第一章-汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理及總體構(gòu)造

第一篇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)

第一章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造

§1-1

發(fā)動(dòng)機(jī)類型發(fā)動(dòng)機(jī)的定義：將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器。內(nèi)燃機(jī)：混合氣在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。外燃機(jī)：混合氣在機(jī)器外部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。車用內(nèi)燃機(jī)：活塞式--往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)分類（1）按活塞運(yùn)動(dòng)方式：往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式。（2）按每循環(huán)活塞行程數(shù)：四沖程和二沖程。（3）按使用燃料分類：汽油機(jī)、柴油機(jī)和多種燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。（4）按混合氣著火方式：點(diǎn)燃式和壓燃式。(引燃式)（5）按發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式：水冷式和風(fēng)冷式。（6）按發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)：?jiǎn)胃缀投喔住＃?）按氣缸布置形式：直列式、臥式和V型。汽車上常用的是：四沖程、水冷式、往復(fù)活塞式、多缸發(fā)動(dòng)機(jī)?！?-2

往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本構(gòu)造及基本術(shù)語(yǔ)一、基本結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)由“兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)”組成

兩大機(jī)構(gòu)：配氣機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)；

五大系統(tǒng)：冷卻系、潤(rùn)滑系、燃料供給系、點(diǎn)火系、起動(dòng)系；1.配氣機(jī)構(gòu)作用：使可燃混合氣及時(shí)充入氣缸并及時(shí)從氣缸中排出廢氣。組成：它由進(jìn)氣門、排氣門、挺桿、推桿、搖臂、凸輪軸、正時(shí)齒輪等組成2．曲柄連桿機(jī)構(gòu)功用：是往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的主要裝置。組成：機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組。3.冷卻系作用：把受熱零件的熱量散到大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。

組成：它由水泵、散熱器、風(fēng)扇、分水管、水套等組成。4.潤(rùn)滑系作用：潤(rùn)滑、冷卻、清洗、密封、防腐等。組成：由機(jī)油泵、濾清器、限壓閥、油道等組成。5.燃料供給系功用：向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料和空氣、并排除缸內(nèi)廢氣。組成：燃料供給裝置和進(jìn)、排氣裝置。

二、基本術(shù)語(yǔ)（1）工作循環(huán)：每完成一次熱功轉(zhuǎn)換的工作過(guò)程。

（2）上止點(diǎn)：活塞離曲軸最遠(yuǎn)處，活塞的最高位置。（3）下止點(diǎn)：活塞離曲軸最近處，活塞的最低位置。（4）曲柄半徑R

：連桿與曲軸連接中心至曲軸旋轉(zhuǎn)中心的距離。（5）活塞行程S

：活塞上、下止點(diǎn)間的距離。

S=2R。（6）四行程發(fā)動(dòng)機(jī)：每工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈，活塞運(yùn)行四個(gè)行程。（7）二行程發(fā)動(dòng)機(jī)：每工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)一圈，活塞運(yùn)行兩個(gè)行程。

（8）氣缸工作容積Vh：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的容積，又稱氣缸排量。（9）發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積VL

：多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各缸工作容積的總和，又稱發(fā)動(dòng)機(jī)排量。VL=Vh×氣缸數(shù)。（10）燃燒室容積Vc：活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的容積。（11）壓縮比ε：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，表示氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度?！?-3

往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理一、四沖程汽油機(jī)工作原理組成：活塞、活塞環(huán)、連桿、曲軸、火花塞、進(jìn)氣門和排氣門。工作原理1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa大氣壓力線PVra示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。壓縮行程排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600~800K，壓力600~1500kPa進(jìn)氣門關(guān)閉作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa

排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣

綜上所述，四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個(gè)沖程，完成一個(gè)工作循環(huán)?；钊谏稀⑾轮裹c(diǎn)間往復(fù)移動(dòng)了四個(gè)行程，相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。作業(yè)

1、復(fù)習(xí)四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理。

2、繪制四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程表。

3、預(yù)習(xí)下一節(jié)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。二、四沖程柴油機(jī)工作原理一個(gè)工作循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣可燃混合氣形成：在壓縮行程終了時(shí)，柴油經(jīng)噴油泵將油壓提10MPa以上，再通過(guò)噴油器噴入氣缸，與高溫空氣混合，形成可燃混合氣。點(diǎn)火方式：自燃

與汽油機(jī)不同的是：可燃混合氣的點(diǎn)火方式原因：柴油粘度大，不易蒸發(fā)，而其自燃溫度低

壓縮終了壓力：3.5~4.5MPa

壓縮終了溫度：750~1000K

壓縮比：16~22汽油機(jī)與柴油機(jī)比較：

汽油機(jī)--轉(zhuǎn)速高（5000~6000r/min)、質(zhì)量小、工作噪音小、啟動(dòng)容易、制造和維護(hù)費(fèi)用低等。不足是燃料消耗率高，燃料經(jīng)濟(jì)差。

柴油機(jī)--燃油消耗率比汽油機(jī)低30%，且柴油價(jià)格較低，經(jīng)濟(jì)性好，轉(zhuǎn)速可達(dá)5000r/min。不足是質(zhì)量大、制造和維護(hù)費(fèi)用高。三、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理（一）二沖程汽油機(jī)工作原理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：三個(gè)孔

1--進(jìn)氣孔

2--排氣孔

3--掃氣孔工作原理：第一行程--活塞上移，活塞上方是壓縮過(guò)程，活塞下方是吸氣過(guò)程；第二行程--活塞上方是作功和換氣過(guò)程，下方是予壓縮過(guò)程。

與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn)：

1、理論上的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍；

2、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小；

4、使用簡(jiǎn)便。（二）二沖程柴油機(jī)工作原理

與汽油機(jī)不同的是：進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。

第一行程：活塞上移，進(jìn)氣孔和排氣門均已開啟，氣缸換氣。活塞繼續(xù)上移，進(jìn)氣孔和排氣門關(guān)閉，空氣被壓縮，壓力升高，噴入柴油，混合氣自燃；

第二行程：氣體膨脹作功，活塞下移2/3行程時(shí)，排氣門開啟，排除廢氣，缸內(nèi)壓力降低，進(jìn)氣孔開啟，進(jìn)行換氣?！?-4發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)供給