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汽 车 构 造

汽 车 构 造. 高淳中等专业学校 李勇. 第一章 发动机工作原理和总体构造. 发动机 概述 和基本术语 四冲程发动机的工作原理 发动机的总体构造 发动机的主要性能指标与特性 内燃机名称及型号编制规则. 第一节： 发动机概述 和基本术语. 发动机是汽车最主要的总成之一，动力的来源。被称为汽车的“心脏”。. §1.1 　概　述. 一、发动机的定义、分类及特点： 1 、定义：发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。 2 、分类及特点： 按燃料燃烧的场所分： 内燃机： 　热效率高、体积小、起动性能好、便于移动和维修方便。 外燃机：

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  1. 汽 车 构 造 高淳中等专业学校 李勇

  2. 第一章 发动机工作原理和总体构造 • 发动机概述和基本术语 • 四冲程发动机的工作原理 • 发动机的总体构造 • 发动机的主要性能指标与特性 • 内燃机名称及型号编制规则

  3. 第一节：发动机概述和基本术语 发动机是汽车最主要的总成之一，动力的来源。被称为汽车的“心脏”。

  4. §1.1 　概　述 一、发动机的定义、分类及特点： 1、定义：发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。 2、分类及特点： 按燃料燃烧的场所分： • 内燃机： 　热效率高、体积小、起动性能好、便于移动和维修方便。 • 外燃机： 燃料在锅炉外部燃烧，加热内部的水，产生高温、高压水蒸气，再送往机器内部，将热能转化为机械能。 按热能转变为机械能的主要构件形式分： • 活塞式内燃机： • 燃气轮机：

  5. 二、往复活塞式内燃机的分类： 水冷发动机 风冷发动机 四冲程发动机 车用内燃机 车用内燃机 二冲程发动机 化油器式发动机 汽油发动机 直接喷射式发动机发动机 车用内燃机 柴油发动机 单缸发动机 车用内燃机 多缸发动机 单列式发动机 车用内燃机 双列式发动机

  6. §1.2 基本术语 上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 压缩比（ε） 工作循环 Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm S——活塞行程mm VL= V h × I ε= Va /Vc

  7. 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。用ε表示。 ε= Va/Vc 压缩比 现代化油器式发动机压缩比一般为6～9(轿车有的达9～11)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。 压缩比过大的不良后果

  8. 压缩比过大的不良后果 返回

  9. 上止点 下止点 2R 第二节 发动机工作原理 • 一、常用术语 • 上止点： 活塞顶离曲轴中心线最远的位置 • 下止点： 活塞顶离曲轴中心线最近的位置 • 活塞行程（ S ）： 上下止点间的距离 S=2R S

  10. 上止点 工作容积 下止点 • 汽缸工作容积（Vh）： 活塞由上止点到下止点运动扫过的容积。 • 发动机工作容积（排量V1）： 发动机全部气缸工作容积之和。

  11. 燃烧室容积 上止点 总容积 下止点 2R • 燃烧室容积（Vc）： 活塞在上止点时其上方的容积 • 气缸总容积（Va）： 活塞在下止点时其上方的全部容积 Va=Vc+Vh • 压缩比： 气缸总容积与燃烧室容积之比 ε=Va/Vc

  12. 发动机的工作原理 • 四行程工作原理 • 1、四行程汽油机工作原理

  13. 进气过程 • 作用： 吸入新鲜混合气 • 活塞运动: 从上止点向下止点 • 曲轴转角: 0°~180 ° • 气门状态: 进气门打开排气门关闭 • 终了压力:75~90 kPa • 终了温度:80~130 ℃

  14. 温度370~440 K， 压力75~90 kPa 排气门关闭 进气行程 下止点 上止点 P 活塞 示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。 进气门开启 r 大气压力线 a V 示功图

  15. 压缩过程 • 作用： 压缩混合气，为燃烧创造条件 • 活塞运动: 从下止点向上止点 曲轴转角:180°~360 ° • 气门状态: 进、排气门均关闭 • 终了压力: • 800~1400kPa • 终了温度:350~400 ℃

