发动机教案 目 录 第一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 第二节发动机常用术语 12 第三节发动机的工作原 第四节发动机的主要性能指标与特性 第五节发动机的编号规则 第二章曲柄连杆机构.. 第一节概述 第二节机体组.… 三节活塞连杆组 第四节曲轴飞轮组 第三章配气机构 第一节概述 第二节配气机构的主要零部件 第三节配气相位和气门间隙 第四章汽油机供给系 第一节汽油供给系的组成与燃料 第二节简单化油器原理及混合气形成 第三节可燃混合气成分与汽油机性能的影响 82 第四节化油器各工作系统 第五节化油器结构 第七节空气滤清器及进、排气装置 第八节汽油直接喷射 107 第五章柴油机供给系.. 111 第一节柴油机供给系的组成及燃料 第二节可燃混合气的形成、燃烧及燃烧室. 113 第三节喷油器 第四节喷油泵. 第五节调速器 第六节喷油提前角调节装置. 第六章发动机点火系 第一节概述 第二节蓄电池点火系的组成及工作原理 第三节点火提前 144 第四节蓄电池点火系的主要元件 第五节电子点火系 第七章发动机润滑系 156 第一节概述 156 第二节润滑系的组成及油路
1 发 动 机 教 案 目 录 第一章 发动机基础知识 ....................................................... 3 第一节 发动机的分类和基本构造.............................................................................3 第二节 发动机常用术语.........................................................................................12 第三节 发动机的工作原理.....................................................................................14 第四节 发动机的主要性能指标与特性....................................................................21 第五节 发动机的编号规则.....................................................................................24 第二章 曲柄连杆机构 ........................................................ 27 第一节 概述..........................................................................................................27 第二节 机体组.......................................................................................................28 第三节 活塞连杆组................................................................................................36 第四节 曲轴飞轮组................................................................................................53 第三章 配气机构 ............................................................ 61 第一节 概述..........................................................................................................61 第二节 配气机构的主要零部件..............................................................................66 第三节 配气相位和气门间隙..................................................................................74 第四章 汽油机供给系 ........................................................ 78 第一节 汽油供给系的组成与燃料...........................................................................78 第二节 简单化油器原理及混合气形成....................................................................80 第三节 可燃混合气成分与汽油机性能的影响.........................................................82 第四节 化油器各工作系统.....................................................................................88 第五节 化油器结构................................................................................................95 第六节 汽油供给装置............................................................................................99 第七节 空气滤清器及进、排气装置..................................................................... 103 第八节 汽油直接喷射.......................................................................................... 107 第五章 柴油机供给系 ....................................................... 111 第一节 柴油机供给系的组成及燃料......................................................................111 第二节 可燃混合气的形成、燃烧及燃烧室........................................................... 113 第三节 喷油器..................................................................................................... 122 第四节 喷油泵..................................................................................................... 125 第五节 调速器..................................................................................................... 132 第六节 喷油提前角调节装置................................................................................ 135 第六章 发动机点火系 ....................................................... 139 第一节 概述........................................................................................................ 139 第二节 蓄电池点火系的组成及工作原理.............................................................. 141 第三节 点火提前................................................................................................. 144 第四节 蓄电池点火系的主要元件......................................................................... 145 第五节 电子点火系.............................................................................................. 150 第七章 发动机润滑系 ....................................................... 156 第一节 概述........................................................................................................ 156 第二节 润滑系的组成及油路................................................................................ 159
第三节润滑系的主要零部件 第四节曲轴箱通风 第八章冷却系 第一节概述 第二节水冷系的组成和水路 172 第三节水冷系主要部件的构造 第九章发动机起动系 第一节发动机的起动 第二节起动辅助装置 第三节起动机
2 第三节 润滑系的主要零部件................................................................................ 161 第四节 曲轴箱通风.............................................................................................. 169 第八章 冷却系 ............................................................. 171 第一节 概述........................................................................................................ 171 第二节 水冷系的组成和水路................................................................................ 172 第三节 水冷系主要部件的构造............................................................................ 174 第九章 发动机起动系 ....................................................... 185 第一节 发动机的起动.......................................................................................... 185 第二节 起动辅助装置.......................................................................................... 189 第三节 起动机..................................................................................................... 193
第一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 第一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 1.分类 车用内燃机( internal combustion engine),根据其将热能转变为机械能的主 要构件的型式,可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式 分为往复活塞式内燃机( reciprocating engine)和旋转活塞式内燃机两种。往复 活塞式内燃机在汽车上应用最为广泛,是本课研究的重点。 汽车( automobile)发动机(主要指车用往复活塞式内燃机)分类方法很多, 按照不同的分类方法可以把汽车发动机分成不同的类型,下面是其分类情况。 (1)按照所用燃料分类 内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机( gasoline engine)和柴油机 ( diesel engine)(图1-1)。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机:使用柴油机为燃 料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点;汽油机转速髙,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,经济性能和排放性 能都比汽油机好。 汽油机 柴油机 (2)按照行程( stroke)分类
第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 3 第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 1. 分类 车用内燃机(internal combustion engine)，根据其将热能转变为机械能的主 要构件的型式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式 分为往复活塞式内燃机（reciprocating engine）和旋转活塞式内燃机两种。往复 活塞式内燃机在汽车上应用最为广泛，是本课研究的重点。 汽车（automobile）发动机（主要指车用往复活塞式内燃机）分类方法很多， 按照不同的分类方法可以把汽车发动机分成不同的类型，下面是其分类情况。 (1) 按照所用燃料分类 内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机(gasoline engine)和柴油机 (diesel engine)(图1-1)。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃 料的内燃机称为柴油机。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，经济性能和排放性 能都比汽油机好。 图1-1 (2) 按照行程(stroke)分类
