工程機械概論課件第1章內(nèi)燃機基本原理與構(gòu)造

1、工程機械概論工程機械概論第一章第一章內(nèi)燃機基本原理與構(gòu)造內(nèi)燃機基本原理與構(gòu)造 15:52 / 2教學目的與要求：教學目的與要求： 掌握內(nèi)燃機的總體結(jié)構(gòu)與工作原理；掌握內(nèi)燃機的總體結(jié)構(gòu)與工作原理； 重點、難點：重點、難點： 能以性能指標為主線，了解到與性能指標密能以性能指標為主線，了解到與性能指標密切相關(guān)的工作過程（循環(huán)、進氣、排氣、燃切相關(guān)的工作過程（循環(huán)、進氣、排氣、燃燒工程），分析影響性能指標的主要因素，燒工程），分析影響性能指標的主要因素，找出提高內(nèi)燃機性能的基本規(guī)律和技術(shù)措施。找出提高內(nèi)燃機性能的基本規(guī)律和技術(shù)措施。 15:52 / 3二、內(nèi)燃機基本概念二、內(nèi)燃機基本概念l內(nèi)燃機是一種

2、將熱能轉(zhuǎn)內(nèi)燃機是一種將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的熱力發(fā)動變?yōu)闄C械能的熱力發(fā)動機。它是將燃料和空氣機。它是將燃料和空氣混合成可燃混合氣，在混合成可燃混合氣，在氣缸內(nèi)燃燒變成熱能，氣缸內(nèi)燃燒變成熱能，再通過一定的機構(gòu)使之再通過一定的機構(gòu)使之變成機械能。由于燃料變成機械能。由于燃料的燃燒是在產(chǎn)生動力的的燃燒是在產(chǎn)生動力的空間（通常為氣缸）中空間（通常為氣缸）中進行的，因此它被稱為進行的，因此它被稱為內(nèi)燃機。內(nèi)燃機。15:52 / 4外燃機與內(nèi)燃機外燃機與內(nèi)燃機l外燃外燃機：燃料在機器外部燃燒，產(chǎn)生的熱能輸機：燃料在機器外部燃燒，產(chǎn)生的熱能輸入到機器內(nèi)部并轉(zhuǎn)變成機械能輸出的熱力發(fā)動入到機器內(nèi)部并轉(zhuǎn)變成機械能輸

3、出的熱力發(fā)動機。機。如蒸汽機。如蒸汽機。l內(nèi)燃內(nèi)燃機：液體或氣體燃料和空氣混合后直接輸機：液體或氣體燃料和空氣混合后直接輸入機器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再將熱能轉(zhuǎn)入機器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再將熱能轉(zhuǎn)變成機械能輸出的熱力發(fā)動機。變成機械能輸出的熱力發(fā)動機。如活塞式內(nèi)燃如活塞式內(nèi)燃機。機。二、內(nèi)燃機基本概念二、內(nèi)燃機基本概念15:52 / 5外燃機與內(nèi)燃機比較外燃機與內(nèi)燃機比較l外燃外燃機體積大，重量重，熱效率低；機體積大，重量重，熱效率低；l內(nèi)燃機熱效率高，體積小，重量輕，便于移動，內(nèi)燃機熱效率高，體積小，重量輕，便于移動，起動性能好起動性能好; ;二、內(nèi)燃機基本概念二、內(nèi)燃機基本概念15:

4、52 / 6二、內(nèi)燃機的分類二、內(nèi)燃機的分類（1 1）液體燃料發(fā)動機：）液體燃料發(fā)動機：汽油機（汽油機（gasoline enginegasoline engine）；）； 柴油機（柴油機（diesel enginediesel engine）。）。 （2 2）氣體燃料發(fā)動機：）氣體燃料發(fā)動機：壓縮天然氣發(fā)動機（壓縮天然氣發(fā)動機（CNGCNG）；）； 液化石油氣發(fā)動機（液化石油氣發(fā)動機（LPGLPG）。）。 15:52 / 7二、內(nèi)燃機二、內(nèi)燃機的分類的分類（3 3）按冷卻方式分類：）按冷卻方式分類：水冷，風冷水冷，風冷15:52 / 8二、內(nèi)燃機二、內(nèi)燃機的分類的分類（4 4）按點火方式分：

5、）按點火方式分： （1 1）點燃式（如汽油機、氣體燃料發(fā)動機）；）點燃式（如汽油機、氣體燃料發(fā)動機）； （2 2）壓燃式（如柴油機）。）壓燃式（如柴油機）。（5 5）按進氣方式分：）按進氣方式分： （1 1）自然吸氣式發(fā)動機（非增壓式發(fā)動機）；）自然吸氣式發(fā)動機（非增壓式發(fā)動機）； （2 2）強制吸氣式（增壓式發(fā)動機）。）強制吸氣式（增壓式發(fā)動機）。15:52 / 9二、內(nèi)燃機二、內(nèi)燃機的分類的分類15:52 / 10二、內(nèi)燃機二、內(nèi)燃機的分類的分類（6 6）按氣缸排列方式分：）按氣缸排列方式分： 直立式發(fā)動機直立式發(fā)動機 （1 1）單列發(fā)動機）單列發(fā)動機 平臥式發(fā)動機平臥式發(fā)動機 V V型發(fā)

6、動機型發(fā)動機 （2 2）雙列發(fā)動機）雙列發(fā)動機 水平對置式發(fā)動機。水平對置式發(fā)動機。15:52 / 11直列四缸發(fā)動機直列四缸發(fā)動機（1 1） 直列式直列式：多用于六缸以下的發(fā)動機。：多用于六缸以下的發(fā)動機。（2 2） V V型式：型式：它縮短了發(fā)動機的長度和高度，多用于八缸以它縮短了發(fā)動機的長度和高度，多用于八缸以上的發(fā)動機。上的發(fā)動機。（3 3） 對置式：對置式：是是V V型的特殊形式。型的特殊形式。 二、內(nèi)燃機的分類二、內(nèi)燃機的分類15:52 / 1215:52 / 13二、內(nèi)燃機二、內(nèi)燃機的分類的分類（7 7）按完成一個工作循環(huán)所需的沖程數(shù)：）按完成一個工作循環(huán)所需的沖程數(shù)：四沖程，四