  16. 压缩比： ε=Va/Vc 进气门关闭 压缩行程 排气门关闭 下止点 上止点 P 活塞 温度600~800K， 压力600~1500 kPa c r 大气压力线 a V 示功图

  17. 做功过程 • 作用： 燃烧高温高压气体膨胀做功 • 活塞运动: 从上止点向下止点 • 曲轴转角: 360°~540 ° • 气门状态: 进气门、排气门均关闭 • 最高压力:2490 ~3520 kPa • 终了压力:300~500 kPa • 终了温度: 1200 oC

  18. 作功终了：温度1500~1700 K， 压力300~500 kPa 排气门关闭 作功行程 进气门关闭 下止点 上止点 Z P 活塞 瞬时最高：温度2200~2800 K， 压力3~5MPa c b r 大气压力线 a V 示功图

  19. 排气过程 • 作用： 排出膨胀做功后的废气 • 活塞运动: 从下止点向上止点 曲轴转角:540o~720 o • 气门状态: 进气门关闭、排气门打开 • 终了压力: • 105~120kPa 终了温度:600~900℃

  20. 排气门打开 Z 下止点 上止点 进气门关闭 P 排气行程 c b r 大气压力线 残余废气 活塞 V 示功图 温度900~1200 K 压力105~125 kPa

  21. 四行程发动机工作状态

  22. 四行程汽油机工作原理 • 综上所述： 发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周（720℃），进、排气门各开启一次，活塞完成四个行程，其中进气、压缩和排气行程是消耗动力，只有作功行程产生动力。 • 发动机一个工作循环： 每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程，称为一个工作循环。 • 四行程发动机特点 ： 发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个工作循环。

  23. 温度800~1000K压力105~400 kPa 温度800~1000K压力3~5 MPa 温度300~370K压力800~900 kPa 终了：温800~1000K压力105~400 kPa 喷油器 2 、 四行程柴油机的工作原理 进气门 纯空气 排气门 吸气行程 压缩行程 作功行程 排气行程 瞬时：温度1800~2200K压力5~10 MPa 喷油泵

  24. 四行程柴油机的工作原理： 温度700~900℃压力105~120 kPa 温度300~370℃压力80~90 kPa 温度800~1000℃压力3~5 MPa 终了：温度1200~1000℃压力200~400 kPa 进气门 喷油器 纯空气 排气门 吸气行程 压缩行程 作功行程 排气行程 喷油泵 瞬时：温度1800~2200℃压力5~10 MPa

  25. 四行程柴油机工作原理 • 四行程柴油机工作原理概略表

  26. 汽油机与柴油机比较

  27. 思考 四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么异同之处呢？

  28. 第三节：发动机的总体构造

  29. 一、机体组： 包括气缸盖、气缸体、油底壳等。 二、曲柄连杆机构： 包括活塞、连杆总成，带有飞轮的曲轴等。 三、配气机构： 包括进气门、排气门、液力挺杆总成、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮等。 四、燃料供给系： 包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管、空气滤清器、化油器、进气歧管、排气消声器等。

  30. 五、点火系： 包括电源、分电器、点火开关、点火线圈、火花 塞等。 六、冷却系： 包括水泵、散热器、风扇、水温表、节温器等。 七、润滑系： 包括油底壳、机油集滤器、机油泵、限压阀、润 滑油道及油管、油温和油压传感器、油温和油压 表、油标尺等。 八、起动系： 包括起动机、冷起动加热器及其附属装置。

  31. 进气门 排气门 推杆 挺柱 正时齿轮 ■配气　　　 　机构 ■ 曲柄　　 　连杆 　机构 连杆 活塞 曲轴 飞轮

  32. 摇臂 凸轮轴

  33. 桑塔纳发动机结构示意图

  34. 桑塔纳发动机冷却系示意图

  35. 桑塔纳发动机润滑系示意图

  36. 第4节 发动机的主要性能指标与特性 一、动力性指标： 1、 有效转矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的转矩，通常用Tｅ表示，单位为N·m。 2、 有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示，单位为kW。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。 式中：Te － 有效扭矩，单位为N·m； n － 曲轴转速，单位为r/min。

