第03章發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí)

1、第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類與基本構(gòu)造將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為熱力發(fā)動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱熱機(jī)），包括內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)是通過(guò)燃料與空氣混合在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置；外燃機(jī)是燃料在機(jī)器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋爐內(nèi)的水加熱，使之變?yōu)楦邷?、高壓的水蒸氣，送到機(jī)器內(nèi)部，使所含的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，如蒸汽機(jī)等。內(nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)相比，具有熱效率高，體積小，便于移動(dòng)，起動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、船艦以及汽車拖拉機(jī)、坦克等各種車輛上。一、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類目前車用發(fā)動(dòng)機(jī)主要是內(nèi)燃機(jī)，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)形式等不同大致分類如下：1.按活塞的運(yùn)動(dòng)形式分為：往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)活塞式

2、發(fā)動(dòng)機(jī)。汽車所用的發(fā)動(dòng)機(jī)主要是往復(fù)活塞式。由于它在設(shè)計(jì)、制造、安裝、修理及使用中各種技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)完善的程度，今后在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，仍是汽車的主要?jiǎng)恿π问?，也是本書的主要介紹對(duì)象。旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)（也稱轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)），在國(guó)外汽車上（主要是日本汽車）也有所應(yīng)用，雖然還有一些關(guān)鍵技術(shù)仍在研究中，而作為發(fā)動(dòng)機(jī)的前景還是存在的。2. 按發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)的行程數(shù)分為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)每一次將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，都必須經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣這樣一系列連續(xù)過(guò)程，此為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。活塞每?jī)蓚€(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)?；钊克膫€(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動(dòng)

3、機(jī)。3.按發(fā)動(dòng)機(jī)使用燃料種類的不同可分為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱汽油機(jī)）和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱柴油機(jī)）等。以汽油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為汽油機(jī)；以柴油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為柴油機(jī)。4.按汽油機(jī)供油系統(tǒng)的不同可分為化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)?；推魇桨l(fā)動(dòng)機(jī)是將汽油與空氣在化油器中以一定的比例混合成可燃混合氣，然后被吸入氣缸并加以壓縮，點(diǎn)火燃燒作功。汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)是把燃料通過(guò)噴射系統(tǒng)，以一定的數(shù)量噴入進(jìn)氣管或氣缸內(nèi)與空氣混合形成可燃混合氣，再點(diǎn)火、燃燒、膨脹而作功。由于汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)（特別是電控汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)）具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，故在汽車上廣泛采用。5.按發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方式分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。用冷卻水冷

4、卻的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)；用風(fēng)冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。6.按發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)分類：?jiǎn)胃装l(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。僅有一個(gè)氣缸的稱為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)；有兩個(gè)以上氣缸的稱為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)還可根據(jù)氣缸的具體數(shù)目及其排列型式進(jìn)一步分類。二、基本構(gòu)造單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造如圖3-1所示。氣缸19內(nèi)裝有活塞17，活塞通過(guò)活塞銷、連桿16與曲軸12相連接。活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為了吸入氣體和排出廢氣，設(shè)有進(jìn)氣門6和排氣門23。圖3-1 單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造1-高壓線；2-分電器；3-空氣濾清器；4-化油器；5-火花塞；6-進(jìn)氣門；7-點(diǎn)火線圈；8-蓄電池；9-起動(dòng)機(jī)；10-飛輪；1

5、1-油底殼；12-曲軸；13-曲軸正時(shí)帶輪；14-正時(shí)齒形帶；15-曲軸箱；16-連桿；17-活塞；18-冷卻水套；19-氣缸；20-氣缸蓋；21-凸輪軸正時(shí)帶輪；22-搖臂；23-排氣門；24-凸輪軸三、發(fā)動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語(yǔ)圖3-2為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)圖，描述發(fā)動(dòng)機(jī)工作的基本術(shù)語(yǔ)有：上止點(diǎn)（TDC）：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處。下止點(diǎn)（BDC）：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處?；钊谐蹋╯）：上、下止點(diǎn)間的距離（mm）。曲柄半徑（R）：與連桿下端（即連桿大頭）相連的曲柄銷中心到曲軸回轉(zhuǎn)中心的距離（mm）。顯然，s=2R。曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)行程。氣缸工作容積（Vh）：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所讓出的空間

6、容積（L）。 Vh=D2s/4×106 （L）式中：D 氣缸直徑（mm）。發(fā)動(dòng)機(jī)排量（VL）：發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積之和（L）。設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)為i， VL = Vh i （L） 燃燒室容積（VC ）：活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的空間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積（L）。氣缸總?cè)莘e（V a）：活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e（L）。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即 V a= Vh +VC壓縮比（）：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即 = V a/VC =1+Vh /VC它表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度

