第一章 發(fā)動機的工作原理與總體

1、教學(xué)安排教學(xué)安排 總計學(xué)時總計學(xué)時：40課時課時 理論教學(xué)理論教學(xué)：40學(xué)時學(xué)時 成績成績：期末考試占期末考試占70%；平時成績占；平時成績占30%，平時成，平時成績以平時的出勤率和課堂表現(xiàn)為主?？円云綍r的出勤率和課堂表現(xiàn)為主。發(fā)動機構(gòu)造發(fā)動機構(gòu)造的學(xué)習(xí)重點的學(xué)習(xí)重點 本課程是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)本課程是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課必修課，主要講授，主要講授汽車發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造，以及組成發(fā)動機汽車發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造，以及組成發(fā)動機的各機構(gòu)和系統(tǒng)的的各機構(gòu)和系統(tǒng)的名稱、名稱、功能、工作條件、要求、工功能、工作條件、要求、工作過程、構(gòu)造和結(jié)構(gòu)特點作過程、構(gòu)造和結(jié)構(gòu)特點等。等。本

2、章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造 曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu) 配氣機構(gòu)配氣機構(gòu) 汽油機供給系統(tǒng)汽油機供給系統(tǒng) 柴油機供給系統(tǒng)柴油機供給系統(tǒng) 發(fā)動機有害排放物的控制發(fā)動機有害排放物的控制 發(fā)動機增壓系統(tǒng)發(fā)動機增壓系統(tǒng) 發(fā)動機冷卻系統(tǒng)發(fā)動機冷卻系統(tǒng) 發(fā)動機潤滑系統(tǒng)發(fā)動機潤滑系統(tǒng) 發(fā)動機點火系統(tǒng)發(fā)動機點火系統(tǒng)1-1 發(fā)動機的分類發(fā)動機的分類 發(fā)動機發(fā)動機是將是將自然界的某種能量直接轉(zhuǎn)換為機械能并是將是將自然界的某種能量直接轉(zhuǎn)換為機械能并拖動拖動某些機械進行工作的機器。某些機械進行工作的機器。 熱能轉(zhuǎn)換為機械能的發(fā)動機稱為熱能轉(zhuǎn)換為機械能的發(fā)動機稱為熱機熱機，

3、其熱能由燃料燃，其熱能由燃料燃燒所產(chǎn)生的。燒所產(chǎn)生的。 車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機（internal combustion engine），根據(jù)其將熱），根據(jù)其將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的主要構(gòu)件的型式，可分為能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的主要構(gòu)件的型式，可分為活塞式內(nèi)燃機活塞式內(nèi)燃機和和燃燃氣輪機氣輪機兩大類。前者又可按活塞運動方式分為往復(fù)活塞式內(nèi)燃兩大類。前者又可按活塞運動方式分為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機（機（reciprocating engine）和旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機兩種。）和旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機兩種。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機往復(fù)活塞式內(nèi)燃機 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機往復(fù)活塞式內(nèi)燃機在汽車上應(yīng)用最為廣泛在汽車上應(yīng)用最為廣泛,是本課研究的重點。

4、汽車（是本課研究的重點。汽車（automobile）發(fā)動）發(fā)動機（主要指車用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機）分類方法機（主要指車用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機）分類方法很多，按照不同的分類方法可以把汽車發(fā)動機很多，按照不同的分類方法可以把汽車發(fā)動機分成不同的類型，下面是其分類情況。分成不同的類型，下面是其分類情況。 按照所用燃料不同按照所用燃料不同 內(nèi)燃機按照所使用燃料的不同可以分為內(nèi)燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機汽油機（gasoline engine）和和柴油機柴油機(diesel engine），），汽油機與汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，柴油機比較各有特點；汽油機轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，

