第一章汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造1

1、汽車構(gòu)造汽車構(gòu)造 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 發(fā)動機是汽車的發(fā)動機是汽車的動力源動力源。迄今為止除為數(shù)不。迄今為止除為數(shù)不 多的電動汽車外，汽車發(fā)動機都是熱能動力裝置，多的電動汽車外，汽車發(fā)動機都是熱能動力裝置， 或簡稱熱機。在熱機中借助工質(zhì)的狀態(tài)變化將燃或簡稱熱機。在熱機中借助工質(zhì)的狀態(tài)變化將燃 料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。 熱機有熱機有內(nèi)燃機內(nèi)燃機和和外燃機外燃機兩種。直接以燃料燃兩種。直接以燃料燃 燒所生成的燃燒產(chǎn)物為工質(zhì)的熱機為內(nèi)燃機，反燒所生成的燃燒產(chǎn)物為工質(zhì)的熱機為內(nèi)燃機，反 之則為外燃機。內(nèi)燃機包括活

2、塞式內(nèi)燃機和燃氣之則為外燃機。內(nèi)燃機包括活塞式內(nèi)燃機和燃氣 輪機。外燃機則包括蒸汽機、汽輪機和熱氣機等。輪機。外燃機則包括蒸汽機、汽輪機和熱氣機等。 內(nèi)燃機與外燃機相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、內(nèi)燃機與外燃機相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、 質(zhì)量輕和容易起動等許多優(yōu)點。因此，質(zhì)量輕和容易起動等許多優(yōu)點。因此，內(nèi)燃機內(nèi)燃機尤尤 其是活塞式內(nèi)燃機被極其廣泛地用作汽車動力。其是活塞式內(nèi)燃機被極其廣泛地用作汽車動力。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 1.1 汽車發(fā)動機的類型 1.按活塞運動方式分：往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造

3、汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 2.按所用燃料分：汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā) 動機 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 3.按冷卻方式分：水冷式和風冷式 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 4. 按工作循環(huán)分：四沖程式和二沖程式 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 5.按氣缸數(shù)目分：單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 6. 按氣缸排列方式分：單列式和雙列式。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機

4、的工作原理及總體構(gòu)造 7.按進氣狀態(tài)分：增壓和非增壓 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 目前，應(yīng)用最廣、數(shù)量最多的汽車發(fā)動機 為水冷、四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機，其中汽油機汽油機 用于轎車和輕型客、貨車上，而大客車和中、重 型貨車發(fā)動機多為柴油機柴油機。少數(shù)轎車和輕型客、 貨車發(fā)動機也有用柴油機的。以風冷或二沖程活 塞式內(nèi)燃機為動力的汽車為數(shù)不多。特別是從20 世紀80年代起，在世界范圍內(nèi)，就不再有以二沖 程活塞式內(nèi)燃機為動力的轎車了。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 1.2 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語

5、 一、基本結(jié)構(gòu) 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 1.1.工作循環(huán)工作循環(huán) 10.10.負荷率負荷率 6.6.燃燒室容積燃燒室容積 2.2.上、上、下止點下止點 3.3.活塞行程活塞行程 4.4.氣缸工作容積氣缸工作容積 5.5.內(nèi)燃機排量內(nèi)燃機排量 7.7.氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e 8.8.壓縮比壓縮比 9.9.工況工況 二、基本術(shù)語二、基本術(shù)語 11.11.曲柄半徑曲柄半徑 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 1. 1. 工作循環(huán)工作循環(huán) 每一個工作循環(huán)包括進氣、壓縮、作功和排氣四每一個工作循環(huán)包括進氣、壓縮、作

6、功和排氣四 個過程，即個過程，即由進氣、壓縮、做功、排氣由進氣、壓縮、做功、排氣4 4個過程組個過程組 成的循環(huán)稱為發(fā)動機的工作循環(huán)成的循環(huán)稱為發(fā)動機的工作循環(huán)。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 2.2.上、下止點上、下止點 活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處為上止點；活活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處為上止點；活 塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處為下止點。塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處為下止點。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 3.3.活塞行程：上、下止點之間的距離。一般用活塞行程：上、下止點之間的距離。一般用s s表示。表示。 對

