柴油发动机构造 与维修,http:/www.docin.com/sundae_meng,一、目的和要求,http:/www.docin.com/sundae_meng,二、学习方法 多听多看，将书本上的理论知识与实物结合起来学习。 三、学习内容 主要对常用发动机的工作原理、组成结构、工作条件、维修方法、调整原理及方法进行学习。另外对国外一些发动机作一些简要介绍。,http:/www.docin.com/sundae_meng,目 录,http:/www.docin.com/sundae_meng,绪 论,一台工程机械设备大部分由发动机、底盘、车身、液压系统、电器系统等部分组成。,http:/www.docin.com/sundae_meng,一、发动机的定义,发动机的定义：将某一种形式的能量转变为机械能的机器,热力发动机（热机）：将热能转换为机械能的机器。,机械的心脏发动机,http:/www.docin.com/sundae_meng,发动机的种类：外燃机、内燃机、风能发动机、太阳能发动机等 外 燃 机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。 内 燃 机：混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。,二、发动机的分类,http:/www.docin.com/sundae_meng,1、外燃机,1.1蒸汽机 是一个能够将蒸汽 中的热能转换为功的热 机。泵、铁路机车和轮 船曾使用蒸汽机驱动。 蒸汽机在工业革命中起 了基本的作用。今天人们还使用气轮机来发电。,http:/www.docin.com/sundae_meng,1.2蒸汽机历史,世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大利亚城的希罗于1世纪发明的风光管，不过它只不过是一个玩具而已。 约1679年法国物理学家丹尼斯巴本制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔莫兰也提出了蒸汽机的主意。 1698年托马斯塞维利、1712年托马斯纽科门和1769年詹姆斯瓦特制造了早期的工业蒸汽机，1807年罗伯特富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。 现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。原子反应堆、太阳能聚热器等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机。,http:/www.docin.com/sundae_meng,蒸汽机历史,1769年 瓦特蒸汽机,1712年托马斯纽科门蒸汽机,1769年，法国人尼古拉斯古诺（Nichoals Cugnot 17251804）将一台简陋的蒸汽机装在一辆木制的三轮车上 ，发明了第一辆蒸汽汽车,http:/www.docin.com/sundae_meng,是一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将蒸汽的热能转换为动能的机械。 相较于原由詹姆斯瓦特发明的单级往复式蒸汽机，涡轮蒸汽机大幅改善了热效率，更接近热力学中理想的可逆过程，并能提供更大的功率，至今它几乎完全取代了往复式蒸汽机。涡轮蒸汽机特别适用于火力发电和核能发电， 世界上大约80%的电是利用涡轮蒸汽机所产生。,1.3涡轮蒸汽机,http:/www.docin.com/sundae_meng,是一种闭循环活塞式热机,是在1816年由苏格兰的R.斯特林发明。 闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内,而开循环则如内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。,双活塞型斯特林引擎,内活塞型斯特林引擎,1.4斯特林发动机,http:/www.docin.com/sundae_meng,2.1内燃机的定义及基本工作特征,定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞并输出动力的机械。内燃机一般以汽油、柴油或煤气等作为燃料。 基本工作特征：内燃机是一种工质开环式循环并以间歇方式工作的发动机。 内燃机的特点：热效率高(是当今热效率最高的热力发动机)、结构简单、比质量(单位输出功率的质量)轻、移动方便。 内燃机被广泛应用于交通运输(陆上、内河、海上和航空)、农业机械、工程机械和发电时作为动力，是现代车用发动机的主要型式。 内燃机构造与维修是本课程的主要内容,2、内燃机,http:/www.docin.com/sundae_meng,2.2内燃机技术发展简史,1860年，法国工程师莱诺依尔（J.J.E. Lenair，18221900）制造出第一台以煤气为燃料的内燃机，但由于既笨重、效率又低，热效率低于5，最大功率为4.5kW，18601865年共生产了约5000台，未能推广使用。 1876年年德国工程师尼古拉斯奥托（ N.A. Otto，18321891） ，试制出第一台实用活塞式四冲程煤气内燃机，并成批投入生产。在以后的十几年中，奥托共制造和出售了5万台这种内燃机，总马力达20万以上。 由于奥托内燃机是第一种实用化的内燃机，所以人们一般把奥托看作是内燃机的发明人。 1883年，德国人戈特利布海因里希戴姆勒（G. Daimler，18341900）和威廉迈巴赫（Wilhelm Maybach 18461929）将奥托四行程发动机改进后，成功地制造出了第一台卧式汽油内燃机 1884年，又推出了性能更好的立式风冷发动机（取名立钟）,http:/www.docin.com/sundae_meng,1885年戴姆勒将立钟发动机安装于木制双轮车上，并让儿子保罗驾驶；这辆取名“骑式双轮车”的双轮车获得德国专利，这是世界上第一辆摩托车。 1886年戴姆勒把这种发动机安装在他为妻子43岁生日而购买的马车上，创造了第一辆戴姆勒汽车，并由迈巴赫成功地完成了试车。 1892年，德国工程师狄塞尔（R. Diecel，18581913）提出了压燃式柴油机的理论。 1893年，狄塞尔制造了第一台试验样机。 在1890年前英国的克拉克(Dugald Clerk，18541913年)和罗伯逊(James Robson，18331913年)、德国的卡尔奔驰(Karl Benz，18441929年)成功地发明了二冲程内燃机。 