一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 内燃机按照完成一个工作循环( operating cycle)所需的行程数可分为四行程 内燃机(four- stroke cycle engine)和二行程内燃机(two- stroke cycle engine) (图1-2)。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 工作循环的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,完成一个工作循环的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。 于程 图1-2 (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(1 iquid- cooled engine)和风冷 发动机(air- cooled engine)(图1-3)。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却 水套中进行循环的冷却液( coolant)作为冷却介质进行冷却的;而风冷发动机是利用 流动于气缸体与气缸盖外表面散热片(fins)之间的空气作为冷却介质进行冷却的 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
第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 4 内燃机按照完成一个工作循环(operating cycle)所需的行程数可分为四行程 内燃机(four - stroke cycle engine)和二行程内燃机(two - stroke cycle engine) (图1-2 )。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 工作循环的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，完成一个工作循环的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 1-2 (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(liquid - cooled engine)和风冷 发动机(air - cooled engine)(图1-3)。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却 水套中进行循环的冷却液(coolant)作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用 流动于气缸体与气缸盖外表面散热片(fins)之间的空气作为冷却介质进行冷却的。 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
第一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 水冷 图1-3 (4)按照气缸( cylinder)数目分类 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机( single- cylinder engine)和 多缸发动机( multi- cylinder engine)(图1-4)。仅有一个气缸的发动机称为单缸 发动机;有两个以上气缸的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。 (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和双列式(图1-5)。单列式发动
第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 5 图1-3 (4) 按照气缸(cylinder)数目分类 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机(single - cylinder engine)和 多缸发动机(multi - cylinder engine )(图1-4)。仅有一个气缸的发动机称为单缸 发动机；有两个以上气缸的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1-4 (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和双列式(图1-5)。单列式发动
一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 机( inline engine)的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的,但为了降低高度,有 时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的;双列式发动机把气缸排成两列,两列之间的 夹角<180°(一般为909称为V型发动机(V- type engine),若两列之间的夹角=180°称 为对置式发动机( opposed engine)。 图1-5 (6)按照进气系统是否采用增压方式分类 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机 [ naturary aspirated engine(non- supercharged engine)]和强制进气(增压式) 发动机( supercharged engine)(图1-6)。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的
第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 6 机(inline engine)的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有 时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的 夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机(V-type engine)，若两列之间的夹角=180°称 为对置式发动机(opposed engine)。 图 1-5 (6) 按照进气系统是否采用增压方式分类 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机 [naturary aspirated engine(non - supercharged engine)]和强制进气(增压式) 发动机(supercharged engine )(图1-6)。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的。 图1-6
一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 2.基本构造 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机,还是柴油机 无论是四行程发动机,还是二行程发动机;无论是单缸发动机,还是多缸发动机 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 机构和系统。 (1)曲柄连杆机构(图1-7) 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。它由机体 组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。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 (2)配气机构(图1-8) 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门 和排气门,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、气门传动组和气门驱动组组成
第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 7 2. 基本构造 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机； 无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。 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 机构和系统。 (1) 曲柄连杆机构 (图1-7) 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。它由机体 组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。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。 图1-7 (2) 配气机构（图1-8） 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门 和排气门，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、气门传动组和气门驱动组组成
第一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 配气机构 图1-8 (3)燃料供给系统( fuel suppling system)(图1-9) 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合 气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系的 功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后 的废气排出。 图1-9 (4)润滑系统( lubricating system)(图1-10) 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体 摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通 常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成
第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 8 图1-8 (3) 燃料供给系统（fuel suppling system）（图1-9） 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合 气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的 功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后 的废气排出。 图1-9 (4) 润滑系统(lubricating system)（图1-10） 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体 摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通 常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成
第一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 回 图1-10 (5)冷却系统( cooling system)(图1-11) 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适 宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱 节温器等组成。 水冷系的组成 图1-11 (7)点火系统( igniting system)(图1-12) 在汽油机中,气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的,为此在汽油机的气缸盖上 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的全
第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 9 图1-10 (5) 冷却系统(cooling system)（图1-11） 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适 宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、 节温器等组成。 图1-11 (7) 点火系统(igniting system)（图1-12） 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上 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的全
一章发动机基础知识 第一节发动机的分类和基本构造 部设备称为点火系,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等 组成 4母 点火系 图1-12 (8)起动系统( starting sys tem)(图1-13) 起动系 图1-13 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的曲轴,使 活塞作往复运动,气缸内的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的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所 需的装置,称为发动机的起动系。 汽油杋由以上两大机构和五大系统组成,即由曲柄连杆机构,配气机构、燃料供 给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成:柴油机由以上两大机构和四大系统
第一章 发动机基础知识 第一节 发动机的分类和基本构造 10 部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等 组成。 图1-12 (8) 起动系统(starting system)（图1-13） 图1-13 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的曲轴，使 活塞作往复运动，气缸内的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的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所 需的装置，称为发动机的起动系。 汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供 给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统