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发动机基本知识.docx
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发动机基本知识
12、发动机基本知识
(1)发动机得分类与基本构造:
①分类
内燃机得分类方法很多,按照不同得分类方法可以把内燃机分成不同得类型,下面让我们来瞧瞧内燃机就是怎样分类得。
(1)按照所用燃料分类
内燃机按照所使用燃料得不同可以分为汽油机与柴油机(图11)。
使用汽油为燃料得内燃机称为汽油机;使用柴油机为燃料得内燃机称为柴油机。
汽油机与柴油机比较各有特点;汽油机转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低;柴油机压缩比大,热效率高,经济性能与排放性能都比汽油机好。
图11
(2)按照行程分类
内燃机按照完成一个工作循环所需得行程数可分为四行程内燃机与二行程内燃机(图12)。
把曲轴转两圈(720°),活塞在气缸内上下往复运动四个行程,完成一个工作循环得内燃机称为四行程内燃机;而把曲轴转一圈(360°),活塞在气缸内上下往复运动两个行程,完成一个工作循环得内燃机称为二行程内燃机。
汽车发动机广泛使用四行程内燃机。
图12
(3)按照冷却方式分类
内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机与风冷发动机(图13)。
水冷发动机就是利用在气缸体与气缸盖冷却水套中进行循环得冷却液作为冷却介质进行冷却得;而风冷发动机就是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间得空气作为冷却介质进行冷却得。
水冷发动机冷却均匀,工作可靠,冷却效果好,被广泛地应用于现代车用发动机。
图13
(4)按照气缸数目分类
内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机与多缸发动机(图14)。
仅有一个气缸得发动机称为单缸发动机;有两个以上气缸得发动机称为多缸发动机。
如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都就是多缸发动机。
现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。
图14
(5)按照气缸排列方式分类
内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式与双列式(图15)。
单列式发动机得各个气缸排成一列,一般就是垂直布置得,但为了降低高度,有时也把气缸布置成倾斜得甚至水平得;双列式发动机把气缸排成两列,两列之间得夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机,若两列之间得夹角=180°称为对置式发动机。
图15
(6)按照进气系统就是否采用增压方式分类
内燃机按照进气系统就是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机与强制进气(增压式)发动机(图16)。
汽油机常采用自然吸气式;柴油机为了提高功率有采用增压式得。
图16
②基本构造
发动机就是一种由许多机构与系统组成得复杂机器。
无论就是汽油机,还就是柴油机;无论就是四行程发动机,还就是二行程发动机;无论就是单缸发动机,还就是多缸发动机。
要完成能量转换,实现工作循环,保证长时间连续正常工作,都必须具备以下一些机构与系统。
(1)曲柄连杆机构(图17)
曲柄连杆机构就是发动机实现工作循环,完成能量转换得主要运动零件。
它由机体组、活塞连杆组与曲轴飞轮组等组成。
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得旋转运动,并从曲轴对外输出动力。
而在进气、压缩与排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴得旋转运动转化成活塞得直线运动。
图17
(2)配气机构(图18)
配气机构得功用就是根据发动机得工作顺序与工作过程,定时开启与关闭进气门与排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。
配气机构大多采用顶置气门式配气机构,一般由气门组、气门传动组与气门驱动组组成。
图18
(3)燃料供给系统(图19)
汽油机燃料供给系得功用就是根据发动机得要求,配制出一定数量与浓度得混合气,供入气缸,并将燃烧后得废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系得功用就是把柴油与空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后得废气排出。
图19
(4)润滑系统(图110)
润滑系得功用就是向作相对运动得零件表面输送定量得清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件得磨损。
并对零件表面进行清洗与冷却。
润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器与一些阀门等组成。
图110
(5)冷却系统(图111)
冷却系得功用就是将受热零件吸收得部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜得温度状态下工作。
水冷发动机得冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
图111
(6)点火系统(图112)
在汽油机中,气缸内得可燃混合气就是靠电火花点燃得,为此在汽油机得气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入燃烧室内。
能够按时在火花塞电极间产生电火花得全部设备称为点火系,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈与火花塞等组成。
图112
(7)起动系统(图113)
要使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机得曲轴,使活塞作往复运动,气缸内得可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。
发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。
因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转得全过程,称为发动机得起动。
