汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件

第一章

汽車發(fā)動機工作原理及總體構造第一章

汽車發(fā)動機工作原理及總體構造1發(fā)動機的分類基本術語四沖程發(fā)動機工作原理和總體構造二沖程發(fā)動機工作原理和總體構造

第一章汽車的發(fā)動機類型發(fā)動機的分類

第一章汽車的發(fā)動機類型2第一節(jié)概述一、發(fā)動機及其種類概述什么叫發(fā)動機?凡是把某種形式的能轉變?yōu)闄C械能的機器各種發(fā)動機因能源不同又可分為風力發(fā)動機、水力發(fā)動機和熱力發(fā)動機等。

第一節(jié)概述一、發(fā)動機及其種類凡是把某種形式的能轉變?yōu)闄C3熱力發(fā)動機——將燃料燃燒所產生的熱能轉變?yōu)闄C械能。因燃料燃燒所處部位不同，熱力發(fā)動機又可分為外燃機和內燃機兩大類。

燃料在發(fā)動機外部燃燒的叫外燃機。如蒸汽機、汽輪機等。

燃料直接在發(fā)動機內部燃燒的叫內燃機。如柴油機、汽油機、煤氣機等。

熱力發(fā)動機——將燃料燃燒所產生的熱能轉變?yōu)闄C械能。因4內燃機與外燃機比較，具有以下優(yōu)點：熱效率高——增壓柴油機最高熱效率可達46％，而蒸汽機只有11％～16％。功率范圍廣，適應性好——最小的不到lkW，最大的可達35000kW。同一型號，經少量改裝，可適應各種不同用途的需要。結構緊湊，重量輕，尺寸小。使用操作方便，起動快——正常情況下，一般的柴油機或汽油機能在3-5s時間內起動，并能在短時間內達到全負荷運轉，而且操作比較輕便。運轉安全。內燃機與外燃機比較，具有以下優(yōu)點：5二、內燃機的分類內燃機的結構形式很多，可按下列方法分類：(1)按活塞運動方式分——往復活塞式

旋轉活塞式二、內燃機的分類內燃機的結構形式很多，可按下列方法分類：6二、內燃機的分類(2)按采用的燃料不同分有柴油機、汽油機、氣體燃料發(fā)動機等。二、內燃機的分類(2)按采用的燃料不同分7(3)按氣缸冷卻方式分——為水冷與風冷二、內燃機的分類(3)按氣缸冷卻方式分——為水冷與風冷8(4)按完成一個工作循環(huán)的行程數(沖程)可分為：四沖程式：活塞往復四個行程完成一個工作循環(huán)。二沖程式：活塞往復兩個行程完成一個工作循環(huán)。二、內燃機的分類(4)按完成一個工作循環(huán)的行程數(沖程)可分為：二、內燃機的9(5)按進氣方式分

增壓式：裝有增壓器，空氣經過增壓后進入氣缸。

非增壓式；不裝增壓器，利用活塞的抽吸作用將空氣吸入氣缸·拖拉機和汽車上大部分都采用非增壓式。二、內燃機的分類(5)按進氣方式分二、內燃機的分類10(6)按發(fā)動機氣缸數可分為單缸與多缸二、內燃機的分類(6)按發(fā)動機氣缸數可分為單缸與多缸二、內燃機的分類11(7)按著火方式分

壓燃式：利用氣缸內被壓縮的空氣所產生的高溫高壓使燃料自行著火燃燒。柴油機就屬于這種著火方式點燃式：利用外界熱源(如電火花)點燃燃料，使其著火燃燒。如汽油機、天然氣發(fā)動機等。二、內燃機的分類(7)按著火方式分二、內燃機的分類12(8)接用途可分為固定式：用作固定作業(yè)的動力，如發(fā)電、排灌、農產品加工等作業(yè)。移動式：用作移動機械的動力，如拖拉機和汽車的發(fā)動機。二、內燃機的分類(8)接用途可分為二、內燃機的分類13(9)按氣缸排列形式分有直列式、臥式和V型等。二、內燃機的分類(9)按氣缸排列形式分二、內燃機的分類14第一節(jié)小結目前，應用最廣、數量最多的汽車發(fā)動機為水冷、四沖程往復活塞式內燃機，其中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。少數轎車和輕型客、貨車發(fā)動機用柴油機。以風冷或二沖程活塞式內燃機為動力的汽車為數不多。現主要用于摩托車和小型動力作業(yè)機械。為滿足汽車加速性能的要求，用增壓的方法提高內燃機的功率。因此，近年來增壓內燃機倍受重視，并得到了積極的發(fā)展。第一節(jié)小結目前，應用最廣、數量最多的汽車發(fā)動機為水冷、四沖程15第二節(jié)往復活塞式內燃機的基本結構及基本術語第二節(jié)往復活塞式內燃機的基本結構及基本術語16基本結構簡介圖1-1基本結構簡介圖1-117它由氣缸蓋1排氣門2進氣門3

噴油器4(汽油機為火花塞)氣缸5活塞6連桿8活塞銷7曲軸10曲柄11飛輪12等構成

基本結構簡介

它由氣缸蓋1噴油器4(汽油機基本結構簡介18有密閉的工作腔——周向氣缸、頂缸蓋和氣門、底活塞頂等組成。工作腔容積能變化——活塞往復運動實現（氣缸內表面為圓柱形）。往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動——作往復運動的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，構成曲柄連桿機構來實現。其他——為保證發(fā)動機能正常工作，需要支撐和散熱缸體及冷卻系、空氣供給裝置進排氣系統(tǒng)、燃料供給裝置燃料供給系、著火裝置電火系、潤滑系等。結構特點有密閉的工作腔——周向氣缸、頂缸蓋和氣門、底活塞頂等組成。結19常用的基本名詞術語與定義工作循環(huán)工作循環(huán)——完成進氣、壓縮、作功和排氣四個過程即為一個工作循環(huán)。

常用的基本名詞術語與定義工作循環(huán)工作循環(huán)——完成進氣、壓縮、20上止點——活塞在氣缸里作往復直線運動時，當活塞向上運動到最高位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最遠的極限位置，稱為上止點TDC(TopDeadCenter)。

下止點——活塞在氣缸里作往復直線運動時，當活塞向下運動到最低位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最近的極限位置，稱為下止點BDC(BottomDeadCenter)。

上止點——活塞在氣缸里作往復直線運動時，當活塞向上運動到最高21活塞行程——活塞從一個止點到另一個止點移動的距離。即上、下止點之間的距離稱為活塞行程S

。對應一個活塞行程，曲軸旋轉180°活塞行程——活塞從一個止點到另一個止點移動的22常用的基本名詞術語與定義曲柄半徑曲柄半徑——曲軸旋轉中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑R。通?；钊谐虨榍霃降膬杀叮矗?/p>

S=2R。常用的基本名詞術語與定義曲柄半徑23氣缸工作容積——活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積，稱為氣缸工作容積Vh

。式中：D－氣缸直徑，單位mm；

S－活塞行程，單位mm；氣缸工作容積——活塞從一個止點運動到另一個止24發(fā)動機排量——多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和稱為發(fā)動機排量Vt。Vt=Vh×i