7、沖程，二沖程二沖程 四行程內(nèi)燃機：四行程內(nèi)燃機：把曲軸轉(zhuǎn)兩圈把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720(720) )，活塞在氣缸內(nèi)上，活塞在氣缸內(nèi)上下往復運動四個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機；下往復運動四個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機；15:52 / 14二、內(nèi)燃機二、內(nèi)燃機的分類的分類（7 7）按完成一個工作循環(huán)所需的沖程數(shù)：）按完成一個工作循環(huán)所需的沖程數(shù)：四沖程，四沖程，二沖程二沖程二行程內(nèi)燃機：二行程內(nèi)燃機：把曲軸轉(zhuǎn)一圈把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360(360) )，活塞在氣缸內(nèi)上下，活塞在氣缸內(nèi)上下往復運動兩個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機。往復運動兩個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機。目前發(fā)動機廣泛使用目前發(fā)動機

8、廣泛使用四行程內(nèi)燃機。四行程內(nèi)燃機。15:52 / 15二、內(nèi)燃機二、內(nèi)燃機的分類方法的分類方法（8 8）按汽缸數(shù)目：）按汽缸數(shù)目：單缸機，多缸機。僅有一個氣缸單缸機，多缸機。僅有一個氣缸的發(fā)動機稱為單缸發(fā)動機；有兩個以上氣缸的發(fā)的發(fā)動機稱為單缸發(fā)動機；有兩個以上氣缸的發(fā)動機稱為多缸發(fā)動機。動機稱為多缸發(fā)動機。 如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、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)代車用發(fā)動機多采十二缸等都是多缸發(fā)動機?，F(xiàn)代車用發(fā)動機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。15:52 / 161)1)上止點：上止點：活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中活塞頂離曲軸

9、回轉(zhuǎn)中心最遠處，通常指活塞最高位置。心最遠處，通常指活塞最高位置。2)2)下止點：下止點：活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，通常指活塞的最低位心最近處，通常指活塞的最低位置。置。3)3)活塞沖程（）：活塞沖程（）：上下兩止點上下兩止點之間的距離。之間的距離。4)4)曲柄半徑（）：曲柄半徑（）：與連桿下端與連桿下端相連的曲柄銷中心到曲柄回轉(zhuǎn)中相連的曲柄銷中心到曲柄回轉(zhuǎn)中心的距離。顯然：心的距離。顯然：2 2三、基本術(shù)語三、基本術(shù)語15:52 / 175)5)氣缸工作容積（氣缸工作容積（V Vh h）：）：活塞從上止點到下止點所活塞從上止點到下止點所掃過的氣缸容積。掃過的氣缸容積。6)

10、 6) 燃燒室容積（燃燒室容積（V VC C）：）：活塞在上止點時，活塞上活塞在上止點時，活塞上方的空間叫燃燒室，其容積叫燃燒室容積方的空間叫燃燒室，其容積叫燃燒室容積7)7)氣缸總?cè)莘e（氣缸總?cè)莘e（VaVa）：）：活塞在下止點時，活塞上方活塞在下止點時，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e。的容積稱為氣缸總?cè)莘e。三、基本術(shù)語三、基本術(shù)語15:52 / 188)8)壓縮比（壓縮比（）：）：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比。氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比。一般汽油機壓縮比約為一般汽油機壓縮比約為6-106-10，柴油機的壓縮比約為，柴油機的壓縮比約為15-22.15-22.9)9)內(nèi)燃機排量（內(nèi)燃機排量（V VL

11、 L）：）：內(nèi)燃機所有氣缸工作容積之和。內(nèi)燃機所有氣缸工作容積之和。三、基本術(shù)語三、基本術(shù)語15:52 / 19汽油發(fā)動機組成示意圖汽油發(fā)動機組成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火花塞火花塞排氣門排氣門曲軸箱曲軸箱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噴油器噴油器排氣門排氣門曲軸箱曲軸箱柴油發(fā)動機組成示意圖柴油發(fā)動機組成示意圖四、往復活塞式內(nèi)燃機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理四、往復活塞式內(nèi)燃機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理15:52 / 20（一）四沖程汽油機基本工作原理（一）四沖程汽油機基本工作原理1 1、化油器式汽油機：、化油器

12、式汽油機： 汽油和空氣在化油器內(nèi)汽油和空氣在化油器內(nèi)混合成可燃混合氣，再輸入混合成可燃混合氣，再輸入發(fā)動機氣缸并加以壓縮，然發(fā)動機氣缸并加以壓縮，然后用電火花使之點火燃燒發(fā)后用電火花使之點火燃燒發(fā)熱而作功熱而作功傳統(tǒng)式。傳統(tǒng)式。1-1-空氣濾清器；空氣濾清器；2-2-針閥；針閥；3-3-浮子；浮子；4-4-噴嘴；噴嘴；5-5-喉管；喉管；6-6-節(jié)氣門；節(jié)氣門；7-7-進氣歧管；進氣歧管；8-8-量孔；量孔；9-9-浮子室；浮子室；10-10-進氣預熱套管；進氣預熱套管；11-11-進氣門進氣門15:52 / 21（一）四沖程汽油機基本工作原理（一）四沖程汽油機基本工作原理2 2、汽油噴射式汽