完成起动过程所需得装置,称为发动机得起动系。
图113
汽油机由以上两大机构与五大系统组成,即由曲柄连杆机构,配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系与起动系组成;柴油机由以上两大机构与四大系统组成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系与起动系组成,柴油机就是压燃得,不需要点火系。
③发动机常用术语
常用术语及释义:
上止点:
活塞在气缸里做往复直线运动时,当活塞向上运动到最高位置,即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远得极限位置,称为上止点。
下止点:
活塞在气缸里做往复直线运动时,当活塞向下运动到最低位置,即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近得极限位置,称为下止点。
活塞行程:
活塞从一个止点运动到另一止点得距离,即上、下止点之间得距离称为活塞行程。
一般用s表示,对应一个活塞行程,曲轴旋180°。
曲柄半径:
曲轴旋转中心到曲柄销中心之间得距离称为曲柄半径,一般用R表示。
通常活塞行程为曲柄半径得2倍,即s=2R。
气缸工作容积:
活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过得容积,称为气缸工作容积。
燃烧室容积:
活塞位于上止点时,其顶部与气缸盖之间得容积称为燃烧室容积。
气缸总容积:
活塞位于下止点时,其顶部与气缸盖之间得容积称为气缸总容积。
气缸总容积就就是气缸工作容积与燃烧室容积之与。
发动机排量:
多缸发动机各气缸工作容积得总与,称为发动机排量。
压缩比:
压缩比就是发动机中一个非常重要得概念,压缩比表示了气体得压缩程度,它就是气体压缩前得容积与气体压缩后得容积之比,即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。
通常汽油机得压缩比为6—10,柴油机得压缩比较高,一般为16—22。
工作循环:
每一个工作循环包括进气、压缩、做功与排气过程,即完成进气、压缩、做功与排气4个过程叫一个工作循环。
发动机得编号规则
为了便于内燃机得生产管理与使用,国家标准(GB725-82)《内燃机产品名称与型号编制规则》中对内燃机得名称与型号作了统一规定。
内燃机得名称与型号
内燃机名称均按所使用得主要燃料命名,例如汽油机、柴油机、煤气机等。
内燃机型号由阿拉伯数字与汉语拼音字母组成。
内燃机型号由以下四部分组成:
.首部:
为产品系列符号与换代标志符号,由制造厂根据需要自选相应字母表示,但需主管部门核准。
.中部:
由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号与缸径符号等组成。
后部:
结构特征与用途特征符号,以字母表示。
.尾部:
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。
内燃机型号得排列顺序及符号所代表得意义规定如下:
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:
表示四缸,四行程,缸径100mm,水冷车用
4100Q4:
表示四缸,四行程,缸径100mm,水冷车用,第四种变型产品
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
CA488:
表示四缸,四行程,缸径88mm,水冷通用型,CA表示系列符号
(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
四行程柴油机得工作原理
四行程柴油机(图1)与四行程汽油机得工作过程相同,每一个工作循环同样包括进气、压缩、作功与排气四个行程,但由于柴油机使用得燃料就是柴油,柴油与汽油有较大得差别,柴油粘度大,不易蒸发,自燃温度低,故可燃混合气得形成,着火方式,燃烧过程以及气体温度压力得变化都与汽油机不同,下面主要分析一下柴油机与汽油机在工作过程中得不同点。
四行程柴油机在进气行程中所不同得就是柴油机吸入气缸得就是纯空气而不就是可燃混合气,在进气通道中没有化油器,进气阻力小,进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。
进气终了时气体压力约为0、0785~0、0932MPa,气体温度约为300~370K。
压缩行程压缩得也就是纯空气,在压缩行程接近上止点时,喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室,柴油与空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。
柴油机得压缩比比汽油机得压缩比大很多(一般为16~22),压缩终了时气体温度与压力都比汽油机高,大大超过了柴油机得自燃温度。
压缩终了时,气体压力约为3、5~4、5MPa,气体温度约为750~1000K,柴油机就是压缩后自燃着火得,不需要点火,故柴油机又称为压燃机。
柴油喷入气缸后,在很短得时间内与空气混合后便立即着火燃烧,柴油机得可燃混合气就是在气缸内部形成得,而不象汽油机那样,混合气主要就是在气缸外部得化油器中形成得。
柴油机燃烧过程中气缸内出现得最高压力要比汽油机高得多,可高达6~9MPa,最高温度也可高达2000~2500K。
作功终了时,气体压力约为0、2~0、4MPa,气体温度约为1200~1500K。
柴油机得排气行程与汽油机一样,废气同样经排气管排入到大气中去,排气终了时,气缸内气体压力约为0、105~0、125MPa,气体温度约为800~1000K。
柴油机与汽油机比较,柴油机得压缩比高,热效率高,燃油消耗率低,同时柴油价格较低,因此,柴油机得燃料经济性能好,而且柴油机得排气污染少,排放性能较好。
但它得主要缺点就是转速低,质量大,噪声大,振动大,制造与维修费用高。
在其发展过程中,柴油机不断发扬其优点,克服缺点,提高速度,有望得到更广泛地应用。
④三大偶件
什么就是三大偶件
柱塞副、出油阀与喷油嘴偶件就是柴油机得三大精密偶件。
其技巧状态直接影响柴油机得动力性与经济性。
维持三大精密偶件始终处于良好得技巧状态,就是应用保养得一项首要内容。
三大精密偶件得正常应用寿命一般为2 500 h以上。
但据调查,应用寿命超过1 500 h者了了无几,一般多在500 h左右,有得甚至只应用几十小时。
除制造质量与保管欠妥帖原因之外,以乱拆乱卸、清洗不当、应用劣质燃油等造成三大偶
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