式中：Vh——氣缸工作容積；

i——氣缸數目。常用的基本名詞術語與定義發(fā)動機排量——多缸發(fā)動機各氣缸工作容積常用的基本名詞術語與定25燃燒室容積——活塞位于上止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積。氣缸總容積——活塞位于下止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總容積Va。顯而易見，氣缸總容積就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和，即:Va＝Vc＋Vh常用的基本名詞術語與定義燃燒室容積——活塞位于上止點時，其頂部與氣缸蓋常用的基本名詞26壓縮比——氣缸總容積與燃燒室容積之比ε（氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比）。意義——表示氣體的壓縮程度，是非常重要的概念。公式：式中：Va－氣缸總容積；

Vh－氣缸工作容積；Vc－燃燒室容積；通常汽油機的壓縮比為8～12，柴油機的壓縮比較高，一般為16～24。壓縮比——氣缸總容積與燃燒室容積之比ε（氣體壓縮前通27第三節(jié)內燃機的工作原理單缸四行(沖)程汽油機的工作原理四行程汽油機的運轉是按進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷循環(huán)反復的進行的。第三節(jié)內燃機的工作原理單缸四行(沖)程汽油機的工作原28四行程發(fā)動機工作原理觀看演示

1、進氣行程

2、壓縮行程

3、作功行程

4、排氣行程

排氣門關閉進氣門開啟四行程發(fā)動機工作原理觀看演示1、進氣行程2、壓縮行29四行程汽油機的工作原理觀察工作原理并注意與前者的區(qū)別四行程汽油機的工作原理觀察工作原理并注意與前者的區(qū)別30汽油發(fā)動機四個行程的圖示1.進氣行程２.壓縮行程３.作功行程4.排氣行程每一行程工作的具體分析如下

汽油發(fā)動機四個行程的圖示1.進氣行程２.壓縮行程３.作功行程31進氣門開,

排氣門關,

活塞自上止點

至下止點,

氣缸真空,

吸入混合氣。進氣行程進氣門開,

排氣門32進氣行程排氣門關閉進氣門開啟大氣壓力線PVra示功圖上止點下止點示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況。進氣終了時氣缸內壓強為0.074～0.093Mpa，溫度上升至353～403K

活塞下行進氣行程排氣門關閉進氣門開啟大氣壓力線PVra示功圖上止33在進氣過程中，受空氣濾清器、化油器、進氣管道、進氣門等阻力影響，進氣終了時，氣缸內氣體壓力略低于大氣壓，約為0.075～0.09MPa，同時受到殘余廢氣和高溫機件加熱的影響，溫度達到370～400K。實際汽油機的進氣門是在活塞到達上止點之前打開，并且延遲到下止點之后關閉，以便吸入更多的可燃混合氣。

進氣行程在進氣過程中，受空氣濾清器、化油器、進氣管道、進氣門34進氣門關,

排氣門關,

活塞自下止點

至上止點,

氣缸混合氣被

壓縮,

氣壓及溫

度增高.壓縮行程進氣門關,

排氣門關35活塞從下止點→上止點。進氣門和排氣門都關閉，氣缸內成為封閉容積。可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，壓縮行程終點可燃混合氣壓力可達0.6～1.2MPa，溫度可達600～700K。壓縮行程活塞從下止點→上止點。壓縮行程36壓縮行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線c上止點下止點壓縮終了時氣缸內壓強上升至0.6～1.5Mpa，溫度繼續(xù)上升至600～700K?；钊闲袎嚎s行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線c上止點37壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內的壓力和溫度越高，則燃燒速度越快，發(fā)動機功率也越大。但壓縮比太高，容易引起爆燃。壓縮行程有利于混合氣的迅速燃燒并可提高內燃機的有效熱效率。汽油機的壓縮比一般為ε＝8～12。壓縮行程壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內的壓力和溫度越高，則燃燒速度越快38進氣門關,

排氣門關,

活塞自上止點

至下止點,

氣缸混合氣被

點燃燃燒,

氣壓及溫

度急劇增高.作功行程進氣門關,

排氣門39燃燒過程和膨脹過程進氣門和排氣門仍關閉當活塞壓縮行程接近上止點(即點火提前角)位置時，火花塞產生電火花點燃可燃混合氣可燃混合氣燃燒后放出大量的熱使氣缸內氣體溫度和壓力急劇升高，最高壓力可達3～5MPa，最高溫度可達2200～2800K。高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從上止點向下止點運動作功。作功行程燃燒過程和膨脹過程作功行程40作功行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點作功中氣缸內最高壓強可達3～5Mpa，最高溫度可達2200～2800K；作功終了時氣缸內壓強下降至0.3～0.5Mpa，溫度下降至1300～1600K。

活塞下行作功行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線cZb上41通過連桿使曲軸旋轉并輸出機械功。除了用于維持發(fā)動機本身繼續(xù)運轉外，其余用于對外作功。隨著活塞向下運動，氣缸內容積增加，氣體壓力和溫度降低，當活塞運動到下止點時，作功行程結束。氣體壓力降低到0.3～0.5MPa，氣體溫度降低到1300～1600K。

作功行程通過連桿使曲軸旋轉并輸出機械功。作功行程42進氣門關,

排氣門開,

活塞自下止點

至上止點,

氣缸廢氣排出,

氣壓及溫

度下降。排氣行程進氣門關,

排氣門開43廢氣必須從氣缸中排出去以便進行下一個循環(huán)。當作功接近終了時，排氣門開啟，進氣門仍關閉，先靠廢氣的壓力自由排氣，活塞到達下止點再向上止點運動時，繼續(xù)把廢氣強制排出，活塞越過上止點后，排氣門關閉，排氣行程結束。實際汽油機的排氣行程也是排氣門提前打開，延遲關閉，目的是能排出更多的廢氣。由于燃燒室容積的存在，不可能將廢氣全部排出氣缸。

排氣行程廢氣必須從氣缸中排出去以便進行下一個循環(huán)。排氣行程44進氣門關閉排氣門打開PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點殘余廢氣排氣終了時氣缸內壓強下降至0.102～0.120Mpa，溫度下降至900～1200K

a

活塞上行排氣行程進氣門關閉排氣門打開PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點45受排氣阻力的影響，排氣終止時，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為0.105～0.115MPa，溫度約為900～1200K。曲軸繼續(xù)旋轉，活塞從上止點向下止點運動，又開始了下一個新的循環(huán)過程?？梢娝男谐唐蜋C經過進氣、壓縮、作功、排氣四個行程完成一個工作循環(huán)。這期間活塞在上、下止點往復運動了四個行程，相應地曲軸旋轉了兩圈。排氣行程受排氣阻力的影響，排氣終止時，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為046汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件47實際汽油機氣門早開晚關——如排氣門都是在活塞到達下止點前打開，上止點后關閉，以便排除更多的廢氣。汽油機每完成進氣、壓縮、作功、排氣四個行程即完成一個工作循環(huán)。四沖程汽油機每完成一個工作循環(huán)，活塞往復四次，曲軸旋轉兩圈(7200)。每沖程占曲軸轉角為7200/4沖程=1800小結實際汽油機氣門早開晚關——如排氣門都是在活塞到達下止點前打開48分析分析49單缸四行(沖)程柴油機的工作原理

工作循環(huán)相同——四行程柴油機和四行程汽油機的工作過程相同，每一個工作循環(huán)同樣包括進氣、壓縮、作功和排氣四個行程。著火方式不同——由于柴油機使用柴油，粘度大，不易蒸發(fā)，自燃溫度低，故可燃混合氣的形成，壓縮比，著火方式，燃燒過程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機不同。單缸四行(沖)程柴油機的工作原理工作循環(huán)相同——四行程柴油50四行程柴油機工作原理