7、就越高，因而發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率就越大，經(jīng)濟(jì)性越好。一般車用汽油機(jī)的壓縮比為810，柴油機(jī)的壓縮比為1522。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)：在氣缸內(nèi)進(jìn)行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一系列連續(xù)過(guò)程（進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣）稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。 圖3-2 發(fā)動(dòng)機(jī)基本術(shù)語(yǔ)示意圖1-氣缸蓋；2-活塞；3-連桿；4-曲軸第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理一、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理1四沖程汽油機(jī)的工作原理四沖程汽油機(jī)是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣完成一個(gè)工作循環(huán)的，如圖3-3所示為單缸四沖程汽油機(jī)工作原理示意圖。進(jìn)氣行程：活塞由曲軸帶動(dòng)從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，進(jìn)氣門打開(kāi)，排氣門關(guān)閉（圖3-3a）。由于活塞下移，

8、活塞上腔容積增大，形成一定真空度?？諝馀c汽油的混合物，經(jīng)進(jìn)氣門被吸入氣缸，至活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，停止進(jìn)氣，進(jìn)氣行程結(jié)束。進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)，由于進(jìn)氣過(guò)程中進(jìn)氣管和進(jìn)氣門等有進(jìn)氣阻力，氣缸內(nèi)壓力低于大氣壓力，約為75kPa90kPa。由于氣缸壁、活塞等高溫機(jī)件及殘留高溫廢氣的加熱，氣體溫度約為370K440K。壓縮行程：進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)，活塞在曲軸的帶動(dòng)下，從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)（圖3-3b）。此時(shí)，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，隨著活塞上移，活塞上腔容積不斷減小，混合氣被壓縮，至活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，壓縮行程結(jié)束。在壓縮行程過(guò)程中，氣體壓力和溫度同時(shí)升高，混合氣進(jìn)一步混合，形成可燃混合氣。壓縮比越大，壓縮

9、終了可燃混合氣的壓力和溫度越高，燃燒速度越快，熱效率越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性越好。但是，對(duì)汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，壓縮比的提高要受到爆燃的限制，在汽油機(jī)中，爆燃是一種不受控制的不正常燃燒，它是由于氣缸內(nèi)壓力和溫度過(guò)高，在燃燒室內(nèi)離火花塞較遠(yuǎn)處的可燃混合氣在正常的火焰?zhèn)鞑サ那颁h面到達(dá)前就自燃而引起的。爆燃時(shí)，燃燒室內(nèi)壓力和溫度急劇升高，產(chǎn)生具有音速的壓力波，沖擊燃燒室壁面，產(chǎn)生尖銳的金屬敲缸聲，它會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，轉(zhuǎn)速下降，工作不穩(wěn)定，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，排氣冒黑煙，NOx排放量增加等，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致活塞、缸蓋、排氣門燒壞，軸承碎裂，火花塞絕緣破壞等嚴(yán)重事故。因此，汽油機(jī)的壓縮比通常要控制在一定的范圍內(nèi)。汽

10、油機(jī)壓縮終點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力為11.6MPa，可燃混合氣的平均溫度為625725K，遠(yuǎn)高于汽油的點(diǎn)燃溫度，因而很容易點(diǎn)燃。 圖3-3 單缸四沖程汽油機(jī)工作原理示意圖1-排氣門；2-氣缸蓋；3-火花塞；4-進(jìn)氣門；6-活塞；7-連桿；8-曲軸 作功行程：壓縮行程末（圖3-3c），火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣，并迅速著火燃燒，氣體產(chǎn)生高溫、高壓，在氣體壓力的作用下，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)連桿驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)向外輸出作功，至活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，作功行程結(jié)束。在作功行程中，開(kāi)始階段氣缸內(nèi)氣體壓力、溫度急劇上升，瞬時(shí)壓力可達(dá)3MPa5MPa，瞬時(shí)溫度可達(dá)2200K2800K。隨著活塞的下