7、應(yīng)一個活塞行程，曲軸旋轉(zhuǎn)對應(yīng)一個活塞行程，曲軸旋轉(zhuǎn)180180。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 4.4.曲柄半徑曲柄半徑 曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲 柄銷中心之間的距柄銷中心之間的距 離稱為曲柄半徑，離稱為曲柄半徑， 一般用一般用r r表示。通常表示。通常 活塞行程為曲柄半活塞行程為曲柄半 徑的兩倍，即徑的兩倍，即s=2rs=2r 。 曲柄半徑曲柄半徑 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 5.5.氣缸工作容積氣缸工作容積 上、下止點間所包容的氣缸容積稱為氣缸工作容積。上、下止點間所包容的氣缸容積稱為氣缸

8、工作容積。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 6.6.內(nèi)燃機排量內(nèi)燃機排量 內(nèi)燃機所有氣缸工作容積的總和稱為內(nèi)燃機排量。內(nèi)燃機所有氣缸工作容積的總和稱為內(nèi)燃機排量。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 7.7.燃燒室容積燃燒室容積 活塞位于上止點時，活塞頂面以上氣缸蓋底面活塞位于上止點時，活塞頂面以上氣缸蓋底面 以下所形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容以下所形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容 積，也叫壓縮容積。積，也叫壓縮容積。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)

9、造 8.8.氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e 氣缸工作容積與燃燒室容積之和為氣缸總?cè)莘e。氣缸工作容積與燃燒室容積之和為氣缸總?cè)莘e。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 9.9.壓縮比壓縮比 氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比 。 壓壓 縮比的大小表示活塞由下止點運動到上止點時，氣缸內(nèi)縮比的大小表示活塞由下止點運動到上止點時，氣缸內(nèi) 的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi) 的氣體壓力和溫度就越高。的氣體壓力和溫度就越高。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動

10、機的工作原理及總體構(gòu)造 10.10.工況工況 內(nèi)燃機在某一時刻的運行狀況簡稱工況，內(nèi)燃機在某一時刻的運行狀況簡稱工況， 以該時刻內(nèi)燃機輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。以該時刻內(nèi)燃機輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。 曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速。 11.11.負荷率負荷率 內(nèi)燃機在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相內(nèi)燃機在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相 同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值稱為負同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值稱為負 荷率，以百分數(shù)表示。負荷率通常簡稱荷率，以百分數(shù)表示。負荷率通常簡稱負荷負荷。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造

11、 1.3 1.3 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機工作原理往復(fù)活塞式內(nèi)燃機工作原理 一、一、四沖程汽油機工作原理四沖程汽油機工作原理 n發(fā)動機把熱能轉(zhuǎn)換成機械能首先必須進氣，把可燃混發(fā)動機把熱能轉(zhuǎn)換成機械能首先必須進氣，把可燃混 合氣合氣( (或新鮮空氣或新鮮空氣) )引入氣缸；然后將進入氣缸的可燃混合引入氣缸；然后將進入氣缸的可燃混合 氣氣( (或新鮮空氣或新鮮空氣) )壓縮，壓縮接近終點時點燃可燃混合氣壓縮，壓縮接近終點時點燃可燃混合氣( (或或 將柴油高壓噴入氣缸內(nèi)形成可燃混合氣并引燃將柴油高壓噴入氣缸內(nèi)形成可燃混合氣并引燃) )；可燃混合；可燃混合 氣著火燃燒，膨脹推動活塞下行實現(xiàn)對外作功；最后排出氣

12、著火燃燒，膨脹推動活塞下行實現(xiàn)對外作功；最后排出 燃燒后的廢氣。即燃燒后的廢氣。即進氣、壓縮、作功、排氣進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。把四個過程。把 這四個過程叫做發(fā)動機的一個工作循環(huán)，工作循環(huán)不斷地這四個過程叫做發(fā)動機的一個工作循環(huán)，工作循環(huán)不斷地 重復(fù)，就實現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換，使發(fā)動機能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)。重復(fù)，就實現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換，使發(fā)動機能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)。 n把完成一個工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈把完成一個工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720(720) )，活塞上下往，活塞上下往 復(fù)運動四次的發(fā)動機，稱為復(fù)運動四次的發(fā)動機，稱為四沖程發(fā)動機四沖程發(fā)動機。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及

