发动机基本结构与工作原理PPT课件
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燃油经济性
燃油消耗率
燃油消耗率是指发动机每千瓦时或每马力小时所消耗的燃油量，通常以克/千瓦时（g/kWh）或克/马力小时（ g/hp-hr）表示。低燃油消耗率意味着发动机效率高，能够降低运行成本。
油耗
油耗是指在一定时间内发动机所消耗的燃油量，通常以升/百公里（L/100km）表示。低油耗意味着在行驶相同 距离下，发动机所消耗的燃油量较少。
船舶工业
船用发动机
为船舶提供推进动力，分为内燃 机和电动机。
辅助发动机
用于船舶上的各种辅助设备，如 泵、压缩机等。
农业机械
拖拉机发动机
为拖拉机提供动力，驱动农机具进行 耕作、播种、收割等作业。
灌溉泵发动机
为灌溉泵提供动力，实现农田的灌溉 。
THANKS
02
发动机的性能参数
功率与扭矩
功率
功率是指发动机在单位时间内所做的功，通常以千瓦（kW）或马力（hp）表 示。功率决定了发动机能够克服的阻力和负载，是评估发动机性能的重要参数 。
扭矩
扭矩是指发动机输出的力矩，通常以牛顿米（Nm）表示。扭矩决定了发动机在 特定转速下能够克服的负载，以及车辆加速和爬坡能力。
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目录
• 发动机概述 • 发动机的性能参数 • 发动机的维护与保养 • 发动机的未来发展 • 发动机的应用领域
01
发动机概述
发动机的定义与分类
01
总结词
02
详细描述
发动机是一种将其他形式的能量转换为机械能的装置，通常用于驱动 车辆、船舶、飞机等。根据不同的分类标准，发动机可以分为多种类 型。
排放性能
一氧化碳（CO）
一氧化碳是燃料不完全燃烧的产物， 对人体健康有害。低一氧化碳排放是 发动机性能良好的表现。
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混合气体被压缩到活塞上方的很
ω
小空间，称为燃烧室。
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第*页
排气门
压 缩 行 程
下止点
发动机基础知识
四冲程发动机的工作原理
❖压缩行程
❖压缩比：
压缩前气缸中气体的最大容积（Va）与压缩后的最小容积(Vc)之 比称为压缩比(ε)，ε= Va/Vc。压缩比愈大，在压缩终了时混合气 的压力和温度便愈高，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈 大，经济性愈好。化油器式汽油机的压缩比一般为6-11，柴油机的 压缩比一般为16-22。
根据燃气的着火方式不同分为 ——强制点火式发动机（汽油机） ——压燃式发动机（柴油机）
根据每一工作循环所需行程数可分为 ——四冲程发动机 ——二冲程发动机
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发动机基础知识
2022/3/22
⑷ 汽油机与柴油机的区别 ①可燃混合气的形成方式不同 汽油机：在化油器喉管以及进气歧管中形成． 柴油机：在发动机气缸内部形成。 ②点火方式不一样: 汽油机:通过点火系使可燃混合气燃烧． 柴油机:通过压缩后的高温自燃。
曲轴飞轮组
1-起动爪；2-起动爪锁紧垫圈；3-扭转减震器；4-皮带轮；5-挡油片；6-正时齿轮； 7-半圆键；8-曲轴；9-主轴承上、下轴瓦；10-中间主轴承上、下轴瓦；11-止推片； 12-螺柱；13-直通润滑嘴；14-螺母；15-齿环；16-圆柱销；17-第一、第六缸活塞 压缩上止点记号用钢球
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两大机构：
❖曲柄连杆机构
作用：
把燃气作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩， 以向工作机械输出机械能。
构成：
