汽车发动机材料的发展

汽车发动机材料的发展
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汽车发动机材料的发展历史

摘要:

本文主要阐述了现代车用发动机某些零件的材料发展:如气缸体和缸套,活塞,曲轴和主轴,连杆等零件的材料组成及发展历史及将来的发展方向。

一汽车发动机的发展历史

目前,应用最广、数量最多的汽车发动机为水冷、四冲程往复活塞式内燃机,

其中汽油机多用于轿车和轻型客货车上,而大客车和中、重型货车发动机多为柴油机。少数轿车和轻型客货车发动机也有用柴油机的。此外,燃气发动机也渐渐地兴起,液化石油气,压缩天然气,液化天然气等清洁汽车能源以其良好的经济性和较低的排放污染物,被认为是车用发动机较为理想的代用燃料,得到广泛应用。发动机的一步步改善和进步的同时,也对发动机材料的选择有了更高的要求。二汽车发动机零件的材料发展

发动机材料是汽车设计、品质、质量及竞争力的基础,汽车发动机技术的发展在很大程度上取决于发动机材料的发展。汽车发动机用材料将紧紧地围绕着环保、节能、安全、舒适性和低成本这五个主题展开,因而汽车发动机材料的发展也更加多样化、多元化。

1气缸体和缸套的材料

气缸体作为发动机中最重要的部件之一,其尺寸较大,结构复杂,壁厚较薄又很不均匀,而且在高温、高压及润滑条件不良且有固体微粒和腐蚀介质工况条件下作高速相对运动,零件内部产生很大的机械应力和热应力,同时承受强烈的摩擦磨损。因此,要求气缸体材料具有良好的综合性能,即应具有良好的强韧性、导热性、耐磨性、耐蚀性、加工工艺性能和经济性。另外,对材料的再循环性及环境保护的因素也是要考虑的重要方面。

(1) 灰铸铁气缸体材料

灰铸铁由于具有良好的铸造工艺性能和机械性能,优越的耐磨性、减振性和导热性,而且生产方便,价格便宜,在很多工业领域的铁系零件中被选定为复杂形状零件的首选材料,特别是交通运输行业用作制造发动机的材料。铸铁铸件一般占各类铸件总产量的75%以上;而灰铸铁件产量又占铸铁件总产量的75%以上。灰铸铁的铸造性能,尤其是它的缺口敏感性、减震性及耐磨性是其他材料不可取代的。

(2)蠕墨铸铁气缸体材料

铸铁机械性能的高低是由其金相组织所决定的。由于灰铸铁中的片状石墨长且薄,表面平坦,端部尖锐,在承受负荷时,尖锐的端部易产生应力集中,成为铸件破坏的起点,造成铸件的强度和韧性下降;石墨虽然是优良的固体润滑剂,能防止剧烈的磨损,但其平坦的表面易造成石墨脱落,同时尖锐的端部产生裂纹扩展,反而会引起磨损的加剧,所以片状石墨的存在,使得为了满足更高的使用要求而继

续提高灰铸铁强度、韧性和耐磨性变得极为困难。因此,从某种意义上来说,石墨的形态决定了铸铁件的性能。为迅速提高气缸体的性能,近年来,从改善石墨形态的目的出发,蠕墨铸铁引起了国内外高度重视。蠕墨铸铁的石墨形状与片状石墨相比,其长度较短而厚,端部较圆,且表面粗糙,较圆的端部能抑制裂纹的发生和扩展,粗糙的表面能限制石墨的脱离。这种独特的石墨形状,与灰铸铁相比,能大大提高抗拉强度、抗疲劳强度、弹性模量和耐磨性等性能。

(3)缸套材料

为减轻发动机质量,很多汽油发动机机体采用铝合金作材料;而另外设置一个灰铸铁缸套作为气缸的工作面。由于两种材料具有不同的热膨胀特性,会影响整个气缸系统的工作和降低效率。目前已开发出双层材料缸套,即内层为铁,外层为铝合金,两者构成一个整体。石墨铝基复合材料具有较好的耐磨性、抗磨合性、自润滑性。采用该材料代替传统的铸铁缸套可大大提高发动机的功率,降低线膨胀系数和油耗,改善导热性。

2活塞和活塞环的材料

活塞及活塞环位于发动机的心脏,其工作质量的优劣直接影响发动机的性能。现代发动机的活塞多采用铝合金作材料。其主要优点是质量轻、导热性能好。活塞与活塞环是一对摩擦副。为使其工作性能达到最佳化,在选用原材料和工作面的涂覆材料方面,首先应考虑两者间的匹配性。如:活塞环端面进行化学钝化处理,则活塞应选用共晶铝作材料,且对活塞环槽进行磷化处理。随着发动机功率的不断提高和活塞工作寿命的不断延长,普通的铝合金活塞难以满足要求,许多性能更好的新材料应用于活塞中。铝基复合材料的性能已达到使用铸铁的水平,而制成活塞和活塞环后质量大大减轻,与普通铝合金材料相比其高温强度和抗热疲劳性能明显提高,并具有较低的线膨胀系数。可提高活塞使用寿命,降低油耗和废气排放量,提高发动机功率。这种材料具有比铝高4倍,比铜高5倍的传热系数,以及相对密度低、质量轻、制取成本不高等特点,既可减小质量40%,又可散热制冷,可有效地增加发动机输出功率,改进工作效率。活塞环是易损件,在工作中与缸套摩擦剧烈,其摩擦损失,占发动机总摩擦损失的60%~70%,因此减轻摩擦和降低磨损是提高效率、延长寿命的重要途径。研究表明,在活塞环(尤其是压缩环)工作面上涂覆一层耐磨微小颗粒物质可提高其耐磨性能和载荷能力。例如:对柴油机压缩环施以铬和陶瓷涂层,其耐磨强度较普通环提高0.5~1.5倍。有了这种涂层,活塞环的工作面将永久存留一层润滑油膜。有的活塞环的表面覆的不是氧化锰类的微小颗粒,而是极精细的钻石微小颗粒,这可进一步提高环的耐磨强度。以铝合金为主流活塞材料应具有低密度、高导热性、高温疲劳强度、低膨胀系数、减磨性能和良好的工艺性能。除铝合金,能同时满足以上要求的材料极少,所以至今活塞材料的主流还是铝合金。尽管如此,具有分散颗粒的陶瓷材料和骤冷凝固粉末的高强度铝材是目前有前途的活塞材料。

