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汽车发动机的构造

详细问gk题说明有助于回答者给出准确答案: 问提问者：网友 | 2017-08-12

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汽车发动机基本构造2008年06月27日星期五 18:20发动机基本构造发动机某种型式能量转换机械能机器其作用液体或气体燃烧化学能通过燃烧转化热能再把热能通过膨胀转化机械能并对外输出动力发动机部由许多结构和系统组成复杂机器其结构型式多种多样由于基本工作原理相同所其基本结构也大同小异发动机总体结构图下所示汽油发动机柴油发动机汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成柴油机通常由两大机构和四大系统组成(无点火系) 1.曲柄连杆机构曲柄连杆机构由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成发动机产生动力并活塞直线往复运动转变曲轴旋转运动而对外输出动力 2.配气机构配气机构由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆,凸轮轴和正时齿轮等组成其作用新鲜气体及时充入气缸并燃烧产生废气及时排出气缸 3.燃料供给系由于使用燃料同分汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种通常所用化油器式燃料供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消声器等组成其作用向气缸内供给已配好燃混合气并控制进入气缸内燃混合气数量调节发动机输出功率和转速燃烧废气排出气缸柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成其作用向气缸内供给纯空气并规定时刻向缸内喷入定量柴油调节发动机输出功率和转速燃烧废气排出气缸 4.冷却系机动车般采用水冷却式水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套(机体内)等组成其作用利用冷却水循环高温零件热量通过散热器散发大气从而维持发动机电动正常工作温度 5.润滑系润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成其作用润滑油分送至各相对运动零件摩擦面减小摩擦力减缓机件磨损并清洗、冷却摩擦表面 6.点火系汽油机点火系由电源(蓄电池和发电机)、点火线圈、分电器和火花塞等组成其作用按规定时刻及时点燃气缸内被压缩燃混合气 7.起动系起动系由起动机和起动继电器等组成用使静止发动机起动并转入自行运转状态发动机工作原理发动机热能转变机械能过程经过进气、压缩、作功和排气四连续过程来实现每进行次样过程叫工作循环凡曲轴旋转两圈活塞往复四行程完成工作循环称四冲程发动机曲轴旋转圈即活塞往复两行程完成工作循环称两冲程发动机 1. 四冲程汽油机工作原理: (1) 进气行程曲轴带动活塞从上止点向下止点运动此时进气门开启排气门关闭活塞移动过程气缸内容积逐渐增大形成真空度于燃混合气通过进气门被吸入气缸直至活塞达下止点进气门关闭时结束由于进气系统存进气阻力进气终了时气缸内气体压力低于大气压力约0.075MPa~0.09MPa由于气缸壁、活塞等高温件及上循环留下高温残余废气加热气体温度升高370K~440K (2) 压缩行程进气行程结束时活塞曲轴带动下从下止点向上止点运动气缸内容积逐渐减小此时进、排气门均关闭燃混合气被压缩至活塞达上止点时压缩结束压缩过程气体压力和温度同时升高并使混合气进步均匀混合压缩终了时气缸内压力约0.6MPa~1.2MPa温度约600K~800K (3) 作功行程压缩行程末火花塞产生电火花点燃混合气并迅速燃烧使气体温度、压力迅速升高从而推动活塞从上止点向下止点运动通过连杆使曲轴旋转作功至活塞达下止点时作功结束作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升瞬间压力达3MPa~5MPa瞬时温度达2200K~2800K (4) 排气行程作功行程接近终了时排气门打开进气门关闭曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动废气自身剩余压力和活塞推动下被排出气缸至活塞达上止点时排气门关闭排气结束因排气系统存排气阻力排气冲程终了时气缸内压力略高于大气压力约0.105MPa~0.115MPa温度约900K~1200K 2.