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2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)

發(fā)動(dòng)機(jī)(又稱(chēng)為引擎,源于英文Engine),是一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。常見(jiàn)的汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)為內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī),是將汽油或柴油燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為汽車(chē)所能利用的機(jī)械能。內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)(如圖2.1所示)是汽車(chē)行駛的動(dòng)力源。

內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的方式有多種,本書(shū)以汽車(chē)上使用最為廣泛的四沖程內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)為例加以說(shuō)明。由于本書(shū)介紹的是內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī),以下的敘述除特別說(shuō)明外,將以“發(fā)動(dòng)機(jī)”替代“內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)”。

圖2.1 車(chē)用內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)

2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理和基本結(jié)構(gòu)

1.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本術(shù)語(yǔ)

單缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖如圖2.2所示。

圖2.2 單缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)示意圖

(1)活塞行程與止點(diǎn)。活塞頂距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置稱(chēng)為上止點(diǎn);活塞頂距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置稱(chēng)為下止點(diǎn)上、下止點(diǎn)中“上、下”含義是指活塞距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心的遠(yuǎn)近而不是活塞運(yùn)動(dòng)的高低。有些書(shū)本將上、下止點(diǎn)亦稱(chēng)之為上、下死點(diǎn)。。上、下止點(diǎn)間的距離稱(chēng)為活塞行程,用S表示。

活塞一個(gè)行程(S),對(duì)應(yīng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)半周(即180°),若用R表示曲柄長(zhǎng)度,則:

S=2R (2-1)

曲軸每轉(zhuǎn)一周,活塞完成兩個(gè)行程。

(2)沖程。活塞從一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)時(shí),汽缸內(nèi)參數(shù)變化的狀況。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)包含進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。沖程與行程之間的區(qū)別在于沖程指工作過(guò)程,行程指距離。

(3)汽缸容積。活塞在汽缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),因而活塞頂上的空間是個(gè)不斷變化的空間。當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí),此空間最小,稱(chēng)為燃燒室容積(用Vc表示),當(dāng)活塞位于下止點(diǎn)時(shí)空間最大,稱(chēng)為汽缸總?cè)莘e(用Va表示),汽缸總?cè)莘e與燃燒室容積的差值稱(chēng)為汽缸工作容積(用Va表示),如圖2.3所示。

顯然,汽缸總?cè)莘e(Va)等于汽缸工作容積(Vh)與燃燒室容積(Vc)之和:

Va=Vc+Vh (2-2)

工作容積(Vh)代表活塞從一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過(guò)的容積,可通過(guò)公式計(jì)算。

式中,D——汽缸直徑,cm;

S——活塞行程,cm。

工作容積(Vh)也稱(chēng)為汽缸排量。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)所有汽缸工作容積的總和稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積或發(fā)動(dòng)機(jī)排量,用VL表示。

VL=Vh×i (2-4)

式中,i——發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)。

圖2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)基本術(shù)語(yǔ)

(4)壓縮比。汽缸總?cè)莘e(Va)與燃燒室容積(Vc)之比稱(chēng)為壓縮比,用ε表示(如圖2.4所示)

圖2.4 壓縮比示意圖

壓縮比(ε)是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)指標(biāo)中的一個(gè)重要參數(shù)。從式(2-5)可知,壓縮比表示活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)汽缸內(nèi)氣體被壓縮的程度,壓縮比(ε)越大表明氣體被壓縮得越小,意味著燃燒后產(chǎn)生的氣體膨脹力也越大,即發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率越高;壓縮比(ε)又控制著汽缸內(nèi)工質(zhì)工質(zhì)——這里指內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中將熱力學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的媒介物質(zhì)。著火點(diǎn)的溫度。氣態(tài)方程(克拉珀龍方程)理論告訴我們,氣體被壓縮時(shí)會(huì)放出熱量,氣體被壓縮得越小,放出的熱量越多。具體到發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),壓縮終了的溫度控制著工質(zhì)的自燃溫度。因而壓縮比(ε)不能太高。在大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)上,壓縮比(ε)是一常數(shù)。現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比(ε),汽油機(jī)一般為6~9(有的轎車(chē)可達(dá)9~11),柴油機(jī)一般為16~22。