3曲轴和主轴承盖螺栓的材料

曲轴是发动机的脊梁。曲轴形状复杂、受力复杂、应力集中严重,要求尽可能高的弯曲刚度和扭转刚度,同时轴颈在很高的比压下发生滑动摩擦。因此曲轴应同时满足高强度、高刚度、耐磨和轻巧的要求,

然而这些要求是矛盾的。曲轴也是发动机中较重的零件之一,减轻曲轴的重量具有很大的诱惑力。但曲轴特殊的结构和工作状况、对刚度的要求及其在发动机里的重要地位,材料的变更始终未能超出普碳钢、合金钢、微合金钢和铸铁的范畴。

锻钢曲轴——热处理锻钢曲轴,这类曲轴多采用精锻中碳钢或中碳合金钢,需要采用调质(或正火)热处理来提高强度并改善加工性能。锻造曲轴由于需要热处理,工艺较复杂,需要时间多,而且能源消耗较大。另外,国外采用钙钢经锻造余热淬火后,增加淬透性,以提高硬度、抗拉强度、冲击韧性和延伸率,从而降低毛坯成本。

4连杆材料的发展

(1)调质钢

调质钢是传统的连杆材料,到目前为止,我国仍大部分沿用这类材料。它们的传统工艺是下料-锻造-正火-调质-机加工,此工艺过程周期常、能耗高、氧化脱碳严重。对这类钢的另一方面的工作是强化,即进行表面化学热处理或喷丸强化,这类钢由于强韧性高、质量易保证,在我国还能沿用一段时间,但由于其工艺较繁、耗能较大、成本较高,从新材料的发展看,将逐渐被其它新材料所取代。(2) 非调质钢

非调质钢是在中碳钢的基础上添加钒、钛、铌等微合金元素,通过控制轧制或控制锻造过程的冷却速度,使其在基体组织中弥散析出碳、氮的化合物使其得到强化。非调质钢由于其添加的是微合金元素,因此材料的成本不高,作为一种廉价的节能钢种,非调质钢正在逐步的取代调质钢,国外已经几乎完全采用非调质钢生产连杆。早在20世纪60年代,美国就在钢的基础上提高锰含量并添加微合金元素,锻造后不经过调制处理即应用于轿车发动机连杆的制造中。到1984年,日本已有75%的连杆和曲轴、欧洲各国有3%-50%的汽车发动机连杆、曲轴和前轴应用非调质钢制造。20世纪80年代初,我国开始研究非调质钢,取得了一些进展,但与世界先进水平相比,仍有一定差距,如目前研究的非调质钢韧性还不够高,只能代替调质碳钢。

(3)粉末冶金材料

粉末冶金材料是集材料生产-加工技术-零件制造于一体,与其它制造技术相比,它的最大优点是材料的利用率高、制造加工能耗低,经济效益显著。我国粉末冶金技术与国际先进水平相比差距较大,烧结锻造技术落后,专用的粉末冶金压机及烧结炉的应用还不普遍,金属粉末的品种少、质量差且不稳定,另外烧结保护气体还需进一步地研究改进。目前,国内粉末冶金锻造连杆的研制还未见报道,因此,提高我国粉末冶金技术水平,研制连杆这类比较重要的零件是亟需解决的问题。

(4) 金属基复合材料

减轻连杆的重量可减少发动机振动和减小惯性力。因而,人们越来越广泛使用轻质材料来制造连杆。为了减轻重量,通常采用铝、镁等轻金属作为基体材料,用不锈钢纤维、陶瓷纤维或晶须作强化材料,制成金属基复合材料。目前,国际上已经研究和正在研制的金属基复合材料连杆包括:日本丰田技术研究所研制的不锈钢纤维强化铝合金连杆、碳化硅晶须和颗粒强化铝合金连杆和氧化铝纤维强化铝合金连杆。这种连杆的重量轻,比钢质连杆能减轻大约30%,抗拉强度和疲劳强度高,线膨胀系数小,可满足连杆工作时性能的要求。而且由于复合材料连杆的轻量化,允许其它一些与连杆相关的零件(如曲轴、轴承等)减轻重量,并可省去为减少噪音和振动所加的平衡重量,连杆和其它相关零件重量的减轻还可改善发动机灵敏度响应性。但是,金属基复合材料价格较高,成本问题是他的积症所在。由于工艺复杂,加工过程的成本往往大于强化材料的费用而成为成本中的主要部分,这就使它的应用范围受到很大的限制,在国际上还没有很大的发展。但这类材料作为连杆材料时,其性能明显比前述各类材料都优越,因此,一旦解决了成本问题,它将是连杆的主要材料。