  37. 二、 经济性能指标 通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃 油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是 发动机每发出1kW有效功率在1小时内所消耗的 燃油质量(以g为单位)，燃油消耗率通常用ge表 示，其单位为g/kW·h，计算公式如下 　式中：GT － 每小时的燃油消耗量，kg/h； Pe － 有效功率，kW。

  38. 三、发动机速度特性： 发动机的速度特性指发 动机的功率、转矩和燃 油消耗率三者随发动机 转速n变化的规律，用 曲线表示，称为速度特 性曲线。

  39. 四、发动机的工况与负荷： 工况ａ：负荷为零 工况ｂ：负荷＝44.4% 工况ｃ：负荷＝71.7% 工况ｄ：负荷＝100%

  40. 第五节　内燃机名称及型号编制规则 一、 内燃机的名称和型号 ＧＢ/Ｔ７２５-１９９１被ＧＢ/Ｔ７２５-２００８替代 1、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、内燃机型号由下列四部分内容组成。 首部（改为第一部分）：产品特征代号，由制造厂根据需要自选相应字母表示（改为１～３位字母），但需主管部门核准。 中部（改为第二部分）：由缸数符号、气缸排列形式符号、冲程符号和缸径符号（改为：一般用缸径或缸径／行程数字，宜用发动机排量或功率表示）等组成。 后部（改为第三部分）：结构特征和用途特征符号／燃料特征，以字母表示。增加燃料特征符号（见规定）。 尾部（改为第四部分）：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。 第三、四部分之间用短横分开

  41. 内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：

  42. 增加气缸布置形式符号： • Ｈ：Ｈ型布置；Ｘ：Ｘ型布置； • 增加结构特征符号： • ＺＬ：中冷增压；将ＤＺ改为ＤＺ； • 增加用途特征符号： • Ｙ：农用车辆；Ｌ：林用车辆； • ＣＺ改为ＣＺ

  43. 增加燃料代号： • 无：柴油；Ｐ：汽油；Ｔ:天然气； • ＣＮＧ：压缩天然气；ＬＮＧ：液化天然气；ＬＰＧ：液化石油气；Ｚ：沼气；Ｗ：瓦斯；Ｍ：煤气；Ｓ：柴油与天然气双燃料；Ｅ：乙醇；ＦＭＥ：生物柴油；等。

  44. Ｇ１２Ｖ１９０ＺＬＳ——１２缸、Ｖ形、缸径１９０ｍｍ、水冷、增压中冷、柴油／天然气双燃料发动机．Ｇ为系列代号。Ｇ１２Ｖ１９０ＺＬＳ——１２缸、Ｖ形、缸径１９０ｍｍ、水冷、增压中冷、柴油／天然气双燃料发动机．Ｇ为系列代号。 • Ｒ１７５－Ａ—单缸、四冲程、缸径７５ｍｍ、水冷柴油机；Ｒ为系列代号，Ａ为区分代号。

  45. 二、旧型号编制举例 (1) 汽油机 1E65F： 表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型 4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第五种变型产品 CA6102： 表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号 8V100： 表示八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号

  46. (2) 柴油机 195： 表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型 165F： 表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型 495Q： 表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用 6135Q： 表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用 X4105： 表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号

  47. 作 业 • 1—3；1—4；1—5； • 1E65F； CA6102Q； 8V100／Ｐ；表示什么含义？

  48. 进气门 排气门 推杆 挺柱 ■ 配气机构 ■ 曲柄连杆机构 正时齿轮 连杆 活塞 曲轴 飞轮

  49. 摇臂 凸轮轴

  50. 桑塔纳发动机结构示意图

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