11、移，壓力、溫度下降，作功行程終了時(shí)，壓力約為300kPa500kPa，溫度約為1500K1700K。 排氣行程：在作功行程終了時(shí)，排氣門被打開(kāi)，活塞在曲軸是帶動(dòng)下由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)（圖3-3d）。廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅(qū)趕作用下，自排氣門排出氣缸，至活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，排氣門關(guān)閉，排氣行程結(jié)束。排氣終了時(shí)，由于燃燒室的存在，氣缸內(nèi)還存有少量廢氣，氣體壓力也因排氣門和排氣道等有阻力而高于大氣壓力。此時(shí)，壓力約為105kPa125kPa，溫度約為900K1200K。排氣行程結(jié)束后，進(jìn)氣門再次開(kāi)啟，又開(kāi)始了下一個(gè)工作循環(huán)，如此周而復(fù)始，發(fā)動(dòng)機(jī)就自行運(yùn)轉(zhuǎn)。2四沖程柴油機(jī)的工作原理四沖程柴油機(jī)和

12、四沖程汽油機(jī)工作原理一樣，每個(gè)工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程所組成。但柴油和汽油性質(zhì)不同，柴油機(jī)在可燃混合氣的形成，著火方式等與汽油機(jī)有較大區(qū)別。下面主要介紹與汽油機(jī)工作原理不同之處。如圖3-4所示為單缸四沖程柴油機(jī)工作原理示意圖。進(jìn)氣行程：進(jìn)氣行程如圖3-4a所示。它不同于汽油機(jī)的是進(jìn)入氣缸的不是混合氣，而是純空氣。由于進(jìn)氣阻力比汽油機(jī)小，上一沖程殘留的廢氣溫度比較低等原因，進(jìn)氣終了壓力和溫度與汽油機(jī)稍有不同，壓力約為800 kPa 900 kPa，溫度約為320K350K。 圖3-4 單缸四沖程柴油機(jī)工作原理示意圖1-進(jìn)氣門；2-進(jìn)氣管；3-氣缸；4-活塞；5-連桿；6-曲軸

13、；7-噴油器；8-排氣門；9-排氣管壓縮行程：壓縮行程如圖3-4b所示。不同于汽油機(jī)的是壓縮純空氣，且由于柴油機(jī)壓縮比大，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機(jī)高，壓力可達(dá)3MPa5MPa，溫度可達(dá)800K1000K。作功行程：作功行程如圖3-4c所示。此行程與汽油機(jī)有很大不同，壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣。因?yàn)榇藭r(shí)氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃溫度（約500K左右），柴油自行著火燃燒，且以后的一段時(shí)間內(nèi)邊噴邊燃燒，氣缸內(nèi)的溫度、壓力急劇升高，推動(dòng)活塞下行作功。此行程中，瞬時(shí)壓力可達(dá)5MPa10MPa，瞬時(shí)溫度可達(dá)1800K2200K；

14、作功終了，壓力約為200kPa400kPa，溫度約為1200K1500K。排氣行程：排氣行程如圖3-4d所示。與汽油機(jī)排氣行程基本相同。排氣終了，氣缸壓力約為105kPa125kPa，溫度約為800K1000K。四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的基本原理相似，其共同的特點(diǎn)是：每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩圈，每個(gè)行程曲軸轉(zhuǎn)180°，進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門打開(kāi)，排氣行程是排氣門打開(kāi)，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，在其一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)行程中，只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其余三個(gè)行程是為作功行程做準(zhǔn)備工作的輔助行程，雖然作功行程是主要的，但其他的三個(gè)行程也是必不可少的。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一個(gè)循環(huán)，必須有外力使曲

15、軸旋轉(zhuǎn)完成進(jìn)氣、壓縮行程，著火后，完成作功行程，依靠曲軸和飛輪儲(chǔ)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(dòng)機(jī)無(wú)需外力就可自行完成。兩種發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的主要不同之處是：汽油機(jī)的汽油和空氣在氣缸外混合，進(jìn)氣行程進(jìn)入氣缸的是可燃混合氣。而柴油機(jī)進(jìn)氣行程進(jìn)入氣缸的是純空氣，柴油是在作功行程開(kāi)始階段噴入氣缸，在氣缸內(nèi)與空氣混合，即混合氣形成方式不同。汽油機(jī)用電火花點(diǎn)燃混合氣，而柴油機(jī)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(jī)有點(diǎn)火系，而柴油機(jī)則無(wú)點(diǎn)火系。二、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理1二沖程汽油機(jī)工作原理 二沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的