13、油機：、汽油噴射式汽油機： （1 1）進氣管內(nèi)噴射：）進氣管內(nèi)噴射： 將汽油噴射入進氣管內(nèi)，同空氣混合將汽油噴射入進氣管內(nèi)，同空氣混合成可燃混合氣，再輸入發(fā)動機氣缸并加以壓縮，然后用電火成可燃混合氣，再輸入發(fā)動機氣缸并加以壓縮，然后用電火花使之點火燃燒發(fā)熱而作功花使之點火燃燒發(fā)熱而作功（現(xiàn)代轎車電控汽油噴射式（現(xiàn)代轎車電控汽油噴射式汽油機）。汽油機）。15:52 / 22（一）四沖程汽油機基本工作原理（一）四沖程汽油機基本工作原理2 2、汽油噴射式汽油機：、汽油噴射式汽油機： （2 2）氣缸內(nèi)直接噴射：）氣缸內(nèi)直接噴射：將汽油直接噴射入氣缸內(nèi)同空氣混將汽油直接噴射入氣缸內(nèi)同空氣混合成可燃混合氣

14、并加以壓縮，然后用電火花使之點火燃燒發(fā)合成可燃混合氣并加以壓縮，然后用電火花使之點火燃燒發(fā)熱而作功熱而作功（未來發(fā)展）。（未來發(fā)展）。15:52 / 23 在發(fā)動機內(nèi)，每一次將熱能轉(zhuǎn)變成機械能都必須經(jīng)過在發(fā)動機內(nèi)，每一次將熱能轉(zhuǎn)變成機械能都必須經(jīng)過吸入空氣、壓縮和輸入燃料，使之點火燃燒而膨脹作功，然吸入空氣、壓縮和輸入燃料，使之點火燃燒而膨脹作功，然后將生成的廢氣排除這樣一系列連續(xù)過程，稱為一個工作循后將生成的廢氣排除這樣一系列連續(xù)過程，稱為一個工作循環(huán)。環(huán)。.（一）四沖程汽油機基本工作原理（一）四沖程汽油機基本工作原理15:52 / 24吸氣沖程（吸氣沖程（0 0180 180 CACA）汽

15、油和空氣 活塞由上止點向下止點運活塞由上止點向下止點運動，活塞上方氣缸容積增大，動，活塞上方氣缸容積增大，形成一定真空，此時排氣門關(guān)形成一定真空，此時排氣門關(guān)閉，進氣門打開，可燃混合氣閉，進氣門打開，可燃混合氣由化油器經(jīng)進氣管、進氣門吸由化油器經(jīng)進氣管、進氣門吸入氣缸，歷時一個活塞沖程，入氣缸，歷時一個活塞沖程，曲軸旋轉(zhuǎn)曲軸旋轉(zhuǎn)180180轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角。（一）四沖程汽油機基本工作原理（一）四沖程汽油機基本工作原理15:52 / 25壓縮沖程（壓縮沖程（180360 CA） 為了使可燃混合氣能迅速燃為了使可燃混合氣能迅速燃燒，使發(fā)動機發(fā)出更大功率，燃燒，使發(fā)動機發(fā)出更大功率，燃燒前必須將可燃混合氣壓

16、縮，使燒前必須將可燃混合氣壓縮，使其容積縮小，密度加大，溫度升其容積縮小，密度加大，溫度升高。此時，進、排氣門均關(guān)閉，高。此時，進、排氣門均關(guān)閉，活塞從下止點向上止點移動，曲活塞從下止點向上止點移動，曲軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180 180 CACA。（一）四沖程汽油機基本工作原理（一）四沖程汽油機基本工作原理15:52 / 26做功沖程做功沖程（0 0180 180 CACA） 進、排氣門仍關(guān)閉。當壓縮進、排氣門仍關(guān)閉。當壓縮沖程接近終了時，火花塞發(fā)出電沖程接近終了時，火花塞發(fā)出電火花，點燃被壓縮的可燃混合氣火花，點燃被壓縮的可燃混合氣，放出大量的熱能，使氣缸內(nèi)的，放出大量的熱能，使氣缸內(nèi)的壓力和溫度迅

17、速增加，推動活塞壓力和溫度迅速增加，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。（一）四沖程汽油機基本工作原理（一）四沖程汽油機基本工作原理15:52 / 27排氣沖程（排氣沖程（180360 CA）燃燒后的廢氣 當膨脹接近終了時，排氣門當膨脹接近終了時，排氣門打開，靠廢氣的壓力進行自由排打開，靠廢氣的壓力進行自由排氣（排氣門開啟時廢氣壓力與大氣（排氣門開啟時廢氣壓力與大氣壓力之比大于臨界壓力比），氣壓力之比大于臨界壓力比），大部分廢氣自行排出?；钊竭_大部分廢氣自行排出?；钊竭_下止點后再向上止點移動，繼續(xù)下止點后再向上止點移動，繼續(xù)將廢氣強制排到大氣中將廢氣

18、強制排到大氣中。（一）四沖程汽油機基本工作原理（一）四沖程汽油機基本工作原理15:52 / 28（二）四沖程柴油機工作原理（二）四沖程柴油機工作原理 四沖程柴油機每個工作循環(huán)也經(jīng)歷四沖程柴油機每個工作循環(huán)也經(jīng)歷吸氣、壓縮、作功、吸氣、壓縮、作功、排氣排氣四個沖程，相應地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。四個沖程，相應地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。 柴油的粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，不可能用氣缸外部的柴油的粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，不可能用氣缸外部的化油器進行霧化，因此不可能采用氣缸外部形成可燃混合氣化油器進行霧化，因此不可能采用氣缸外部形成可燃混合氣的方法，唯有在高溫、高壓的氣缸內(nèi)采用高壓噴射才能將柴的方法，唯有在高溫、高壓的氣