5、噪音小，起動容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，起動容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟性能和排放性能都比汽油機好。經(jīng)濟性能和排放性能都比汽油機好。 按照行程按照行程(stroke)分類分類 內(nèi)燃機按照完成一個工作循環(huán)內(nèi)燃機按照完成一個工作循環(huán)(operating cycle)所需所需的行程數(shù)可分為的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機四行程內(nèi)燃機(four - stroke cycle engine)和二行程內(nèi)燃機和二行程內(nèi)燃機(two - stroke cycle engine) 。 把曲軸轉(zhuǎn)兩圈把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動四個行程，完

6、成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為四個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為四行程內(nèi)四行程內(nèi)燃機燃機；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360)，活塞在氣缸內(nèi)上下往，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動兩個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為復(fù)運動兩個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為二二行程內(nèi)燃機行程內(nèi)燃機。汽車發(fā)動機廣泛使用。汽車發(fā)動機廣泛使用四行程內(nèi)燃機四行程內(nèi)燃機。 按照冷卻方式分類按照冷卻方式分類 內(nèi)燃機按照冷卻方式不同可以分為內(nèi)燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動機水冷發(fā)動機(liquid - cooled engine)和和風(fēng)冷發(fā)動機風(fēng)冷發(fā)動機(air - cooled engine)。 水冷發(fā)動機水冷發(fā)動

7、機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環(huán)的循環(huán)的冷卻液冷卻液(coolant)作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的；作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的； 風(fēng)冷發(fā)動機風(fēng)冷發(fā)動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片片(fins)之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的。水冷發(fā)之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的。水冷發(fā)動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動機。用于現(xiàn)代車用發(fā)動機。 按照氣缸按照氣缸(cylinder)數(shù)目分類數(shù)目分類 內(nèi)燃機按照內(nèi)燃機按照氣缸數(shù)目氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機

8、不同可以分為單缸發(fā)動機(single - cylinder engine)和多缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機(multi - cylinder engine )。僅有一個氣缸的發(fā)動機稱為僅有一個氣缸的發(fā)動機稱為單缸發(fā)動機單缸發(fā)動機；有兩個以上；有兩個以上氣缸的發(fā)動機稱為氣缸的發(fā)動機稱為多缸發(fā)動機多缸發(fā)動機。 如雙缸、三缸、四缸、如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動機?，F(xiàn)代五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動機。現(xiàn)代車用發(fā)動機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。車用發(fā)動機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。 按照氣缸排列方式分類按照氣缸排列方式分類 內(nèi)燃機按照氣缸排列方式不同可以分為內(nèi)燃機按照

9、氣缸排列方式不同可以分為單列式單列式和和雙列雙列式式。單列式發(fā)動機單列式發(fā)動機(inline engine)的各個氣缸排成一列，的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動機雙列式發(fā)動機把氣缸排成把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角兩列，兩列之間的夾角180(一般為一般為90)稱為稱為V型型發(fā)動機發(fā)動機(V-type engine)，若兩列之間的夾角，若兩列之間的夾角=180稱稱為對置式發(fā)動機為對置式發(fā)動機(opposed engine)。 按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類按

10、照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 內(nèi)燃機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為內(nèi)燃機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然自然吸氣吸氣(非增壓非增壓)式發(fā)動機式發(fā)動機naturary aspirated engine(non - supercharged engine)和和強制進氣強制進氣(增壓式增壓式)發(fā)動機發(fā)動機(supercharged engine )。汽油機。汽油機常常采用采用自然吸氣式自然吸氣式；柴油機為了提高功率有柴油機為了提高功率有采用增壓式采用增壓式的。的。 1-2 四沖程發(fā)動機的工作原理四沖程發(fā)動機的工作原理一、發(fā)動機常用術(shù)語一、發(fā)動機常用術(shù)語 1. 1. 上止點上止點 活塞

11、在氣缸里作往復(fù)直活塞在氣缸里作往復(fù)直線運動時，當(dāng)活塞向上運線運動時，當(dāng)活塞向上運動到最高位置，即活塞頂動到最高位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠的極限位置，稱為的極限位置，稱為上止點上止點TDC(Top Dead Center)。 2. 2. 下止點下止點 活塞在氣缸里作往復(fù)直活塞在氣缸里作往復(fù)直線運動時，當(dāng)活塞向下運線運動時，當(dāng)活塞向下運動到最低位置，即活塞頂動到最低位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置，稱為的極限位置，稱為下止點下止點BDC(Bottom Dead Center)。 3. 3. 活塞行程活塞行程行程行程 活塞從一個止點

