第2单元 发动机机械.doc

第2单元 发动机机械 课文A 发动机工作原理、主要部件及分类 汽车发动机基本上都是热机。汽车上所用的热机都是内燃机。 1.发动机工作原理 点燃式发动机是一种采用外部点火的内燃机。汽油机是一种点燃式发动机。 四冲程循环汽油机工作循环包含四个活塞冲程。这四个冲程有（图2-1）： 发动机的第一个冲程被称为进气冲程。在活塞下行之后，进气门不只是打开，而且会随活塞的下行，开度还在进一步增大。这样，可使空气在整个活塞下行期间能将燃料吸出来。 记住，进气行程在活塞位于气缸顶部（进气门开启，排气门关闭）时开始，在活塞到达气缸的底部时结束。这个行程需要曲轴转半圈。 随着活塞继续运动，活塞在气缸中向上运动。如果两个气门都保持关闭，当活塞到达顶部时，含有燃油的混合气就会受到挤压，即压缩。这个过程被称为压缩行程。这个行程也需要曲轴转半圈。 压缩行程用来将燃油粉碎成较小的颗粒。这是混合气受到压缩时，突然出现涡流运动和受到搅动的结果。 当混合气突然受到急剧增长的压缩压力时，其温度就会上升。这种温度的增长使混合气更容易点火，爆发力更大。当活塞到达其压缩行程的顶点时，它就回到了将要受到爆发力而被向下推动的适当位置。 记住，压缩行程在活塞位于气缸底部（两个气门均关闭）时开始，在活塞到气缸的顶部时结束。这个行程需要曲轴再转半圈。 当活塞到达压缩行程顶部时，混合气被粉碎成许多微小颗粒，温度升高。当点火时，混合气就会爆炸，产生极大的爆发力。这个时刻就是混合气爆炸性燃烧的最佳时机。火花塞能在燃烧室内产生火花。靠点火系统火花塞才能产生火花。这个系统将在第6单元讨论。 设想一下，在燃油空气混合气中有一个灼热的火花的情形。混合气将会爆炸，并将推动活塞沿气缸下行。这将对曲轴产生一个快速而有力的推动作用。这就是作功行程。在作功行程期间，两个气门必须保持关闭，否则，燃料燃烧的压力就会通过气门口产生泄漏。记住，作功行程在活塞位于气缸顶部（两个气门都关闭）时开始，在活塞到达气缸的底部时结束。这个行程需要曲轴再转半圈。 当活塞到达作功行程的底部时，排气门开启，旋转的曲轴迫使活塞向上运动，将燃烧废气驱赶出去。这个行程叫做排气行程。 记住，排气行程在活塞位于气缸底部（排气门开启，进气门关闭）时开始，在活塞到达气缸的顶部时结束。这个行程又需要曲轴转半圈。 如果你数着进气、压缩、作功和排气行程所经历的半圈的个数，你就会知道总共有4个半圈。也就是，曲轴正好转两圈。尽管曲轴转过两圈，但是只有半圈，即四分之一的时间，曲轴能够得到动力。 一旦活塞到达排气行程的顶部，它就会另一个进气、压缩、作功、排气循环。这个循环反复进行。每个完整的循环都是由四个活塞行程所组成，因而得名四冲程循环。 2.发动机主要部件 1）气缸体 气缸体是安装发动机所有部件的一个刚性金属基础件。它内含气缸，支承曲轴和凸轮轴。在老式发动机上，气门座、气道、气门导管均在气缸体上直接制成。一些附件总成和离合器壳用螺栓固定在气缸体上。 气缸体或由铸铁制成，或由铝制成。气缸体越轻（倘若具有足够的强度）越好。现代薄壁铸造工艺的型心尺寸精度和位置精度要比老式铸造工艺高得多，从而能够铸造出更薄的气缸体间隔层，降低了气缸体的重量。由于气缸体间隔层更均匀，维修期间的气缸体变形将会减轻。 2）气缸 气缸是在气缸体上加工形成的圆孔，它对活塞起导向作用的，同时用作一个容器，来实现空气-燃油混合气的吸入、压缩、点火和排气。气缸既可以用钢也可以用铸铁来制造，到目前止，使用铸铁的最多。在铝气缸体内希望采用钢质气缸时，这些气缸就会以气缸套（圆管形）的形式安装在铝气缸体上。这些气缸套或者铸入或者压入气缸体。有些发动机采用可更换式气缸套。当气缸磨损时，可将旧气缸套拉出来，再压入新气缸套。这些气缸套要压入到加大尺寸的气缸孔中。气缸套广泛用于重型货车发动机和工业发动机。铸铁气缸体中的一个气缸磨损或者开裂，也可用气缸套进行修复。 3）活塞 活塞必须在气缸内向下运动，从而产生真空，将含燃油的混合气吸入气缸。然后再向上运动，压缩混合气。当混合气点火之后，膨胀气体的压力就作用于活塞顶上，在这个强大的压力下活塞向下运动，从而将膨胀气体的能量传递给曲轴。然后，活塞再在气缸内向上运动，是燃烧废气排出去。 通常，活塞由铝制成。铝活塞的表面常常镀锡，以便在发动机开始运转阶段能进行适当的磨合。铝活塞可以用锻造的方法制成，但常用的制造方法是铸造。铸铁活塞是制造低速发动机活塞的好材料。它具有优异的耐磨性，因而具有良好的可靠性。 4）连杆 顾名思义，连杆用于连接活塞与曲轴。连杆的上端来回运动（上下来回摆动），而下端（即大端）轴承转动。 上端轴承运动量小，因此轴承表面积可以适当减小。下端转动非常快，并且曲轴轴颈在连杆内转动。这种转动的速度往往会产生热量和磨损。为了使连杆磨损不能过大，需要较大的轴承表面