13、總體構(gòu)造 1.1.進氣行程進氣行程 活塞在曲軸的帶動下活塞在曲軸的帶動下 由上止點移至下止點由上止點移至下止點。此。此 時時排氣門關(guān)閉，進氣門開排氣門關(guān)閉，進氣門開 啟。啟。在活塞移動過程中，在活塞移動過程中， 氣缸容積逐漸增大，氣缸氣缸容積逐漸增大，氣缸 內(nèi)形成一定的真空度?？諆?nèi)形成一定的真空度?？?氣和汽油的混合物通過進氣和汽油的混合物通過進 氣門被吸入氣缸，并在氣氣門被吸入氣缸，并在氣 缸內(nèi)進一步混合形成可燃缸內(nèi)進一步混合形成可燃 混合氣?；旌蠚狻?上止點上止點 下止點下止點 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 2.2.壓縮行程壓縮行程 進氣行程結(jié)

14、束后，進氣行程結(jié)束后， 曲軸繼續(xù)帶動活塞曲軸繼續(xù)帶動活塞由由 下止點移至上止點下止點移至上止點。 這時，這時，進、排氣門均進、排氣門均 關(guān)閉關(guān)閉。隨著活塞移動，。隨著活塞移動， 氣缸容積不斷減小，氣缸容積不斷減小， 氣缸內(nèi)的混合氣被壓氣缸內(nèi)的混合氣被壓 縮，其壓力和溫度同縮，其壓力和溫度同 時升高。時升高。 上止點上止點 下止點下止點 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 3.3.作功行程作功行程 壓縮行程結(jié)束時，安裝壓縮行程結(jié)束時，安裝 在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電 火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合 氣點燃，火焰迅速傳

15、遍整個氣點燃，火焰迅速傳遍整個 燃燒室，同時放出大量的熱燃燒室，同時放出大量的熱 能。燃燒氣體的體積急劇膨能。燃燒氣體的體積急劇膨 脹，壓力和溫度迅速升高。脹，壓力和溫度迅速升高。 在氣體壓力的作用下，活塞在氣體壓力的作用下，活塞 由由上止點移至下止點上止點移至下止點，并通，并通 過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。 這時，這時，進、排氣門仍舊關(guān)閉進、排氣門仍舊關(guān)閉。 上止點上止點 下止點下止點 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 4.4.排氣行程排氣行程 排氣行程開始，排排氣行程開始，排 氣門開啟，進氣門仍然關(guān)氣門開啟，進氣門仍然關(guān) 閉閉，

16、曲軸通過連桿帶動活，曲軸通過連桿帶動活 塞塞由下止點移至上止點由下止點移至上止點， 此時膨脹過后的燃燒氣體此時膨脹過后的燃燒氣體 ( (或稱廢氣或稱廢氣) )在其自身剩余在其自身剩余 壓力和在活塞的推動下，壓力和在活塞的推動下， 經(jīng)排氣門排出氣缸之外。經(jīng)排氣門排出氣缸之外。 當活塞到達上止點時，當活塞到達上止點時，排排 氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉。氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉。 上止點上止點 下止點下止點 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 工作過程運動情況及氣缸內(nèi)溫度與壓力的變化情況工作

17、過程運動情況及氣缸內(nèi)溫度與壓力的變化情況 （壓力單位：（壓力單位：mpampa ） 活塞行活塞行 程程 活塞運動活塞運動 氣門開閉情氣門開閉情 況況 氣缸壓力氣缸壓力氣缸溫度氣缸溫度備注備注 進氣進氣向下運動向下運動 進進氣門開氣門開 排氣門關(guān)排氣門關(guān) 0.0750.0750.090.09 ( (終了終了) ) 370k370k400k 400k ( (終了終了) ) 可燃混合可燃混合 氣氣 壓縮壓縮向上運動向上運動 進進氣門關(guān)氣門關(guān) 排氣門關(guān)排氣門關(guān) 0.60.61.2 1.2 ( (終了終了) ) 600k600k700k700k ( (終了終了) ) 上止點火上止點火 花塞點火花塞點火