12、到活塞從一個止點到另一個止點移動的距另一個止點移動的距離，即上、下止點之離，即上、下止點之間的距離稱為間的距離稱為活塞行活塞行程程。一般用。一般用表示，表示，對應(yīng)一個活塞行程，對應(yīng)一個活塞行程，曲軸旋轉(zhuǎn)曲軸旋轉(zhuǎn)180180 活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積，稱為活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積，稱為氣缸工作容積氣缸工作容積。一般用。一般用VsVs表示：表示： 式中：式中：D D氣缸直徑，單位氣缸直徑，單位mmmm；S S活塞行程，單位活塞行程，單位mmmm； 4. 4. 氣缸工作容積氣缸工作容積行程SDVs42 5.5.發(fā)動機的排量（發(fā)動機的排量（L L）iSDVst621

13、04 6.6.燃燒室容積燃燒室容積cV 7. 7. 氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘eaV 8. 8. 壓縮比壓縮比caVV 壓縮比壓縮比(compression ratio)是發(fā)動機中一個非常重要的概念，壓是發(fā)動機中一個非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的壓縮程度，一般用縮比表示了氣體的壓縮程度，一般用表示。表示。 瑞典的紳寶工程師瑞典的紳寶工程師設(shè)計設(shè)計。近年薩博（。近年薩博（Saab）開發(fā)的）開發(fā)的SVC發(fā)動機發(fā)動機以改變壓縮比來控制發(fā)動機的燃油消耗量。它的核心技術(shù)就是在以改變壓縮比來控制發(fā)動機的燃油消耗量。它的核心技術(shù)就是在缸體與缸蓋之間安裝楔型滑塊，缸體可以沿滑塊的斜面運動，使缸體與缸蓋之間安裝楔型

14、滑塊，缸體可以沿滑塊的斜面運動，使得燃燒室與活塞頂面的相對位置發(fā)生變化，改變?nèi)紵业牡萌紵遗c活塞頂面的相對位置發(fā)生變化，改變?nèi)紵业娜萑莘e，積，從而改變壓縮比。其壓縮比范圍可從從而改變壓縮比。其壓縮比范圍可從8：1至至14：1之間變化。在之間變化。在發(fā)動機小負荷時采用高壓縮比以節(jié)約燃油；在發(fā)動機大負荷時采發(fā)動機小負荷時采用高壓縮比以節(jié)約燃油；在發(fā)動機大負荷時采用低壓縮比，并輔以增壓器以實現(xiàn)大功率和高扭矩輸出。用低壓縮比，并輔以增壓器以實現(xiàn)大功率和高扭矩輸出。SVC壓縮比與汽油壓縮比與汽油 目前，在國際汽車行業(yè)的實踐中，廣泛采用以下的用目前，在國際汽車行業(yè)的實踐中，廣泛采用以下的用油標(biāo)準(zhǔn)：油標(biāo)

15、準(zhǔn)： 90號汽油號汽油適用于發(fā)動機壓縮比適用于發(fā)動機壓縮比8.5以下的汽油汽以下的汽油汽車。車。 93號汽油號汽油適用于發(fā)動機壓縮比在適用于發(fā)動機壓縮比在8.69.9之間的之間的汽油汽車。汽油汽車。 97號汽油號汽油適用于發(fā)動機壓縮比在適用于發(fā)動機壓縮比在10.011.5之間之間的汽油汽車。的汽油汽車。 98號汽油號汽油適用于發(fā)動機壓縮比在適用于發(fā)動機壓縮比在11.6以上的汽油以上的汽油汽車。汽車。 9 發(fā)動機的工作循環(huán)發(fā)動機的工作循環(huán) 在氣缸內(nèi)進行的每一次將燃料燃燒的熱在氣缸內(nèi)進行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的一系列連續(xù)過程（進氣、壓能轉(zhuǎn)化為機械能的一系列連續(xù)過程（進氣、壓縮、作功和

