单缸内燃机的工作原理、常用机构及其结构组成?
曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。
曲柄连杆机构
(1)机体组:气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳
(2)活塞连杆组:活塞、活塞环、活塞销、连杆
(3)曲轴飞轮组:曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴
机体组
机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。因此,机体必须要有足够的强度和刚度。
气缸体
气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体,是发动机中最重要的一个部件。气缸体有水冷式缸体和风冷式气缸体。
水冷式气缸体一般与上曲轴箱铸成一体。气缸体上部拍了出所有气缸,气缸周围的空腔相互连通构成水套。下半部分是用来支承曲轴的曲轴箱。
气缸体有直列、V形和水平对置三种形式,在汽车上常用直列和V形两种。气缸体下部的结构有一般式、龙门式、和隧道式三种形式风冷式气缸体和曲轴箱采用分体式结构,气缸体和曲轴箱分开铸造,然后再装配到一起。气缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片来保证充分散热,缸体的材料一般用灰铸铁,为提高气缸的耐磨性,有时在铸铁中加入少量合金元素如镍、钼、铬、磷等。但是,实际上除了与活塞配合的气缸壁表面外,其他部分对耐磨性要求并不高。为了材料上的经济性,广泛采用缸体内镶入气缸套来形成气缸工作表面。这样,缸套可用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造,以延长气缸使用寿命,而缸体可用价格较低的普通铸铁或铝合金材料制造。气缸套有干式和湿式两种。
干式气缸套外表面不直接与冷水接触,其壁厚一般为1~3mm。缸套外表面与其装配的气缸体内表面采用过盈配合。
湿式缸套外表面直接与冷却水接触,冷却效果好。其壁厚比干式缸套厚,一般为5~9mm。
气缸盖
气缸盖的主要作用是封闭气缸上部,与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室。
一般水冷式发动机气缸盖内铸有冷却水套,缸盖下端面与缸体上端面向所对应的水套是相通的,利用水的循环来冷却燃烧室壁等高温部分;风冷式发动机气缸盖上铸有许多散热片,靠增大散热面积来降低燃烧室的温度。
发动机的气缸盖上应有进排气门座导管孔和进排气通道等。汽油机气缸盖还应有火花塞孔,而柴油机则设有安装喷油器的做孔。
气缸垫
气缸盖与气缸体之间装有气缸衬垫,其作用是保证气缸盖与气缸体间的密封,防止燃烧室漏气、水套漏水。
油底壳
油底壳的主要作用是储存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小,一般采用薄
发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器,其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能,再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器,其结构型式多种多样,但由于基本工作原理相同,所以其基本结构也就大同小异,发动机的总体结构图如下所示。
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)。
构造:
1.曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力,并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力
2.配气机构
配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸,并将燃烧产生的废气及时排出气缸。
3.燃料供给系
由于使用的燃料不同,可分为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,通常所用的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,其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气,并控制进入气缸内可燃混合气数量,以调节发动机输出的功率和转速,最后,将燃烧后废气排出气缸。
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,其作用是向气缸内供给纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油,以调节发动机输出功率和转速,最后,将燃烧后废气排出气缸。
4.冷却系
机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套(在机体内)等组成,其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气中,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。其作用是将润滑油分送至各个相对运动零件的摩擦面,以减小摩擦力,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,其作用是按规定时刻及时点燃气缸内被压缩的可燃混合气。
7.起动系
起动系由起动机和起动继电器等组成,用以使静止的发动机起动并转入自行运转状态。
发动机工作原理
发动机将热能转变为机械能的过程,是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程来实现的,每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。凡是曲轴旋转两圈,活塞往复四个行程完成一个工作循环的,称为四冲程发动机。曲轴旋转一圈,即活塞往复两个行程完成一个工作循环的,称为两冲程发动机。
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