與汽油機工作原理相比，只有一個行程即作功行程中，柴油機由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且自然溫度又較汽油低，所以采用的是壓縮自燃式點火。四行程柴油機工作原理與汽油機工作原理相比，只有51汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件52進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程新鮮空氣四行程柴油機各行程示意圖開始噴油進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程新鮮空氣四行程柴油機各行程示53進氣行程在柴油機進氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈的空氣。柴油機進氣系統(tǒng)阻力較小，氣缸殘留廢氣少，溫度較低，故進氣行程結束時，缸內氣體壓力較高為0.085～0.095MPa，溫度較低，約為310～340K。進氣行程在柴油機進氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈的空氣。54壓縮純空氣。在壓縮行程接近上止點時，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室.柴油和空氣在氣缸內形成可燃混合氣并著火燃燒。柴油機壓縮比比汽油機壓縮比大(一般為16～24)，故壓縮終了時氣體溫度和壓力比汽油機高，大大超過柴油的自燃溫度。壓縮終了時，氣體壓力約為3.5～4.5MPa，氣體溫度約為750～1000K。柴油機是壓縮后自燃著火的，不需要點火，故柴油機又稱為壓燃機。

壓縮行程壓縮純空氣。壓縮行程55作功行程噴油——在壓縮行程接近終點時，噴油器以很高的壓力，很小的噴孔直徑，將柴油呈細霧狀噴出。缸內混合——細微的油滴在缸內熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化，并借助于空氣的運動，迅速與空氣混合形成可燃混合氣（汽油機缸外混合）。達到自燃溫度燃燒?；钊堰^上止點，可燃混合氣燃燒膨脹作功，柴油機燃燒最高壓力比汽油機高得多，達6～9MPa，最高溫度達2000～2500K。

活塞到下止點，作功行程結束，氣體壓力約為0.2～0.4MPa，溫度約為1200～1500K。

作功行程噴油——在壓縮行程接近終點時，噴油器以很高的壓力，很56柴油機的排氣行程和汽油機一樣，廢氣同樣經排氣管排入到大氣中去。排氣終了時，氣缸內氣體壓力約為0.105～0.125MPa，氣體溫度約為800～1000K。排氣行程柴油機的排氣行程和汽油機一樣，廢氣同樣經排氣管排入到大氣中去57柴油機與汽油機比較柴油機的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低，經濟性好。柴油機的排氣污染少，排放性能較好。但其主要缺點是轉速低，質量大，噪聲大，振動大，制造和維修費用高。柴油機與汽油機比較柴油機的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率58分析和比較汽油機、柴油機的工作異同火花塞

噴油器

分析和比較汽油機、柴油機的工作異同火花塞噴油器59汽油機、柴油機的工作相同點

每個工作循環(huán)曲軸轉兩周;每一行程曲軸轉半周;只有作功行程產生動力。

汽油機、柴油機的工作不同點汽油機、柴油機的工作相同點每個工作循環(huán)曲軸轉兩周;60思考與練習：1、發(fā)動機的定義是什么？2、發(fā)動機的分類如何？3、什么是發(fā)動機的排量、燃燒室容積和壓縮比？4、汽油機和柴油機在可燃混合氣形成方式和點火方式上有何不同？它們在結構上有何區(qū)別？

思考與練習：1、發(fā)動機的定義是什么？61二行程汽油機的工作原理工作循環(huán)——二行程汽油機的工作循環(huán)也是由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣過程組成。區(qū)別——但它是在曲軸旋轉一圈(360°)，活塞上下往復運動的兩個行程內完成的。

因此，二行程發(fā)動機（two-stroke-engine）與四行程發(fā)動機工作原理不同，結構也不一樣。

動畫二行程汽油機的工作原理工作循環(huán)——二行程汽油機的工作循環(huán)也是62二行程汽油機的四個工作過程二行程汽油機的四個工作過程63曲軸箱換氣式二行程汽油機，氣缸上有三排孔，利用這三排孔分別在一定時刻被活塞打開或關閉進行進氣、換氣和排氣的。各工作過程占曲軸轉角小。二行程汽油機的結構特點曲軸箱換氣式二行程汽油機，氣缸上有三排孔，利用這三排孔分別在64第一行程

壓縮+進氣活塞從下止點向上止點運動，事先已充滿活塞上方氣缸內的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內。

二行程汽油機的工作原理第一行程二行程汽油機的工作原理65活塞上行:

上方—壓縮

下方---吸氣

二行程汽油機的工作原理活塞上行:

上方—壓縮

66第二行程燃燒作功+排氣活塞從上止點向下止點運動，活塞上方進行作功過程和換氣過程，而活塞下方則進行可燃混合氣的預壓縮。

二行程汽油機的工作原理第二行程二行程汽油機的工作原理67活塞下行(上半程):

上方—作功

下方---預壓

二行程汽油機的工作原理活塞下行(上半程):

上方—作功

68活塞下行(下半程):

上方—換氣

下方---預壓

二行程汽油機的工作原理活塞下行(下半程):

上69二沖程內燃機和四沖程內燃機比較(1)曲軸每轉一圈就有一個作功行程，因此在相同缸徑、行程和轉速時，在理論上它的功率為四沖程內燃機的兩倍。(2)也出于以上原因，它運轉比較平穩(wěn)，可采用尺寸較小的飛輪。(3)省去了一套配氣機構，使結構簡單。

其缺點是不易將廢氣從氣缸內排除干凈，并且在換氣時減少了有效作功行程。所以實際上它的功率只等于四沖程內燃機的1.5—1.6倍并且在換氣時還有一部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，因此其經濟性較差。