18、作功作功向下運動向下運動 進氣門關(guān)進氣門關(guān) 排氣門關(guān)排氣門關(guān) 最高壓力最高壓力3 35 5 0.30.30.50.5終了終了 最高最高220022002800k2800k 1300130016001600終了終了 排氣排氣向上運動向上運動 進進氣門關(guān)氣門關(guān) 排氣門開排氣門開 0.1050.1050.1250.125 ( (終了終了) ) 900k900k1200k1200k ( (終了終了) ) 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 二、二、 四沖程柴油機工作原理四沖程柴油機工作原理 四沖程柴油機的工作循環(huán)同樣包括四沖程柴油機的工作循環(huán)同樣包括進氣、壓進氣

19、、壓 縮、作功和排氣縮、作功和排氣等四個過程，在各個活塞行程中，等四個過程，在各個活塞行程中， 進、排氣門的開閉和曲柄連桿機構(gòu)的運動與汽油進、排氣門的開閉和曲柄連桿機構(gòu)的運動與汽油 機完全相同。機完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不只是由于柴油和汽油的使用性能不 同，使柴油機和汽油機在同，使柴油機和汽油機在混合氣形成方法及著火混合氣形成方法及著火 方式上有著根本的差別。方式上有著根本的差別。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 1.1.進氣行程進氣行程 在柴油機進氣行程在柴油機進氣行程 中，被吸入氣缸的只是中，被吸入氣缸的只是 純凈的空氣。純凈的空氣

20、。 2.2.壓縮行程壓縮行程 因為柴油機的壓縮因為柴油機的壓縮 比大，所以壓縮行程終比大，所以壓縮行程終 了時氣體壓力高。了時氣體壓力高。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 3.3.作功行程作功行程 在壓縮行程結(jié)束時，在壓縮行程結(jié)束時， 噴油泵將柴油泵入噴油器，噴油泵將柴油泵入噴油器， 并通過噴油器噴入燃燒室。并通過噴油器噴入燃燒室。 細微的油滴蒸發(fā)汽化，迅細微的油滴蒸發(fā)汽化，迅 速與空氣混合形成可燃混速與空氣混合形成可燃混 合氣。由于氣缸內(nèi)的溫度合氣。由于氣缸內(nèi)的溫度 遠高于柴油的自燃點，因遠高于柴油的自燃點，因 此柴油隨即自行著火燃燒。此柴油隨即自

21、行著火燃燒。 4.4.排氣行程排氣行程 排氣行程開始，排氣排氣行程開始，排氣 門開啟，進氣門仍然關(guān)閉，門開啟，進氣門仍然關(guān)閉， 燃燒后的廢氣排出氣缸。燃燒后的廢氣排出氣缸。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 工作過程運動情況及氣缸內(nèi)溫度與壓力的變化情況工作過程運動情況及氣缸內(nèi)溫度與壓力的變化情況 （壓力單位：（壓力單位：mpampa ） 活塞行程活塞行程活塞運動活塞運動 氣門開閉情氣門開閉情 況況 壓力壓力溫度溫度/k/k備注備注 進氣行程進氣行程向下運動向下運動 進氣門開進氣門開 排氣門關(guān)排氣門關(guān) 0.0790.0790.0930.093 ( (終了

22、終了) ) 300300370370 ( (終了終了) ) 純空氣純空氣 壓縮行程壓縮行程向上運動向上運動 進氣門關(guān)進氣門關(guān) 排氣門關(guān)排氣門關(guān) 3.53.54.54.5 ( (終了終了) ) 75075010001000 ( (終了終了) ) 上止點噴油上止點噴油 壓燃壓燃 作功行程作功行程向下運動向下運動 進氣門關(guān)進氣門關(guān) 排氣門關(guān)排氣門關(guān) 6 69 9（最高）（最高） 0.20.20.40.4（終了）（終了） 2000200025002500 1200120015001500 排氣行程排氣行程向上運動向上運動 進氣門關(guān)進氣門關(guān) 排氣門開排氣門開 0.1050.1050.1250.125 (

23、 (終了終了) ) 80080010001000 ( (終了終了) ) 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 三、三、二沖程汽油機工作原理二沖程汽油機工作原理 二沖程內(nèi)燃機的工作循環(huán)是在兩個活塞行二沖程內(nèi)燃機的工作循環(huán)是在兩個活塞行 程即程即曲軸旋轉(zhuǎn)一周曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)完成的。在四沖程內(nèi)的時間內(nèi)完成的。在四沖程內(nèi) 燃機中，常把排氣過程和進氣過程合稱為換氣過燃機中，常把排氣過程和進氣過程合稱為換氣過 程。在二沖程內(nèi)燃機中換氣過程是指廢氣從氣缸程。在二沖程內(nèi)燃機中換氣過程是指廢氣從氣缸 內(nèi)被新氣掃除并取代的過程。這兩種內(nèi)燃機工作內(nèi)被新氣掃除并取代的過程。這