16、排氣）稱為縮、作功和排氣）稱為發(fā)動機的工作循環(huán)發(fā)動機的工作循環(huán)。10二沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機 活塞活塞兩個行程兩個行程完成一個工作循環(huán)的稱為完成一個工作循環(huán)的稱為二二沖程發(fā)動機沖程發(fā)動機。11 四沖程發(fā)動機四沖程發(fā)動機 活塞活塞四個行程四個行程完成一個工作循環(huán)的稱完成一個工作循環(huán)的稱為為四沖程發(fā)動機四沖程發(fā)動機。 發(fā)動機常用術(shù)語發(fā)動機常用術(shù)語二、四沖程汽油機工作原理二、四沖程汽油機工作原理1、 進氣沖程進氣沖程2、 壓縮沖程壓縮沖程3、 作功沖程作功沖程4、 排氣沖程排氣沖程氣缸蓋氣缸蓋氣缸體氣缸體活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸油底殼油底殼進氣門進氣門排氣門排氣門火花塞四沖程發(fā)動機的組成簡圖四沖程發(fā)

17、動機的組成簡圖1. 進氣沖程進氣沖程(intake stroke) 混合氣（汽油+空氣） 1、 進氣沖程進氣沖程(intake stroke) 混合氣（汽油+空氣） 1、 進氣沖程進氣沖程(intake stroke) 混合氣（汽油+空氣） 1、 進氣沖程進氣沖程(intake stroke) 混合氣（汽油+空氣） 1、進氣沖程、進氣沖程(intake stroke) 混合氣（汽油+空氣） 由于有進氣阻力，進氣終了時缸內(nèi)壓力由于有進氣阻力，進氣終了時缸內(nèi)壓力低于大氣壓力，約為低于大氣壓力，約為0.0750.09MPa；由于；由于氣缸內(nèi)的可燃混合氣受上一循環(huán)殘余廢氣氣缸內(nèi)的可燃混合氣受上一循環(huán)殘

18、余廢氣和高溫零件的加熱，進氣終了時缸內(nèi)氣體和高溫零件的加熱，進氣終了時缸內(nèi)氣體溫度上升到溫度上升到370400K。 實際汽油機的進氣門是在活塞到達上止點之前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(guān)閉，以便吸入更打開，并且延遲到下止點之后關(guān)閉，以便吸入更多的可燃混合氣。多的可燃混合氣。 2、 壓縮沖程壓縮沖程(compression stroke) 2、 壓縮沖程壓縮沖程(compression stroke) 2、 壓縮沖程壓縮沖程(compression stroke)2、 壓縮沖程壓縮沖程(compression stroke) 2、 壓縮沖程壓縮沖程(comp

19、ression stroke)2、 壓縮沖程壓縮沖程(compression stroke)2、 壓縮沖程壓縮沖程(compression stroke) 壓縮終了時，可燃混合氣壓力可達壓縮終了時，可燃混合氣壓力可達0.60.61.2MPa1.2MPa，溫度，溫度可達可達600600700K700K。 可燃混合氣的可燃混合氣的壓力、溫度壓力、溫度取決于取決于壓縮比壓縮比的大小。的大小。 愈大，愈大，壓縮終了時的可燃混合氣的壓力、溫度愈高，燃燒速度愈壓縮終了時的可燃混合氣的壓力、溫度愈高，燃燒速度愈快，發(fā)動機發(fā)出功率愈大，經(jīng)濟性愈好?？欤l(fā)動機發(fā)出功率愈大，經(jīng)濟性愈好。 但汽油機的但汽油機的壓縮

