汽车发动机构造与维修课件.ppt
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1、汽车发动机构造与维修,机 械 工 业 出 版 社CHINA MACHINE PRESS,屈殿银 刁维芹 主编,ISBN 978-7-111-22650-5,国家技能型紧缺人才培养培训工程中等职业教育汽车运用与维修专业规划教材,目录,绪论单元 1 发动机整体构造和工作原理单元 2 汽车维修基本知识单元 3 曲柄连杆机构的构造与维修单元 4 配气机构的构造与维修单元 5 汽油机燃油供给系统的构造与维修单元 6 柴油机燃料供给系统的构造与维修单元 7 汽油机电控燃油喷射系统单元 8 冷却系统的构造与维修单元 9 发动机润滑系统的结构与维修参考文献,绪论,一、汽车的类型 汽车按用途可分成7类 轿车、货
2、车、客车、越野车、 牵引汽车、自卸车、专用汽车。 按所用的燃料不同分: 汽油车、柴油车、液化石油气和天然气汽车等。二、国产汽车的编号规则 为了表示不同的汽车生产企业的厂牌、汽车的用途及汽车主要特征,国家颁布了汽车产品型号编制规则(GB94171988)。其形式如下:,绪论, 汽车产品型号的组成 企业产品型号由企业名称代号、车辆类别代号、主参数代号、产品序号和企业自定代号组成,其形式下:,1)企业名称代号位于产品型号的第一部分,由23个汉语拼音字母组成, 是识别企业名称的代号。 2)车辆类别代号位于产品型号的第二部分,用一位阿拉伯数字表示,见表0-1。,绪论,表0-1 车辆类别代号及主参数代号含
3、义,3)主参数代号位于产品型号的第三部分,由两位阿拉伯数字组成,表示汽车的主要特征。不同类别的车辆对应不同的主参数。见表0-1。 4)产品序号位于产品型号的第四部分,用一位阿拉伯数字表示汽车的产品生产改进顺序号。如“0”表示第一代产品,“1”表示在其基础上改进的第二代产品。 5)专用汽车分类代号位于产品型号的第五部分,反映汽车结构和用途特征。如:X表示厢式汽车,G表示罐车。非专用汽车可无此代号。 6)企业自定代号位于产品型号的最后部分,用汉语拼音字母或阿拉伯数字表示。基本型无此代号。其变形车(如采用不同的发动机、加长轴距、双排座驾驶室等)为了与基本型区别,常用A、B、C等自定代号表示。,绪论,
4、 型号实例: (1)CA1091 表示一汽集团生产的总质量为9吨的第二代载货汽车。 (2)TJ6481 表示天津汽车制造厂生产的轻型客车,车辆长度为4.8m。 (3)CA7220AE 表示一汽集团生产的中级轿车,发动机的排量为2.2L,第一代产品。,绪论,绪论,三、汽车的总体构造,图0-1 常见轿车的总体结构,绪论, 发动机 发动机是汽车的动力装置,其作用是将燃料燃烧产生的热能转变为机械能,通过底盘驱动汽车行驶。一般汽车都采用往复活塞式内燃机,所用的燃料以汽油和柴油为主。 底盘 底盘是汽车装配和行驶的基体,它接受发动机的动力,按照驾驶员的意志行驶。底盘主要由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分
5、组成。, 车身 车身是驾驶员工作和装载货物、乘客的场所。对于不同的车型,车身的结构形式和作用也不同。货车的车身由驾驶室和货厢组成,轿车和部分货车车身兼有车架的作用,有承载式和非承载式车身之分。 电气设备 电气设备包括电源、发动机起动系和点火系、汽车照明和信号装置等。在汽车上日益增加的电子设备、电子控制等装置也属于电气设备的范围。,绪论,单元1 发动机整体构造和工作原理,课题1 发动机的类型和总体构造课题2 发动机的工作原理课题3 发动机的性能指标和型号编制规则复习思考题,返回到首目录,课题1 发动机的类型和总体构造,1.1.1 发动机的分类 发动机是将某种能量转化为机械能的机器。将热能转变为机