24、兩種內(nèi)燃機工作 循環(huán)的循環(huán)的不同之處不同之處主要在于主要在于換氣過程換氣過程。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 四、四、 二沖程柴油機工作原理二沖程柴油機工作原理 1 1第一行程第一行程活塞由下止點移至上止點?；钊上轮裹c移至上止點。 2 2第二行程第二行程活塞由上止點移至下止點。活塞由上止點移至下止點。 二沖程柴油機工作原理二沖程柴油機工作原理 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機

25、的工作原理及總體構(gòu)造 1.四沖程汽油機和柴油機的共同點 1)1)每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)(720(720) )每一行程曲軸轉(zhuǎn)每一行程曲軸轉(zhuǎn) 半轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)(180(180) )，進氣行程是進氣門開啟，排氣行程是，進氣行程是進氣門開啟，排氣行程是 排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門均關(guān)閉。排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門均關(guān)閉。 2)2)四個行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其它三個行四個行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其它三個行 程是輔助行程。程是輔助行程。 3)3)發(fā)動機運轉(zhuǎn)的第一個循環(huán)，必須有外力使曲軸旋轉(zhuǎn)發(fā)動機運轉(zhuǎn)的第一個循環(huán)，必須有外力使曲軸旋轉(zhuǎn) 完成進氣、壓縮行程，著火后，

26、完成作功行程，依靠完成進氣、壓縮行程，著火后，完成作功行程，依靠 曲軸和飛輪貯存的能量便可自行完成以后的行程，以曲軸和飛輪貯存的能量便可自行完成以后的行程，以 后的工作循環(huán)發(fā)動機無需外力就可自行完成。后的工作循環(huán)發(fā)動機無需外力就可自行完成。 五、汽油機與柴油機、四沖程與二沖程內(nèi)燃機的比較五、汽油機與柴油機、四沖程與二沖程內(nèi)燃機的比較 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 2 2、四沖程汽油機與柴油機的不同點、四沖程汽油機與柴油機的不同點 1)1)混合氣形成方式不同混合氣形成方式不同 汽油機的汽油和空氣在氣缸外混合，進氣行程進入汽油機的汽油和空氣在氣缸外混合

27、，進氣行程進入 氣缸的是可燃混合氣。氣缸的是可燃混合氣。 柴油機進氣行程進入氣缸的是純空氣，柴油是在作柴油機進氣行程進入氣缸的是純空氣，柴油是在作 功行程開始階段噴入氣缸，在氣缸內(nèi)與空氣混合。功行程開始階段噴入氣缸，在氣缸內(nèi)與空氣混合。 2)2)點火方式不同點火方式不同 汽油機用電火花點燃混合氣。汽油機用電火花點燃混合氣。 柴油機是用高壓將柴油噴入氣缸內(nèi)，靠高溫氣體加熱柴油機是用高壓將柴油噴入氣缸內(nèi)，靠高溫氣體加熱 自行著火燃燒，即著火方式不同。所以汽油機有點火系，自行著火燃燒，即著火方式不同。所以汽油機有點火系， 因而柴油機則無點火系。因而柴油機則無點火系。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原

28、理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 3.3.汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機的比較汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機的比較 1) 1) 汽油機轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動容易，汽油機轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動容易， 制造成本低。在轎車、輕型貨車等應(yīng)用廣泛。制造成本低。在轎車、輕型貨車等應(yīng)用廣泛。 2) 2) 柴油機的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低，柴油機的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低， 同時柴油價格較低，因此，柴油機的燃料經(jīng)濟性同時柴油價格較低，因此，柴油機的燃料經(jīng)濟性 能好，而且柴油機的排氣污染少，排放性能較好。能好，而且柴油機的排氣污染少，排放性能較好。 但缺點是轉(zhuǎn)速低，質(zhì)量大，噪聲大，振動大，

