发动机原理-工程师培训.ppt

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发动机原理发动机的机的总体体结构构发动机由“两大机构五大系统”组成1.两大机构：

曲柄连杆机构、配气机构。

2.五大系统：

冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系1.曲柄连杆机构作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，再通过连杆将活塞往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

组成：

由气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成机体组机体组机体组组成：

机体组组成：

曲轴箱曲轴箱气缸体气缸体气缸垫气缸垫气缸盖气缸盖气缸气缸油道和水道油道和水道油底壳油底壳气缸体分类气缸体分类

（1）按气缸体与油底壳安装平面位置不同）按气缸体与油底壳安装平面位置不同

（2）根据冷却方式不同）根据冷却方式不同（3）根据气缸的排列方式）根据气缸的排列方式（4）整体式气缸体和镶嵌式气缸体）整体式气缸体和镶嵌式气缸体（5）干缸套（壁厚）干缸套（壁厚13mm）不易漏水漏气，导热性较差不易漏水漏气，导热性较差和湿缸套（壁厚和湿缸套（壁厚59mm）导热性好，容易漏水漏气导热性好，容易漏水漏气3.干式油底壳和湿式干式油底壳和湿式4.（）共同构成燃烧室。

）共同构成燃烧室。

5.气缸垫气缸垫:

安装时注意方向安装时注意方向缸体缸盖装配清砂后涂厌氧胶压入堵盖缸盖清砂孔多在（）水压试验图片气环结构气环结构开口间隙侧隙背隙气环的密封作用：

气环的密封作用：

气环断面形状：

气环断面形状：

形状形状示意图示意图矩形环矩形环扭曲环扭曲环锥面环锥面环梯形环梯形环桶面环桶面环（22）油环）油环种类普通油环组合式油环示意图特点结构简单，易加工，成本低结构简单，易加工，成本低与汽缸壁接触压力高，适与汽缸壁接触压力高，适应性好，刮油效果强，但应性好，刮油效果强，但成本高成本高刮油片轴向衬环径向衬环刮油片回油孔回油孔例题：

活塞受热变形，哪个方向膨胀较大？

1.受热后均匀膨胀2.任意方向均有可能3.垂直于活塞销方向4.沿活塞销方向活塞裙部热变形：

裙部断面变成长轴在活塞销方向上的椭圆形。

防止措施：

必须预先在冷态下把活塞加工成裙部断面为长轴垂直于活塞销方向的椭圆形。

活塞头部形状及锥形裙部活塞销的偏置活塞销的偏置使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气缸的一使活塞从压缩行程到作功行程柔和的从气缸的一边过渡到另一边，减少敲缸的声音。

边过渡到另一边，减少敲缸的声音。

连杆的结构连杆的结构切口的定位方式：

切口的定位方式：

平切口：

螺栓定位平切口：

螺栓定位斜切口：

四种定位方式斜切口：

四种定位方式涨断工艺涨断工艺曲轴飞轮组曲轴飞轮组一、曲轴飞轮组的组成一、曲轴飞轮组的组成起动爪起动爪正时齿轮正时齿轮主轴瓦主轴瓦皮带轮皮带轮扭转减振器扭转减振器飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴结构：

结构：

前端轴前端轴连杆轴颈连杆轴颈曲轴轴颈曲轴轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲拐曲拐曲拐：

由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。

曲拐：

由一个连杆轴颈和它两端曲柄及主轴颈构成。

曲柄曲柄曲轴的静平衡和动平衡：

一般在曲轴的曲柄曲轴的静平衡和动平衡：

一般在曲轴的曲柄适当位置，用钻孔去除材料的方法获得平衡。

适当位置，用钻孔去除材料的方法获得平衡。

曲拐的布置曲拐的布置

（1）一般规律）一般规律1）各缸的作功间隔要尽量均衡。

）各缸的作功间隔要尽量均衡。

2）连续作功的两缸相隔尽量远些。

）连续作功的两缸相隔尽量远些。

3）V型发动机左右气缸尽量交替作功。

型发动机左右气缸尽量交替作功。

4）曲拐布置尽可能对称、均匀。

）曲拐布置尽可能对称、均匀。

曲轴扭转减振器曲轴扭转减振器当当扭扭转转振振动动的的自自振振率率频频与与连连杆杆传传来来的的呈呈周周期期性性变变化化的的激激振振频频率率成成整整数数倍倍关关系系时时，曲曲轴轴便便会会产产生生共共振。