20、比過高壓縮比過高會引起會引起爆燃爆燃和和表面點火表面點火等不正常的燃燒現(xiàn)象，一般在等不正常的燃燒現(xiàn)象，一般在69之間之間，現(xiàn)代轎車，現(xiàn)代轎車汽油機的汽油機的 有的可達有的可達911之間之間。壓縮比越大越好？壓縮比越大越好？3、作功沖程、作功沖程（power stroke） 3、 作功沖程作功沖程（power stroke） 3、 作功沖程作功沖程（power stroke） 3、作功沖程、作功沖程（power stroke） 3、 作功沖程作功沖程（power stroke） 作功行程作功行程包括包括燃燒過程燃燒過程和和膨脹過程膨脹過程，在這一行，在這一行程中，進氣門和排氣門仍然保持關(guān)閉。最高

21、壓力可程中，進氣門和排氣門仍然保持關(guān)閉。最高壓力可達達3 35MPa5MPa，最高溫度可達，最高溫度可達220022002800K2800K。 高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從上止點向下上止點向下止點止點運動，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機械功。運動，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機械功。 隨著活塞向下運動，氣缸內(nèi)容積增加，氣體壓隨著活塞向下運動，氣缸內(nèi)容積增加，氣體壓力和溫度降低，當(dāng)活塞運動到力和溫度降低，當(dāng)活塞運動到下止點下止點時，作功行程時，作功行程結(jié)束，氣體壓力降低到結(jié)束，氣體壓力降低到0.30.30.5MPa0.5MPa，氣體溫度降，氣體溫度降低到低到130013001

22、600K1600K。 4、 排氣沖程排氣沖程4、 排氣沖程排氣沖程4、 排氣沖程排氣沖程4、 排氣沖程排氣沖程4、 排氣沖程排氣沖程4、 排氣沖程排氣沖程4、 排氣沖程排氣沖程4、 排氣沖程排氣沖程4、 排氣沖程排氣沖程大氣 當(dāng)膨脹接近終了時，當(dāng)膨脹接近終了時，排氣門排氣門打開，打開，靠廢氣的壓力進行靠廢氣的壓力進行自由排氣自由排氣（排氣門開（排氣門開啟時廢氣壓力與大氣壓力之比大于臨界啟時廢氣壓力與大氣壓力之比大于臨界壓力比），大部分廢氣自行排出。壓力比），大部分廢氣自行排出。 活塞到達下止點后再向上止點移動，活塞到達下止點后再向上止點移動，繼續(xù)將廢氣繼續(xù)將廢氣強制強制排到大氣中，排氣終了排到

23、大氣中，排氣終了時缸內(nèi)壓力稍大于大氣壓力（排氣阻力時缸內(nèi)壓力稍大于大氣壓力（排氣阻力存在），約為存在），約為0.1050.115MPa，廢氣溫，廢氣溫度約為度約為9001200K。 四沖程汽油機工作原理四沖程汽油機工作原理（發(fā)動機工（發(fā)動機工作原理中）作原理中）三、四沖程柴油三、四沖程柴油發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理1 進氣行程進氣行程 曲軸帶動活塞從曲軸帶動活塞從上止點上止點向向下止點下止點運動，進氣門運動，進氣門開啟開啟，排氣門排氣門關(guān)閉關(guān)閉，氣缸內(nèi)活塞上腔容積逐漸增大，形成，氣缸內(nèi)活塞上腔容積逐漸增大，形成真空真空度度，在真空吸力作用下，在真空吸力作用下，新鮮空氣新鮮空氣被吸入氣缸。

24、被吸入氣缸。 進氣終了時氣體壓力約為進氣終了時氣體壓力約為0.07850.0932MPa，氣體，氣體溫度約為溫度約為300370K 2 壓縮行程壓縮行程 曲軸帶動活塞從曲軸帶動活塞從下止點下止點向向上止點上止點運動，進氣門、運動，進氣門、排氣門排氣門均關(guān)閉均關(guān)閉，氣缸內(nèi)活塞上腔容積逐漸減小，空氣，氣缸內(nèi)活塞上腔容積逐漸減小，空氣被壓縮，壓力、溫度升高。被壓縮，壓力、溫度升高。 柴油機的壓縮比比汽油機的壓縮比大很多柴油機的壓縮比比汽油機的壓縮比大很多(一般為一般為1622)，壓縮終了時，氣體壓力約為，壓縮終了時，氣體壓力約為3.53.54.5MPa4.5MPa，氣，氣體溫度約為體溫度約為7507