三结论

汽车工业是我国国民经济的支柱产业之一,对实现我国“保增长、扩内需、调节构”的经济计划将起着十分重要的作用。随着世界工业的进步,汽车也渐渐走人了普通百姓的眼里,成为街头巷尾人人相谈的话题。了解汽车的发展史是一个非常必要而且有意义的事。汽车发动机也还有很大的进步空间,这就依赖于新材料的发现与制造,只有制作材料得到改进,发动机的性能才会提高。

1李朝辉,杨新桦汽车新技术重庆:重庆大学出版社,2004

2褚东宁,冯美斌. 汽车发动机材料技术发展动态,2010

3郑乃金.汽车排放控制技术发展趋势.汽车技术,1996

4曹正.汽车发动机连杆材料的现状及发展趋势,2007

5陈建新:发动机机械加工件新技术及应用,2010

6洪慎章:发展中的汽车连杆粉末锻造技术2007

7徐红光,蒋素琴.发动机连杆制造材料及特点分析.天津汽车,2007

8李永祥,毕晓勤:金属基复合材料及其在发动机制造中的应用,2001

9吕莉雯等主编:轿车零部件新材料及其应用.北京理工大学出版社,199610 徐维新等主编:现代汽车新技术.上海科学技术出版社,1999

汽车发动机曲轴材料的选择及工艺的设计说明

专业课程设计任务书 学生:班级: 设计题目:汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计容: 1、根据零件工作原理,服役条件,提出机械性能要求和技术要求。 2、选材,并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线,分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡,画出热处理工艺曲线,对各种热处理工艺进行分 析,并分析所得到的组织,说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。

目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回

火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足............................................................. (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献……………………………………....................... 15 8 工艺卡................................................................. . (16)

实用文档之汽车发动机的发展历程

实用文档之" 汽车发动机的发展历程" 摘要:汽车在现代社会生产生活中发挥着重要作用,而汽车发动机更是其核心部分;可以说汽车发动机的发展历程在一定程度上就是汽车的完善过程。本文阐述了汽车发动机的构造及原理,并讲述了汽车发动机的发展历程。而且笔者还对汽车发动机未来的发展趋势进行了合理预测。 【关键字】汽车发动机原理发展历程新技术 自从第二次工业革命以来,汽车得到迅猛发展。如今,汽车已经渗透到人类社会的各个方面。每天,数以千万计的汽车行驶在大大小小的公路上,而汽车生产所需的零件更是数以亿计。其广阔的市场使得汽车成为各种高科技应用的载体。汽车发动机为汽车提供动力,更是汽车的核心。汽车发动机的发展能极大地促进汽车的发展。在环境日益恶化的今天,传统发动机面临这巨大挑战。 1.发动机的类别 发动有很多种类,按不同划分方法有不同的类型。 按发动机所使用燃料来划分,发动机主要可分为汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机、液化石油气发动机、混合动力发动机;根据发动机可分为四冲程发动机和二冲程发动机;按照气缸数,发动机可分为单缸发动机、两缸发动机、多缸(三缸以上)发动机;按照冷却方式不同,发动机可分为水冷式发动机(见图1)和风冷式发动机(见图2);根据排列方式,发动机可分为直列L型发动机、H型发动机、W型发动机、V型发动机等;按照发动机在车身上的布局不同,发动机可分为前置发动机,中置发动机和后置发动机。

2.发动机构造及原理 发动机是一个热能转换机构,通过在密封汽缸内燃烧汽油(柴油)或天然气,使气体膨胀并推动活塞做往复运动,从而使物质的内能转

化为机械能。发动机是一种有许多机构和系统组成的复杂的机械设备。无论是哪种类型的发动机,要想完成热能转化为机械能的能量转化过程,实现工作循环,保证发动机能持续正常工作,都离不开发动机中各个机构和系统之间的配合。 汽油机是由五大系统和两大连杆组成,即曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中,活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动,通过连杆转换成曲轴的旋转运动,并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构,一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出。 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体摩擦,减小摩擦阻力,减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 在汽油机中,气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的,为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 要使发动机由静止状态过渡到工作状态,必须先用外力转动发动机的曲轴,使活塞作往复运动,气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功,推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转,工作循环才能自动进行。因此,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。

推荐-汽车发动机齿轮材料的选择及工艺设计课程设计 精品

专业课程设计任务书 姓名:吕永丹班级:材科102 设计题目:汽车发动机齿轮材料的选择及工艺设计 设计内容: 1、根据零件工作原理,服役条件,提出机械性能要求和技术要求。 2、选材,并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线,分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡,画出热处理工艺曲线,对各种热处理工艺进行分析,并分析所得到的组织,说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。

目录

1前言 本课程设计了20CrMnTi适用于汽车发动机齿轮的可靠性。汽车发动机齿轮作为汽车发动机中的重要零部件,其材料是保证其本身工作性能和可靠性的基础。对发动机齿轮的失效形式分析,其主要承受交变载荷,冲击载荷,剪切应力和接触应力大等,因此对齿轮在材料、精度、强度、耐久性和可靠性等方面提出了更高要求。20CrMnTi合金钢是一种优良的渗碳钢,有高的淬透性,经渗碳淬火加低温回火后,表面硬度很高,心部强度和塑性,韧性配合很好。 关键词:发动机齿轮,20CrMnTi,锻造,淬火+低温回火