6、械能的发动机,称为热力发动机(简称热机)。热力发动机分为内燃机和外燃机。 按使用燃料分类 汽车用内燃机可分为汽油机、柴油机、和其他代用燃料发动机。 按点火方式不同 汽车用内燃机可分为点燃式和压燃式两种。 按活塞运动方式分类 按活塞运动方式不同,汽车用内燃机可分为往复活塞式发动机和旋转活塞式发动机。, 按冷却方式分类 按冷却方式不同,汽车用内燃机可分为水冷式发动机和风冷式发动机。 按气缸数目分类 按气缸数目不同,汽车用内燃机可分为单缸发动机和多缸发动机。 按气缸布置方式分类 按气缸布置方式不同,汽车用内燃机可分为直列式发动机、对置式和V型发动机。 按进气方式分 按进气方式不同,汽车用内燃机可分为
7、非增压式发动机和增压式发动机。,课题1 发动机的类型和总体构造,1.1.2 发动机的总体构造 柴油机通常由“两大机构、四大系统组成”。汽油机的发动机通常由“两大机构、五大系统”组成如图1-1所示 。,课题1 发动机的类型和总体构造,图1-1 汽油机解刨图1-曲轴 2-中间 轴 3- 气缸体 4-凸轮轴 5-凸轮轴罩盖 6-排气门 7-气门弹簧 8-进气门 9-气门挺杆 10-气缸 11- 火花塞 12-飞轮 13-油底壳 14-活塞 15-连杆总成 16-集滤器,课题1 发动机的类型和总体构造, 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现热能与机械能相互转换的核心机构,其功用是将燃料燃烧所产生的热
8、能转变成机械能。曲柄连杆机构主要由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。 配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作需要适时打开和关闭气门,使新鲜气体适时进入气缸并及时从气缸中排除废气。它主要由进气门、排气门、摇臂、推杆、凸轮轴和凸轮轴正时齿轮等组成。, 燃料供给系 汽油机必须按需要向气缸内供给已配好的可燃混合气;柴油机则要向气缸内供给纯空气并在规定的时刻向气缸内喷入燃油。然后均将燃烧后的废气排出发动机。 燃料供给系统有化油器式和电控燃油喷射式两种。化油器式一般由汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器等组成;电控燃油喷射式燃料供给系统由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组
9、成。柴油机燃料供给系主要由燃油箱、喷油泵、喷油器、燃油滤清器、空气滤清器、等组成。 润滑系 润滑系的作用是向作相对运动的零件表面输送清洁的润滑油,以减少摩擦和磨损,并对摩擦表面进行清洗和冷却。润滑系主要由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器等组成。,课题1 发动机的类型和总体构造,课题1 发动机的类型和总体构造, 冷却系 冷却系是将机件多余的热量散发到大气中,以保持发动机正常的工作温度。冷却系有水冷式或风冷式两种。水冷式主要由散热器、风扇、水泵、水套等组成;风冷系主要由风扇、散热片等组成。 点火系(仅汽油机有 ) 点火系的作用是根据发动机的工作需要,及时地点燃气缸内的混合气。它主要由电源、
