發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí)總結(jié)全集

1、發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造基本原理圖解發(fā)動(dòng)機(jī)是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器。無(wú)論是汽油機(jī)，還是柴油機(jī)；無(wú)論是四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī)；無(wú)論是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。要完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，保證長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。1、發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)是一臺(tái)由多種機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器?，F(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，發(fā)動(dòng)機(jī)的具體構(gòu)造也多種多樣，但由于其基本工作原理一致，從總體功能來(lái)看，其基本結(jié)構(gòu)大同小異，都是由二大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即：曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)（柴油機(jī)沒(méi)有）。我們以桑塔納2000GSi型轎車裝備的AJR型發(fā)

2、動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)實(shí)例來(lái)分析發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造。（1) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在做功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。（2) 配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過(guò)程，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過(guò)程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組和氣門驅(qū)動(dòng)組組成。

3、 （3) 燃料供給系統(tǒng)汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。（4) 潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系的功用是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤(rùn)滑系通常由潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。（5) 冷卻系統(tǒng) 冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)

4、下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。 （6) 點(diǎn)火系統(tǒng)在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。（7) 起動(dòng)系統(tǒng)要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)

5、的全過(guò)程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過(guò)程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。 汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成；柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系和起動(dòng)系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系2、發(fā)動(dòng)機(jī)分類3、內(nèi)燃機(jī)編號(hào)規(guī)則為了便于內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)管理和使用，我國(guó)對(duì)內(nèi)燃機(jī)名稱和型號(hào)編制方法重新審定并頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7251991。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：內(nèi)燃機(jī)名稱按所采用的主要燃料來(lái)命名，內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語(yǔ)拼音字母組成，其排列順序和意義如下圖所示：4、發(fā)動(dòng)機(jī)基本

6、術(shù)語(yǔ)（1）上止點(diǎn)TDC 上止點(diǎn)是指活塞頂位于其運(yùn)動(dòng)的頂部時(shí)的位置，即活塞的最高位置。（2）下止點(diǎn)BDC 下止點(diǎn)是指活塞頂位于其運(yùn)動(dòng)的底部時(shí)的位置，即活塞的最低位置。（3）活塞行程S 活塞行程是指上、下止點(diǎn)間的距離，用S表示，單位：mm（毫米）?；钊梢粋€(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)一次的過(guò)程，稱為一個(gè)沖程。（4）曲柄半徑R 曲柄半徑是指與連桿大頭相連接的曲柄銷的中心線到曲軸回轉(zhuǎn)中心線的距離，用R表示，單位：mm（毫米）。顯然，曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)沖程，即：（5）氣缸工作容積Vh 氣缸工作容積是指活塞從一個(gè)止點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過(guò)的容積，用Vh表示，單位：L（升）。顯然有：式中：Vh氣缸工作容積

7、，L； D氣缸直徑，mm； S活塞行程，mm。（6）燃燒室容積Vc 燃燒室容積是指活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方的氣缸空間容積，用Vc表示，單位：L（升）。（7）氣缸總?cè)莘eVa 氣缸總?cè)莘e是指活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方的氣缸空間容積，用Va表示，單位：L（升）。顯然有：（8）發(fā)動(dòng)機(jī)排量VL 發(fā)動(dòng)機(jī)排量是指發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積之和，用VL表示，單位：L（升）。對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，顯然有：式中：i發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)。 發(fā)動(dòng)機(jī)排量是一個(gè)非常重要的特征參數(shù)，轎車就是以發(fā)動(dòng)機(jī)排量大小來(lái)進(jìn)行分級(jí)。微型：VL1.0；普通級(jí)：VL1.01.6；中級(jí)：VL1.62.5；中高級(jí)：VL2.54.0；高級(jí)：VL4.0。（9）

8、壓縮比 壓縮比是指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，用表示。壓縮比用來(lái)衡量空氣或混合氣被壓縮的程度，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比為610，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比較高，為1622。（10）工作循環(huán) 發(fā)動(dòng)機(jī)完成進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過(guò)程，稱為一個(gè)工作循環(huán)。5、四沖程汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過(guò)程所組成。單缸四沖程汽油機(jī)工作循環(huán)示意圖如下：（l）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)氣門開啟，排氣門關(guān)閉。在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中，氣缸內(nèi)容積逐漸增大，形成一定真空度，于是空氣和燃油的可燃混合氣通過(guò)進(jìn)氣門被吸入氣缸，直至活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣

9、門關(guān)閉，停止進(jìn)氣。 由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在進(jìn)氣阻力，進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓力低于大氣壓力，約為0.075MPa0.09MPa。由于氣缸壁、活塞等高溫件及上一循環(huán)留下的高溫殘余廢氣的加熱，氣體溫度升高到370K400K。（2）壓縮行程 為使可燃混合氣迅速燃燒，達(dá)到改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的目的，必須在燃燒前對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮，以提高可燃混合氣的溫度和壓力。因此，在進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)立即進(jìn)入壓縮行程，活塞在曲軸的帶動(dòng)下，從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，由于進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，氣缸內(nèi)容積逐漸減小，可燃混合氣壓力、溫度逐漸升高。 壓縮終了時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力約為0.6MPa1.2MPa，溫度約為600K700K。（3）作功