二沖程內燃機和四沖程內燃機比較(1)曲軸每轉一圈就有一70多缸發(fā)動機的工作原理單缸發(fā)動機一個工作循環(huán)只有一個沖程作功，其他三個沖程不作功。即曲軸轉兩圈，只有半圈作功，所以運轉平穩(wěn)性較差，功率越大，平穩(wěn)性就越差。為了使運轉平穩(wěn)，單缸機一般都裝有一個大飛輪。而多缸發(fā)動機作功行程是錯開的，按照工作順序作功，即曲軸轉兩圈各缸交替作功，因此，運轉平穩(wěn)，振動小。缸數越多，作功間隔角越小，同時參與作功的氣缸就越多，發(fā)動機運轉越平穩(wěn)。多缸機使用最多的有四缸發(fā)動機，六缸發(fā)動機和八缸發(fā)動機。多缸發(fā)動機的工作原理單缸發(fā)動機一個工作循環(huán)只有一個沖程作功71第四節(jié)發(fā)動機的總體構造汽車發(fā)動機是極為復雜的機器。但就其總體構造而言，卻都是由機體組、曲柄連桿機構、配氣機構、進排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起動系統(tǒng)和有害排放物控制裝置等組成。如果是汽油機，還包括點火系統(tǒng)。若為增壓發(fā)動機，則還應有增壓系統(tǒng)。第四節(jié)發(fā)動機的總體構造汽車發(fā)動機是極為復雜的機器。但就其72一、發(fā)動機的總體構造1-氣缸蓋罩；2-凸輪軸；3-氣缸蓋；4-擺臂；5-氣門間隙自動調節(jié)器；6-氣門彈簧；7-進氣門；8-排氣門；9-活塞；10-連桿；11-機體；12-曲軸；13-油底殼；14-機油泵；15-機油管；16-集濾器；17-曲軸齒形帶輪；18-張緊輪；19-正時齒形帶；20-凸輪軸齒形帶輪；21-化油器；22-空氣濾清器一、發(fā)動機的總體構造1-氣缸蓋罩；2-凸輪軸；3-氣缸蓋；731-風扇；2-水泵；3-氣缸蓋；4-小循環(huán)水管；5-進、排氣支管總成；6-曲軸箱通風；7-化油器；8-氣缸蓋出水管；9-搖臂機構；10-空氣壓縮機皮帶；11-曲軸正時齒輪；12-凸輪軸正時齒輪；13-正時齒輪室蓋及曲軸前油封；14-風扇皮帶；15-發(fā)動機前懸置支架總成；16-發(fā)動機前懸置軟墊總成；17-機油泵；18-油底殼；19-活塞、連桿總成；20-機油泵、分電器總成；21-主軸承蓋；22-曲軸；23-曲軸止推片；24-凸輪軸；25-油底殼襯墊；26-曲軸箱通風管；27-缸體；28-后挺桿室蓋；29-曲軸箱通風擋油板；30-飛輪殼；31-飛輪；32-發(fā)動機后懸置螺栓、螺母；33-發(fā)動機后懸置軟墊；34-限位板；35-空氣濾清器；36-絕熱墊及襯墊；37-進氣管；38-曲軸箱通風單向閥；39-閥體；40-單向閥；41-彈簧；42-彎管接頭；43-排氣管；44-放水閥；45-細濾器；46-出水軟管；47-聯軸套；48-氣缸套；49-定位銷；50-挺桿室襯墊；51-挺桿室蓋；52-分電器；53-加機油管和蓋；54-汽油泵；55-機油粗濾器1-風扇；2-水泵；21-主軸承蓋；22-曲軸；23-曲軸止74一汽奧迪100型轎車發(fā)動機20-凸輪軸前端油封；19-凸輪軸正時齒輪；18-正時齒輪上罩蓋；17-氣缸體；16-偏心輪張緊機構；15-正時皮帶.14-中間軸.13-中間軸正時齒輪；12-壓縮機支架；11-正時齒輪下罩蓋；

10-水泵、電機曲軸皮帶輪；9-壓縮機曲軸皮帶輪；8-壓緊蓋；7-正時齒輪擰緊螺栓；6-調整墊片；5-壓縮機皮帶；4-曲軸正時齒輪；

3-曲軸前端封油擋板；2-曲軸軸承蓋.1-曲軸；21-凸輪軸罩蓋；22-機油加油口蓋；23-凸輪軸機油擋油板；24-凸輪軸軸承蓋；25-排氣門.26-氣門彈簧；27-進氣門；28-液壓挺桿總成；29-凸輪軸；30-氣缸密封墊片；31-氣缸蓋；32-火花塞；33-活塞銷；34-曲軸后端封油擋板；35-飛輪齒環(huán)；36-油底殼；37-活塞；38-油標尺；39-連桿總成；40-機油集濾器；41-中間軸軸瓦；42-放油螺塞；43-曲軸主軸瓦一汽奧迪100型轎車發(fā)動機20-凸輪軸前端油封；21-凸75汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件76汽油機的組成汽油機——由兩大機構和五大系統(tǒng)組成。即由曲柄連桿機構配氣機構燃油系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)起動系統(tǒng)點火系統(tǒng)組成汽油機的組成汽油機——由兩大機構和五大系統(tǒng)組成。77柴油機的組成柴油機——由兩大機構和四大系統(tǒng)組成。即由曲柄連桿機構配氣機構燃油系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)起動系統(tǒng)組成柴油機的組成柴油機——由兩大機構和四大系統(tǒng)組成。78(1)、曲柄連桿機構功用——是發(fā)動機實現工作循環(huán)，完成能量轉換的主要運動零件。組成——由機體組、活塞連桿組和曲軸飛組等組成。工作原理——作功行程將活塞承受燃氣壓力的直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。

(1)、曲柄連桿機構功用——是發(fā)動機實現工作循環(huán)，完成能量轉79(2)配氣機構

功用——是根據發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實現換氣過程。組成——配氣機構大多采用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。(2)配氣機構功用——是根據發(fā)動機的工作順序和工作過程，80(3)燃料供給系統(tǒng)

功用（汽油機）——根據發(fā)動機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸。功用（柴油機）——把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣并燃燒。

(3)燃料供給系統(tǒng)功用（汽油機）——根據發(fā)動機的要求，配81(4)潤滑系統(tǒng)功用——向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。組成——由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。(4)潤滑系統(tǒng)功用——向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔82(5)冷卻系統(tǒng)

功用——將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。組成——水冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節(jié)溫器等組成。

(5)冷卻系統(tǒng)功用——將受83(6)點火系統(tǒng)

功用——點燃汽油機氣缸內的可燃混合氣。布置——在汽油機缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系。組成——點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。(6)點火系統(tǒng)功用——點燃汽油機氣缸內的可燃混合氣。84(7)起動系統(tǒng)