19、缸內(nèi)采用高壓噴射才能將柴油在很短的時間內(nèi)完全霧化。油在很短的時間內(nèi)完全霧化。 柴油的自燃溫度比汽油低，因此，可燃混合氣的著火方柴油的自燃溫度比汽油低，因此，可燃混合氣的著火方式可采用自燃（壓燃）方式，與汽油機的點燃方式不同（否式可采用自燃（壓燃）方式，與汽油機的點燃方式不同（否則會產(chǎn)生爆炸性燃燒，使柴油機工作粗暴）。則會產(chǎn)生爆炸性燃燒，使柴油機工作粗暴）。15:52 / 29吸氣沖程吸氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程 排氣沖程排氣沖程空氣空氣燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣（二）四沖程柴油機工作原理（二）四沖程柴油機工作原理15:52 / 30想想議議： 汽油機和柴油機的工作過程有什么相同汽

20、油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？點，有什么不同點？相同點相同點不同點不同點15:52 / 311 1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似?；緲?gòu)造和主要部件的作用相似。2 2 每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程?？s沖程、做功沖程、排氣沖程。3 3 四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。個沖程靠飛輪慣性完成。4 4 一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。周，做功一次。相同相同點點15:52 / 3

21、2不同點不同點1 1構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。部有噴油嘴。2.2.著火方式不同：汽油機是點燃式，柴油機是壓燃式；著火方式不同：汽油機是點燃式，柴油機是壓燃式；3.3.可燃混合氣形成方式不同：汽油機是氣缸外部化油器可燃混合氣形成方式不同：汽油機是氣缸外部化油器內(nèi)均勻混合內(nèi)均勻混合（傳統(tǒng)化油器式和現(xiàn)代轎車進氣管內(nèi)電控汽油（傳統(tǒng)化油器式和現(xiàn)代轎車進氣管內(nèi)電控汽油噴射式），噴射式），柴油機是氣缸內(nèi)部燃燒室內(nèi)不均勻混合；柴油機是氣缸內(nèi)部燃燒室內(nèi)不均勻混合；（均（均勻性體現(xiàn)在燃料的蒸發(fā)性、混合氣形成時間的長短）勻性體現(xiàn)在燃料的蒸

22、發(fā)性、混合氣形成時間的長短）4.4.發(fā)動機功率調(diào)節(jié)方式不同：發(fā)動機功率調(diào)節(jié)方式不同： 汽油機是通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門汽油機是通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度的大小改變可燃混合氣的數(shù)量而改變發(fā)動機功率的大開度的大小改變可燃混合氣的數(shù)量而改變發(fā)動機功率的大小，屬小，屬“量量”的調(diào)節(jié)；柴油機是通過改變噴油泵每循環(huán)的的調(diào)節(jié)；柴油機是通過改變噴油泵每循環(huán)的供油量即改變每循環(huán)噴入氣缸內(nèi)的燃油量，從而改變可燃供油量即改變每循環(huán)噴入氣缸內(nèi)的燃油量，從而改變可燃混合氣的濃度而改變發(fā)動機功率的大小，屬混合氣的濃度而改變發(fā)動機功率的大小，屬“質(zhì)質(zhì)”的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)。15:52 / 3315:52 / 34柴油機與汽油機性能比較柴油機與汽油機

23、性能比較： 汽油機具有轉(zhuǎn)速高（轎車高達汽油機具有轉(zhuǎn)速高（轎車高達50006000r/minr/min）、）、質(zhì)量小、工作柔和、起動容易、制造成本低和維修方便質(zhì)量小、工作柔和、起動容易、制造成本低和維修方便等優(yōu)點，不足之處是燃油消耗率較高，燃油經(jīng)濟性較差，等優(yōu)點，不足之處是燃油消耗率較高，燃油經(jīng)濟性較差，適用于汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面；適用于汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面； 柴油機燃油消耗率較汽油機低柴油機燃油消耗率較汽油機低30%30%左右，且柴油價左右，且柴油價格低，所以燃油經(jīng)濟性好，而且輸出扭矩較大，但冷起格低，所以燃油經(jīng)濟性好，而且輸出扭矩較大，但冷起動困難、工作粗暴、工作轉(zhuǎn)速較低（一

24、般動困難、工作粗暴、工作轉(zhuǎn)速較低（一般4000r/min4000r/min以以下）、制造成本高、維修困難，適用于載重汽車、工程下）、制造成本高、維修困難，適用于載重汽車、工程機械、坦克上面。機械、坦克上面。15:52 / 35（三）二沖程發(fā)動機工作原理（三）二沖程發(fā)動機工作原理1 1、二沖程發(fā)動機的工作循環(huán)、二沖程發(fā)動機的工作循環(huán): : 是在兩個活塞沖程內(nèi)，即曲軸是在兩個活塞沖程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)完成的。旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)完成的。2 2、二沖程汽油機的結(jié)構(gòu)特點：二沖程汽油機的結(jié)構(gòu)特點： 二沖程二沖程汽油機采用曲軸箱掃氣，曲軸箱汽油機采用曲軸箱掃氣，曲軸箱是密封的，對多缸機而言，各曲柄軸是

25、密封的，對多缸機而言，各曲柄軸室相互之間是密封的，氣缸壁上開有室相互之間是密封的，氣缸壁上開有矩形掃氣口、排氣口和進氣口矩形掃氣口、排氣口和進氣口（右圖所示最早的活塞閥進氣方式）。15:52 / 363 3、二沖程汽油機的工作循環(huán)：、二沖程汽油機的工作循環(huán)：（1 1）第一沖程）第一沖程： 活塞自下止點開始向上止點移動活塞自下止點開始向上止點移動，曲，曲軸箱內(nèi)在上一沖程中被預壓縮的新鮮可燃軸箱內(nèi)在上一沖程中被預壓縮的新鮮可燃混合氣自氣缸壁上的掃氣口繼續(xù)向氣缸內(nèi)混合氣自氣缸壁上的掃氣口繼續(xù)向氣缸內(nèi)掃氣，活塞頂將掃氣口關(guān)閉后，由于排氣掃氣，活塞頂將掃氣口關(guān)閉后，由于排氣口仍未關(guān)閉，氣缸內(nèi)的新鮮可燃混