四冲程柴油机工作原理: 由于使用燃料性质同四冲程柴油机燃混合气形成和着火方式与汽油机有大区别下面主要叙述柴油机与汽油机工作循环同之处 (1) 进气行程进气行程进入气缸燃混合气而纯空气 (2) 压缩行程压缩行程进入气缸纯空气压缩由于柴油压缩比大约15~22压缩终了温度和压力都比汽油机高压力达3MPa~5MPa温度达800K~1000K (3)作功行程压缩行程终了时喷油泵高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内高温高压空气被迅速汽化并与空气形成混合气由于气缸内温度高于柴油自燃温度(约500K左右)柴油混合气便立即自行着火燃烧且此段时间内边喷油边燃烧气缸内压力和温度急剧升高推动活塞下行作功作功行程瞬时压力达5MPa~10MPa瞬时温度达1800K~2200K (4)排气行程此行程与汽油机基本相同由上述四行程汽油机和柴油机工作循环知两种发动机工作循环基本内容相似四行程只有作功行程产生动力其三行程作功行程做准备工作辅助行程都要消耗部分能量发动机起动时第循环必须有外力曲轴转动完成进气和压缩行程当作功行程开始作功能量便通过曲轴储存飞轮内维持循环得继续进行 3.二冲程汽油机工作原理: 二冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、作功和排气四过程活塞往复两行程内完成 (1)第行程活塞从下止点向上止点移动当活塞上行至关闭换气孔和排气孔时已进入气缸燃混合气被压缩活塞继续上移至上止点时压缩结束与此同时活塞上行时其下方曲轴箱内形成定真空度当活塞上行至进气孔开启时新鲜燃混合气被吸入曲轴箱至此第行程结束 (2)第二行程活塞接近上止点时火花塞产生电火花点燃被压缩燃混合气燃烧形成高温、高压气体推动活塞下行作功当活塞下行关闭进气孔曲轴箱内混合气被预压缩;活塞继续下行至排气孔开启时燃烧废气靠自身压力经排气孔排出;紧接着换气孔开启曲轴箱内经预压混合气进入气缸并排除气缸内残余废气过程称换气过程直延续下行程活塞再上行关闭换气孔和排气孔止活塞下行下止点时第二行程结束由上两行程知:第行程时活塞上方进行换气、压缩活塞下方进行进气;第二行程时活塞上方进行作功、换气活塞下方预压混合气换气过程跨越二行程发动机活塞活塞主要作用承受气缸气体压力并通过活塞销和连杆传给曲轴此外活塞还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室由于活塞顶部直接与高温燃气接触承受高热负荷;活塞还承受周期性变化气体压力和惯性力作用因此要求活塞应有足够强度和刚度质量尽能小导热性能要好要有良好耐热性、耐磨性温度变化时尺寸及形状变化要小汽车发动机目前广泛采用活塞材料铝合金有柴油机上也采用合金铸铁或耐热钢制造活塞活塞基本结构分顶部、头部和裙部三部分 1.活塞顶部活塞顶部燃烧室组成部分用来承受气体压力根据同目和要求活塞顶部制成各种同形状:常见有平顶活塞、、凸顶活塞、凹顶活塞及成型顶活塞 (2)活塞头部活塞头部活塞环槽上部分其主要作用承受气体压力并传给连杆;与活塞环起实现对气缸密封;活塞顶所吸收热量通过活塞环传给气缸壁活塞头部切有若干道用安装活塞环环槽汽油机活塞般有3~4道环槽上面2~3道用安装气环下面道用安装油环油环槽底面上钻有若干径向小孔使被油环从气缸壁上刮下来多余机油经过些小孔流回油底壳 (3)活塞裙部活塞环槽下部分称活塞裙部其作用引导活塞气缸内作往复运动并承受侧压力直列式气缸体气缸体与上曲轴箱常铸成体称气缸体-曲轴箱简称气缸体气缸体上部有或数活塞其运动作导向圆柱形空腔称气缸;下部支撑曲轴曲轴箱其内腔曲轴运动空间气缸体发动机各机构和系统装配基体并由来保持发动机各运动件相互之间准确位置关系了使气缸散热气缸外部制有水套(水冷式发动机)或散热片(风冷式发动机) 上曲轴箱有前壁和间隔板其上制有主轴承座孔有发动机还制有凸轮轴轴承座孔了些轴承润滑侧壁上钻有主油道前壁和间隔板上钻有分油道发动机气缸排列常见有单列式和双列式两种形式:单列式(直列式)发动机各气缸排成列般垂直布置了降低发动机高度有时也把气缸布置成倾斜甚至水平双列式发动机左、右两列气缸心线夹角γ＜180°者称V型发动机发动机相关术语 (1)上止点--活塞离曲轴旋转心远处通常即活塞高位置 (2)下止点--活塞离曲轴旋转心近处通常即活塞低位置 (3)活塞行程--上、下两止点间距离 (4)冲程--活塞由止点另止点运动次过程 (5)曲轴半径--曲轴与连杆大端连接心曲轴旋转心距离 (6)气缸工作容积--活塞从上止点下止点所让出空间容积 (7)发动机工作容积--发动机所有气缸工作容积之和也称发动机排量 (8)燃烧室容积--活塞上止点时活塞顶上面空间叫燃烧室容积称燃烧室容积 (9)气缸总容积--活塞下止点时活塞顶上面整空间容积等于气缸工作容积与燃烧室容积之和 (10)压缩比--气缸总容积与燃烧室容积比值: 回答者：网友

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