16、時(shí)間內(nèi)完成的。圖3-5表示一種用曲軸箱掃氣的二沖程汽油機(jī)的工作示意圖。圖3-5 二沖程汽油機(jī)工作示意圖a）-壓縮；b）-進(jìn)氣；c）-作功；d）-換氣1-進(jìn)氣孔；2-排氣孔；3-掃氣孔與四沖程汽油機(jī)不同的是沒(méi)有進(jìn)氣門、排氣門，分別以進(jìn)氣孔1和排氣孔2代之，由活塞圓柱面控制其開(kāi)閉。另外，還有掃氣孔3，掃氣時(shí)曲軸箱和氣缸相連通。第一行程(換氣壓縮行程) 活塞自下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，到活塞圓柱面將排氣孔2和掃氣孔3都關(guān)閉時(shí)，開(kāi)始?jí)嚎s上一循環(huán)吸入氣缸內(nèi)的汽油與空氣混合氣，如圖3-5a）所示。 同時(shí)在活塞下面的曲軸箱內(nèi)形成真空度(曲軸箱是密封的)。當(dāng)活塞繼續(xù)上行時(shí)，進(jìn)氣孔1打開(kāi)，新的汽油與空氣可燃混合氣經(jīng)進(jìn)

17、氣孔1被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)，如圖3-5b）所示。第二行程(做功換氣行程) 活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞點(diǎn)火，點(diǎn)燃被壓縮的混合氣，高溫、高壓氣體急劇膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)外做功，如圖3-5c）所示。當(dāng)活塞下行至關(guān)閉進(jìn)氣孔1、露出排氣孔2時(shí)，氣缸開(kāi)始排氣，同時(shí)壓縮活塞下方的可燃混合氣；活塞繼續(xù)下行到露出掃氣孔3時(shí)，受到預(yù)壓的新鮮混合氣自掃氣孔流入缸內(nèi)，并掃除廢氣，如圖3-5d）所示。為了防止新鮮混合氣大量與廢氣混合并排出氣缸而造成浪費(fèi)，活塞頂做成特殊形狀，使新鮮混合氣的氣流被引向上部，還可以利用新鮮混合氣來(lái)掃除廢氣，使排氣更干凈。理論上二沖程比四沖程汽油機(jī)升功率大一倍，但實(shí)際上由于排氣、換氣占

18、去了13行程，使作功行程縮短，導(dǎo)致實(shí)際單位氣缸工作容積的功率只比四沖程汽油機(jī)大5060。由于排氣行程短，廢氣排不盡，部分新鮮可燃混合氣在掃氣時(shí)隨廢氣外流，造成燃油消耗率高，經(jīng)濟(jì)性差，HC排放增加。同時(shí)，由于作功頻繁，機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷大，潤(rùn)滑困難，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)壽命短。因此，二沖程化油器式汽油機(jī)在現(xiàn)代汽車上已不采用，在摩托車上很少采用。近年來(lái)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣形成和燃燒方面的研究進(jìn)展以及電子控制技術(shù)的進(jìn)步，采用汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)，解決了二沖程汽油機(jī)在掃氣過(guò)程中混合氣逃逸的最大弊端，使其能夠適應(yīng)當(dāng)今降低排放和節(jié)約能源的社會(huì)要求，本部分內(nèi)容將在第六章第八節(jié)中講述。 2二沖程柴油機(jī)工作原理二沖程柴油機(jī)的工

19、作過(guò)程和二沖程汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程相似，所不同的是：進(jìn)入柴油機(jī)氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。在第一行程活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力增到3MPa，溫度約升至8501000K，燃油在高壓(約1720MPa)下噴入氣缸內(nèi)。這時(shí)燃油自行著火燃燒，使氣缸內(nèi)壓力增高，活塞受燃燒氣體的膨脹作用自上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)而作功。 三、多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作從單缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可知，只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其它三個(gè)行程都要消耗動(dòng)力。為了維持運(yùn)動(dòng)，單缸發(fā)動(dòng)機(jī)必須有一個(gè)貯備能量較大的飛輪。即使如此，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)仍然是不平穩(wěn)的，作功行程快，其它行程慢。另外，單缸發(fā)動(dòng)機(jī)還有其它缺點(diǎn)，使其在汽車上的應(yīng)用受到了限制。 汽車上實(shí)際應(yīng)

20、用的是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，它是由若干個(gè)相同的單缸排列在一個(gè)機(jī)體上共用一根曲軸輸出動(dòng)力所組成?，F(xiàn)代汽車上用的較多是四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 多缸發(fā)動(dòng)機(jī)是在曲軸轉(zhuǎn)角720°內(nèi)(四沖程發(fā)動(dòng)機(jī))或曲軸轉(zhuǎn)角360°內(nèi)(二沖程發(fā)動(dòng)機(jī))，各缸都要象單缸發(fā)動(dòng)機(jī)一樣完成一個(gè)工作循環(huán)。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，除少數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)因結(jié)構(gòu)限制外，各缸作功間隔角大都均等。如四沖程六缸發(fā)動(dòng)機(jī)各缸作功間隔角為=720°/6=120° 即曲軸每轉(zhuǎn)120°就有一個(gè)缸作功，各缸作功行程略有搭接，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)較單缸發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)得多。另外，由于各缸的作功行程為其它缸的準(zhǔn)備行程提供動(dòng)力，所以貯存能量的飛