定義——曲軸在外力作用下開始轉動到發(fā)動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發(fā)動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機的起動系。分析——要使發(fā)動機由靜止狀態(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉動發(fā)動機曲軸，使活塞克服阻力作往復運動，促使發(fā)動機氣缸內的可燃混合氣能燃燒膨脹作功，發(fā)動機才能自行運轉，工作循環(huán)才能自動進行。組成——起動機、自動分離裝置等。(7)起動系統(tǒng)定義——曲軸在外力作用下開始轉動到發(fā)動機開85小結：發(fā)動機總體結構小結：發(fā)動機總體結構86多缸發(fā)動機的工作原理1、四缸直列發(fā)動機的工作原理多缸發(fā)動機的工作原理1、四缸直列發(fā)動機的工作原理87（1）桑塔納發(fā)動機（四缸）結構示意圖（1）桑塔納發(fā)動機（四缸）結構示意圖88四缸發(fā)動機工作過程演示四缸發(fā)動機工作過程演示89四缸發(fā)動機的工作順序表四缸發(fā)動機的工作順序表902、六缸直列發(fā)動機結構與工作原理CA6102型汽油機縱橫剖視圖2、六缸直列發(fā)動機結構與工作原理CA6102型汽油機縱橫剖視91基本特點是六氣缸、水冷、四沖程汽油機。發(fā)動機機體為龍門式結構，由HT25-47高強度鑄鐵鑄制。氣缸鑲嵌鈮合金鑄鐵干式氣缸套。氣缸蓋是銅鉬合金鑄鐵的整體式結構，其上鑲有鉻鎳鑄鐵進、排氣門座圈和粉末冶金氣門導管?；钊珊嚬簿тX合金液態(tài)模鍛。活塞頂上有圓形凹坑，可借以在較大范圍內調整壓縮比，以適應油料變化和高原地區(qū)提高壓縮比的需要。曲軸用45號鋼鍛造。其后端設有整體式雙刃口橡膠油封。前端裝有扭振減振器。凸輪軸位于曲軸箱內，即所謂下置凸輪軸?；咎攸c是六氣缸、水冷、四沖程汽油機。發(fā)動機機體為龍門式結92六缸發(fā)動機工作過程演示六缸發(fā)動機工作過程演示93六缸發(fā)動機的工作過程六缸發(fā)動機的工作過程943、V型發(fā)動機歐寶2．5L轎車發(fā)動機的結構圖3、V型發(fā)動機歐寶2．5L轎車發(fā)動機的結構圖95基本特點該發(fā)動機為六缸、水冷、四沖程、電控汽油噴射式汽油機。氣缸呈V形排列，氣缸夾角為54°。每缸四氣門，雙上置凸輪軸，倒置桶形液力挺柱。鋁合金氣缸蓋，進、排氣道經成形研磨頭加工，表面光滑。鋁合金機體，在曲軸箱底面裝設加強板，以增加機體剛度。在兩列氣缸中間的水套中裝置機油冷卻器，用發(fā)動機的冷卻液冷卻機油。氣缸直徑為81.6mm，而氣缸中心距只有91mm，加上氣缸夾角比較小，致使發(fā)動機結構非常緊湊，最適宜作前輪驅動的汽車動力?；咎攸c該發(fā)動機為六缸、水冷、四沖程、電控汽油噴射式汽油機。964、對置式發(fā)動機富士EJ20型汽油機剖面圖4、對置式發(fā)動機富士EJ20型汽油機剖面圖97特點與工作原理該發(fā)動機為四缸、水冷、四沖程、電控汽油噴射式發(fā)動機。其最重要的結構特點是發(fā)動機機體為水平對置式。重心低，平衡性好是這類發(fā)動機得天獨厚的優(yōu)點。每缸四氣門，雙上置凸輪軸由寬幅球面正時齒形帶傳動，同時采用自動張緊器以提高齒形帶的使用壽命和降低噪聲。氣缸蓋和機體均為鋁合金鑄件，氣缸鑲嵌干式氣缸套。特點與工作原理該發(fā)動機為四缸、水冷、四沖程、電控汽油噴射式發(fā)98奧迪A8選用6.0升W12缸發(fā)動機奧迪A8選用6.0升W12缸發(fā)動機99汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件100汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件101mazda_626mazda_626102內燃機名稱及型號編制規(guī)則首部：為產品系列符號和換代標志符號，由制造廠根據需要自選相應字母表示，但需主管部門核準。

中部：由缸數符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。后部：結構特征和用途特征符號，以字母表示。

尾部：區(qū)分符號。同一系列產品因改進等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當符號表示。內燃機型號由以下四部分組成內燃機名稱及型號編制規(guī)則首部：為產品系列符號和換代標志103內燃機型號的排列順序及符號所代表的意義內燃機型號的排列順序及符號所代表的意義104(1)汽油機

1E65F：表示單缸，二行程，缸徑65mm，風冷通用型4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產品TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號CA488：表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號

(2)柴油機

195：表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型165F：表示單缸，四行程，缸徑65mm，風冷通用型6135Q：表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用X4105：表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號型號編制舉例

(1)汽油機型號編制舉例105小結發(fā)動機常用術語工作原理發(fā)動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。分類定義按不同的分類方法大致分為四大類十個基本術語汽油發(fā)動機柴油發(fā)動機（重點）區(qū)別于汽油機的工作過程四個行程的工作過程小結發(fā)動機常用術語工作原理發(fā)動機是將某一種形式的能量106復習思考題1．

簡述發(fā)動機的基本構造2．

何謂發(fā)動機的工作循環(huán)？簡述四行程汽油機的工作過程。3．

試分析汽油機與柴油機的特點和區(qū)別。4．

發(fā)動機的主要性能指標有哪些？5．

內燃機產品名稱和型號包括幾個部分？其含義是什么？6．

解釋下列名詞：上止點；下止點；活塞行程；總容積；工作容積；燃燒室容積；壓縮比；發(fā)動機排量。

復習思考題1．

簡述發(fā)動機的基本構造107本章結束本章結束108演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！109第一章

汽車發(fā)動機工作原理及總體構造第一章

汽車發(fā)動機工作原理及總體構造110發(fā)動機的分類基本術語四沖程發(fā)動機工作原理和總體構造二沖程發(fā)動機工作原理和總體構造

第一章汽車的發(fā)動機類型發(fā)動機的分類

第一章汽車的發(fā)動機類型111第一節(jié)概述一、發(fā)動機及其種類概述什么叫發(fā)動機?凡是把某種形式的能轉變?yōu)闄C械能的機器各種發(fā)動機因能源不同又可分為風力發(fā)動機、水力發(fā)動機和熱力發(fā)動機等。

第一節(jié)概述一、發(fā)動機及其種類凡是把某種形式的能轉變?yōu)闄C112熱力發(fā)動機——將燃料燃燒所產生的熱能轉變?yōu)闄C械能。因燃料燃燒所處部位不同，熱力發(fā)動機又可分為外燃機和內燃機兩大類。

燃料在發(fā)動機外部燃燒的叫外燃機。如蒸汽機、汽輪機等。

燃料直接在發(fā)動機內部燃燒的叫內燃機。如柴油機、汽油機、煤氣機等。

熱力發(fā)動機——將燃料燃燒所產生的熱能轉變?yōu)闄C械能。因113內燃機與外燃機比較，具有以下優(yōu)點：熱效率高——增壓柴油機最高熱效率可達46％，而蒸汽機只有11％～16％。功率范圍廣，適應性好——最小的不到lkW，最大的可達35000kW。同一型號，經少量改裝，可適應各種不同用途的需要。結構緊湊，重量輕，尺寸小。使用操作方便，起動快——正常情況下，一般的柴油機或汽油機能在3-5s時間內起動，并能在短時間內達到全負荷運轉，而且操作比較輕便。運轉安全。內燃機與外燃機比較，具有以下優(yōu)點：114二、內燃機的分類內燃機的結構形式很多，可按下列方法分類：(1)按活塞運動方式分——往復活塞式

旋轉活塞式二、內燃機的分類內燃機的結構形式很多，可按下列方法分類：115二、內燃機的分類(2)按采用的燃料不同分有柴油機、汽油機、氣體燃料發(fā)動機等。二、內燃機的分類(2)按采用的燃料不同分116(3)按氣缸冷卻方式分——為水冷與風冷二、內燃機的分類(3)按氣缸冷卻方式分——為水冷與風冷117(4)按完成一個工作循環(huán)的行程數(沖程)可分為：四沖程式：活塞往復四個行程完成一個工作循環(huán)。二沖程式：活塞往復兩個行程完成一個工作循環(huán)。二、內燃機的分類(4)按完成一個工作循環(huán)的行程數(沖程)可分為：二、內燃機的118(5)按進氣方式分

增壓式：裝有增壓器，空氣經過增壓后進入氣缸。

非增壓式；不裝增壓器，利用活塞的抽吸作用將空氣吸入氣缸·拖拉機和汽車上大部分都采用非增壓式。二、內燃機的分類(5)按進氣方式分二、內燃機的分類119(6)按發(fā)動機氣缸數可分為單缸與多缸二、內燃機的分類(6)按發(fā)動機氣缸數可分為單缸與多缸二、內燃機的分類120(7)按著火方式分