29、制但缺點是轉(zhuǎn)速低，質(zhì)量大，噪聲大，振動大，制 造和維修費用高。在貨車上大量使用，也應(yīng)用在造和維修費用高。在貨車上大量使用，也應(yīng)用在 一些轎車上。一些轎車上。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 1.4 1.4 發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造 汽油機由汽油機由一機組、兩大機構(gòu)一機組、兩大機構(gòu)和和五大系統(tǒng)五大系統(tǒng) 組成，即由組成，即由機體組、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機機體組、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機 構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系 和和起動系起動系組成；組成； 柴油機由柴油機由一機組、兩大機構(gòu)一機組、兩大機構(gòu)和和四大系統(tǒng)

30、四大系統(tǒng) 組成，即由組成，即由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料 供給系、潤滑系、冷卻系供給系、潤滑系、冷卻系和和起動系起動系組成，柴組成，柴 油機是壓燃的，不需要點火系。油機是壓燃的，不需要點火系。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 1.1.曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu) 功用：將活塞的往復(fù)功用：將活塞的往復(fù) 直線運動轉(zhuǎn)化為曲軸的直線運動轉(zhuǎn)化為曲軸的 旋轉(zhuǎn)運動對外輸出動力旋轉(zhuǎn)運動對外輸出動力。 組成：主要由組成：主要由氣缸體、氣缸體、 氣缸蓋、油底殼、活塞、氣

31、缸蓋、油底殼、活塞、 連桿、曲軸和飛輪連桿、曲軸和飛輪等零等零 件組成。件組成。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 2.2.配氣機構(gòu)配氣機構(gòu) n功用：根據(jù)發(fā)動機的工作循環(huán)和工作過程，定時開功用：根據(jù)發(fā)動機的工作循環(huán)和工作過程，定時開 啟和關(guān)閉進氣門和排氣門。啟和關(guān)閉進氣門和排氣門。 n組成：一般由組成：一般由氣門、氣門彈簧、凸輪軸、正時齒輪、氣門、氣門彈簧、凸輪軸、正時齒輪、 齒形皮帶、搖臂、挺柱齒形皮帶、搖臂、挺柱等組成。等組成。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 3.3.燃料供給系燃料供給系 n功用功用：按

32、照發(fā)動機每一氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)或按照發(fā)動機每一氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)或 發(fā)火次序的要求，定時將燃油和空氣及時地供給氣缸，發(fā)火次序的要求，定時將燃油和空氣及時地供給氣缸， 并將燃燒后的廢氣及時排除。并將燃燒后的廢氣及時排除。 n組成：主要由組成：主要由 油箱、油泵、油箱、油泵、 汽油濾清器、汽油濾清器、 噴油器、噴油泵、噴油器、噴油泵、 化油器、化油器、空氣濾空氣濾 清器、進排氣管、清器、進排氣管、 排氣消音器排氣消音器等組成。等組成。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 第一

33、章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 4.4.冷卻系冷卻系 n功用：將受熱零件吸功用：將受熱零件吸 收的部分熱量及時散發(fā)收的部分熱量及時散發(fā) 出去，保證發(fā)動機在最出去，保證發(fā)動機在最 適宜的溫度狀態(tài)下工作。適宜的溫度狀態(tài)下工作。 n水冷發(fā)動機的冷卻系水冷發(fā)動機的冷卻系 通常由通常由冷卻水套、水泵、冷卻水套、水泵、 風扇、水箱、節(jié)溫器風扇、水箱、節(jié)溫器等等 組成。組成。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 5.5.潤滑系潤滑系 n功用：向作相對運動的零功用：向作相對運動的零 件表面輸送定量的清潔潤滑件表面輸送定量的清潔潤滑

34、 油，以實現(xiàn)液體摩擦，油，以實現(xiàn)液體摩擦，減小減小 摩擦阻力，減輕機件的磨損，摩擦阻力，減輕機件的磨損， 同時還有冷卻、清潔、密封、同時還有冷卻、清潔、密封、 防腐防腐的作用。的作用。 n通常由通常由潤滑油道、機油泵、潤滑油道、機油泵、 機油濾清器和一些閥門機油濾清器和一些閥門等組等組 成。成。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 6.6.點火系點火系 n功用：是保證按規(guī)定功用：是保證按規(guī)定 時刻及時點燃氣缸中被時刻及時點燃氣缸中被 壓縮的混合氣。壓縮的混合氣。 n組成：通常由組成：通常由蓄電池、蓄電池、 發(fā)電機、分電器、點火發(fā)電機、分電器、點火 線圈、