2 汽车发动机齿轮工作条件及性能要求 2.1 汽车发动机齿轮工作条件 发动机和汽车的起动系统、燃油系统、滑油系统、液压系统等主要附件都是由发动机转子通过齿轮传动装置带动的。在整个行驶过程中,齿轮传动都必须可靠地工作,以保证发动机和汽车所有附件的转速、转向和所需功率符合设计要求。随着汽车发动机性能和可靠性要求的不断提高,齿轮承受的交变载荷和剧烈冲击载荷在不断增加,所受应力复杂,工况恶劣。因此,要使齿轮在工作时,从它的失效形式方面的考虑,就必须保证它能在一定的高温环境中工作。齿轮是机械工业中应用最广泛的重要零件之一。其主要作用是传递动力,改变运动速度和方向。是主要零件。其服役条件如下: 齿轮工作时,通过齿面的接触来传递动力。两齿轮在相对运动过程中,既有滚动,又有滑动。因此,齿轮表面受到很大的接触疲劳应力和摩擦力的作用。在齿根部位受到很大的弯曲应力作用;在运转过程中的过载产生振动,承受一定的冲击力或过载;变速齿轮在换档时,端部受冲击,承受一定冲击力;在一些特殊环境下,受介质环境的影响而承受其它特殊的力的作用。 2.2 汽车发动机齿轮的机械性能要求及技术要求 根据齿轮的受力情况和失效分析可知 ,齿轮一般都需经过适当的热处理 ,以提高承载能力和延长使用寿命 ,齿轮在热处理后应满足下列性能要求 : ①高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度 ( 抗疲劳点蚀 ) 。 ②齿面具有较高的硬度和耐磨性。 ③齿轮心部具有足够的强度和韧性。

国内外汽车发动机发展现状与趋势

国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势 摘要:内燃机从发明发展到一百多年后的今天,相关技术不断创新和走向成熟。但内燃机作为汽车动力仍然面临着诸多问题,主要是热效率还不够高(特别是汽油机),所依赖的石油资源逐渐减少,废气排放污染大气环境,并难以集中治理等。因此,先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。 关键词:高压共轨;汽油直喷技术(GDI);可变气门正时技术(VVT);均质充量压缩点燃(HCCI) Abstract:With the invention of the development of internal combustion engine, to over one hundred years later, the related technical innovation and to mature. But internal combustion engines as a motor power still faces many problems, which is still not tall enough thermal efficiency (especially the gasoline engine), dependent on oil resources reduce gradually, emissions atmospheric pollution environment, and difficult to focus on control, etc.Therefore, the advanced engine technology will in car the energy conservation, the environmental protection technology development plays a key of the decisive role. Keywords: gasoline direct injection technology (GDI); Variable valve timing technology (VVT); Homogeneous filling quantity compression lighting (HCCI); Electric auxiliary pressurization 当今世界,为了保护环境,节约能源并减少温室气体二氧化碳的排放,人们不断的探索和改进车用动力的解决方案。 一、车用柴油机的现状及发展趋势 1.1车用柴油机的性能特点 1)有能量密度高(大型低速增压柴油机的有效热效率已超过50%),燃油消耗率低,这对节约能源和提高经济效益都很重要。 2)好的燃油经济性; 3)温室效应气体排放少,其CO2的排放量比汽油机大约低30-35%,但废气中含有害成分(NO,颗粒物等)较多,噪声较大,在环境环保方面已引起重视。4)功率和转速范围很大(功率1—65580KW,转速54—5000r/min),因此应用领域宽 5)结构较复杂,零部件材料和工艺要求较高,制造成本较高,与汽油机相比质量较大。主要有三大优点: a.经济。首先, 每单位柴油的能量含量比汽油高;其次,柴油机的压燃特性, 使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低30%~40%。 b.环保。一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳、颗粒物和氮氧化物。相对而言, 柴油机的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化碳排放量极低, 但在颗粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油机更难处理。这是柴油机本身的特性造成的, 可通过现代技术处治。 c.柴油机低速大扭矩的特性, 为汽车提供了更好的使用性能。通过采用先进的燃油喷射技术和电控技术, 现代柴油机在动力性、加速性、舒适性指标上已经

汽车发动机的发展史

汽车发动机的发展史发动机,汽车中最重要的部分,可以说没有发动机的存在,就不存在汽车。发动机的发展即是汽车的发展。 发动机作为汽车的心脏,为汽车的行走提供动力和汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构,即将汽油(柴油)的热能,通过在密封气缸内燃烧气体膨胀时,推动活塞做功,转变为机械能,这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的,虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史,无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高,其基本原理仍然未变,这是一个富于创造的时代,那些发动机设计者们,不断地将最新科技与发动机融为一体,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机性能达到近乎完善的程度,各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。 所以可以说发动机的发展史即是汽车的发展史。 而发动机的发展也经历了无数人的努力,无数人的智慧与汗水。 发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置,简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 往复活塞式四冲程汽油机是德国人奥托在大气压力式发动机基础上,于1876 年发明并投入使用的。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程,发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%,而发动机的质量却降低了70%。 1892 年德国工程师狄塞尔发明了压燃式发动机(即柴油机),实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比,热效率比当时其他发动机又提高了1 倍。1956年,德国人汪克尔发明了转子式发动机,使发动机转速有较大幅度的提高。1964年,德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。 1926 年,瑞士人布希提出了废气涡轮增压理论,利用发动机排出的废气能量来驱动压气机,给发动机增压。50 年代后,废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用,使发动机性能有很大提高,成为内燃机发展史上的第三次重大突破。 1967 年德国博世公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统,开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展,以电子计算机为核心的发动机管理系统(Engine Management System,EMS)已逐渐成为汽车、特别是轿车发动机上的标准配置。由于电控技术的应用,发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低,改善了动力性能,成为内燃机发展史上第四次重大突破。 1971年,第一台热气发动机——斯特林机的公共汽车已开始运行。1972年,日本本田技研工业在市场售出装有复合涡流控制燃烧的发动机的西维克牌轿车,打响了稀薄气体燃烧发动机的第一炮。这种发动机是在普通发动机燃烧室的顶部加上一个槌状体的副燃烧室,先将这处副燃烧室中较浓