壓燃式：利用氣缸內被壓縮的空氣所產生的高溫高壓使燃料自行著火燃燒。柴油機就屬于這種著火方式點燃式：利用外界熱源(如電火花)點燃燃料，使其著火燃燒。如汽油機、天然氣發(fā)動機等。二、內燃機的分類(7)按著火方式分二、內燃機的分類121(8)接用途可分為固定式：用作固定作業(yè)的動力，如發(fā)電、排灌、農產品加工等作業(yè)。移動式：用作移動機械的動力，如拖拉機和汽車的發(fā)動機。二、內燃機的分類(8)接用途可分為二、內燃機的分類122(9)按氣缸排列形式分有直列式、臥式和V型等。二、內燃機的分類(9)按氣缸排列形式分二、內燃機的分類123第一節(jié)小結目前，應用最廣、數量最多的汽車發(fā)動機為水冷、四沖程往復活塞式內燃機，其中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。少數轎車和輕型客、貨車發(fā)動機用柴油機。以風冷或二沖程活塞式內燃機為動力的汽車為數不多?，F主要用于摩托車和小型動力作業(yè)機械。為滿足汽車加速性能的要求，用增壓的方法提高內燃機的功率。因此，近年來增壓內燃機倍受重視，并得到了積極的發(fā)展。第一節(jié)小結目前，應用最廣、數量最多的汽車發(fā)動機為水冷、四沖程124第二節(jié)往復活塞式內燃機的基本結構及基本術語第二節(jié)往復活塞式內燃機的基本結構及基本術語125基本結構簡介圖1-1基本結構簡介圖1-1126它由氣缸蓋1排氣門2進氣門3

噴油器4(汽油機為火花塞)氣缸5活塞6連桿8活塞銷7曲軸10曲柄11飛輪12等構成

基本結構簡介

它由氣缸蓋1噴油器4(汽油機基本結構簡介127有密閉的工作腔——周向氣缸、頂缸蓋和氣門、底活塞頂等組成。工作腔容積能變化——活塞往復運動實現（氣缸內表面為圓柱形）。往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動——作往復運動的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，構成曲柄連桿機構來實現。其他——為保證發(fā)動機能正常工作，需要支撐和散熱缸體及冷卻系、空氣供給裝置進排氣系統(tǒng)、燃料供給裝置燃料供給系、著火裝置電火系、潤滑系等。結構特點有密閉的工作腔——周向氣缸、頂缸蓋和氣門、底活塞頂等組成。結128常用的基本名詞術語與定義工作循環(huán)工作循環(huán)——完成進氣、壓縮、作功和排氣四個過程即為一個工作循環(huán)。

常用的基本名詞術語與定義工作循環(huán)工作循環(huán)——完成進氣、壓縮、129上止點——活塞在氣缸里作往復直線運動時，當活塞向上運動到最高位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最遠的極限位置，稱為上止點TDC(TopDeadCenter)。

下止點——活塞在氣缸里作往復直線運動時，當活塞向下運動到最低位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最近的極限位置，稱為下止點BDC(BottomDeadCenter)。

上止點——活塞在氣缸里作往復直線運動時，當活塞向上運動到最高130活塞行程——活塞從一個止點到另一個止點移動的距離。即上、下止點之間的距離稱為活塞行程S

。對應一個活塞行程，曲軸旋轉180°活塞行程——活塞從一個止點到另一個止點移動的131常用的基本名詞術語與定義曲柄半徑曲柄半徑——曲軸旋轉中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑R。通?；钊谐虨榍霃降膬杀?，即：

S=2R。常用的基本名詞術語與定義曲柄半徑132氣缸工作容積——活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積，稱為氣缸工作容積Vh

。式中：D－氣缸直徑，單位mm；

S－活塞行程，單位mm；氣缸工作容積——活塞從一個止點運動到另一個止133發(fā)動機排量——多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和稱為發(fā)動機排量Vt。Vt=Vh×i

式中：Vh——氣缸工作容積；

i——氣缸數目。常用的基本名詞術語與定義發(fā)動機排量——多缸發(fā)動機各氣缸工作容積常用的基本名詞術語與定134燃燒室容積——活塞位于上止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積。氣缸總容積——活塞位于下止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總容積Va。顯而易見，氣缸總容積就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和，即:Va＝Vc＋Vh常用的基本名詞術語與定義燃燒室容積——活塞位于上止點時，其頂部與氣缸蓋常用的基本名詞135壓縮比——氣缸總容積與燃燒室容積之比ε（氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比）。意義——表示氣體的壓縮程度，是非常重要的概念。公式：式中：Va－氣缸總容積；

Vh－氣缸工作容積；Vc－燃燒室容積；通常汽油機的壓縮比為8～12，柴油機的壓縮比較高，一般為16～24。壓縮比——氣缸總容積與燃燒室容積之比ε（氣體壓縮前通136第三節(jié)內燃機的工作原理單缸四行(沖)程汽油機的工作原理四行程汽油機的運轉是按進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷循環(huán)反復的進行的。第三節(jié)內燃機的工作原理單缸四行(沖)程汽油機的工作原137四行程發(fā)動機工作原理觀看演示

1、進氣行程

2、壓縮行程

3、作功行程

4、排氣行程

排氣門關閉進氣門開啟四行程發(fā)動機工作原理觀看演示1、進氣行程2、壓縮行138四行程汽油機的工作原理觀察工作原理并注意與前者的區(qū)別四行程汽油機的工作原理觀察工作原理并注意與前者的區(qū)別139汽油發(fā)動機四個行程的圖示1.進氣行程２.壓縮行程３.作功行程4.排氣行程每一行程工作的具體分析如下

汽油發(fā)動機四個行程的圖示1.進氣行程２.壓縮行程３.作功行程140進氣門開,

排氣門關,

活塞自上止點

至下止點,

氣缸真空,

吸入混合氣。進氣行程進氣門開,

排氣門141進氣行程排氣門關閉進氣門開啟大氣壓力線PVra示功圖上止點下止點示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況。進氣終了時氣缸內壓強為0.074～0.093Mpa，溫度上升至353～403K

活塞下行進氣行程排氣門關閉進氣門開啟大氣壓力線PVra示功圖上止142在進氣過程中，受空氣濾清器、化油器、進氣管道、進氣門等阻力影響，進氣終了時，氣缸內氣體壓力略低于大氣壓，約為0.075～0.09MPa，同時受到殘余廢氣和高溫機件加熱的影響，溫度達到370～400K。實際汽油機的進氣門是在活塞到達上止點之前打開，并且延遲到下止點之后關閉，以便吸入更多的可燃混合氣。

進氣行程在進氣過程中，受空氣濾清器、化油器、進氣管道、進氣門143進氣門關,

排氣門關,

活塞自下止點

至上止點,

氣缸混合氣被

壓縮,

氣壓及溫

度增高.壓縮行程進氣門關,

排氣門關144活塞從下止點→上止點。進氣門和排氣門都關閉，氣缸內成為封閉容積?？扇蓟旌蠚馐艿綁嚎s，壓力和溫度不斷升高，壓縮行程終點可燃混合氣壓力可達0.6～1.2MPa，溫度可達600～700K。壓縮行程活塞從下止點→上止點。壓縮行程145壓縮行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線c上止點下止點壓縮終了時氣缸內壓強上升至0.6～1.5Mpa，溫度繼續(xù)上升至600～700K?；钊闲袎嚎s行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線c上止點146壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內的壓力和溫度越高，則燃燒速度越快，發(fā)動機功率也越大。但壓縮比太高，容易引起爆燃。壓縮行程有利于混合氣的迅速燃燒并可提高內燃機的有效熱效率。汽油機的壓縮比一般為ε＝8～12。壓縮行程壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內的壓力和溫度越高，則燃燒速度越快147進氣門關,

