汽车发动机构造课件PPT文档格式.ppt
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,8.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,用Va表示。
a=Vc+Vh,9.发动机排量,多缸发动机所有气缸工作容积的总和即为发动机排量。
发动机基本术语说明如上图所示:
10.压缩比,气缸总容积与燃烧室容积的比值,称为压缩比,用表示。
a/Vc=(c+Vh)/Vc,表示气缸内的气体被压缩的程度,或者说体积缩小的倍数。
压缩比越大,则发动机热功转化的热效率越高。
柴油机为保证柴油自燃的最小压缩比约为12,一般为16-22;
汽油机的压缩比一般为7-11。
11.工作循环,在气缸进行的每一次将燃料的热能转化为机械能的一系列连续过程,称为发动机的一个循环。
对于往复活塞式发动机,凡是活塞往复四个单程才能完成一个工作循环的,称为四行程发动机;
活塞往复两个单程即完成一个工作循环的,称为二行程发动机。
发动机的工作循环周而复始,不断将热能转化为机械能,连续将动力输出。
一)单缸四冲程汽油机的工作过程,(三)、单缸四冲程汽油机的工作循环:
曲柄旋转两圈,活塞上下往复四个行程完成一个工作循环。
进气行程压缩行程作功行程排气行程,二)单缸四冲程汽油机的工作循环:
(四)单缸四冲程汽油机工作循环各个行程的工作特点,一)进气行程,活塞在上止点开始排气门关闭,活塞在上止点时开始进气门开启,活塞,曲柄转角0180,特点:
活塞上方气缸容积增大,产生真空,将空气与汽油的混合气吸入气缸;
混合气被气缸壁和上一循环形成的残留气体加热,提高了温度,形成了工作混合气。
二)压缩行程,活塞在下止点时开始进气门关闭,活塞在下止点时开始排气门关闭,活塞,特点:
随着气缸容积的减小和气流的扰动,压力和温度升高,气油和空气间的混合更加完善,为混合气燃烧做准备。
曲柄转角180360,三)作功行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,曲柄转角360540,特点:
压缩行程末期,火花塞点火,混合气迅速燃烧,缸内压力急剧升高,推动活塞下行,通过连杆使曲轴旋转,将力矩输出。
四)排气行程,进气门关闭,活塞在下止点时开始排气门打开,活塞,残余废气,特点:
活塞上行,将燃烧后的废气压出。
曲柄转角540720,二、单缸四冲程柴油机的工作原理,喷油器,喷油泵,吸气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,进气门,排气门,纯空气,二、单缸四冲程柴油机的工作原理,一)工作原理:
柴油机在进气行程吸入纯空气,压缩行程中压缩纯空气,在压缩行程终了时,安装在气缸盖上的喷油器将经喷油泵加压的高压柴油以雾状喷入气缸内的高温、高压空气中,柴油与空气迅速混合自燃,推动活塞作功。
二、单缸四冲程柴油机的工作原理,二)与汽油机的比较:
1、特点:
汽油机:
转速高(最高可达50006000r/min)、质量轻、噪声小、易起动、成本低。
在轿车和中小型载货汽车上广泛应用。
柴油机:
压缩比高,热效率较汽油机高,相同排量的柴油机比汽油机省油30%左右,燃料经济性较好。
2、柴油机的着火方式为压燃式,没有火花塞。
其燃料供给系与汽油机也有较大区别。
二、单缸四冲程柴油机的工作原理,3、四冲程柴油机的活塞、曲轴的运动与汽油机相同,但工作循环有所不同。
3.1、共同点:
3.1.1、每个工作循环曲轴转两周,每一行程曲轴转半周。
3.1.2、只有作功行程产生动力。
思考,四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢?