汽车发动机发展史

汽车发动机发展史 汽车整体技术日新月异,而作为汽车的心脏——发动机技术的进步显得更受关注。如今介绍一辆汽车的发动机时:可变气门正时技术,双顶置凸轮轴技术,缸内直喷技术,VCM汽缸管理技术,涡轮增压技术,等等都已经运用的相当广泛;在用料上也是往轻量化的方向发展:全铝发动机目前的应用已经非常广泛;汽车的污染也是不可避免,于是新能源技术,包括柴油机的高压共轨,燃料电池,混合动力,纯电动,生物燃料技术也已经有普及的趋向,但回顾一下发动机的历史或许更能理解这一百多年来汽车技术所发生的巨大变革。 十佳发动机VQ35 汽车技术的迅猛发展从我国的汽车教材也能看出端倪:新技术的发展已经让汽车教材难以跟上步伐!如今大部分汽车教材还是以东风汽车的发动机来作为范例,而东风发动机还是带化油器的老式发动机,与如今全电子化的发动机简直就隔了几个世纪。 回到汽车的起步阶段,那时的汽车被马车嘲笑,污染严重,但起步的意义却非同寻常。 汽油机之前的摸索阶段

18世纪中叶,瓦特发明了蒸气机,此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽(N.J.Cugnot)是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年,居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车全长7.23米,时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。1771年古诺改进了蒸汽汽车,时速可达9.5千米,牵引4-5吨的货物。 蒸汽机汽车 1858年,定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机,并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽,使用电池和感应线圈产生电火花,用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品,因为煤气发动机的压缩比为零。 N.J.Cugnot 1867年,德国人奥托(Nicolaus August Otto)受里诺研制煤气发动机的启发,对煤气发动机进行了大量的研究,制作了一台卧式气压煤气发动机,后经过改进,于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高,引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中,奥托提出了内燃机的四冲程理论,为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理,各自研制出具有现代意义的汽油发动机,为汽车的发展铺平了道路。 1892年,德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理,研制出压燃式柴油机,并取得了制造这种发动机的专利权。

汽车发动机分类以及各大系统结构详细介绍

汽车发动机分类以及各大系统结构详细介绍 一.分类 内燃机的分类方法很多,按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型,下面让我们来看看内燃机是怎样分类的。 (1)按照所用燃料分类 内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机;使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点;汽油机转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低;柴油机压缩比大,热效率高,经济性能和排放性能都比汽油机好。 (2)按照行程分类 内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720°),活塞在气缸内上下往复运动四个行程,完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机;而把曲轴转一圈(360°),活塞在气缸内上下往复运动两个行程,完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。 (3)按照冷却方式分类 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。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" target=_blank>冷却液作为冷却介质进行冷却的;而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。水冷发动机冷却均匀,工作可K,冷却效果好,被广泛地应用于现代车用发动机。 (4)按照气缸数目分类 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机;有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。 (5)按照气缸排列方式分类 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列,一般是垂直布置的,但为了降低高度,有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的;双列式发动机把气缸排成两列,两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机,若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。 (6)按照进气系统是否采用增压方式分类 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。汽油机常采用自然吸气式;柴油机为了提高功率有采用增压式的。 二.基本构造 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机,还是柴油机;无论是四行程发动机,还是二行程发动机;无论是单缸发动机,还是多缸发动机。要完成能量转换,实现工作循环,保证长时间连续正常工作,都必须具备以下一些机构和系统。 (1)曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件。它由

氢气发动机的发展和现状

课程结业论文 题目:氢气发动机的发展和现状 学生姓名: 学生学号: 专业班级: 课程名称:现代汽车新技术概论 所属院部: 指导教师: 2013——2014学年第 1 学期

目录 第一章绪论 (1) 1.1氢气发动机的历史 (1) 1.2 氢动力汽车的现状 (2) 1.3氢动力汽车的研究发展方向 (3) 1.4发展氢动力汽车的必要性 (3) 第二章氢气能源性质 (4) 2.1 氢的特征 (4) 2.2氢气与传统燃料的性质对比 (5) 2.3 氢能的开发和利用 (6) 2.3.1 氢能的开发 (6) 2.3.2氢能的应用 (8) 第三章氢气的存储 (10) 3.1高压气瓶储氢 (10) 3.2液氢储氢 (11) 3.3金属氢化物储氢 (11) 3.4 浆液储氢技术 (12) 第四章氢气发动机的发展前景 (13)