21、輪也較單缸發(fā)動(dòng)機(jī)小得多。 多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各缸作功行程發(fā)生的順序，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序或點(diǎn)火順序，應(yīng)遵守一定的規(guī)律，這個(gè)規(guī)律將在第四章第四節(jié)中介紹。 第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造 現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是一部由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，其具體構(gòu)造也千差萬(wàn)別，但由于基本工作原理相同，所以其基本結(jié)構(gòu)也就大同小異。就往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)而言通常由曲柄連桿、配氣兩大機(jī)構(gòu)和燃料供給、潤(rùn)滑、冷卻、起動(dòng)四大系統(tǒng)組成，如果是汽油機(jī)還應(yīng)有點(diǎn)火系統(tǒng)；如果是增壓發(fā)動(dòng)機(jī)則還應(yīng)有增壓系統(tǒng)。汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖圖3-6、圖3-7、圖3-8、3-9所示。一、曲柄連桿機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是由機(jī)體、活塞連桿組和曲軸飛輪組三部

22、分組成，其作用是將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能，經(jīng)機(jī)構(gòu)由活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。機(jī)體還是發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)、各個(gè)系統(tǒng)和一些其他部件的安裝基礎(chǔ)，并且機(jī)體許多部分還是配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、冷卻系和潤(rùn)滑系的組成部分。二、配氣機(jī)構(gòu) 配氣機(jī)構(gòu)是由氣門組和氣門傳動(dòng)組兩部分組成。其作用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)各缸工作順序和工作循環(huán)的要求，定時(shí)地將各缸進(jìn)排氣門打開(kāi)或關(guān)閉，以便發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行換氣過(guò)程。 三、燃料供給系 汽油機(jī)燃料供給系和柴油機(jī)燃料供給系由于供油系和燃燒過(guò)程不同，在結(jié)構(gòu)上有很大區(qū)別，汽油燃料供給系又分化油器式和電子控制汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)兩種，化油器式燃料供給系已逐漸淘汰；電子控制汽油噴射式燃料系是由

23、空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成，其作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況的要求，配制一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，供入氣缸，并在燃燒作功后將燃燒后的廢氣排至大氣中。 柴油機(jī)燃料供給系由燃油箱、輸油泵、噴油泵、柴油濾清器、進(jìn)排氣管和排氣消聲器等組成，其作用是向氣缸內(nèi)供給純空氣并在規(guī)定時(shí)刻向缸內(nèi)噴入定量柴油，以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)速，最后，將燃燒后的廢氣排出氣缸。四、 冷卻系 冷卻系有水冷式和風(fēng)冷式兩種，現(xiàn)代汽車一般都采用水冷式。水冷式由水泵、散熱器、風(fēng)扇、分水管、節(jié)溫器和水套(在機(jī)體內(nèi))等組成，其作用是利用冷卻水冷卻高溫零件，并通過(guò)散熱器將熱量散發(fā)到大氣中去，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)在正常溫度狀態(tài)工作。五、 潤(rùn)滑系 潤(rùn)滑系由機(jī)油泵、限壓閥、集濾器、機(jī)油濾清器、限壓閥、油底殼等組成。其作用是將潤(rùn)滑油分送至各個(gè)摩擦零件的摩擦面，以減小摩擦力，減少機(jī)件磨損，并清洗、冷卻摩擦表面，從而延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。 六、起動(dòng)系 起動(dòng)系由起動(dòng)機(jī)和起動(dòng)繼電器等組成，其作用是帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)以獲得必要的動(dòng)能和起動(dòng)轉(zhuǎn)速，使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 七、點(diǎn)火系 汽油機(jī)點(diǎn)火系由電源(蓄電池和發(fā)電機(jī))、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞等組成，其作用是按一定時(shí)刻向氣缸內(nèi)提供電火花以點(diǎn)燃缸內(nèi)可燃混合氣。圖3-6 汽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖3-7 CA6102型汽油機(jī)總成（左側(cè)）圖3-8 CA6102型汽油機(jī)縱剖