26、合氣被口仍未關(guān)閉，氣缸內(nèi)的新鮮可燃混合氣被活塞強行從排氣口擠出，此謂燃料的活塞強行從排氣口擠出，此謂燃料的過后過后排氣損失排氣損失，不可避免；由于掃氣過程中或，不可避免；由于掃氣過程中或多或少有新氣與廢氣的混合，存在燃料的多或少有新氣與廢氣的混合，存在燃料的掃氣損失掃氣損失，因此，二沖程汽油機的燃油消，因此，二沖程汽油機的燃油消耗率遠較四沖程汽油機的高，耗率遠較四沖程汽油機的高，HCHC排放嚴重。排放嚴重。（1 1）第一沖程）第一沖程（掃氣口關(guān)閉）（掃氣口關(guān)閉）（三）二沖程發(fā)動機工作原理（三）二沖程發(fā)動機工作原理15:52 / 37 （2 2）第一沖程）第一沖程： 排氣口關(guān)閉后，氣缸內(nèi)才開始真

27、正排氣口關(guān)閉后，氣缸內(nèi)才開始真正的壓縮，活塞上移到接近上止點時，火的壓縮，活塞上移到接近上止點時，火花塞點火，點燃被壓縮的可燃混合氣?；ㄈc火，點燃被壓縮的可燃混合氣。 掃氣口關(guān)閉后，隨著活塞的上移，掃氣口關(guān)閉后，隨著活塞的上移，曲軸箱內(nèi)形成一定真空，當活塞底端打曲軸箱內(nèi)形成一定真空，當活塞底端打開氣缸壁上的進氣口，曲軸箱內(nèi)開始進開氣缸壁上的進氣口，曲軸箱內(nèi)開始進氣，直至活塞運動到上止點，此時，進氣，直至活塞運動到上止點，此時，進氣口全開，曲軸箱容積最大。氣口全開，曲軸箱容積最大。（2 2）第一沖程）第一沖程（進氣口開啟）（進氣口開啟）（三）二沖程發(fā)動機工作原理（三）二沖程發(fā)動機工作原理15:

28、52 / 38（3 3）第二沖程）第二沖程（燃燒膨脹做功）（燃燒膨脹做功） （3 3）第二沖程）第二沖程： 著火后，高溫、高壓燃氣膨脹迫著火后，高溫、高壓燃氣膨脹迫使活塞使活塞從上止點向下止點移動從上止點向下止點移動，進，進氣口逐漸關(guān)閉，氣口逐漸關(guān)閉，曲軸箱內(nèi)的可燃混曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣開始被預壓縮。合氣開始被預壓縮。 （三）二沖程發(fā)動機工作原理（三）二沖程發(fā)動機工作原理15:52 / 39 （4 4）第二沖程）第二沖程： 當活塞頂打開排氣口時，缸內(nèi)當活塞頂打開排氣口時，缸內(nèi)壓力仍壓力仍有有0.30.6MPa，故大部分廢，故大部分廢氣以音速從缸內(nèi)排出，當活塞頂打氣以音速從缸內(nèi)排出，當活塞頂打開

29、掃氣口時，缸內(nèi)壓力已降低到低開掃氣口時，缸內(nèi)壓力已降低到低于曲軸箱內(nèi)壓力，曲軸箱內(nèi)的可燃于曲軸箱內(nèi)壓力，曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣開始掃入氣缸，并向排氣口混合氣開始掃入氣缸，并向排氣口驅(qū)除剩余廢氣?；钊竭_下止點時，驅(qū)除剩余廢氣?；钊竭_下止點時，排氣口和掃氣口全開，曲軸箱容積排氣口和掃氣口全開，曲軸箱容積最小。最小。（4 4）第二沖程（排氣）第二沖程（排氣口，掃氣口開啟）口，掃氣口開啟）（三）二沖程發(fā)動機工作原理（三）二沖程發(fā)動機工作原理15:52 / 40自然自然吸氣吸氣增壓增壓15:52 / 41二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1 1、理論上同樣發(fā)動機排量、同樣工作

30、轉(zhuǎn)速的發(fā)動機其功率理論上同樣發(fā)動機排量、同樣工作轉(zhuǎn)速的發(fā)動機其功率應等于四沖程汽油機的二倍，應等于四沖程汽油機的二倍，實際上由于實際壓縮比小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，存在過于名義壓縮比，氣缸內(nèi)進氣不足（進氣時間短，存在過后排氣和掃氣損失），只等于后排氣和掃氣損失），只等于1.51.6倍。倍。2 2、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，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，容易維修。輕，容易維修。3 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)動發(fā)動機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，飛輪轉(zhuǎn)動慣量小，容易上高速。慣量小，容

31、易上高速。4 4、二沖程汽油機、二沖程汽油機燃油消耗率遠較四沖程汽油機的燃油消耗燃油消耗率遠較四沖程汽油機的燃油消耗率高，率高，HCHC等排放嚴重。等排放嚴重。15:52 / 42二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5 5、二沖程汽油機由于、二沖程汽油機由于燃油消耗率高、燃油消耗率高、HCHC等排放嚴重，經(jīng)濟等排放嚴重，經(jīng)濟性差性差而逐漸淘汰出摩托車用市場，但軍用小型無人航空而逐漸淘汰出摩托車用市場，但軍用小型無人航空飛行器卻因其飛行器卻因其體積小、重量輕、單位氣缸工作容積輸出體積小、重量輕、單位氣缸工作容積輸出功率大功率大而仍被看好，但要解決而仍被看好，但要解決電控汽