35、點火開頭和高壓線圈、點火開頭和高壓 線線等組成。等組成。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 7.7.起動系起動系 n功用：用外力轉(zhuǎn)動發(fā)功用：用外力轉(zhuǎn)動發(fā) 動機的曲軸，使活塞作動機的曲軸，使活塞作 往復(fù)運動，氣缸內(nèi)的可往復(fù)運動，氣缸內(nèi)的可 燃混合氣燃燒膨脹作功。燃混合氣燃燒膨脹作功。 n主要由主要由起動機及其附起動機及其附 屬裝置屬裝置等組成。等組成。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 1.5 1.5 發(fā)動機的性能指標發(fā)動機的性能指標 一、動力性指標一、動力性指標 動力性指標是表征發(fā)動機作功能力大小的指動力性指標

36、是表征發(fā)動機作功能力大小的指 標，一般用發(fā)動機的標，一般用發(fā)動機的有效轉(zhuǎn)矩、有效功率、轉(zhuǎn)速有效轉(zhuǎn)矩、有效功率、轉(zhuǎn)速 和和平均有效壓力平均有效壓力等作為評價發(fā)動機動力性好壞的等作為評價發(fā)動機動力性好壞的 指標。指標。 1.1.有效轉(zhuǎn)矩有效轉(zhuǎn)矩 發(fā)動機對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，記發(fā)動機對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，記 作作 t te e，單位為，單位為 n nm m 。有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移的。有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移的 乘積即為發(fā)動機對外輸出的有效功。乘積即為發(fā)動機對外輸出的有效功。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 2.2.有效功率有效功率 發(fā)動機在單位時間

37、對外輸出的有效功稱為有發(fā)動機在單位時間對外輸出的有效功稱為有 效功率，記作效功率，記作 p pe e 單位為單位為 kwkw。它等于有效轉(zhuǎn)矩與。它等于有效轉(zhuǎn)矩與 曲軸角速度的乘積。曲軸角速度的乘積。 式中：te有效轉(zhuǎn)矩，nm； n曲軸轉(zhuǎn)速，r/minr/min。 )( 9550 10 60 2 3 kw ntn tp e ee 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 3.3.發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)動機轉(zhuǎn)速 發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機轉(zhuǎn) 速，用速，用 n n 表示，單位為表示，單位為 r/min r/min 。發(fā)動機轉(zhuǎn)速的。發(fā)

38、動機轉(zhuǎn)速的 高低，關(guān)系到單位時間內(nèi)作功次數(shù)的多少或發(fā)動高低，關(guān)系到單位時間內(nèi)作功次數(shù)的多少或發(fā)動 機有效功率的大小，即發(fā)動機的有效功率隨轉(zhuǎn)速機有效功率的大小，即發(fā)動機的有效功率隨轉(zhuǎn)速 的不同而改變。的不同而改變。 4.4.平均有效壓力單位平均有效壓力單位 氣缸工作容積發(fā)出的有效功稱為平均有效氣缸工作容積發(fā)出的有效功稱為平均有效 壓力，記作壓力，記作 pmepme，單位為，單位為 mpampa 。顯然，平均有效。顯然，平均有效 壓力越大，發(fā)動機的作功能力越強壓力越大，發(fā)動機的作功能力越強。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 二、二、 經(jīng)濟性指標經(jīng)濟性指標

39、 發(fā)動機經(jīng)濟性指標包括有效熱效率和有效發(fā)動機經(jīng)濟性指標包括有效熱效率和有效 燃油消耗率等。燃油消耗率等。 1.1.有效熱效率有效熱效率 燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百 分數(shù)稱為有效熱效率，記作分數(shù)稱為有效熱效率，記作 ee。顯然，為獲得。顯然，為獲得 一定數(shù)量的有效功所消耗的熱量越少，有效熱效一定數(shù)量的有效功所消耗的熱量越少，有效熱效 率越高，發(fā)動機的經(jīng)濟性越好。率越高，發(fā)動機的經(jīng)濟性越好。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 2.2.有效燃油消耗率有效燃油消耗率 發(fā)動機每輸出發(fā)動機每輸出 1kw 1kw 的有效