25、501000K1000K。這一溫度大大超過了自然溫。這一溫度大大超過了自然溫度。度。 3 作功行程作功行程 壓縮行程末，壓縮行程末，噴油泵噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器將高壓柴油經(jīng)噴油器噴入氣缸內(nèi)的高壓空氣中，迅速汽化并與空氣噴入氣缸內(nèi)的高壓空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣，形成可燃混合氣，柴油自行著火燃燒柴油自行著火燃燒，氣缸內(nèi)，氣缸內(nèi)壓力、溫度急劇升高，推動活塞由壓力、溫度急劇升高，推動活塞由上止點上止點向向下下止點止點運動，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。運動，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。 在在作功作功終了時，終了時，排氣門排氣門被打開，曲軸帶動活塞被打開，曲軸帶動活塞由由下止點下止點向向上止點上止點運動，廢氣

26、在自身的剩余壓力和運動，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?；钊尿?qū)趕作用下，自排氣門排出氣缸。 排氣終了時，氣缸內(nèi)氣體壓力約為排氣終了時，氣缸內(nèi)氣體壓力約為0.1050.1050.125MPa0.125MPa，氣體溫度約為，氣體溫度約為8008001000K1000K。 4排氣行程排氣行程 比較柴油機和比較柴油機和傳統(tǒng)傳統(tǒng)汽油機工汽油機工作原理上的不同點？作原理上的不同點？1、著火方式不同著火方式不同：汽油機是：汽油機是點燃式點燃式，柴油機，柴油機是是壓燃式壓燃式；2、可燃混合氣形成方式不同、可燃混合氣形成方式不同： 汽油機的混合氣是在汽油機的混合氣是在氣缸外部均勻混合

27、氣缸外部均勻混合后形成的，后形成的，柴油機的混合氣是在柴油機的混合氣是在氣缸內(nèi)部燃燒室內(nèi)氣缸內(nèi)部燃燒室內(nèi)不均勻混合后不均勻混合后形成的。形成的。 小結(jié)：小結(jié)： 1. 發(fā)動機不可自啟動，必須依靠外力啟動后，發(fā)動機不可自啟動，必須依靠外力啟動后，才可以依靠才可以依靠飛輪飛輪的慣性進行連續(xù)不斷地吸氣、的慣性進行連續(xù)不斷地吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的。壓縮、做功、排氣四個沖程的。 2. 在四個沖程中只有作功沖程是活塞帶動曲軸在四個沖程中只有作功沖程是活塞帶動曲軸轉(zhuǎn)動，其他三個沖程都是曲軸帶動活塞運動轉(zhuǎn)動，其他三個沖程都是曲軸帶動活塞運動 。 3. 在整個循環(huán)過程中，進氣門、排氣門各開啟在整個循環(huán)過

28、程中，進氣門、排氣門各開啟一次。一次。 四沖程柴油機工作原理四沖程柴油機工作原理1-3 1-3 二沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機的工作原理的工作原理 二行程汽油機的工作循環(huán)二行程汽油機的工作循環(huán)也是由也是由進氣、進氣、 壓縮、壓縮、 燃燒膨燃燒膨脹、脹、 排氣排氣過程組成。過程組成。 但它是但它是在曲軸旋轉(zhuǎn)在曲軸旋轉(zhuǎn)一圈一圈(360(360) )，活，活塞上下往復(fù)運動的塞上下往復(fù)運動的兩個兩個行程內(nèi)行程內(nèi)完成的。因此，二行程發(fā)動機完成的。因此，二行程發(fā)動機（two-stroke-engine）與四行）與四行程發(fā)動機工作原理不同，結(jié)構(gòu)程發(fā)動機工作原理不同，結(jié)構(gòu)也不一樣。氣缸的三排孔分別也不一樣。氣缸的三

