持稳定的燃油喷射。,组成,主要由燃油箱、燃油泵总成（燃油泵、滤清器、压力调节器）、输油管、供油总管、喷油器、脉动缓冲器等组成。,工作原理,工作原理,燃油泵通电工作后，将燃油经燃油泵滤清器吸入油泵，增压后再由燃油滤清器过滤进入输油管，经供油总管入口处的脉动缓冲器稳压后，进入总管，到达各个喷油器。另外，压力调节器控制燃油泵的输出压力，使其恒定。,润滑系统,功用和组成,功用,向发动机各个运动部件供应发动机机油，产生机油油膜。依靠油膜来降低摩擦力的作用，从而使发动机零件滑动平稳从而减少磨损，最终使性能得到优化。,组成,主要由机油泵、集滤器、机油滤清器、油压开关、润滑油道等组成。,工作原理,工作原理,曲轴链轮通过正时链条带动机油泵链轮旋转，产生机油压力，将油底壳的机油经滤网一路送到机油滤清器过滤，另一路直接进入主油道，经各润滑油道至各润滑部位进行润滑。,冷却系统,功用和组成,功用,将冷却液循环至冷却水套，吸收发动机所产生的热量，从而保持发动机适宜的温度。被吸收的热量通过散热器释放，冷却后的冷却液又重新循环冷却发动机。同时，冷却液的热量还可供加热器使用。,组成,主要由水泵、节温器、进出水口、旁通水管、散热器、加热器、水套等组成。,工作原理,工作原理,曲轴通过传动皮带带动水泵皮带轮旋转，继而带动水泵转子旋转，使冷却水开始循环流动。当水温较低时，冷却水在气缸体和缸盖的水道中循环流动，此时处于小循环状态；当水温较高时，节温器打开，使冷却水可以流经散热器，开始大循环，加大散热强度。,点火系统,功用和组成,功用,按一定时刻向气缸内提供电火花以点燃缸内的可燃混合气。,组成,主要由带点火器的点火线圈、火花塞、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等组成。,工作原理,工作原理,发动机控制电脑ECU根据曲轴和凸轮轴位置传感器的信号来精确控制点火线圈产生高电压，通过火花塞产生火花，点燃已经被压缩的可燃混合气。,起动系统,功用和组成,功用,带动飞轮旋转以获得必要的动能和起动转速，使静止的发动机起动并转入自行运转状态。,组成,主要由起动机、蓄电池、起动继电器、点火开关等组成。,工作原理,工作原理,当点火开关处于起动档时，起动继电器被接通，一路控制信号送到起动机的电磁线圈，使其通电产生吸力，一方面使起动机小齿轮移动与飞轮啮合，另一方面接通主触点，使蓄电池的大电流直接进入起动机马达，使其一起带动飞轮旋转，起动发动机。,电源系统,功用和组成,功用,在发动机正常运行后，由发电机取代蓄电池向整车用电设备供电，保证它们正常工作，并向蓄电池进行充电，以保证下一次起动时的需求。,组成,主要由发电机（调节器）、蓄电池、充电指示灯、点火开关等组成。,工作原理,工作原理,点火开关处于ON位置时，发电机的磁场线圈通电，位于仪表板上的充电指示灯点亮，表示发电机正常运行后，发电机磁场线圈产生的磁力线被发电机定子切割，产生感应电动势，经整流后向外输出电能，此时充电指示灯熄灭，表示发电机正常工作，取代了蓄电池向全车的用电设备供电。,电子控制系统,功用和组成,现代电控发动机的电子控制系统通过接收各个传感器的信号，进行加工和分析，由电子控制单元做出决策，输出控制信号至执行元件，从而精确控制整个发动机的正常运行。现代电控发动机的电子控制系统主要由传感器、电子控制单元和执行元件组成。传感器主要包括：曲轴位置传感器（CKP）、凸轮轴位置传感器（CMP）、爆震传感器（KNK）、发动机冷却液温度传感器（ECT）、进气温度传感器（IAT）、进气歧管绝对压力传感器（MAP）、节气门位置传感器（TPS）加热型氧传感器（HO2S）等。执行元件主要包括：喷油器（INJ）、怠速控制阀（ISCV）、EVAP碳罐电磁阀（VSV）、凸轮轴正时机油控制阀等。,功用和组成,现代电控发动机的电子控制系统通过接收各个传感器的信号，进行加工和分析，由电子控制单元做出决策，输出控制信号至执行元件，从而精确控制整个发动机的正常运行。现代电控发动机的电子控制系统主要由传感器、电子控制单元和执行元件组成。传感器主要包括：曲轴位置传感器（CKP）、凸轮轴位置传感器（CMP）、爆震传感器（KNK）、发动机冷却液温度传感器（ECT）、进气温度传感器（IAT）、进气歧管绝对压力传感器（MAP）、节气门位置传感器（TPS）加热型氧传感器（HO2S）等。执行元件主要包括：喷油器（INJ）、怠速控制阀（ISCV）、EVAP碳罐电磁阀（VSV）、凸轮轴正时机油控制阀等。,
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