氢气发动机的发展和现状 第一章绪论 1.1氢气发动机的历史 随着“汽车社会”的逐渐形成,汽车保有量不断地上升,而石油等资源却捉襟见肘,同时,消耗大量汽油的车辆不断排放有害气体和污染物质,对环境造成严重的危害。这一问题的解决之道当然不是限制汽车产业的发展,而是开发替代石油的新能源—氢能。氢作为内燃机的燃料并是人类最近的发明。在内燃机中使用氢气已有相当长的历史。 人类历史上第一款氢气内燃机的历史可以上溯到 1807 年,瑞士人伊萨克·代·李瓦茨制成了单缸氢气内燃机。他把氢气充进气缸,氢气在气缸内燃烧,最终推动活塞往复运动。该项发明在 1807 年 1 月 30 日获得法国专利,这是第一个关于汽车产品的专利。但由于受当时的技术水平所限,制造和使用氢气远比使用蒸汽和汽油等资源复杂,氢气内燃机于是被蒸汽机、柴油机以及汽油机“淹没”。 早在十九世纪中期,人们就开始对使用氢气作为内燃机燃料产生了兴趣。1841 年英国颁发了第一个用氢气和氧气的混合气体工作的内燃机专利证。1852 年,慕尼黑的宫廷钟表技师制成一台用氢气-空气混合气体工作的内燃机。 在氢内燃机的历史上,德国一直占有很重要的地位。德国的 Rudolph Erren 尝试在氢内燃机中采用内部混气的方式。在他的研究工作中,穿过内燃机的冷水套的管道,氢气被一些小喷嘴直接喷入气缸内进行混合。氢喷入的质量和时间由燃料分配器控制,这种方案可以用任何燃料或是采用双燃料的方式让发动机工作。他还提出氢氧内燃机构想,并据此设计了实验,用到潜艇上。德国的奔驰公司开发组建的氢动力车队是世界首个用氢气作为内燃机燃料的车队,该车队在柏林已经试运行多年。氢气输送管道,加氢站也是最先在德国兴建的。现在,空中客车公司德国分部,奔驰航空公司也都正在努力开发装备氢动力内燃机的空中飞机。德国的其他汽车公司如宝马等都在大力发展氢动力汽车。 1.2 氢动力汽车的现状 日本自 1984 年实施“阳光计划”,投入示范运行氢动力车,仅日本武藏工业大学就有多达九辆的氢动力车投入试验,且型号各不相同;日本各大汽车公司,如马自达,本田等,也都在积极加入氢动力车行列;马自达公司推出了第一款氢动力概念车 HR-X,金属氢化物储氢罐储氢,

汽车发动机的发展史.docx

发动机,汽车中最重要的部分,可以说没有发动机的存在,就不存在汽 车。发动机的发展即是汽车的发展。 发动机作为汽车的心脏,为汽车的行走提供动力和汽车的动力性、经济 性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构,即将汽油 ( 柴油 ) 的热能,通过在密封气缸内燃烧气体膨胀时,推动活塞做功,转变为机械能,这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的,虽然发 动机伴随着汽车走过了 100 多年的历史,无论是在设计上、制造上、工艺上 还是在性能上、控制上都有很大的提高,其基本原理仍然未变,这是一 个富于创造的时代,那些发动机设计者们,不断地将最新科技与发动机融 为一体,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机性能达到近 乎完善的程度,各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。 所以可以说发动机的发展史即是汽车的发展史。 而发动机的发展也经历了无数人的努力,无数人的智慧与汗水。 发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置,简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 往复活塞式四冲程汽油机是德国人奥托在大气压力式发动机基础上,于 1876 年发明并投入使用的。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程,发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%,而发动机的质量却降低了70%。 1892年德国工程师狄塞尔发明了压燃式发动机( 即柴油机) ,实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比,热效率比当 时其他发动机又提高了 1 倍。1956 年,德国人汪克尔发明了转子式发动机, 使发动机转速有较大幅度的提高。1964 年,德国NSU公司首次将转子式发 动机安装在轿车上。 1926 年,瑞士人布希提出了废气涡轮增压理论,利用发动机排出的废 气能量来驱动压气机,给发动机增压。50 年代后,废气涡轮增压技术开始 在车用内燃机上逐渐得到应用,使发动机性能有很大提高,成为内燃机发 展史上的第三次重大突破。 1967 年德国博世公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统,开 创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30 年的发展,以电子计算

汽车发动机发展史

汽车发动机发展史 1110100C20涂小政发动机,汽车中最重要的部分,可以说没有发动机的存在,就不存在汽车。发动机的发展即是汽车的发展。 发动机作为汽车的心脏,为汽车的行走提供动力和汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构,即将汽油(柴油)的热能,通过在密封气缸内燃烧气体膨胀时,推动活塞做功,转变为机械能,这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的,虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史,无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高,其基本原理仍然未变,这是一个富于创造的时代,那些发动机设计者们,不断地将最新科技与发动机融为一体,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机性能达到近乎完善的程度,各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。 所以可以说发动机的发展史即是汽车的发展史。 而发动机的发展也经历了无数人的努力,无数人的智慧与汗水。发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置,简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 惠更斯于1673年设计绘制了方案图,如下图所示。

第一台蒸汽机的的设计于1712年设计完成,如下图所示。

1858年,定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机,并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽,使用电池和感应线圈产生电火花,用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品,因为煤气发动机的压缩比为零。 1867年,德国人奥托(Nicolaus August Otto)受里诺研制煤气发动机的启发,对煤气发动机进行了大量的研究,制作了一台卧式气压煤气发动机,后经过改进,于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高,引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中,奥托提出了内燃机的四冲程理论,为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔—本茨根据奥托发动机的原理,各自研制出具有现代意义的汽油发动机,为汽车的发展铺平了道路。 1886年被视为汽车的诞生日,那辆奔驰一直为人所津津乐道。但是其动力单元却实在“寒酸”:第一辆“三轮奔驰”搭载的卧式单缸二冲程汽油发动机,最高时速16KM每小时。这就是第一辆汽车的发动机,那时勇敢卡尔奔驰的夫人驾驶这辆奔驰1号上坡还需要儿子推车,当然沿途不停的熄火,转向也不灵,回娘家100公里的路程硬是走了一整天。 四冲程发动机其实早就由德国人奥托研制出来了。但应用的汽车上不得不提戴姆勒,他由于协助奥托研制四冲程发动机的原因而成为了第一个将四冲程发动机装上汽车的人。显然,从四冲程到二冲程是

汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计

专业课程设计任务书 学生姓名:班级: 设计题目:汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计内容: 1、根据零件工作原理,服役条件,提出机械性能要求和技术要求。 2、选材,并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线,分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡,画出热处理工艺曲线,对各种热处理工艺进行分 析,并分析所得到的组织,说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。

目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足 (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献 (15) 8 工艺卡 (16)

国内外汽车发动机的现状和发展趋势

国内外汽车发动机的现状和发展趋势姓名:祖春胜班级:车辆09-2 学号:0901040440 摘要:本文综述了发动机的发展带动汽车的发展,随着汽车产销量的不断增长, 大气污染,石油资源枯竭,故而,世界汽车界将在发动机上发展更先进的技术从而实现汽车的节能和环保,通过列举大量国内外发动机的技术现状及发展趋势,从而更进一步的了解发动机的节能与环保。 关键词:电控液压进气系统;涡轮增压;燃油品质;排气后处理;汽油机直喷(GDI)技术 The status and development trend of Domestic and foreign automobile engines Abstract: The paper distract the development of internal combustion engine driven vehicle development, accompanied by rapid growth in automobile production and sales from the atmospheric pollution and oil consumption. Undoubtedly, the development advanced engine technology in the automotive energy-saving, environmental protection is the important issue to the world automotive industry.By listing plenty of domestic and foreign engine technology situation and the development tendency, so as to further understand the engine of energy conservation and environmental protection Keywords:Electric hydraulic air intake system;Monomer pump technology; Fuel Character;Exhaust Gas After Treatment、Gasoline direct injection (GDI) technology 伴随着汽车产销量的不断增长,从而带来了世界石油资源日趋枯竭的压力, 面对汽车急剧增长对环境的影响, 世界汽车界不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决方法,对发动机的环保,能源诸方面的技术加以改进。 一.柴油机的发展及现状 1.1柴油机的性能特点 (1)好的燃油经济性。 (2)有能量密度高,燃油消耗率低,这对节约能源和提高经济效益都很重要。(3)结构较复杂,零部件材料和工艺要求较高,制造成本较高,与汽油机相比质量较大。柴油机主要有三大优点: (1) 经济。首先,每单位柴油的能量含量比汽油高;其次,柴油机的压燃特性,使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低 30%~40%。 (2) 环保。一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧

汽车发动机的发展史修订版

汽车发动机的发展史修 订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

汽车发动机的发展史 发动机,汽车中最重要的部分,可以说没有发动机的存在,就不存在汽车。发动机的发展即是汽车的发展。 发动机作为汽车的心脏,为汽车的行走提供动力和汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构,即将汽油(柴油)的热能,通过在密封气缸 内燃烧气体膨胀时,推动活塞做功,转变为机械能,这是发动机最基本原理。发动机 所有结构都是为能量转换服务的,虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史,无 论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高,其基本原理 仍然未变,这是一个富于创造的时代,那些发动机设计者们,不断地将最新科技与发 动机融为一体,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机性能达到近乎完 善的程度,各世界着名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。 所以可以说发动机的发展史即是汽车的发展史。 而发动机的发展也经历了无数人的努力,无数人的智慧与汗水。 发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置,简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 往复活塞式四冲程汽油机是德国人奥托在大气压力式发动机基础上,于1876 年发明并投入使用的。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程,发动机的热效率从大 气压力式发动机的11%提高到14%,而发动机的质量却降低了70%。 1892 年德国工程师狄塞尔发明了压燃式发动机(即柴油机),实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比,热效率比当时其他发动机又提高了1

汽车发动机的发展历程

汽车发动机的发展历程集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

汽车发动机的发展历程 摘要:汽车在现代社会生产生活中发挥着重要作用,而汽车发动机更是其核心部分;可以说汽车发动机的发展历程在一定程度上就是汽车的完善过程。本文阐述了汽车发动机的构造及原理,并讲述了汽车发动机的发展历程。而且笔者还对汽车发动机未来的发展趋势进行了合理预测。 【关键字】汽车发动机原理发展历程新技术 自从第二次工业革命以来,汽车得到迅猛发展。如今,汽车已经渗透到人类社会的各个方面。每天,数以千万计的汽车行驶在大大小小的公路上,而汽车生产所需的零件更是数以亿计。其广阔的市场使得汽车成为各种高科技应用的载体。汽车发动机为汽车提供动力,更是汽车的核心。汽车发动机的发展能极大地促进汽车的发展。在环境日益恶化的今天,传统发动机面临这巨大挑战。 1.发动机的类别 发动有很多种类,按不同划分方法有不同的类型。 按发动机所使用燃料来划分,发动机主要可分为汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机、液化石油气发动机、混合动力发动机;根据发动机可分为四冲程发动机和二冲程发动机;按照气缸数,发动机可分为单缸发动机、两缸发动机、多缸(三缸以上)发动机;按照冷却方式不同,发动机可分为水冷式发动机(见图1)和风冷式发动机(见图2);根据排列方式,发动机可分为直列L 型发动机、H型发动机、W型发动机、V型发动机等;按照发动机在车身上的布局不同,发动机可分为前置发动机,中置发动机和后置发动机。 2.发动机构造及原理 发动机是一个热能转换机构,通过在密封汽缸内燃烧汽油(柴油)或天然气,使气体膨胀并推动活塞做往复运动,从而使物质的内能转化为机械能。发动机是一种有许多机构和系统组成的复杂的机械设备。无论是哪种类型的发动机,要想完成热能转化为机械能的能量转化过程,实现工作循环,保证发动机能持续正常工作,都离不开发动机中各个机构和系统之间的配合。 汽油机是由五大系统和两大连杆组成,即曲柄连杆机构、、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成。 是发动机实现工作循环,完成的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和飞轮组等组成。在作功行程中,活塞承受燃气压力在内作直线运动,通过连杆转换成的旋转运动,并从对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中,飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程,定时开启和关闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入,并使废气从内排出,实现换气过程。大多采用顶置气门式配气机构,一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求,配制出一定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去;柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出。