10、点火线圈、分电器和火花塞等组成。 起动系 起动系的作用是使发动机由静止进入到正常工作状态。它主要包括起动机和其他附属装置组成。,课题 2 发动机的工作原理,1.2.1 基本术语 在发动机内每一次将热能转变为机械能,都必须经过进气、压缩、作功及排气四个连续的过程来实现,每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。 凡是曲轴旋转两周,活塞往复四个行程即完成一个工作循环的,称为四 冲程发动机;曲轴旋转一周,活塞往复二个行程完成一个工作循环的,称为二冲程发动机。 图12示出了发动机能量转换机构的最基本组成及其运动关系和一些基本术语。,图1-2 发动机基本术语示意图1-气缸 2- 活塞 3-活塞 4-曲轴,课
11、题 2 发动机的工作原理,课题 2 发动机的工作原理,上止点 活塞离曲轴回转中心最远处,通常为活塞的最高位置,称为上止点。 下止点 活塞离曲轴回转中心最近处,通常为活塞的最低位置,称为下止点。 活塞行程 上、下止点间的距离称为活塞行程。 曲柄半径 曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离R称为曲 柄半径。显然S=2R。,课题 2 发动机的工作原理, 气缸工作容积 活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积或气缸排量,用 表示。单位为L。 燃烧室容积 活塞在上止点时,活塞上方的容积称为燃烧室容积,用 表示。单位为L。 气缸总容积 活塞在下止点时,活塞顶上方的容积称为气缸总容积,一般用 表示
12、。单位为L。,发动机排量 多缸发动机各气缸工作容积的总和称为发动机排量,一般用 表示。若发动机的气缸数为 ,则 压缩比 气缸总容积与燃烧室容积的比值,称为压缩比。一般用表示。 压缩比表示活塞由下止点运动到上止点时,气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大,压缩终了时气缸内气体的压力和温度越高。,课题 2 发动机的工作原理,图1-3 单缸四冲程汽油机工作原理,课题 2 发动机的工作原理,1.2.2 发动机基本工作原理 四冲程汽油机的工作原理 四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个行程组成,图1-3为单缸四冲程汽油机工作循环示意图。,课题 2 发动机的工作原理,(1)进气行程 活塞由曲轴带
13、动从上止点向下止点运行,进气门打开,排气门关闭。活塞从上止点向下止点移动的过程中,气缸容积增大,形成一定的真空度,于是混合气经进气门便被吸入气缸。 (2)压缩行程 进气行程结束后,活塞由曲轴带动从下止点向上止点运动,气缸内容积减少, 由于进、排气门均关闭,进入气缸的可燃混合气被压缩,至活塞到达上止点时,压缩结束。 (3)作功行程 当活塞运动到压缩行程上止点时,火花塞跳火点燃气缸内的混合气,此时进气门和出气门均处于关闭状态,气体的温度、压力迅速升高而膨胀,从而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机械能。,(4)排气行程 在作功行程终了时,排气门打开,进气门关闭。曲轴通过连杆推动
14、活塞从下止点向上止点运动,废气在自身剩余压力和活塞的推动下,被排除气缸,至活塞到达上止点时,排气门关闭,排气结束。 综上所述,四冲程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环。这期间活塞在上下止点间往复运动四个行程,相应地曲轴旋转了两周。,课题 2 发动机的工作原理,课题 2 发动机的工作原理,图1-4 单缸四冲程柴油机工作循环示意图 a)进气行程 b)压缩行程 c)工作行程 d)排气行程 1-喷油器 2-排气门 3- 进气门 4-气缸 5-喷油泵 6-活塞 7-连杆 8-曲轴,四冲程柴油机的工作原理 每个工作循环也包括进气、压缩、作功、和排气四个形程。图1-4 为单缸四冲程柴油