2.單缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

發(fā)動(dòng)機(jī)完成一次能量轉(zhuǎn)換稱(chēng)為一個(gè)工作循環(huán)。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán),活塞在汽缸內(nèi)需往復(fù)運(yùn)行四個(gè)行程(相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)兩周)。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)中的四個(gè)沖程分別為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。其工作原理如圖2.5所示。

圖2.5 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理示意圖

建一直角坐標(biāo)系,用汽缸內(nèi)的壓力(P)表示縱坐標(biāo),汽缸容積(V)表示橫坐標(biāo),當(dāng)活塞在汽缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),汽缸內(nèi)的壓力和容積兩參數(shù)會(huì)相應(yīng)隨之發(fā)生變化,圖2.6為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示功圖。示功圖表示活塞在不同位置時(shí)汽缸內(nèi)壓力的變化情況,示功圖上曲線所圍成的面積,即為發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中氣體在單個(gè)汽缸內(nèi)所做的功。

圖2.6 單缸發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖

進(jìn)氣沖程如圖2.5(a)所示。進(jìn)氣門(mén)打開(kāi),排氣門(mén)關(guān)閉,轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸帶動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向 下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。汽缸內(nèi)容積增大,壓力降低,形成真空,工質(zhì)被吸入汽缸。由于受進(jìn)氣系統(tǒng)阻力和進(jìn)氣時(shí)間的影響,進(jìn)氣終了時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓力略低于大氣壓,約為0.075~0.09MPa(汽油機(jī)),0.08~0.09MPa(柴油機(jī));由于受上一沖程(排氣沖程)中高溫廢氣和缸體溫度的影響,進(jìn)氣終了時(shí)汽缸內(nèi)的溫度為370~400K(汽油機(jī)),320~350K(柴油機(jī))。圖2.6中曲線ra表示進(jìn)氣沖程,大部分位于大氣壓力線之下。它與大氣壓力線縱坐標(biāo)之差,即為活塞在各位置時(shí)汽缸內(nèi)的真空度。

壓縮沖程如圖2.5(b)所示。活塞在曲軸的帶動(dòng)下從下止點(diǎn)往上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉(排氣門(mén)仍關(guān)閉),汽缸容積縮小,進(jìn)入汽缸內(nèi)的工質(zhì)被壓縮。此時(shí),汽缸內(nèi)壓力約為0.6~1.2MPa(汽油機(jī)),3.5~4.5MPa(柴油機(jī));溫度可達(dá)600~700K(汽油機(jī)),750~1000K(柴油機(jī))。圖2.6中曲線ac表示壓縮沖程。

做功沖程如圖2.5(c)所示。在壓縮沖程接近終了時(shí),工質(zhì)燃燒(汽油機(jī)的工質(zhì)被火花塞點(diǎn)燃,柴油機(jī)的工質(zhì)是自燃),汽缸內(nèi)的溫度和壓力迅速升高,最高壓力可達(dá)3~5MPa(汽油機(jī)),6~9MPa(柴油機(jī));最高溫度可達(dá)2200~2800K(汽油機(jī)),2000~2500K(柴油機(jī))。在高壓氣體的推動(dòng)下,活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),推動(dòng)連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,發(fā)動(dòng)機(jī)至此完成了一次將熱力學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的過(guò)程。此沖程中進(jìn)、排氣門(mén)關(guān)閉。圖2-6中曲線zb表示做功沖程。在做功沖程終了時(shí)的b點(diǎn),壓力降為0.3~0.5MPa(汽油機(jī)),0.2~0.4MPa(柴油機(jī));溫度降為1300~1600K(汽油機(jī)),1200~1500K(柴油機(jī))。

排氣沖程如圖2.5(d)所示。做功沖程接近終了時(shí),排氣門(mén)打開(kāi),工質(zhì)燃燒后生成的廢氣因壓力高于大氣壓而自行排出,活塞越過(guò)下止點(diǎn)上移一段距離后,活塞起了推擠強(qiáng)制排氣的作用。活塞到達(dá)上止點(diǎn)附近時(shí),排氣沖程結(jié)束。此沖程中進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉。排氣終了時(shí),汽缸內(nèi)壓力約為0.105~0.115MPa(汽油機(jī)),0.105~0.125MPa(柴油機(jī));溫度約為900~1200K(汽油機(jī)),800~1000K(柴油機(jī))。圖2.6中曲線br表示排氣沖程。