40、功所消耗的燃油量的有效功所消耗的燃油量 稱為有效燃油消耗率，記作稱為有效燃油消耗率，記作 bebe，單位為，單位為 g/ g/（kwkwh h）。）。 式中：b發(fā)動機在單位時間內(nèi)的耗油量，kg/h； pe發(fā)動機的有效功率，kw。 顯然，有效燃油消耗率越低，經(jīng)濟性越好。顯然，有效燃油消耗率越低，經(jīng)濟性越好。 3 10 e e p b b 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 三、強化指標三、強化指標 強化指標是指發(fā)動機承受熱負荷和機械負荷能強化指標是指發(fā)動機承受熱負荷和機械負荷能 力的評價指標，一般包括力的評價指標，一般包括升功率升功率和和強化系數(shù)強化系數(shù)等

41、。等。 1.1.升功率升功率 發(fā)動機在標定工況下，單位發(fā)動機排量輸出的發(fā)動機在標定工況下，單位發(fā)動機排量輸出的 有效功率稱為升功率。升功率大，表明每升氣缸工有效功率稱為升功率。升功率大，表明每升氣缸工 作容積發(fā)出的有效功率大，發(fā)動機的熱負荷和機械作容積發(fā)出的有效功率大，發(fā)動機的熱負荷和機械 負荷都高。負荷都高。 2.2.強化系數(shù)強化系數(shù) 平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強化平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強化 系數(shù)?；钊骄俣仁侵赴l(fā)動機在標定轉(zhuǎn)速下工作系數(shù)。活塞平均速度是指發(fā)動機在標定轉(zhuǎn)速下工作 時，活塞往復(fù)運動速度的平均值。時，活塞往復(fù)運動速度的平均值。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的

42、工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 四、緊湊性指標四、緊湊性指標 緊湊性指標是用來表征發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)緊緊湊性指標是用來表征發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)緊 湊程度的指標，通常用湊程度的指標，通常用比容積比容積和和比質(zhì)量比質(zhì)量衡量。衡量。 1.1.比容積比容積 發(fā)動機外廓體積與其標定功率的比值稱為比發(fā)動機外廓體積與其標定功率的比值稱為比 容積。容積。 2.2.比質(zhì)量比質(zhì)量 發(fā)動機的干質(zhì)量與其標定功率的比值稱為比發(fā)動機的干質(zhì)量與其標定功率的比值稱為比 質(zhì)量。干質(zhì)量是指未加注燃油、機油和冷卻液的質(zhì)量。干質(zhì)量是指未加注燃油、機油和冷卻液的 發(fā)動機質(zhì)量。比容積和比質(zhì)量越小，發(fā)動機結(jié)構(gòu)發(fā)動機質(zhì)量。比容積和比

43、質(zhì)量越小，發(fā)動機結(jié)構(gòu) 越緊湊。越緊湊。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 五、環(huán)境指標五、環(huán)境指標 環(huán)境指標用來評價發(fā)動機排氣品質(zhì)和噪聲水平。環(huán)境指標用來評價發(fā)動機排氣品質(zhì)和噪聲水平。 由于它關(guān)系到人類的健康及其賴以生存的環(huán)境，因由于它關(guān)系到人類的健康及其賴以生存的環(huán)境，因 此各國政府都制定出嚴格的控制法規(guī)，以期消減發(fā)此各國政府都制定出嚴格的控制法規(guī)，以期消減發(fā) 動機排氣和噪聲對環(huán)境的污染。動機排氣和噪聲對環(huán)境的污染。 六、可靠性指標六、可靠性指標 可靠性指標是表征發(fā)動機在規(guī)定的使用條件下，可靠性指標是表征發(fā)動機在規(guī)定的使用條件下， 正常持續(xù)工作能力的指標。可靠性有多種評價方法，正常持續(xù)工作能力的指標?？煽啃杂卸喾N評價方法， 如首發(fā)故障行駛里程、平均故障間隔里程、主要零如首發(fā)故障行駛里程、平均故障間隔里程、主要零 件的損壞率等。件的損壞率等。 第一章第一章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構(gòu)造 七、七、耐久性指標耐久性指標 耐久性指標