15、机的工作循环示意图。,课题 2 发动机的工作原理,(1)进气行程 进入气缸的不是混合气,而是纯空气。 (2)压缩行程 此行程不同于汽油机的是压缩的是纯空气,且由于柴油机的压缩比高,压缩终了的温度和压力都比汽油机高。 (3)作功行程 在柴油机的压缩行程接近终了时,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,迅速汽化与空气形成混合气,此时气缸内的温度高于柴油的自燃温度,柴油自行着火燃烧,在此后的一段时间内边喷油边燃烧,气缸内的压力和温度急剧升高,推动活塞下行作功。 (4)排气行程 此行程与汽油机基本相同。,四冲程发动机在一个工作循环的四个行程中,只有一个行程是作功的,其他三个行程是作功的
16、准备行程。因此,在单缸发动机内,曲轴每转两周中只有半周是由于膨胀气体的作用使曲轴旋转,其余半周则依靠飞轮惯性维持转动。在作功行程时,曲轴的转速比其他行程要大,所以曲轴的转速是不均匀的,因而发动机的运转就不均匀,因此飞轮必须具有较大的转动惯量,才能使发动机运转平稳,但使发动机质量和尺寸增加。 在多缸四冲程发动机的每一个气缸内,所有的工作过程都是相同的,但各个气缸的作功行程并不同时发生,而是按照一定的工作顺序进行。,课题 2 发动机的工作原理,课题3 发动机的性能指标和型号编制规则,1.3.1 发动机主要性能指标 主要性能指标有:动力性指标、经济性指标。 有效转矩 发动机曲轴对外输出的转矩称为有效
17、转矩,用 表示。单位为 。 有效功率 发动机曲轴对外输出的净功率为有效功率,用 表示,单位为kW。,课题3 发动机的性能指标和型号编制规则,有效燃油消耗率 单位有效功的耗油量,用 表示,单位为 ,燃油消耗率越小,经济性越好。,课题3 发动机的性能指标和型号编制规则,图1-5 内燃机型号编制规则,1.3.2 国产内燃机型号编制规则 GB/T7251991规定:内燃机型号由首部、中部、后部和尾部四部分组成。内燃机型号的排列顺序及符号代表的意义规则如图1-5所示 。,课题3 发动机的性能指标和型号编制规则,发动机型号编制举例说明 (1)汽油机 495Q:表示四缸、四冲程、缸径95mm、水冷、车用。
18、CA6102:表示一汽生产、六缸、直列、四冲程、缸径102mm、通用型。 (2)柴油机 6120:表示6缸、四冲程、缸径120mm、水冷、通用型。 12V135Z:表示12缸、V形、四冲程、缸径135mm、水冷、增压。,复习思考题,一、判断题(对的打“”,错的打“”) 发动机就是将某种能量转化为机械能的机器。( ) 发动机排量是指所有气缸总容积的和。( ) 柴油机的压缩比大于汽油机。( ) 汽油机主要由两大机构、五大系统组成。( ) 活塞运动到离曲轴回转中心最远处称为上止点。( ) 在进气行程,柴油机进入气缸的是纯空气。( ) 四冲程发动机一个工作循环曲轴转两圈,活塞上下往复运动四次。( )
19、发动机曲轴对外输出的转矩称为有效转矩。( ) 发动机燃油消耗率越小,经济性越好。( ) 6120Q表示6缸、四冲程、缸径120mm,水冷、车用。(),复习思考题,二、选择题 汽车一般由( )大部分组成。 A.三部分 B.四部分 C.五部分 D.七部分 车辆类别代号中,1表示( )。 A.载货汽车 B.越野车 C .牵引车 D.客车 上止点是活塞距离曲轴回转中心最( )处。 A.远 B.近 C.高 D.低 压缩比是( )的比值。 A.工作容积与燃烧室容积 B.燃烧室容积与工作容积 C.总容积与燃烧室容积 D.燃烧室容积与总容积 四冲程发动机在进气行程进气门(),排气门()。 A.打开、关闭 B.