排氣門關,

活塞自上止點

至下止點,

氣缸混合氣被

點燃燃燒,

氣壓及溫

度急劇增高.作功行程進氣門關,

排氣門148燃燒過程和膨脹過程進氣門和排氣門仍關閉當活塞壓縮行程接近上止點(即點火提前角)位置時，火花塞產生電火花點燃可燃混合氣可燃混合氣燃燒后放出大量的熱使氣缸內氣體溫度和壓力急劇升高，最高壓力可達3～5MPa，最高溫度可達2200～2800K。高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從上止點向下止點運動作功。作功行程燃燒過程和膨脹過程作功行程149作功行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點作功中氣缸內最高壓強可達3～5Mpa，最高溫度可達2200～2800K；作功終了時氣缸內壓強下降至0.3～0.5Mpa，溫度下降至1300～1600K。

活塞下行作功行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線cZb上150通過連桿使曲軸旋轉并輸出機械功。除了用于維持發(fā)動機本身繼續(xù)運轉外，其余用于對外作功。隨著活塞向下運動，氣缸內容積增加，氣體壓力和溫度降低，當活塞運動到下止點時，作功行程結束。氣體壓力降低到0.3～0.5MPa，氣體溫度降低到1300～1600K。

作功行程通過連桿使曲軸旋轉并輸出機械功。作功行程151進氣門關,

排氣門開,

活塞自下止點

至上止點,

氣缸廢氣排出,

氣壓及溫

度下降。排氣行程進氣門關,

排氣門開152廢氣必須從氣缸中排出去以便進行下一個循環(huán)。當作功接近終了時，排氣門開啟，進氣門仍關閉，先靠廢氣的壓力自由排氣，活塞到達下止點再向上止點運動時，繼續(xù)把廢氣強制排出，活塞越過上止點后，排氣門關閉，排氣行程結束。實際汽油機的排氣行程也是排氣門提前打開，延遲關閉，目的是能排出更多的廢氣。由于燃燒室容積的存在，不可能將廢氣全部排出氣缸。

排氣行程廢氣必須從氣缸中排出去以便進行下一個循環(huán)。排氣行程153進氣門關閉排氣門打開PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點殘余廢氣排氣終了時氣缸內壓強下降至0.102～0.120Mpa，溫度下降至900～1200K

a

活塞上行排氣行程進氣門關閉排氣門打開PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點154受排氣阻力的影響，排氣終止時，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為0.105～0.115MPa，溫度約為900～1200K。曲軸繼續(xù)旋轉，活塞從上止點向下止點運動，又開始了下一個新的循環(huán)過程?？梢娝男谐唐蜋C經過進氣、壓縮、作功、排氣四個行程完成一個工作循環(huán)。這期間活塞在上、下止點往復運動了四個行程，相應地曲軸旋轉了兩圈。排氣行程受排氣阻力的影響，排氣終止時，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為0155汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件156實際汽油機氣門早開晚關——如排氣門都是在活塞到達下止點前打開，上止點后關閉，以便排除更多的廢氣。汽油機每完成進氣、壓縮、作功、排氣四個行程即完成一個工作循環(huán)。四沖程汽油機每完成一個工作循環(huán)，活塞往復四次，曲軸旋轉兩圈(7200)。每沖程占曲軸轉角為7200/4沖程=1800小結實際汽油機氣門早開晚關——如排氣門都是在活塞到達下止點前打開157分析分析158單缸四行(沖)程柴油機的工作原理

工作循環(huán)相同——四行程柴油機和四行程汽油機的工作過程相同，每一個工作循環(huán)同樣包括進氣、壓縮、作功和排氣四個行程。著火方式不同——由于柴油機使用柴油，粘度大，不易蒸發(fā)，自燃溫度低，故可燃混合氣的形成，壓縮比，著火方式，燃燒過程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機不同。單缸四行(沖)程柴油機的工作原理工作循環(huán)相同——四行程柴油159四行程柴油機工作原理

與汽油機工作原理相比，只有一個行程即作功行程中，柴油機由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且自然溫度又較汽油低，所以采用的是壓縮自燃式點火。四行程柴油機工作原理與汽油機工作原理相比，只有160汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件161進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程新鮮空氣四行程柴油機各行程示意圖開始噴油進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程新鮮空氣四行程柴油機各行程示162進氣行程在柴油機進氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈的空氣。柴油機進氣系統(tǒng)阻力較小，氣缸殘留廢氣少，溫度較低，故進氣行程結束時，缸內氣體壓力較高為0.085～0.095MPa，溫度較低，約為310～340K。進氣行程在柴油機進氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈的空氣。163壓縮純空氣。在壓縮行程接近上止點時，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室.柴油和空氣在氣缸內形成可燃混合氣并著火燃燒。柴油機壓縮比比汽油機壓縮比大(一般為16～24)，故壓縮終了時氣體溫度和壓力比汽油機高，大大超過柴油的自燃溫度。壓縮終了時，氣體壓力約為3.5～4.5MPa，氣體溫度約為750～1000K。柴油機是壓縮后自燃著火的，不需要點火，故柴油機又稱為壓燃機。

壓縮行程壓縮純空氣。壓縮行程164作功行程噴油——在壓縮行程接近終點時，噴油器以很高的壓力，很小的噴孔直徑，將柴油呈細霧狀噴出。缸內混合——細微的油滴在缸內熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化，并借助于空氣的運動，迅速與空氣混合形成可燃混合氣（汽油機缸外混合）。達到自燃溫度燃燒?；钊堰^上止點，可燃混合氣燃燒膨脹作功，柴油機燃燒最高壓力比汽油機高得多，達6～9MPa，最高溫度達2000～2500K。

活塞到下止點，作功行程結束，氣體壓力約為0.2～0.4MPa，溫度約為1200～1500K。

作功行程噴油——在壓縮行程接近終點時，噴油器以很高的壓力，很165柴油機的排氣行程和汽油機一樣，廢氣同樣經排氣管排入到大氣中去。排氣終了時，氣缸內氣體壓力約為0.105～0.125MPa，氣體溫度約為800～1000K。排氣行程柴油機的排氣行程和汽油機一樣，廢氣同樣經排氣管排入到大氣中去166柴油機與汽油機比較柴油機的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低，經濟性好。柴油機的排氣污染少，排放性能較好。但其主要缺點是轉速低，質量大，噪聲大，振動大，制造和維修費用高。柴油機與汽油機比較柴油機的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率167分析和比較汽油機、柴油機的工作異同火花塞

噴油器

分析和比較汽油機、柴油機的工作異同火花塞噴油器168汽油機、柴油機的工作相同點

每個工作循環(huán)曲軸轉兩周;每一行程曲軸轉半周;只有作功行程產生動力。

汽油機、柴油機的工作不同點汽油機、柴油機的工作相同點每個工作循環(huán)曲軸轉兩周;169思考與練習：1、發(fā)動機的定義是什么？2、發(fā)動機的分類如何？3、什么是發(fā)動機的排量、燃燒室容積和壓縮比？4、汽油機和柴油機在可燃混合氣形成方式和點火方式上有何不同？它們在結構上有何區(qū)別？