曲柄连杆机构的主要零件可分为三组：机体组、 活塞连杆组、曲轴飞轮组。
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活塞式发动机的分类
▪ 按活塞运动方式 ：往复活塞式、旋转活塞式 ▪ 按着火方式:压燃式、点燃式 ▪ 按所用燃料:汽油机、柴油机、气体燃料发动机 ▪ 按冷却方式:水冷式、风冷式 ▪ 按冲程数:四冲程、二冲程 ▪ 按进气状态 ：增压式、非增压式 ▪ 按气缸数目、排列方式：单缸、多缸、直列式、V型、对置式
▪ 排放品质
➢ 有害气体CO、HC、NOx、排气颗粒
▪ 噪声水平
➢ 刺激神经、使人烦躁、反映迟钝
发动机速度特性
▪ 速度特性曲线
➢ 燃料供给调节机构位置不变时，发动机性能参数（有效转 矩、功率、燃料消耗率）随转速改变而变化的曲线。
➢ 如何得到曲线：在一定转速下，用测功器对曲轴施加阻力 矩，获取曲线的位置，依此类推。
▪ 主要缺点：
➢ 燃油消耗率高，燃料经济性差
内燃机产品名称与型号编制规则
第五节 发动机的性能指标与特性
▪ 动力性能指标 ▪ 经济性能指标 ▪ 环境指标 ▪ 发动机速度特性
动力性能指标
▪ 有效转矩Te
➢ 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，单位为N·m 。 ➢ 有效转矩与曲轴角位移的乘积就是发动机对外输出的有效功。
▪ 压缩比
➢ 表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之 比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比。一般用ε表示。
▪ 工况
Va 1 Vs
Vc
Vc
➢ 内燃机在某一时刻的运行状况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴 转速表示。
▪ 负荷率
➢ 内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效 功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。
经济性能指标
▪ 有效热效率ŋe
燃料燃烧产生的热量转化为有效功的百分比。
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课程目标
1、是什么：知道什么东西在什么地方
2、怎么拆装
合适工具
顺序
力
3、工作原理
4、有哪些问题、表现
5、故障诊断、维修
第一章 发动机的基本知识
发动机历史
发动机的总体构造
发动机的型号编制规则及性能
汽油机可燃混合气形成与燃烧
柴油机可燃混合气形成与燃烧Βιβλιοθήκη 发动机特性汽车分类
汽车用途： 乘用车 商用车
§1.5 汽油机可燃混合气形成与燃烧
车用汽油 车用汽油使用性能包括蒸发性、抗爆性、热值和氧化安定性。其标号说明抗爆性好坏。汽车按照压缩比选用汽油，由厂家规定。 可燃混合气形成 化油器机：从化油器开始到汽缸内，汽油不断雾化、扩散、蒸发并与空气混合。 电喷机：喷油器将油喷到进气门前或缸内，与空气混合燃烧。
识别汽车和发动机
VIN是英文Vehicle Identification Number(车辆识别码)的缩写。因为ASE标准规定：VIN码由17位字符组成，所以俗称十七位码。它包含了车辆的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等信息。
VIN Vehicle Identific-ation Number
多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量 ，用表示VL 。
发动机排量
VL= V h × i
Vh－气缸工作容积 （气缸排量） i － 气缸数目
四、 四行程发动机工作原理
工作原理 发动机每进行一次能量转换的连续过程称为一个工作循环。 每一个工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个过程组成，发动机的工作就是连续不断地依次进行着这四个过程，以实现热能向机械能的转换，向外输出动力。
