發(fā)動機結(jié)構(gòu)和原理

1、發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機是一種由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發(fā)動機，還是二行程發(fā)動機；無論是單缸發(fā)動機，還是多缸發(fā)動機，要完成能量轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機構(gòu)和系統(tǒng)。汽油機由以下兩大機構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)，配氣機構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系組成；柴油機由以上兩大機構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷

2、卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，不需要點火系。1.曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。2.配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。3.冷卻系統(tǒng)冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機的冷卻系

3、通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。4.燃料供給系統(tǒng)汽油機燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。5.潤滑系統(tǒng)潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通

4、常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。6.點火系統(tǒng)在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。7.起動系統(tǒng)要使發(fā)動機由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復(fù)運動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)

5、動機才能自行運轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機開始自動地怠速運轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機的起動汽車發(fā)動機的類型1.按活塞運動方式的不同，活塞式內(nèi)燃機可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式兩種。2.根據(jù)所用燃料種類，活塞式內(nèi)燃機主要分為汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā)動機三類。以汽油和柴油為燃料的活塞式內(nèi)燃機分別稱作汽油機和柴油機。使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內(nèi)燃機稱作

6、氣體燃料發(fā)動機。3.按冷卻方式的不同，活塞式內(nèi)燃機分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。以水或冷卻液為冷卻介質(zhì)的稱作水冷式內(nèi)燃機，而以空氣為冷卻介質(zhì)的則稱作風(fēng)冷式內(nèi)燃機。4.往復(fù)活塞式內(nèi)燃機還按其在一個工作循環(huán)期間活塞往復(fù)運動的行程數(shù)進行分類?；钊絻?nèi)燃機每完成一個工作循環(huán)，便對外作功一次，不斷地完成工作循環(huán)，才使熱能連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。在一個工作循環(huán)中活塞往復(fù)四個行程的內(nèi)燃機稱作四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機，而活塞往復(fù)兩個行程便完成一個工作循環(huán)的則稱作

7、二沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機。制造廠根據(jù)試驗確定。配氣機構(gòu)的功用及組成氣門式配氣機構(gòu)由氣門組和氣門傳動組兩部分組成，每組的零件組成則與氣門的位置、凸輪軸的位置和氣門驅(qū)動形式等有關(guān)?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機均采用頂置氣門，即進、排氣門置于氣缸蓋內(nèi)，倒掛在氣缸頂上。凸輪軸的位置有下置式、中置式和上置式3種。一、凸輪軸下置式配氣機構(gòu)凸輪軸置于曲軸箱內(nèi)的配氣機構(gòu)為凸輪軸下置式配氣機構(gòu)。其中氣門組零件包括氣門、氣門座圈、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門彈簧座和氣門鎖

8、夾等；氣門傳動組零件則包括凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸、搖臂軸座和氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)取Ｏ轮猛馆嗇S由曲軸定時齒輪驅(qū)動。發(fā)動機工作時，曲軸通過定時齒輪驅(qū)動凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪的上升段頂起挺柱時，經(jīng)推桿和氣門間隙調(diào)整螺釘推動搖臂繞搖臂軸擺動，壓縮氣門彈簧使氣門開啟。當(dāng)凸輪的下降段與挺柱接觸時，氣門在氣門彈簧力的作用下逐漸關(guān)閉。四沖程發(fā)動機每完成一個工作循環(huán)，每個氣缸進、排氣一次。這時曲軸轉(zhuǎn)兩周，而凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，所以曲軸與凸輪軸的轉(zhuǎn)速比或

9、傳動比為2∶1。二、凸輪軸中置式配氣機構(gòu)凸輪軸置于機體上部的配氣機構(gòu)被稱為凸輪軸中置式配氣機構(gòu)。與凸輪軸下置式配氣機構(gòu)的組成相比，減少了推桿，從而減輕了配氣機構(gòu)的往復(fù)運動質(zhì)量，增大了機構(gòu)的剛度，更適用于較高轉(zhuǎn)速的發(fā)動機。有些凸輪軸中置式配氣機構(gòu)的組成與凸輪軸下置式配氣機構(gòu)沒有什么區(qū)別，只是推桿較短而已，如YC6105Q、6110A、依維柯8210.22S和福特2.5ID等發(fā)動機都是這種機構(gòu)。三、凸輪軸上置式配氣機構(gòu)凸輪軸置于氣缸蓋上

10、的配氣機構(gòu)為凸輪軸上置式配氣機構(gòu)(OHC)。其主要優(yōu)點是運動件少，傳動鏈短，整個機構(gòu)的剛度大，適合于高速發(fā)動機。由于氣門排列和氣門驅(qū)動形式的不同，凸輪軸上置式配氣機構(gòu)有多種多樣的結(jié)構(gòu)形式。氣門驅(qū)動形式有搖臂驅(qū)動、擺臂驅(qū)動和直接驅(qū)動三種類型。1.搖臂驅(qū)動、單凸輪軸上置式配氣機構(gòu)凸輪軸推動液力挺柱，液力挺柱推動搖臂，搖臂再驅(qū)動氣門；或凸輪軸直接驅(qū)動搖臂，搖臂驅(qū)動氣門。2.擺臂驅(qū)動、凸輪軸上置式配氣機構(gòu)由于擺臂驅(qū)動氣門的配氣機構(gòu)比搖臂驅(qū)動式剛

11、度更好，更有利于高速發(fā)動機，因此在轎車發(fā)動機上的應(yīng)用比較廣泛。如CA4883、SH680Q、克萊斯勒A452、奔馳QM615、奔馳M115等發(fā)動機均為單上置凸輪軸(SOHC)擺臂驅(qū)動式配氣機構(gòu)；而本田B20A、尼桑VH45DE、三菱3G81、富士EJ20等發(fā)動機都是雙上置凸輪軸(DOHC)擺臂驅(qū)動式配氣機構(gòu)。3.直接驅(qū)動、凸輪軸上置式配氣機構(gòu)在這種形式的配氣機構(gòu)中，凸輪通過吊杯形機械挺柱驅(qū)動氣門；或通過吊杯形液力挺柱驅(qū)動氣門。與上述各