32、油噴射技術(shù)甚至廢電控汽油噴射技術(shù)甚至廢氣渦輪增壓技術(shù)氣渦輪增壓技術(shù) 。15:52 / 43五、內(nèi)燃機構(gòu)造五、內(nèi)燃機構(gòu)造內(nèi)燃機由內(nèi)燃機由“兩大機構(gòu)兩大機構(gòu)”和和“五大系統(tǒng)五大系統(tǒng)” ” 組成：組成：兩大機構(gòu)：兩大機構(gòu)：1 1、曲軸連桿機構(gòu)和機體組件；、曲軸連桿機構(gòu)和機體組件；2 2、配氣機構(gòu)。、配氣機構(gòu)。五大系統(tǒng)：五大系統(tǒng)：1 1、冷卻系；、冷卻系；2 2、潤滑系；、潤滑系；3 3、燃料供給系；、燃料供給系；4 4、點火系；、點火系；5 5、起動系。、起動系。15:52 / 44機體組機體組機體組主要由機體組主要由機體、氣缸蓋、氣缸蓋罩、氣缸襯墊、主軸承蓋以及以及油底殼等組成。等組成。15:52

33、 / 45 機體組是機體組是氣缸體氣缸體與曲軸箱的連鑄體。機體是發(fā)動機的支與曲軸箱的連鑄體。機體是發(fā)動機的支架，是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)和發(fā)動機各系統(tǒng)主要零部件架，是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)和發(fā)動機各系統(tǒng)主要零部件的裝配基體。氣缸蓋用來封閉氣缸頂部，并與活塞頂和氣缸的裝配基體。氣缸蓋用來封閉氣缸頂部，并與活塞頂和氣缸壁一起形成燃燒室。另外，氣缸蓋和機體內(nèi)的水道和油道以壁一起形成燃燒室。另外，氣缸蓋和機體內(nèi)的水道和油道以及油底殼又分別是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。及油底殼又分別是冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。機體組機體組15:52 / 46 機體應具有足夠的強度和剛度，且耐磨損和耐腐蝕，機體應具

34、有足夠的強度和剛度，且耐磨損和耐腐蝕，并應對氣缸進行適當?shù)睦鋮s，以免機體損壞和變形。機并應對氣缸進行適當?shù)睦鋮s，以免機體損壞和變形。機體一般用高強度灰鑄鐵或鋁合金鑄造。最近，在轎車發(fā)體一般用高強度灰鑄鐵或鋁合金鑄造。最近，在轎車發(fā)動機上采用鋁合金機體的越來越普遍。動機上采用鋁合金機體的越來越普遍。 機體的構(gòu)造與氣缸排列形式、氣缸結(jié)構(gòu)形式和曲軸機體的構(gòu)造與氣缸排列形式、氣缸結(jié)構(gòu)形式和曲軸箱結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。箱結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。機體組機體組15:52 / 47 曲軸連桿機構(gòu)曲軸連桿機構(gòu)由活塞、活塞環(huán)、連桿組、曲軸、由活塞、活塞環(huán)、連桿組、曲軸、飛輪等組成。飛輪等組成。1、曲軸連桿機構(gòu)、曲軸連桿機構(gòu)15:5

35、2 / 48活塞連桿組活塞連桿組第第1道氣環(huán)道氣環(huán)第第2道氣環(huán)道氣環(huán)組合油環(huán)組合油環(huán)活塞銷活塞銷活塞活塞連桿連桿連桿螺栓連桿螺栓連桿軸瓦連桿軸瓦連桿蓋連桿蓋 活塞：活塞的主要功用是承受燃燒氣活塞：活塞的主要功用是承受燃燒氣體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿以體壓力，并將此力通過活塞銷傳給連桿以推動曲軸旋轉(zhuǎn)。此外活塞頂部與氣缸蓋、推動曲軸旋轉(zhuǎn)。此外活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室。氣缸壁共同組成燃燒室。15:52 / 49 活塞環(huán)：氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣活塞環(huán)：氣環(huán)的主要功用是密封和傳熱。保證活塞與氣缸壁間的密封，防止氣缸內(nèi)的可燃混合氣和高溫燃氣漏入曲缸壁間的密封，防止氣

36、缸內(nèi)的可燃混合氣和高溫燃氣漏入曲軸箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過熱。軸箱，并將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁，避免活塞過熱。油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機油，并在油環(huán)的主要功用是刮除飛濺到氣缸壁上的多余的機油，并在氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。氣缸壁上涂布一層均勻的油膜。15:52 / 50 連桿組：包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等連桿組：包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸承等零件。連桿組的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞零件。連桿組的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，并將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。15:52 / 5

37、1 曲軸的功用是把活塞、連桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，曲軸的功用是把活塞、連桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，用以驅(qū)動傳動系統(tǒng)和發(fā)動機的配氣機構(gòu)以及其他輔助裝置。用以驅(qū)動傳動系統(tǒng)和發(fā)動機的配氣機構(gòu)以及其他輔助裝置。15:52 / 52飛輪：對于四沖程內(nèi)燃機來說，每四個活塞沖程作功一次，飛輪：對于四沖程內(nèi)燃機來說，每四個活塞沖程作功一次，即只有作功沖程作功，而排氣、進氣和壓縮三個沖程都要消即只有作功沖程作功，而排氣、進氣和壓縮三個沖程都要消耗功。因此，曲軸對外輸出的轉(zhuǎn)矩呈周期性變化，曲軸轉(zhuǎn)速耗功。因此，曲軸對外輸出的轉(zhuǎn)矩呈周期性變化，曲軸轉(zhuǎn)速也不穩(wěn)定。為了改善這種狀況，在曲軸后端裝置飛輪。除此也不穩(wěn)定。為