课程目标
1、是什么：知道什么东西在什么地方
2、怎么拆装
合适工具
顺序
力
3、工作原理
4、有哪些问题、表现
5、故障诊断、维修
第一章 发动机的基本知识
发动机历史
发动机的总体构造
发动机的型号编制规则及性能
汽油机可燃混合气形成与燃烧
柴油机可燃混合气形成与燃烧Βιβλιοθήκη 发动机特性汽车分类
汽车用途： 乘用车 商用车
§1.5 汽油机可燃混合气形成与燃烧
车用汽油 车用汽油使用性能包括蒸发性、抗爆性、热值和氧化安定性。其标号说明抗爆性好坏。汽车按照压缩比选用汽油，由厂家规定。 可燃混合气形成 化油器机：从化油器开始到汽缸内，汽油不断雾化、扩散、蒸发并与空气混合。 电喷机：喷油器将油喷到进气门前或缸内，与空气混合燃烧。
识别汽车和发动机
VIN是英文Vehicle Identification Number(车辆识别码)的缩写。因为ASE标准规定：VIN码由17位字符组成，所以俗称十七位码。它包含了车辆的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等信息。
VIN Vehicle Identific-ation Number
多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量 ，用表示VL 。
发动机排量
VL= V h × i
Vh－气缸工作容积 （气缸排量） i － 气缸数目
四、 四行程发动机工作原理
工作原理 发动机每进行一次能量转换的连续过程称为一个工作循环。 每一个工作循环是由进气、压缩、作功和排气四个过程组成，发动机的工作就是连续不断地依次进行着这四个过程，以实现热能向机械能的转换，向外输出动力。
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下图为带有两气门和四气门的燃烧 室顶对比。
• 虽然两气门气缸盖的气门直径 较大，但四气门气缸盖的总气 门面积和气流横截面显然更大
• A.双气门 B.四气门
汽缸盖的结构
• 采用横流冷却方式时，气缸盖 内的冷却液由较热的排气侧流 向较凉的进气侧。这种方式的 优点是整个气缸盖内热量分布 比较均匀
• 与之相反，采用纵流冷却方式 时，冷却液沿气缸盖纵轴流动， 即由端面一侧流向动力输出端 或相反。冷却液在流经各个气 缸的过程中逐渐加热，因此热 量分布非常不均衡。此外还会 造成冷却循环回路内压力降低。
曲轴传动机构（连杆）
1.油孔 2.滑动轴承 3.连杆 4.轴瓦 5.轴瓦 6.连杆轴承盖 7.连杆螺栓 在曲轴传动机构中，连杆负责连接
活塞和曲轴。活塞的直线运动 通过连杆转化为曲轴的转动。 此外，连杆还要将燃烧压力产 生的作用力由活塞传至曲轴上
曲轴传动机构
• 确定旋转方向时，在发动机动 力输出端（离合器或飞轮一侧） 相对侧进行观察
件 3 上部气门弹簧座 4 HVA 元件 5 进气凸轮轴 6 排气门 7 气门弹簧 8 滚子式气门摇臂 9 排气凸轮轴
3.曲轴传动机构
• 曲轴传动机构，是一个将燃烧 室压力转化为动能的功能分组
• 在此过程中，活塞的往复运动 转化为曲轴的转动
• 此外曲轴传动机构还包括一些 外围设备，这些设备并不执行 主要功能而是提供相关辅助。 辅助设备基本包括飞轮、皮带 轮（带有扭转减振器）和正时 链
气缸盖罩可由铝合金、塑料或 镁合金制成
• 气缸盖罩通常也称作气缸盖盖 板或气门盖。它构成了发动机 壳体的顶部
5.发动机油底壳
油底壳是发动机壳体的底部。油底 壳用于存储发动机油 油底壳执行以下任务： • 发动机油的收集容器 • 回流发动机油的收集容器 • 曲轴箱的底部 • 固定安装件
1 .油底壳 2 .导流板
曲轴传动机构
• 点火顺序
曲轴传动机构
点火间隔 = 720° : 气缸数 • 四缸：180° 曲轴转角 • 六缸：120° 曲轴转角 • 八缸：90° 曲轴转角 • 十二缸：60° 曲轴转角 气缸数越多，点火间隔越小。点火