20、关闭、打开 C.都关闭 D.都打开 在发动机的作功行程,活塞由( )推动从上止点运动到下止点。 A.曲轴 B.连杆 C.气体作用力 D.惯性力,复习思考题,四冲程发动机在一个工作循环中活塞上下往复运动( )次。 A.一次 B.二次 C.三次 D.四次 如果发动机的转速为4000n/min,则活塞上下运动( )次。 A.4000 B.2000 C.8000 D.16000 二冲程发动机完成一个工作循环曲轴转( )圈。 A.一圈 B.二圈 C.三圈 D.四圈 二冲程发动机单位时间内的作功次数是四冲程的( )倍。 A.一倍 B.二倍 C.三倍 D.四倍,三、问答题 汽车发动机常用的分类方法有哪些?如
21、何分类? 简述汽油机各主要组成部分的名称和作用。 四冲程汽油机和柴油机在工作原理上有何区别? 发动机的评价指标有哪些? 上海桑塔纳2000GSi AJR型发动机有4个气缸,缸径是81mm,活塞行程是86.4mm,压缩比是9.5,试计算气缸的工作容积、燃烧室容积和发动机排量。,复习思考题,单元2 汽车维修基本知识,课题1 汽车维护概述课题2 汽车维修常用工具及量具复习思考题,返回到首目录,课题1 汽车维护概述,2.1.1 汽车维护基础知识 1. 汽车维护分类 汽车维护通常分为例行维护和计划维护。 例行维护的时间和内容与汽车行驶里数无关。 计划维护的内容和时间与汽车行驶里程有关。 2.汽车维护作业
22、的基本内容 (1)清洁作业 (2)检查紧固作业 (3)检查与调整作业 (4)电器作业 (5)润滑作业 (6)轮胎作业 (7)加注作业,课题1 汽车维护概述,2.1.2 汽车修理基础知识 1. 汽车修理分类 汽车修理按作业范围可分为汽车大修、总成大修、汽车小修和零件修理四类。 (1)汽车大修 汽车行驶一定里程后,经过检测诊断和技术鉴定,多数总成已达到使用极限时,对汽车进行的一次全面恢复性修理称为汽车大修。 (2)总成大修 为恢复总成的技术状况,修理或更换总成任何零部件的修理作业称为总成大修。 (3)汽车小修 根据需要,修理或更换汽车个别零部件的修理作业称为汽车小修。 (4)零件修理 对因磨损、变
23、形、损伤而不能继续使用的零件,进行处理,以恢复其使用性能的作业称为零件修理。,2. 汽车技术状况变化规律 汽车技术状况恶化的主要原因,首先是组成零件间相互作用的结果;其次是汽车使用与保管的环境条件的影响;最后是零件隐伤和过载等为主的偶然因素的作用。零件间相互作用的结果,使零件产生磨损、塑性变形、疲劳破坏、热损坏及材料性能引起的变化等。,课题1 汽车维护概述,图2-1 汽车零件磨损与行驶里程的关系1.正常磨损 2.非正常磨损 H -磨损量;i-磨损率;L汽车行驶里程;-走合期;-正常工作期;-工作恶化期,图2-1a为典型零件的磨损过程。图2-1b为磨损曲线,课题1 汽车维护概述,3.汽车技术状况
24、变化的主要原因 (1)汽车零件的耗损 汽车各机构的组成元件之间在工作过程中相互作用,使机构、总成、汽车技术状况发生恶化的结果。汽车零件的重要耗损形式有零件磨损、零件变形、零件的疲劳损坏、零件的热损坏和零件腐蚀损坏等。 (2)使用条件对汽车技术状况的影响 汽车行驶的道路条件、运行条件、运输条件、气候条件、使用水平和汽车外部条件都会直接或由驾驶员通过操纵和控制系统传送给汽车,使汽车产生“响应”而改变了状况。,课题1 汽车维护概述,环境温度的影响,图2-2表明故障率有一个最低的环境温度。图2-3也表明有一个气缸最小磨损的冷却液温度。,图2-2 汽车故障率与环境温度l-故障率;t-环境温度,2-3气缸
25、磨损与冷却液温度H%-气缸磨损率;T-冷却液温度,课题1 汽车维护概述,4. 摩擦与润滑 两物体作相对运动便会产生摩擦。根据摩擦表面相对运动的特性分为滑动摩擦与滚动摩擦。根据摩擦表面特性分为干摩擦、边界摩擦、混合摩擦和液体摩擦等形式。 (1)干摩擦 干摩擦是指摩擦表面无润滑剂和污物时的摩擦。如制动装置和离合器等才采用干摩擦。 (2)液体摩擦 液体摩擦是指两摩擦表面被连续的润滑油膜完全隔开时的摩擦。摩擦只发生在润滑油膜的内部, 根据液体润滑油膜压力形成的方式不同,又可将液体润滑分液体动压润滑和液体静压润滑。,课题1 汽车维护概述,液体动压润滑如图2-4所示。,图2-4 滑动轴承的流体动压润滑原理
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