38、了改善這種狀況，在曲軸后端裝置飛輪。除此之外，飛輪還是摩擦式離合器的主動件之外，飛輪還是摩擦式離合器的主動件. . 飛輪的作用就是飛輪的作用就是 儲存作功沖程時的動儲存作功沖程時的動能，克服活塞上行時的壓縮負能，克服活塞上行時的壓縮負功，維持工作循環(huán)周而復始，功，維持工作循環(huán)周而復始，并使曲軸轉(zhuǎn)速均勻。并使曲軸轉(zhuǎn)速均勻。 飛輪的另一作用就是飛輪的另一作用就是通過飛輪上的齒圈起起動和輸通過飛輪上的齒圈起起動和輸出機械能的作用。出機械能的作用。15:52 / 53 曲軸連桿機構(gòu)功用：曲軸連桿機構(gòu)是內(nèi)燃機實現(xiàn)工作曲軸連桿機構(gòu)功用：曲軸連桿機構(gòu)是內(nèi)燃機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的傳動機構(gòu)，用來傳遞力和

39、改變運動循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的傳動機構(gòu)，用來傳遞力和改變運動方式。工作中，曲軸連桿機構(gòu)在作功沖程中把活塞的往復方式。工作中，曲軸連桿機構(gòu)在作功沖程中把活塞的往復運動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，運動轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，對外輸出動力，而在其他三對外輸出動力，而在其他三個沖程中，即進氣、壓縮、個沖程中，即進氣、壓縮、排氣沖程中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)排氣沖程中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成活塞的往復直線運動轉(zhuǎn)變成活塞的往復直線運動?？偟膩碚f曲軸連桿機運動?？偟膩碚f曲軸連桿機構(gòu)是發(fā)動機借以產(chǎn)生并傳遞構(gòu)是發(fā)動機借以產(chǎn)生并傳遞動力的機構(gòu)。通過它把燃料動力的機構(gòu)。通過它把燃料燃燒后發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C燃燒后發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。

40、械能。15:52 / 54兩大機構(gòu)兩大機構(gòu) 2、配氣機構(gòu)、配氣機構(gòu)l配氣機構(gòu)：其作用是按照配氣機構(gòu)：其作用是按照內(nèi)燃機工作循環(huán)的次序，內(nèi)燃機工作循環(huán)的次序，定時向氣缸供給新鮮空氣定時向氣缸供給新鮮空氣（或混合氣體），并將燃（或混合氣體），并將燃燒后的廢氣定時排出氣缸，燒后的廢氣定時排出氣缸，以保證內(nèi)燃機的正常運轉(zhuǎn)。以保證內(nèi)燃機的正常運轉(zhuǎn)。排氣門搖臂液力挺柱凸輪軸15:52 / 55l組成組成：進氣門、排氣門、進排氣門驅(qū)動機構(gòu)（凸輪軸進氣門、排氣門、進排氣門驅(qū)動機構(gòu)（凸輪軸正時齒輪、凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂等）正時齒輪、凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂等）15:52 / 561 1）配氣機構(gòu)的型式）配氣

41、機構(gòu)的型式(1)(1)氣門布置方式氣門布置方式 氣門側(cè)置式氣門側(cè)置式 氣門位于氣缸體側(cè)面稱為氣氣門位于氣缸體側(cè)面稱為氣門側(cè)置式配氣機構(gòu)，由凸輪、挺門側(cè)置式配氣機構(gòu)，由凸輪、挺柱、氣門和氣門彈簧等組成。省柱、氣門和氣門彈簧等組成。省去了推桿、搖臂等零件，簡化了去了推桿、搖臂等零件，簡化了結(jié)構(gòu)。因為它的進、排氣門在氣結(jié)構(gòu)。因為它的進、排氣門在氣缸的一側(cè)，壓縮比受到限制，進缸的一側(cè)，壓縮比受到限制，進排氣門阻力較大，發(fā)動機的動力排氣門阻力較大，發(fā)動機的動力性和高速性均較差，逐漸被淘汰。性和高速性均較差，逐漸被淘汰。 15:52 / 571 1）配氣機構(gòu)的型式）配氣機構(gòu)的型式(1)(1)氣門布置方式氣

42、門布置方式 氣門頂置式氣門頂置式 氣門位于氣缸蓋上稱為氣門頂氣門位于氣缸蓋上稱為氣門頂置式配氣機構(gòu)，由凸輪、挺柱、置式配氣機構(gòu)，由凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門和氣門彈簧等推桿、搖臂、氣門和氣門彈簧等組成。其特點，進氣阻力小，燃組成。其特點，進氣阻力小，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，氣流攪動大，能燒室結(jié)構(gòu)緊湊，氣流攪動大，能達到較高的壓縮比，目前國產(chǎn)的達到較高的壓縮比，目前國產(chǎn)的汽車發(fā)動機都采用氣門頂置式配汽車發(fā)動機都采用氣門頂置式配氣機構(gòu)。氣機構(gòu)。 15:52 / 58(2) (2) 凸輪軸布置方式凸輪軸布置方式凸輪軸下置式，主要缺點是氣門和凸輪軸相距較遠，凸輪軸下置式，主要缺點是氣門和凸輪軸相距較遠，因而

43、氣門傳動另件較多，結(jié)構(gòu)較復雜，發(fā)動機高度也有所因而氣門傳動另件較多，結(jié)構(gòu)較復雜，發(fā)動機高度也有所增加。增加。 15:52 / 59(2) (2) 凸輪軸布置方式凸輪軸布置方式凸輪軸中置，凸輪軸位于氣缸體的中部由凸輪軸經(jīng)過凸輪軸中置，凸輪軸位于氣缸體的中部由凸輪軸經(jīng)過挺柱直接驅(qū)動搖臂，省去推桿，這種結(jié)構(gòu)稱為凸輪軸中置挺柱直接驅(qū)動搖臂，省去推桿，這種結(jié)構(gòu)稱為凸輪軸中置配氣機構(gòu)。配氣機構(gòu)。15:52 / 60(2) (2) 凸輪軸布置方式凸輪軸布置方式凸輪軸上置凸輪軸上置, ,凸輪軸布置在氣缸蓋上。凸輪軸上置有兩凸輪軸布置在氣缸蓋上。凸輪軸上置有兩種結(jié)構(gòu)，一是凸輪軸直接通過搖臂來驅(qū)動氣門，這樣既無種