29、排孔分別在一定時刻被在一定時刻被活塞打開或關(guān)閉活塞打開或關(guān)閉進行進氣、換氣和排氣的進行進氣、換氣和排氣的。 曲軸箱換氣式兩沖程汽油機工作原理示意圖曲軸箱換氣式兩沖程汽油機工作原理示意圖 氣缸蓋氣缸蓋氣缸體氣缸體活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸油底殼油底殼進氣門進氣門排氣門排氣門火花塞四沖程發(fā)動機的組成簡圖四沖程發(fā)動機的組成簡圖工作原理工作原理 圖圖a a 表示活塞向上運動，將三排表示活塞向上運動，將三排孔都關(guān)閉，活塞上部開始壓縮?？锥缄P(guān)閉，活塞上部開始壓縮。 當(dāng)活塞繼續(xù)上行時，活塞下方打當(dāng)活塞繼續(xù)上行時，活塞下方打開了進氣孔，可燃混合氣進入曲開了進氣孔，可燃混合氣進入曲軸箱（軸箱（圖圖b b），），

30、活塞接近上止點活塞接近上止點時（時（圖圖c c），火花塞點燃混合氣。），火花塞點燃混合氣。 氣體燃燒膨脹，推動活塞向下運氣體燃燒膨脹，推動活塞向下運動，動，進氣孔關(guān)閉進氣孔關(guān)閉，曲軸箱內(nèi)的混，曲軸箱內(nèi)的混合氣受到壓縮，當(dāng)活塞接近下止合氣受到壓縮，當(dāng)活塞接近下止點時，點時，排氣孔排氣孔打開，同時打開，同時換氣孔換氣孔打開，受到壓縮的混合氣便從曲打開，受到壓縮的混合氣便從曲軸箱經(jīng)掃氣孔流入氣缸內(nèi)，并掃軸箱經(jīng)掃氣孔流入氣缸內(nèi)，并掃除廢氣（除廢氣（圖圖d d）。）。 圖圖a圖圖c圖圖b圖圖d工作原理小結(jié)工作原理小結(jié) 第一行程第一行程：活塞從：活塞從下止點向上止點運動下止點向上止點運動，事先已充滿，事先

31、已充滿活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又從被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。從被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。 第二行程第二行程：活塞從：活塞從上止點向下止點運動上止點向下止點運動，活塞上方進，活塞上方進行行作功作功過程和過程和換氣換氣過程，而活塞下方則進行可燃混合過程，而活塞下方則進行可燃混合氣的預(yù)壓縮。氣的預(yù)壓縮。 為什么活塞的頂部做成特殊形狀？為什么活塞的頂部做成特殊形狀？ 為了防止新鮮混合氣大量為了防止新鮮混合氣大量的與廢氣混合并隨廢氣一的與廢氣混合并隨廢氣一起排出氣缸造成浪費，起排出氣缸造成浪費，活活塞頂做成特殊形狀塞頂做成特殊形狀，使新，

32、使新鮮混合氣的氣流被引向上鮮混合氣的氣流被引向上部，這樣還可以利用新鮮部，這樣還可以利用新鮮混合氣來掃除廢氣，使排混合氣來掃除廢氣，使排氣更為徹底。但兩沖程發(fā)氣更為徹底。但兩沖程發(fā)動機完全避免可燃混合氣動機完全避免可燃混合氣的損失很困難的。的損失很困難的。二沖程汽油機與四沖程汽油機比較二沖程汽油機與四沖程汽油機比較理論上同樣發(fā)動機排量、同樣工作轉(zhuǎn)速的發(fā)動機其功理論上同樣發(fā)動機排量、同樣工作轉(zhuǎn)速的發(fā)動機其功率應(yīng)等于四沖程汽油機的二倍，率應(yīng)等于四沖程汽油機的二倍，實際上由于實際壓縮實際上由于實際壓縮比小于名義壓縮比，氣缸內(nèi)進氣不足（進氣時間短，比小于名義壓縮比，氣缸內(nèi)進氣不足（進氣時間短，存在給氣