至此,發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán),下一個(gè)工作循環(huán)接著開(kāi)始,重復(fù)進(jìn)行。

3.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)

(1)發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán),曲軸轉(zhuǎn)兩周(720°),活塞走完行程四次;在整個(gè)工作循環(huán)中,進(jìn)氣門(mén)只在進(jìn)氣沖程開(kāi)啟,排氣門(mén)只在排氣沖程開(kāi)啟,其余兩個(gè)沖程進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉。

(2)四個(gè)沖程中,只有做功沖程產(chǎn)生動(dòng)力,向外輸出,其他三個(gè)沖程則消耗能量,消耗的能量來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程時(shí)的儲(chǔ)存。三個(gè)沖程是為做功沖程做準(zhǔn)備工作的輔助沖程,因而必不可少。可推知:發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況為非勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)發(fā)動(dòng)機(jī)是在高溫、高壓、高速,以及腐蝕的環(huán)境中工作。

(4)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)第一個(gè)工作循環(huán)時(shí),必須有外力帶動(dòng)。

4.不同工質(zhì)的四沖程內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作異同點(diǎn)

同:發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及機(jī)械運(yùn)動(dòng)基本相同;

異:將汽油作為工質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī),其可燃混合氣的形成大多從汽缸外部開(kāi)始至汽缸內(nèi)結(jié)束,而將柴油作為工質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī),可燃混合氣形成的開(kāi)始和結(jié)束都是在汽缸內(nèi)部完成。由此可得出,汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程中吸入汽缸的工質(zhì)是可燃混合氣,而柴油機(jī)的工質(zhì)在進(jìn)氣沖程中是純空氣,在壓縮終了噴入柴油時(shí)形成可燃混合氣。隨著科技的發(fā)展,汽油為工質(zhì)的可燃混合氣在汽缸內(nèi)部形成已出現(xiàn),并可能成為今后的發(fā)展方向。

汽油工質(zhì)靠火花塞點(diǎn)燃,柴油工質(zhì)則靠自燃。

汽油機(jī)和柴油機(jī)在每個(gè)沖程終了時(shí)的壓力和溫度值不一樣。

2.1.2 內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

1.認(rèn)識(shí)內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)的幾個(gè)出發(fā)點(diǎn)

內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)是一臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的精密機(jī)器,且不同的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)有所不同。然而,不同發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)雖有所不同,其需解決的根本問(wèn)題卻是相同的,這就是認(rèn)識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)的出發(fā)點(diǎn)。這些問(wèn)題有:熱力學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換;持續(xù)不斷地向汽缸提供工質(zhì),維持發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。

工質(zhì)在密封的容器中燃燒,根據(jù)熱力學(xué)知識(shí)可知,容器的四壁均將受到工質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的膨脹壓力作用,這種壓力均勻地作用在容器的四壁,力圖使容器向四周膨脹。將容器的一面設(shè)計(jì)成活動(dòng)面(即活塞),并使活塞在膨脹的壓力作用下按設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)才有可能在發(fā)動(dòng)機(jī)中被利用和接受。

設(shè)定的活塞運(yùn)動(dòng)是定向的直線運(yùn)動(dòng),只有將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍€(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng),反過(guò)來(lái),在活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí),曲軸的曲線(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)又推動(dòng)活塞做反方向直線運(yùn)動(dòng),為接下來(lái)的第二次膨脹做準(zhǔn)備。如此連續(xù)不斷地“直線→旋轉(zhuǎn)→直線”運(yùn)動(dòng)才能使發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)地工作。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中典型的直線與曲線轉(zhuǎn)換方式有兩種(如圖2.7所示)。圖2.7a)所示機(jī)構(gòu)主要用在發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)上,目的是將活塞的直線運(yùn)動(dòng)和曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。圖2.7b)所示機(jī)構(gòu)主要用于配氣機(jī)構(gòu)中,目的是將凸輪的曲線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闅忾T(mén)的直線運(yùn)動(dòng)。

圖2.7 典型的直線與曲線轉(zhuǎn)換方式

顯然,發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能應(yīng)該是連續(xù)進(jìn)行的,只有活塞不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng),曲軸連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)才能持續(xù)地對(duì)外提供機(jī)械能。這就要求工質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)入汽缸,并能在燃燒后排出汽缸。這表明維持發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)工作需要一套工質(zhì)供給系統(tǒng)。