1888年，的卡尔奔驰将发动机安装在三轮车架上，发明了世界上第一辆三轮汽车。 1957年，德国人汪克尔(F. Wankel) 发明了转子发动机。,http:/www.docin.com/sundae_meng,在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意义的两个重要发展阶段是： 20世纪50年代初兴起的增压技术 20世纪70年代开始的计算机、电子技术在内燃机研制中的应用 内燃机给世界带来了现代物质文明，在经过了超过一个世纪的发展之后，它的发展远远没有达到其顶点，今后内燃机的发展是以节能和环保为中心，充分兼顾可靠性的要求，全面提高内燃机的性能。,http:/www.docin.com/sundae_meng,2.3内燃机的分类,按照所用燃料分类：可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机等）和气体燃料发动机（天然气发动机、液化石油气发动机等）； 按着火方式分类： 可分为压燃式发动机和点燃式发动机； 按工作循环的行程数分类：可分为四行程发动机和二行程发动机； 按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发动机； 按气缸排列方式分类：可分为立式、卧式、直列、V形和对置式等； 按冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式； 按发动机进气形式分为：增压式和非增压式发动机 此外，发动机还可按进气方式、气缸的气门数、凸轮轴布置位置等进行分类。,http:/www.docin.com/sundae_meng,http:/www.docin.com/sundae_meng,点火方式,点燃式发动机,压燃式发动机,汽油自燃温度高，采用火花塞强制点火，汽油发动机为点燃式发动机。 柴油自然温度低，采用高压缩比压燃，柴油发动机为压燃式发动机。,http:/www.docin.com/sundae_meng,冲程数,二冲程发动机,四冲程发动机,曲轴旋转一周完成一个工作循环。 由于换气不彻底，经济性较差，但结构简单，因此在摩托车上广泛使用。,曲轴旋转二周完成一个工作循环。 四冲程发动机有独立的进气和排气冲程，换气彻底，在汽车上广泛使用，并已逐渐用于摩托车。,http:/www.docin.com/sundae_meng,缸数及排列,直列发动机,V形发动机,水平对置发动机,http:/www.docin.com/sundae_meng,冷却方式,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作为冷却介质进行冷却的,风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的,http:/www.docin.com/sundae_meng,http:/www.docin.com/sundae_meng,第一章 发动机的工作原理和构造,http:/www.docin.com/sundae_meng,1、上、下止、活塞行程 点工作循环 2、气缸工作容积 3、发动机排量,第一节、发动机的常用术语,http:/www.docin.com/sundae_meng,4、燃烧室容积 5、气缸总容积 6、压缩比关 7、工作循环,http:/www.docin.com/sundae_meng,8、四行程发动机 9、二行程发动机,http:/www.docin.com/sundae_meng,第二节 发动机工作原理,进气行程 进气门打开，排气门关闭，活塞从上止点向下止点运动。 空气和汽油的混合物被吸入气缸，在气缸内进一步混合形成可燃混合气。 进气终了时，气缸内气体压力约为0.080.09 MPa，温度达到320400 K。,四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程：进气、压缩、做功和排气,一、四冲程汽油机的工作原理,http:/www.docin.com/sundae_meng,进气行程,示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况,排气门关闭,进气门开启,活塞,大气压力线,P,V,r,a,示功图,上止点,下止点,http:/www.docin.com/sundae_meng,压缩行程 进气门和排气门都关闭，活塞从下止点向上止点运动; 气缸容积逐渐变小，气缸内混合气被压缩，其压力和温度同时升高。 压缩终了时，混合气压力可达0.81.5 MPa，温度可达600750 K。 采用大压缩比，可提高压缩终了时气缸内的压力和温度，从而加快燃烧速度，提高发动机热效率。但太大容易引起“爆震”和“表面点火”，通常=611,http:/www.docin.com/sundae_meng,活塞,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,下止点,压缩行程,http:/www.docin.com/sundae_meng,作功行程 进、排气门仍然关闭。 压缩行程结束时，点燃可燃混合气，火焰迅速传遍整个燃烧室，并放出大量热能；燃烧气体体积膨胀，压力、温度升高；气体压力推动活塞从上止点运动到下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。 燃烧最高压力可达36.5 MPa，最高温度可达22002800 K。作功终了时，气体压力降低到0.350.5 MPa，气体温度降低到12001700 K。,http:/www.docin.com/sundae_meng,进气门关闭,排气门关闭,活塞,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,瞬时最高：温度2200-2800 K， 压力3-5MPa,作功终了：温度1200-1700 K， 压力300-500 kPa,作功行程,http:/www.docin.com/sundae_meng,排气行程 进气门关闭，排气门开启；活塞从下止点向上止点运动。 膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸。 排气行程结束后，残留在燃烧室内的少量废气称为残余废气。残余废气压力约为0.1050.12 MPa，温度约为90