间隔越小，发动机运行越平稳。 至少从理论上来讲，质量平衡 因素也起到了一定作用，该因 素取决于发动机结构形式和点 火顺序
• 下图展示了点火间隔为 120° 六缸直 列发动机的曲轴
• 图中编号表示各气缸的点火顺序。从编 号一数到编号六需转动曲轴两圈即 720°。各编号之间的距离相等，即 120°
4.气缸盖罩
气缸盖罩执行以下任务：
1.使气缸盖顶端与外部隔离
2.隔音
3.固定曲轴箱通风系统
4.固定安装件
为了达到较好的减振效果，气 缸盖罩与气缸盖以非刚性方式 连接。使用螺栓连接时，通过 弹性密封垫和去耦元件达到上 述目的
发动机机械结构
1.发动机的壳体
（1） 气缸盖罩 （2）气缸盖 （3）气缸盖密封垫 （4）曲轴箱 （5）油底壳密封垫 （6）油底壳
2.气门机构
气门机构由下列部件共同构成： • 凸轮轴 • 传动元件（压杆、挺杆） • 气门（整个总成） • 可能包括液压气门间隙补偿器（HVA）
1 进气门 2 底部气门弹簧座，带有气门杆密封
• 站在确定发动机旋转方向时的 相同位置，距离最近的是气缸1 随后各气缸向动力输出端依次 编号
曲轴传动机构
• 如果是V形的发动机，确定 气缸的顺序与直列的发动 机相似，在发动机动力输 出端（离合器或飞轮一侧） 相对侧进行观察
• 左手边的气缸列为1气缸列， 气缸顺序依次编号。右手 边的是2气缸列，气缸顺序 依次编号，如图所示
• 固定曲轴传动机构 • 吸收燃烧产生的作用力 • 固定冷却液和润滑油输送通道以
及曲轴箱通风通道 • 固定安装件 • 使曲轴空间与外界隔离密封 所有气缸都组装在曲轴箱内。曲
轴箱采用双层钢板结构，以便 安装冷却水套。曲轴箱下部区 域称为曲轴传动机构壳体，因 为包含曲轴传动机构。曲轴箱 内有很多开孔和通道于不同系 统，例如供油系统
结构分为直列式或V形结构 端盖的类型 A.封闭式端盖结构 B.敞开式端盖结构
• 气缸套不与水套接触时称为 “干式气缸套”
• 与水套直接接触时称为“湿式 气缸套”
A.干式气缸套
B湿式汽缸套
7.汽缸盖
气缸盖是一个非常复杂的部件，负 责执行多项功能。发动机正时 控制几乎都在气缸盖内进行
气缸盖的任务是： • 构成燃烧室顶 • 固定气门机构 • 固定换气通道 • 吸收燃烧产生的作用力 • 固定冷却液和润滑油输送通道以
• 活塞销座固定活塞内的活塞销
• 活塞下部的活塞裙用于在气缸内引 导活塞
• 活塞主要尺寸包括直径、总长度和 压缩高度。压缩高度是指活塞销轴 线与活塞顶上沿之间的距离
• 一套活塞环通常包括两个气环和一 个刮油环
活塞的主要部分包括活塞顶、活塞 环部分、活塞销座和活塞裙
1.活塞顶 2.气环 3.活塞销 4.活塞裙 5.刮油环 6.气环
• 曲轴箱可以说是所有发动机的 核心组件，因此又称为发动机 缸体
曲轴箱的结构
• V 型发动机的“V”型角也必须 大小相等，以确保两个气缸列 能够具有相同的点火间隔。因 此，BMW 八缸的气缸列夹角为 90°，十二缸为60°
• 但在特殊情况下，点火间隔不 均匀时可产生独特的发动机声 音
曲轴箱的结构
及曲轴箱通风通道 • 固定安装件
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/26
汽缸盖的结构
气缸盖形状在很大程度上取决于所 包含的部件：
• 气门的数量和位置 • 凸轮轴的位置和数量 • 火花塞、预热塞或喷射阀的位
置 • 换气通道的形状 此外还根据以下标准对气缸盖进行
分类： • 部件数量 • 气门数量 • 冷却方式
曲轴传动机构主要包括以下部件： • 1活塞 • 2连杆 • 3曲轴
曲轴传动机构（曲轴）
• 曲轴将活塞的直线运动转化为 转动
1 扭转减振器的固定装置 2 用于 驱动机油泵的齿轮 3 主轴承轴 颈 4 连杆轴承轴颈 5 输出端6 平衡重块 7 油孔 8 正时链 链轮
曲轴传动机构（活塞）
• 活塞是汽油发动机所有传动部件的 第一个环节。活塞的任务是吸收燃 烧过程中产生的压力并通过活塞销 和连杆将其传至曲轴。在此过程中 将燃烧热能转化为运动