此外,從四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理得知,為保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常地工作,發(fā)動(dòng)機(jī)必須配備溫控、潤(rùn)滑、啟動(dòng)等裝置。

2.基本結(jié)構(gòu)

如圖2.8所示是一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,它由兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成:曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃油供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系(對(duì)于柴油機(jī)而言,混合氣是自行著火燃燒的,因此柴油機(jī)沒(méi)有點(diǎn)火系,只有兩大機(jī)構(gòu)四大系統(tǒng))。

圖2.8 單缸四沖程汽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

曲柄連桿機(jī)構(gòu):曲柄連桿機(jī)構(gòu)可分為機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組三組。其中機(jī)體組由汽缸體、曲軸箱、汽缸蓋、汽缸套、汽缸墊及油底殼等組成;活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、連桿等組成;曲軸飛輪組由曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、平衡重等組成。曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用是將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能,再通過(guò)活塞、連桿和曲軸將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。

配氣機(jī)構(gòu):配氣機(jī)構(gòu)由進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、挺柱、推桿、搖臂、凸輪軸及凸輪軸正時(shí)齒輪(由曲軸正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng))等組成。它的功用是適時(shí)地開(kāi)閉進(jìn)、排氣門(mén)使可燃混合氣及時(shí)進(jìn)入汽缸,廢氣及時(shí)從汽缸排出。

燃油供給系:燃油供給系由汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、噴油器、空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、排氣消聲器等組成。它的功用是把汽油和空氣混合成合適的可燃混合氣以供汽缸燃燒,并將燃燒后的廢氣經(jīng)消音降噪后排入大氣。

點(diǎn)火系:點(diǎn)火系由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈、高壓導(dǎo)線、火花塞等組成。它的功用是保證按規(guī)定時(shí)刻及時(shí)點(diǎn)燃汽缸中被壓縮的混合氣。

冷卻系:冷卻系主要由水泵、散熱器、風(fēng)扇、分水管、汽缸體放水閥,以及水套等組成。它的功用是把受熱機(jī)件的熱量散發(fā)到大氣中去,保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。

潤(rùn)滑系:潤(rùn)滑系由機(jī)油泵、集濾器、限壓閥、潤(rùn)滑油道、機(jī)油粗濾器、機(jī)油細(xì)濾器和機(jī)油冷卻器等組成。它的功用是將潤(rùn)滑油供給做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件以減少它們之間的摩擦阻力,減輕機(jī)件的磨損,并部分地冷卻摩擦零件,清洗摩擦表面。

啟動(dòng)系:?jiǎn)?dòng)系由起動(dòng)機(jī)及其附屬裝置等組成。它的功用是使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.多缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是非均勻的,這是因?yàn)閱胃装l(fā)動(dòng)機(jī)只有做功沖程是氣體推動(dòng)活塞使曲軸旋轉(zhuǎn),其余三個(gè)沖程必須依靠(消耗)做功沖程產(chǎn)生的能量完成。這種工作特點(diǎn)極有可能使發(fā)動(dòng)機(jī)在完成一個(gè)工作循環(huán)之前就熄火。解決的方法有兩個(gè):一是在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝一個(gè)較大的飛輪,利用飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量使發(fā)動(dòng)機(jī)勻速旋轉(zhuǎn);二是采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)(如圖2.9所示),使發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)每個(gè)沖程都具有做功能力。從理論上說(shuō),采用第二種方法至少需要四缸,且缸數(shù)越多發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)越平穩(wěn)。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率大。

四沖程多缸發(fā)動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代汽車(chē)中被廣泛使用,它的基本結(jié)構(gòu)與四沖程單缸發(fā)動(dòng)機(jī)大同小異(如圖2.10所示),也具有兩個(gè)機(jī)構(gòu)五個(gè)系(柴油機(jī)四個(gè)系),只是設(shè)計(jì)時(shí)需將各缸的做功次序均勻地錯(cuò)開(kāi)。如圖2.10所示為紅旗牌轎車(chē)用的CA488型發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。

圖2.9 多缸(六缸)發(fā)動(dòng)機(jī)

圖2.10 CA488型發(fā)動(dòng)機(jī)縱剖面圖

多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸排列方式有多種,汽車(chē)上常用的有直列、V形,少數(shù)為臥式(如圖2.11所示)。