33、和掃氣損失），只等于存在給氣和掃氣損失），只等于1.51.51.61.6倍。倍。1、二沖程汽油機二沖程汽油機沒有配氣機構(gòu)沒有配氣機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，容易維修。容易維修。2、二沖程汽油機二沖程汽油機燃油消耗率燃油消耗率遠較四沖程汽油機的燃油消耗遠較四沖程汽油機的燃油消耗率率高高，HC等排放嚴(yán)重。等排放嚴(yán)重。4、二沖程汽油機由于燃油消耗率高、二沖程汽油機由于燃油消耗率高、HC等排放嚴(yán)重而逐漸等排放嚴(yán)重而逐漸淘汰出摩托車用市場，但淘汰出摩托車用市場，但軍用小型無人航空飛行器軍用小型無人航空飛行器卻因其卻因其體積小、重量輕、單位氣缸工作容積輸出功率大體積小、重量輕

34、、單位氣缸工作容積輸出功率大而仍被看而仍被看好，但要解決好，但要解決電控汽油噴射技術(shù)甚至廢氣渦輪增壓電控汽油噴射技術(shù)甚至廢氣渦輪增壓技術(shù)技術(shù) 。5、3、二沖程汽油機作功間隔短，二沖程汽油機作功間隔短，發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，飛輪轉(zhuǎn)發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，飛輪轉(zhuǎn)動慣量小，容易上高速動慣量小，容易上高速。二沖程柴油機組成及工作原理二沖程柴油機組成及工作原理 第二行程第二行程：活塞從：活塞從上上止點止點向向下止點下止點運動，運動，開始時氣體膨脹，推開始時氣體膨脹，推動活塞向下運動，對動活塞向下運動，對外作功，當(dāng)活塞下行外作功，當(dāng)活塞下行到大約到大約2/3行程行程時，時，排氣門開啟，排出廢排氣門開啟，排出廢氣，氣缸內(nèi)

35、壓力降低，氣，氣缸內(nèi)壓力降低，進氣孔開啟，進行換進氣孔開啟，進行換氣，換氣一直延續(xù)到氣，換氣一直延續(xù)到活塞向上運動活塞向上運動1/3行行程程進氣孔關(guān)閉結(jié)束。進氣孔關(guān)閉結(jié)束。 1-4 1-4 發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造 發(fā)動機是一種由許多發(fā)動機是一種由許多機構(gòu)和系統(tǒng)機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機組成的復(fù)雜機器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發(fā)器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發(fā)動機，還是二行程發(fā)動機；無論是單缸發(fā)動機，還動機，還是二行程發(fā)動機；無論是單缸發(fā)動機，還是多缸發(fā)動機。要完成能量轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)工作循環(huán)，是多缸發(fā)動機。要完成能量轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時間連續(xù)正常工作，都必須具

36、備以下一些保證長時間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機機構(gòu)和系統(tǒng)。構(gòu)和系統(tǒng)。 發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)兩大機構(gòu)兩大機構(gòu)啟動系統(tǒng)啟動系統(tǒng)五大系統(tǒng)五大系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)供給系統(tǒng)供給系統(tǒng)配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。它由運動零件。它由機體組、活塞機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組連桿組和曲軸飛輪組等組成。等組成。在作功行程中，在作功行程中，活塞活塞承受燃氣承受燃氣壓力在氣缸內(nèi)作直線運動，通壓力在氣缸內(nèi)作直線運動，通過

37、過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，的旋轉(zhuǎn)運動，并從曲軸對外輸出動力。而在并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運動。動轉(zhuǎn)化成活塞的直線運動。 配氣機構(gòu)配氣機構(gòu) 根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸,并使廢氣并使廢氣從氣缸內(nèi)排出從氣缸內(nèi)排出,實現(xiàn)換氣過程。配氣機構(gòu)大多采用實現(xiàn)換氣過程。配氣機構(gòu)大多采用頂置氣頂置氣門式配氣機構(gòu)門式配氣機構(gòu)，一般由，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動氣門組