振。

临界转速：

发生共振时的转速临界转速：

发生共振时的转速皮带盘皮带盘惯性盘惯性盘橡胶垫橡胶垫减振器圆盘减振器圆盘皮带轮毂皮带轮毂曲轴前端曲轴前端功用：

功用：

安装：

安装：

橡胶摩擦式扭转减振器橡胶摩擦式扭转减振器可选择获得最大减振效果的固有频率，也可系列化。

飞轮飞轮齿圈在发动机起动时齿圈在发动机起动时与起动机齿轮啮合，与起动机齿轮啮合，带动曲轴旋转。

带动曲轴旋转。

一缸上止点记号一缸上止点记号作用是：

调整作用是：

调整点火正时点火正时曲轴的静平衡和动平衡：

一般（曲轴的静平衡和动平衡：

一般（）获得平衡。

）获得平衡。

飞轮静平衡和动平衡：

在（飞轮静平衡和动平衡：

在（）平衡。

）平衡。

例题简述发动机飞轮的作用

（1）惯量很大，能量储存器：

存储做功行程的能量，在其他三个行程释放，是曲轴转速比较平稳：

（2）是摩擦式离合器的主动件，安装离合器；（3）安装启动齿圈（4）有上止点和正时标记2.配气机构作用：

使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸中排出废气。

组成：

它由进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成凸轮轴的布置型式曲轴与凸轮轴传动比为曲轴与凸轮轴传动比为2:

1。

凸轮轴的传动方式常用气门顶置配气机构的类型气门顶置，下置凸轮轴（OHV）气门顶置，上置凸轮轴（OHC）气门顶置，双摇臂，上置凸轮轴（OHV/OHC）气门顶置，上置双凸轮轴（OHV/DOHC）配气相位1、用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间，称为配气相位。

1030408040801030上止点下止点气门叠开气门叠开：

当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。

气门叠开角：

气门同时开启的角度（+）。

排气过程排气过程进气过程进气过程气门叠开的后果气门叠开的后果？

例题（单选）计算发动机气门重叠角的时候需要考虑1.进气门早开角，排气门早开角2.进气门早开角，排气门晚关角3.进气门晚关角，排气门早开角4.进气门晚关角，排气门晚关角例题（单选）关于气缸套，下列说法正确的是1.干缸套不易漏水漏气，传热性较差2.干缸套不易漏水漏气，传热性较好3.湿缸套不易漏水漏气，传热性较差4.湿缸套不易漏水漏气，传热性较好气门间隙1、概念：

气门间隙：

为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。

气门杆气门杆摇臂摇臂气门间隙气门间隙气门气门间隙间隙进气门进气门0.250.30mm排气门排气门0.300.35mm为何排气为何排气门间隙大门间隙大于进气门于进气门间隙？

间隙？

气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙实物图测量气门间隙测量气门间隙拧松紧定螺母，调正调节螺钉拧松紧定螺母，调正调节螺钉气门锥角气门锥角进气门：

一般为进气门：

一般为30。

排气门：

一般为排气门：

一般为45。

充钠气门充钠气门可降低温度可降低温度约约l00。

这样有利于降低这样有利于降低混合气自燃的危险混合气自燃的危险,从而握高了气门的从而握高了气门的使用寿命。

使用寿命。

捷达捷达l.6L发动机排气门内部注有钠。

发动机排气门内部注有钠。

充钠充钠在维修发动时在维修发动时,进、排气门不能修整进、排气门不能修整,只允许研磨。

只允许研磨。

双弹簧布置双弹簧布置应用车型：

应用车型：

奥迪奥迪100，捷达，桑塔纳，捷达，桑塔纳,广州标致广州标致505气门旋转机构气门旋转机构锥形套筒锥形套筒锁片锁片锁锁片片强制旋转机构强制旋转机构弹簧座弹簧座气门弹簧气门弹簧支承板支承板碟形弹簧碟形弹簧壳体壳体挺柱端面与凸轮的关系挺柱端面与凸轮的关系锥形凸轮锥形凸轮由于存在气门间隙，在高速运动时会产由于存在气门间隙，在高速运动时会产生较大的震动和噪声，不适宜要求行驶生较大的震动和噪声，不适宜要求行驶平稳和低噪声的发动机平稳和低噪声的发动机凸轮为何要成锥形？

凸轮为何要成锥形？

液力挺柱液力挺柱挺柱体挺柱体柱塞柱塞球形支座球形支座卡环卡环柱塞弹簧柱塞弹簧单向阀单向阀单向阀架单向阀架柱塞腔柱塞腔A挺柱体腔挺柱体腔B进油口进油口进油通道进油通道结构：

结构：

性能：

性能：

消除了配气机构的间隙，消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高荷和噪声提高发动机高速时的性能。