10、行程 在壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣并迅速燃燒，使氣體的溫度、壓力迅速升高而膨脹，從而推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)作功，至活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)作功結(jié)束。 在作功行程中，開始階段氣缸內(nèi)氣體壓力、溫度急劇上升，瞬間壓力可達(dá)3MPa5MPa，瞬時(shí)溫度可達(dá)2200K2800K。隨著活塞下行，氣缸容積增大，氣缸內(nèi)壓力、溫度逐漸下降，作功終了時(shí)，壓力約為0.30.5MPa，溫度約為1300K1600K。（4）排氣行程 為使循環(huán)能夠連續(xù)進(jìn)行，須將燃燒產(chǎn)生的廢氣排出。在作功行程終了時(shí)，排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，曲軸通過(guò)連桿推動(dòng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，廢氣在自身剩余壓力和活塞推動(dòng)下，被

11、排出氣缸，至活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣門關(guān)閉，排氣結(jié)束。排氣行程終了時(shí)，由于燃燒室容積的存在，氣缸內(nèi)還存有少量廢氣，氣體壓力也因排氣系統(tǒng)存在排氣阻力而略高于大氣壓力。此時(shí)，壓力約為0105MPa0115MPa，溫度約為900K1200K。6、四沖程柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程柴油機(jī)和四沖程汽油機(jī)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)行程組成。由于所使用燃料的性質(zhì)不同，在可燃混合氣的形成和著火方式上與汽油機(jī)有很大區(qū)別。單缸四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)示意圖如下：（l）進(jìn)氣行程 進(jìn)氣行程不同于汽油機(jī)的是進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。由于進(jìn)氣阻力比汽油機(jī)小，上一行程殘留的廢氣溫度也比汽油機(jī)低，

12、進(jìn)氣行程終了的壓力約為0.075MPa0.095MPa，溫度約為 320K350K。（2）壓縮行程 壓縮行程不同于汽油機(jī)的是壓縮純空氣，由于柴油的壓縮比大，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。（3）作功行程 此行程與汽油機(jī)有很大差異，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)的高溫高壓空氣中，被迅速汽化并與空氣形成混合氣，由于此時(shí)氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃溫度（約500K左右），柴油混合氣便立即自行著火燃燒，且此后一段時(shí)間內(nèi)邊噴油邊燃燒，氣缸內(nèi)壓力和溫度急劇升高，推動(dòng)活塞下行作功。 作功行程中，瞬時(shí)壓力可達(dá)5MPa10MPa，瞬時(shí)

13、溫度可達(dá) 1800K2200K，作功行程終了時(shí)壓力約為0.2MPa0.4MPa，溫度約為 1200K1500K。（4）排氣行程 此行程與汽油機(jī)基本相同。排氣行程終了時(shí)的氣缸壓力約為0.105MPa0.125MPa，溫度約為800K1000K。7、四沖程汽油機(jī)與柴油機(jī)工作原理的比較由上述四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)可知，兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)既有共同點(diǎn)，又有差別，歸納如下：（1）兩種發(fā)動(dòng)機(jī)中，每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩周（7200），每完成一個(gè)行程曲軸轉(zhuǎn)半周（1800），進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。（2）無(wú)論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)，在四個(gè)行程中，只有作

14、功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其余三個(gè)行程是為作功行程作準(zhǔn)備的輔助行程，都要消耗一部分能量。（3）兩種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一循環(huán)，都必須靠外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進(jìn)氣和壓縮行程，作功行程開始后，作功能量?jī)?chǔ)存在飛輪內(nèi)，以維持循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。（4）汽油機(jī)的混合氣是在氣缸外部形成的，進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是可燃混合氣；柴油機(jī)的混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的，進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是純空氣。（5）汽油機(jī)在壓縮終了時(shí)，靠火花塞強(qiáng)制點(diǎn)火燃燒，而柴油機(jī)則靠混合氣自燃著火燃燒。8、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是指曲軸轉(zhuǎn)一圈（3600），活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)二次完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其工作循環(huán)也包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)過(guò)程，下面以二沖程汽油機(jī)

15、為例介紹其簡(jiǎn)單工作原理。二沖程汽油機(jī)在結(jié)構(gòu)上與四沖程汽油機(jī)的不同之處在于沒(méi)有了進(jìn)、排氣門，取而代之的是進(jìn)氣孔、排氣孔和換氣孔。圖為單缸二沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，其工作原理如下：（1）第一行程 活塞由曲軸帶動(dòng)從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)活塞上行至關(guān)閉換氣孔和排氣孔時(shí)，已進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣被壓縮，直至上止點(diǎn)時(shí)，壓縮結(jié)束；與此同時(shí)，隨著活塞上行，其下方曲軸箱內(nèi)形成一定真空度，當(dāng)活塞上行到進(jìn)氣孔開啟時(shí)，新鮮混合氣被吸入曲軸箱。（2）第二行程 活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣，燃燒形成的高溫、高壓氣體推動(dòng)活塞下行作功，當(dāng)活塞下行到關(guān)閉進(jìn)氣孔后，曲軸箱內(nèi)的混合氣被預(yù)壓縮，活塞繼續(xù)下行至排氣孔開啟時(shí)，燃燒后的廢氣靠自身壓力經(jīng)排氣孔排出；緊接著，換氣孔開啟，曲軸箱內(nèi)經(jīng)預(yù)壓的混合氣進(jìn)入氣缸，并排除氣缸內(nèi)殘余廢氣，這一過(guò)程稱為換氣過(guò)程，它將一直延續(xù)到下一行程活塞再上行關(guān)閉換氣孔和排氣孔時(shí)為止。 由上述工作原理可知，第一行程時(shí)，活塞上方進(jìn)行換氣、壓縮，活