圖2.11 發(fā)動(dòng)機(jī)的排列

直列:最常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)排列形式。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將所有汽缸豎直沿曲軸縱向排列,優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)較小,缺點(diǎn)是縱向尺寸過(guò)大,高度較高,6缸以上的發(fā)動(dòng)機(jī)較少采用。

V形:即以曲軸為中心線將汽缸排成縱向兩列的發(fā)動(dòng)機(jī),兩列分別向兩邊傾斜成一定角度(多為90°或70°),連桿交替安裝在同一曲軸上,沿發(fā)動(dòng)機(jī)縱向看呈V字形。與直列發(fā)動(dòng)機(jī)相比,其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)高度下降、重心降低、長(zhǎng)度減小、結(jié)構(gòu)較緊湊;不足之處在于寬度增加、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工成本高。

臥式:臥式發(fā)動(dòng)機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)平臥。較常見(jiàn)的是將具有兩列汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)平臥,相當(dāng)于將V形發(fā)動(dòng)機(jī)的夾角擴(kuò)大為180°,活塞工作軌跡與地面平行,也有單列汽缸平臥。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)重心較低,從而可降低發(fā)動(dòng)機(jī)艙的高度,增加汽車(chē)的穩(wěn)定性,并且非常有效地避免了機(jī)器的振動(dòng),缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)艙的橫向尺寸大,多見(jiàn)于跑車(chē)。

2.1.3 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)和型號(hào)編制

1.發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)按分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不同,可以分為以下幾種,如圖2.12所示。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)編制

圖2.12 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)分類(lèi)圖

國(guó)標(biāo)《內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱(chēng)和型號(hào)編制規(guī)則》(GB725—2008)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)有明確的規(guī)定(如圖2.13所示):

內(nèi)燃機(jī)名稱(chēng)按所采用的主要燃料命名,如汽油機(jī)、柴油機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。

內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字、漢語(yǔ)拼音字母或國(guó)際通用的英文縮略字母組成。

內(nèi)燃機(jī)型號(hào)應(yīng)能反映它的主要結(jié)構(gòu),由以下四項(xiàng)內(nèi)容組成。

(1)第一部分:由制造商代號(hào)或系列符號(hào)組成。本部分代號(hào)由制造商根據(jù)需要選擇相應(yīng)的1~3位字母表示。

(2)第二部分:由缸數(shù)符號(hào)、汽缸布置型式符號(hào)、沖程型式符號(hào)、缸徑符號(hào)組成。

①汽缸數(shù)用1~2位數(shù)字表示;

②汽缸布置形式按表2.1規(guī)定;

③沖程形式為四沖程時(shí)符號(hào)省略,二沖程用E表示;

④缸徑符號(hào)一般用缸徑或缸徑/行程數(shù)字表示,也可用發(fā)動(dòng)機(jī)排量或功率數(shù)表示。其單位由制造商自定。

(3)第三部分:由結(jié)構(gòu)特征符號(hào)、用途特征符號(hào)組成。其符號(hào)分別按表2.2、表2.3的規(guī)定。燃料符號(hào)參見(jiàn)表2.4。

(4)第四部分:區(qū)分符號(hào)。同系列產(chǎn)品需要區(qū)分時(shí),允許制造商選用適當(dāng)符號(hào)表示。第三部分與第四部分可用“—”分隔。

圖2.13 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)編制

表2.1 汽缸布置型式符號(hào)

表2.2 結(jié)構(gòu)特征符號(hào)

表2.3 用途特征符號(hào)

型號(hào)編制實(shí)例:

柴油機(jī)型號(hào)

①YZ6102Q——六缸直列、四沖程、缸徑75mm、冷卻液冷卻、車(chē)用(YZ為揚(yáng)州柴油機(jī)廠代號(hào));

②G8300/380ZDZC——8缸、直列、四沖程、缸徑300mm、行程380mm、冷卻液冷卻、增壓可倒轉(zhuǎn)、船用主機(jī)、右機(jī)基本型(G為系列代號(hào))。

汽油機(jī)型號(hào)

①I(mǎi)E65F/P——單缸、二沖程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型;

②492Q/P-A——四缸、直列、四沖程、缸徑92mm、冷卻液冷卻、汽車(chē)用(A為區(qū)分符號(hào))。

表2.4 燃料符號(hào)

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