速时的性能。

发动机工作时，机油沿主油道供到气门挺柱，并充满柱塞内腔及其下面的空腔。

当气门关闭时，机油经挺柱体和柱塞上的油孔压进柱塞腔A内，并推开单向阀充入挺柱体腔B内。

弹簧6使柱塞3连同压合在柱塞中的球座2紧靠着推杆，使配气机构的间隙消失。

当凸轮转到工作而使挺柱上推时推杆作用于支承座2和柱塞3上的反力力图使柱塞克服柱塞弹簧的力相对于挺柱体1向下移动，于是柱塞下部空腔内的油压迅速升高，使单向阀7关闭。

由于液体的不可压缩性，整个挺柱便像一个刚体一样，按凸轮的运动规律，使气门开启、关闭。

当油压过高或者气门受热膨胀时，将有少许油液经柱塞与挺柱体的间隙处漏出去。

当气门开始关闭或冷却收缩时，柱塞所受压力减小，由于柱塞弹簧的作用，柱塞向上运动，始终保持与推杆的接触，同时柱塞下部空腔B产生真空度，于是，主油道的油压将再次推开单向阀，向挺柱体腔内充油而再度充满整个挺柱内腔。

桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门关闭时气门打开时气门打开时单向阀单向阀弹簧被压缩弹簧被压缩3.冷却系作用：

把受热零件的热量散到大气中去，保持发动机在最适宜的温度范围内工作。

防止过热或过冷；使冷起动后迅速升温。

以保证发动机正常工作。

组成：

它由水泵、散热器、风扇、分水管、水套等组成。

组成组成发动机过热或过冷的危害发动机过热或过冷的危害过热

（1）降低充气效率，使发动机功率下降；

（2）容易爆燃，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；（3）运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；（4）润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；（5）零件的机械性能降低，导致变形或损坏。

过冷过冷

（1）进入气缸的混合气（或空气）温度太低，燃料不易汽化,可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加；

（2）燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；（3）未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面（气缸壁、活塞、活塞环等）上的油膜，使零件磨损加剧。

发动机的冷却方式发动机的冷却方式1.水冷水冷2.风冷：

风冷：

（1）对地理环境和气候的适应性强；）对地理环境和气候的适应性强；

（2）维护简便；）维护简便；（3）冷启动后暖机时间短；）冷启动后暖机时间短；（4）热负荷高）热负荷高冷却液:

功能冷却液成分冰点为了控制冷却水温度，冷却系中设有冷却强度调节装置，如（）。

（多选）强化冷却的措施有：

1）提高冷却介质流速2）选用低热容冷却介质3）增大散热肋片表面积4）选用高沸点冷却介质水冷却系的大、小循环水冷却系的大、小循环4.润滑系作用：

润滑、冷却、清洗、密封、降噪等。

组成：

由机油泵、滤清器、限压阀、油道等组成。

润滑方式1、压力润滑2、飞溅润滑3、定期润滑润滑油压力报警转速升高：

压力升高；温度降低：

粘度升高，压力升高；磨损加大；流动阻力过大：

压力过高，机油旁通；机油泄漏、粘度过低、温度升高：

油压下降。

机油压力越大，发动机润滑效果越好？

润滑系的组成1、油底壳2、机油泵3、限压阀及旁通阀

（1）限压阀用来限制最高机油压力

（2）旁通阀避免因滤清器堵塞而使主油道无油4、机油滤清器5、机油散热器6、机油压力表、温度表、机油尺：

使于驾驶员随时撑握润滑系工作状态润滑油剂的种类与选用1、润滑油的分类

（1）美国工程师协（SAE）按粘度等级分类：

冬季：

0W、5W、10W、15W、20W、25W夏季：

20、30、40、50号数越大，粘度越大

（2）美国石油协会（API）按质量等级分为S、C两大系列汽油机润滑油：

SD、SE、SF、SG、SH几个等级，越往后，质量等级越好柴油机润滑油：

CA、CB、CC、CD、CE几个等级，如江淮地区使用润滑油一般为：

15W/40SG，冬夏通用，复合机油2、润滑脂目前汽车使用为锂基润滑脂种类：

1号、2号、3号、4号号数越大，润滑脂越硬曲轴箱通风曲轴箱通风1、发动机运转时，有少量的可燃混合气和废气漏入曲轴箱内2、可燃混合气将使润滑油变稀3、废气将使润滑油提前变质4、渗漏的气体还会使曲轴箱内气体压力升高，造成油封、密封热漏油5、加装曲轴箱通风装置后，使漏入曲轴箱的气体排出，新鲜空气进入

（2）同时，新鲜