汽车发动机机体组全面介绍

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、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。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖和气缸垫等零件组成。 一. 气缸体(图2-1) 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,称为气缸体——曲轴箱,也可称为气缸体。气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其腔为曲轴运动的空间。在气缸体部铸有多加强筋,冷却水套和润滑油道等。 气缸体应具有足够的强度和刚度,根据气缸体与油底壳安装平面的位置不同,通常把气缸体分为以下三种形式。(图2-2)

(1) 一般式气缸体其特点是油底壳安装平面和曲轴旋转中心在同一高度。这种气缸体的优点是机体高度小,重量轻,结构紧凑,便于加工,曲轴拆装便;但其缺点是刚度和强度较差 (2) 龙门式气缸体其特点是油底壳安装平面低于曲轴的旋转中心。它的优点是强度和刚度都好,能承受较大的机械负荷;但其缺点是工艺性较差,结构笨重,加工较困难。 (3) 隧道式气缸体这种形式的气缸体曲轴的主轴承为整体式,采用滚动轴承,主轴承较大,曲轴从气缸体后部装入。其优点是结构紧凑、刚度和强度好,但其缺点是加工精度要求高,工艺性较差,曲轴拆装不便。 为了能够使气缸表面在高温下正常工作,必须对气缸和气缸盖进行适当地冷却。冷却法有两种,一种是水冷,另一种是风冷(图2-3)。水冷发动机的气缸围和气缸盖中都加工有冷却水套,并且气缸体和气缸盖冷却水套相通,冷却水在水套不断循环,带走部分热量,对气缸和气缸盖起冷却作用。

现代汽车上基本都采用水冷多缸发动机,对于多缸发动机,气缸的排列形式决定了发动机外型尺寸和结构特点,对发动机机体的刚度和强度也有影响,并关系到汽车的总体布置。按照气缸的排列式不同,气缸体还可以分成单列式,V型和对置式三种(图2-4)。 (1) 直列式

汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势

汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势 丁志盛叶挺宁 摘要:介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。 关键词:EECS,ECU汽车发动机电喷 一、汽车发动机电子控制系统概述 汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System,简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制,使发动机工作在最佳工况,达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括: - 燃油喷射控制; - 点火系统控制; - 怠速控制; - 尾气排放控制; - 进气控制; - 增压控制; - 失效保护; - 后备系统; - 诊断系统等功能。 另外,随着网络、集成控制技术的广泛应用,作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统,例如:安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统(如主动悬挂ABC(Active Body Control))、巡航控制系统(Speed Control System或Cruse Control System)以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联,实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来,车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务(如GPS全球定位系统的应用)。 汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术内容: - 传感器

主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等。 - 执行器 主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。 - 电控单元ECU(Electronic Control Unit) 和控制算法程序软件其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理,根据发动机管理控制算法进行运算,然后输出控制信号并进行功率放大给执行器。同时检测传感器信号正常状态,出现故障时报警。 图1描述了汽车发动机电子控制系统示意图。 图1 另外,为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发的特点以及快速更新的市场需求,高性能的发动机试验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能的设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机的管理系统产品提供保障:

汽车发动机的发展历程

汽车发动机的发展历程 【摘要】发动机是汽车的“心脏”。汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置,简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽,使用电池和感应线圈产生电火花,用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。 【关键词】发动机;外燃机;内燃机;历史;趋势;汽油发动机;柴油发动机

第一章:汽车发动机的历史及其发展 1.1汽油发动机的历史及其发展 18世纪中叶,瓦特发明了蒸气机,此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽(N.J.Cugnot)是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年,居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车全长7.23米,时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。 1858年,定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机,并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽,使用电池和感应线圈产生电火花,用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品,因为煤气发动机的压缩比为零. 1867年,德国人奥托(Nicolaus August Otto)受里诺研制煤气发动机的启发,对煤气发动机进行了大量的研究,制作了一台卧式气压煤气发动机,后经过改进,于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高,引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中,奥托提出了内燃机的四冲程理论,为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理,各自研制出具有现代意义的汽油发动机,为汽车的发展铺平了道路。 1892年,德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理,研制出压燃式柴油机,并取得了制造这种发动机的专利权。 1957年,德国人汪克尔发明了转子活塞发动机,这是汽油发动机发展的一个重要分支。转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构,无曲轴连杆和配气机构,可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。它的零件数比往复活塞式汽油少40%,质量轻、体积小、转速高、功率大。1958年汪克尔将外转子改为固定转子为行星运动,制成功率为22.79千瓦、转速为5500转/分的新型旋转活塞发动机。该机具有重要的开发价值,因而引起各国的重视。日本东洋公司(马自达公司)买下了转子发动机的样机,并把转子发动机装在汽车上,可以说,转子发动机生在德国,长在日本。

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