思考與練習：1、發(fā)動機的定義是什么？170二行程汽油機的工作原理工作循環(huán)——二行程汽油機的工作循環(huán)也是由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣過程組成。區(qū)別——但它是在曲軸旋轉一圈(360°)，活塞上下往復運動的兩個行程內完成的。

因此，二行程發(fā)動機（two-stroke-engine）與四行程發(fā)動機工作原理不同，結構也不一樣。

動畫二行程汽油機的工作原理工作循環(huán)——二行程汽油機的工作循環(huán)也是171二行程汽油機的四個工作過程二行程汽油機的四個工作過程172曲軸箱換氣式二行程汽油機，氣缸上有三排孔，利用這三排孔分別在一定時刻被活塞打開或關閉進行進氣、換氣和排氣的。各工作過程占曲軸轉角小。二行程汽油機的結構特點曲軸箱換氣式二行程汽油機，氣缸上有三排孔，利用這三排孔分別在173第一行程

壓縮+進氣活塞從下止點向上止點運動，事先已充滿活塞上方氣缸內的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內。

二行程汽油機的工作原理第一行程二行程汽油機的工作原理174活塞上行:

上方—壓縮

下方---吸氣

二行程汽油機的工作原理活塞上行:

上方—壓縮

175第二行程燃燒作功+排氣活塞從上止點向下止點運動，活塞上方進行作功過程和換氣過程，而活塞下方則進行可燃混合氣的預壓縮。

二行程汽油機的工作原理第二行程二行程汽油機的工作原理176活塞下行(上半程):

上方—作功

下方---預壓

二行程汽油機的工作原理活塞下行(上半程):

上方—作功

177活塞下行(下半程):

上方—換氣

下方---預壓

二行程汽油機的工作原理活塞下行(下半程):

上178二沖程內燃機和四沖程內燃機比較(1)曲軸每轉一圈就有一個作功行程，因此在相同缸徑、行程和轉速時，在理論上它的功率為四沖程內燃機的兩倍。(2)也出于以上原因，它運轉比較平穩(wěn)，可采用尺寸較小的飛輪。(3)省去了一套配氣機構，使結構簡單。

其缺點是不易將廢氣從氣缸內排除干凈，并且在換氣時減少了有效作功行程。所以實際上它的功率只等于四沖程內燃機的1.5—1.6倍并且在換氣時還有一部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，因此其經濟性較差。

二沖程內燃機和四沖程內燃機比較(1)曲軸每轉一圈就有一179多缸發(fā)動機的工作原理單缸發(fā)動機一個工作循環(huán)只有一個沖程作功，其他三個沖程不作功。即曲軸轉兩圈，只有半圈作功，所以運轉平穩(wěn)性較差，功率越大，平穩(wěn)性就越差。為了使運轉平穩(wěn)，單缸機一般都裝有一個大飛輪。而多缸發(fā)動機作功行程是錯開的，按照工作順序作功，即曲軸轉兩圈各缸交替作功，因此，運轉平穩(wěn)，振動小。缸數越多，作功間隔角越小，同時參與作功的氣缸就越多，發(fā)動機運轉越平穩(wěn)。多缸機使用最多的有四缸發(fā)動機，六缸發(fā)動機和八缸發(fā)動機。多缸發(fā)動機的工作原理單缸發(fā)動機一個工作循環(huán)只有一個沖程作功180第四節(jié)發(fā)動機的總體構造汽車發(fā)動機是極為復雜的機器。但就其總體構造而言，卻都是由機體組、曲柄連桿機構、配氣機構、進排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起動系統(tǒng)和有害排放物控制裝置等組成。如果是汽油機，還包括點火系統(tǒng)。若為增壓發(fā)動機，則還應有增壓系統(tǒng)。第四節(jié)發(fā)動機的總體構造汽車發(fā)動機是極為復雜的機器。但就其181一、發(fā)動機的總體構造1-氣缸蓋罩；2-凸輪軸；3-氣缸蓋；4-擺臂；5-氣門間隙自動調節(jié)器；6-氣門彈簧；7-進氣門；8-排氣門；9-活塞；10-連桿；11-機體；12-曲軸；13-油底殼；14-機油泵；15-機油管；16-集濾器；17-曲軸齒形帶輪；18-張緊輪；19-正時齒形帶；20-凸輪軸齒形帶輪；21-化油器；22-空氣濾清器一、發(fā)動機的總體構造1-氣缸蓋罩；2-凸輪軸；3-氣缸蓋；1821-風扇；2-水泵；3-氣缸蓋；4-小循環(huán)水管；5-進、排氣支管總成；6-曲軸箱通風；7-化油器；8-氣缸蓋出水管；9-搖臂機構；10-空氣壓縮機皮帶；11-曲軸正時齒輪；12-凸輪軸正時齒輪；13-正時齒輪室蓋及曲軸前油封；14-風扇皮帶；15-發(fā)動機前懸置支架總成；16-發(fā)動機前懸置軟墊總成；17-機油泵；18-油底殼；19-活塞、連桿總成；20-機油泵、分電器總成；21-主軸承蓋；22-曲軸；23-曲軸止推片；24-凸輪軸；25-油底殼襯墊；26-曲軸箱通風管；27-缸體；28-后挺桿室蓋；29-曲軸箱通風擋油板；30-飛輪殼；31-飛輪；32-發(fā)動機后懸置螺栓、螺母；33-發(fā)動機后懸置軟墊；34-限位板；35-空氣濾清器；36-絕熱墊及襯墊；37-進氣管；38-曲軸箱通風單向閥；39-閥體；40-單向閥；41-彈簧；42-彎管接頭；43-排氣管；44-放水閥；45-細濾器；46-出水軟管；47-聯軸套；48-氣缸套；49-定位銷；50-挺桿室襯墊；51-挺桿室蓋；52-分電器；53-加機油管和蓋；54-汽油泵；55-機油粗濾器1-風扇；2-水泵；21-主軸承蓋；22-曲軸；23-曲軸止183一汽奧迪100型轎車發(fā)動機20-凸輪軸前端油封；19-凸輪軸正時齒輪；18-正時齒輪上罩蓋；17-氣缸體；16-偏心輪張緊機構；15-正時皮帶.14-中間軸.13-中間軸正時齒輪；12-壓縮機支架；11-正時齒輪下罩蓋；

10-水泵、電機曲軸皮帶輪；9-壓縮機曲軸皮帶輪；8-壓緊蓋；7-正時齒輪擰緊螺栓；6-調整墊片；5-壓縮機皮帶；4-曲軸正時齒輪；

3-曲軸前端封油擋板；2-曲軸軸承蓋.1-曲軸；21-凸輪軸罩蓋；22-機油加油口蓋；23-凸輪軸機油擋油板；24-凸輪軸軸承蓋；25-排氣門.26-氣門彈簧；27-進氣門；28-液壓挺桿總成；29-凸輪軸；30-氣缸密封墊片；31-氣缸蓋；32-火花塞；33-活塞銷；34-曲軸后端封油擋板；35-飛輪齒環(huán)；36-油底殼；37-活塞；38-油標尺；39-連桿總成；40-機油集濾器；41-中間軸軸瓦；42-放油螺塞；43-曲軸主軸瓦一汽奧迪100型轎車發(fā)動機20-凸輪軸前端油封；21-凸184汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造課件185汽油機的組成汽油機——由兩大機構和五大系統(tǒng)組成。即由曲柄連桿機構配氣機構燃油系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)