3.2不同点,一)、结构特点:
多缸发动机有多个结构相同的气缸,共用一个缸体,共用一根曲轴,曲轴上曲拐布置使各缸作功行程均匀布置在720曲轴转角内,使发动机的功率符合使用要求,且运转平稳。
二)、四冲程直列四缸发动机发火间隔角为720/4=180。
四个曲柄布置在同一平面内,相邻两工作缸曲柄夹解为180,曲柄每转180就有一个气缸作功。
三、多缸发动机的结构特点:
三)、发火次序有两种排列方法:
即1-2-4-3或1-3-4-2.,三、多缸发动机的结构特点:
连杆,飞轮,曲轴,活塞,进气门,排气门,推杆,挺柱,正时齿轮,配气机构曲柄连杆机构,曲柄连杆机构,曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。
单缸四冲程汽油机的工作过程,曲柄连杆机构,
(一)、功用:
将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能,再通过连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。
在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。
而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
曲柄连杆机构,
(二)、组成:
一、机体组(气缸体、曲轴箱组):
气缸体、曲轴箱、气缸盖、气缸套、气缸衬垫、油底壳二、活塞连杆组:
活塞、活塞环、活塞销、连杆三、曲轴飞轮组:
曲轴、飞轮、扭转减振器,一、机体组,机体组是发动机的骨架,安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷,其内部有油道和水道。
主要由汽缸体、汽缸盖、汽缸垫、油底壳和汽缸等组成。
1、气缸体曲轴箱组,1.1水冷发动机的汽缸体和曲轴箱常铸成一体,称为汽缸体曲轴箱,简称为汽缸体。
一般采用铸铁或铝合金材料铸造而成。
1、气缸体曲轴箱组,1.2汽缸体的功用和结构:
是发动机的装配基体。
上半部有若干个为活塞在其中运动导向的圆柱形空腔(气缸),下半部为支承曲轴的曲轴箱,用于安装和保护曲轴,也可用于安装发动机附件。
其内腔为曲轴运动的空间。
气缸体内部铸有冷却水套和润滑油道,还铸有许多加强筋。
气缸是活塞运动和燃烧的主要场所,如果磨损严重,将导致发动机功率下降、油耗增高、起动困难等。
现代汽车发动广泛采用在气缸内镶入气缸套,形成气缸工作表面。
气缸套用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造,以延长其使用寿命,同时便于修理和更换。
2、汽缸盖,2.1功用:
封闭汽缸上部,并与活塞顶部、汽缸壁共同构成燃烧室。
同时,汽缸盖也为其他零部件提供安装位置。
一般采用铸铁或铝合金材料铸成。
2、汽缸盖,2.2组成:
与气缸体相通的冷却水套、进、排气门座及气门导管孔和进、排气通道、燃烧室、火花塞座孔或喷油器座孔、上置凸轮轴式发动机的气缸盖上还有用以安装凸轮轴的轴承座。
3、汽缸垫,3.1安装位置:
3.2功用:
3.3结构特点:
3.4注意:
3、汽缸垫,缸体与缸盖之间。
保证缸体与缸盖间的密封,防止漏水、漏气、漏油。
金属与石棉和粘合剂压制,有一定弹性,水套孔、气缸孔、油道孔、螺栓孔均有镶边。
3.4.1安装汽缸垫时,应把光滑的一面朝向汽缸体,否则容易被高压气体冲坏。
3.4.2如果气缸盖由铝合金制成,则装配最后必须在发动机冷态下拧紧;
3.4.3铸铁气缸盖则应该在发动机热态时最后拧紧。
4、油底壳,4.1功用:
4.2结构:
贮存机油并封闭曲轴箱。
一般采用薄钢板冲压而成。
装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大。
底部装有放油螺塞(其上装有永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,减轻磨损)。
在曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑油泄漏。
4、油底壳,二、活塞连杆组,组成:
主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆等运动件组成。
功用:
将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩。
二、活塞连杆组,1、活塞,二、活塞连杆组,1、活塞,1.2组成:
1.1功用:
它与气缸盖共同构成燃烧室,承受汽缸中气体的压力,并通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。
同时也是燃烧室的组成部分。
由顶部、头部、裙部组成。
一般采用高强度铝合金制成。
1、活塞,1.2.1活塞顶部,功用:
是燃烧室的组成部分,承受高温气体的压力。
类型:
可制成各种形状,以促进可燃混合气的形成与燃烧。
平顶、凸顶、凹顶、成形顶。
1、活塞,1.2.2活塞头部,第一道活塞槽与最后一道油环槽之间的部分。
功用:
加工有环槽,以安装活塞环。
特点:
34道环槽,油环槽底部有泄油孔或泄油槽。
工作条件最恶劣,应离顶部远些。
1、活塞,1.2.3活塞裙部,裙部,自油环槽下端面至活塞最下端的部分,包括销座孔。
1、活塞,1.2.3活塞裙部,功用:
对活塞在气缸内的往复运动起导向作用,并承受侧压力。
2、活塞环,分类:
气环和油环两类,2、活塞环,2.1气环:
作用:
保证活塞与气缸壁间的密封,防止漏气,同时还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁,再由冷却水或空气带走。
一般发动机上装有23个气环。
2.2油环:
刮除气缸壁上多余的机油,并在气缸壁上布上一层均匀的油膜,这样既可以防止机油窜入气缸燃烧,又可以减小活塞、活塞环与气缸的磨损和摩擦阻力。
此外油环还起到封气的辅助作用。
通常发动机上每个活塞装有12道油环。
3.1功用:
连接活塞与连杆小头,并将活塞承受的气体压力传给连杆。
3、活塞销,3.2构造:
空心管状,外表面为圆柱形,内孔形状有圆柱形、截锥形和组合形。
4、连杆:
4.1.功用:
连接活塞与曲轴,将活塞承受的力传给曲轴,推动曲轴转动,将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动。
4.2.组成:
连杆小头、杆身和连杆大头(包括连杆盖)三部分组成。
三、曲轴飞轮组,起动爪,正时齿轮,主轴瓦,皮带轮,扭转减振器,飞轮,曲轴,曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他零件和附件组成。
三、曲轴飞轮组,1、曲轴1.1功用将活塞连杆组传来的力转变成转矩然后通过飞轮输出力矩对外输出,并驱动配气机构及其他辅助装置(如发电机、水泵、风扇等)工作。
1.2结构,前端轴,连杆轴颈,曲轴主轴颈,后端轴,平衡重,曲拐,曲柄,1、曲轴,1.2组成,1、曲轴,主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡重、曲轴前端和后端凸缘。
一个连杆轴颈和它两端的曲柄及相邻两个主轴颈构成一个曲拐。
曲轴前端第一道主轴颈之前的部分,其上装有正时齿轮(驱动凸
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