44、結(jié)構(gòu)，一是凸輪軸直接通過搖臂來驅(qū)動氣門，這樣既無挺柱，又無推桿，往復運動質(zhì)量大大減小，此結(jié)構(gòu)適于高挺柱，又無推桿，往復運動質(zhì)量大大減小，此結(jié)構(gòu)適于高速發(fā)動機。另一種是凸輪軸直接驅(qū)動氣門或帶液力挺柱的速發(fā)動機。另一種是凸輪軸直接驅(qū)動氣門或帶液力挺柱的氣門，此種配氣機構(gòu)的往復運動質(zhì)量更小，特別適應于高氣門，此種配氣機構(gòu)的往復運動質(zhì)量更小，特別適應于高速強化發(fā)動機。速強化發(fā)動機。 15:52 / 61(3) (3) 凸輪軸傳動方式凸輪軸傳動方式凸輪軸下置，中置的配氣機構(gòu)大多采用圓柱形正時齒凸輪軸下置，中置的配氣機構(gòu)大多采用圓柱形正時齒輪傳動，一般從曲軸到凸輪軸只需一對正時齒輪傳動，若輪傳動，一般從曲

45、軸到凸輪軸只需一對正時齒輪傳動，若齒輪直徑過大，可增加一個中間齒輪。為了嚙合平穩(wěn)，減齒輪直徑過大，可增加一個中間齒輪。為了嚙合平穩(wěn)，減小噪聲，正時齒輪多用斜齒。小噪聲，正時齒輪多用斜齒。 鏈條與鏈輪的傳動適用于凸輪軸上置的配氣機構(gòu)，但鏈條與鏈輪的傳動適用于凸輪軸上置的配氣機構(gòu)，但其工作可靠性和耐久性不如齒輪傳動。近年來高速汽車發(fā)其工作可靠性和耐久性不如齒輪傳動。近年來高速汽車發(fā)動機上廣泛采用齒形皮帶來代替?zhèn)鲃渔渹鲃?，噪聲小、工動機上廣泛采用齒形皮帶來代替?zhèn)鲃渔渹鲃?，噪聲小、工作可靠、成本低。作可靠、成本低?15:52 / 62（4 4）氣門數(shù)目及氣道布置）氣門數(shù)目及氣道布置一般發(fā)動機都采用每

46、缸兩個氣門，即一個進氣門和一一般發(fā)動機都采用每缸兩個氣門，即一個進氣門和一個排氣門的結(jié)構(gòu)。為了改善換氣，在可能的條件下，應盡個排氣門的結(jié)構(gòu)。為了改善換氣，在可能的條件下，應盡量加大氣門的直徑，特別是進氣門的直徑。但是由于燃燒量加大氣門的直徑，特別是進氣門的直徑。但是由于燃燒室尺寸的限制，氣門直徑最大一般不能超過氣缸直徑的一室尺寸的限制，氣門直徑最大一般不能超過氣缸直徑的一半。當氣缸直徑較大，活塞平均速半。當氣缸直徑較大，活塞平均速 度較高時，每缸一進一排的氣門結(jié)度較高時，每缸一進一排的氣門結(jié) 構(gòu)就不能保證良好的換氣質(zhì)量。因構(gòu)就不能保證良好的換氣質(zhì)量。因 此，在很多新型汽車發(fā)動機上多采此，在很多

47、新型汽車發(fā)動機上多采 用每缸四個氣門結(jié)構(gòu)。即兩個進氣用每缸四個氣門結(jié)構(gòu)。即兩個進氣 門和兩個排氣門。門和兩個排氣門。 15:52 / 63 2 2）配氣相位）配氣相位(valve timing) (valve timing) （1 1）定義：配氣相位是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、排氣門的開）定義：配氣相位是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、排氣門的開啟時刻和開啟延續(xù)時間，通常用環(huán)形圖表示啟時刻和開啟延續(xù)時間，通常用環(huán)形圖表示- -配氣相位圖。配氣相位圖。 （2 2）理論上的配氣相位分析）理論上的配氣相位分析 理論上講進、壓、功、排各占理論上講進、壓、功、排各占180180，也就是說進、，也就是說進、排氣門都是在上、

48、下止點開閉，延續(xù)時間都是曲軸轉(zhuǎn)角排氣門都是在上、下止點開閉，延續(xù)時間都是曲軸轉(zhuǎn)角180180。但實際表明，簡單配氣相位對實際工作是很不適。但實際表明，簡單配氣相位對實際工作是很不適應的，它不能滿足發(fā)動機對進、排氣門的要求。應的，它不能滿足發(fā)動機對進、排氣門的要求。 原因：原因： 氣門的開、閉有個過程氣門的開、閉有個過程 開啟開啟 總是總是 由小由小大大 關(guān)閉關(guān)閉 總是總是 由大由大小小 隨著活塞的運動隨著活塞的運動, ,會造成進氣不足、排氣不凈。會造成進氣不足、排氣不凈。15:52 / 64 發(fā)動機速度的要求發(fā)動機速度的要求 實際發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時都很短。實際發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速很

49、高，活塞每一行程歷時都很短。當轉(zhuǎn)速為當轉(zhuǎn)速為56005600轉(zhuǎn)分時，一個行程只有轉(zhuǎn)分時，一個行程只有60/60/（560056002 2）=0.0054s=0.0054s，就是轉(zhuǎn)速為，就是轉(zhuǎn)速為1500r/min1500r/min，一個行程也只有，一個行程也只有0.02s0.02s，這樣短的進氣或排氣過程，使發(fā)動機進氣不足，排氣不凈。這樣短的進氣或排氣過程，使發(fā)動機進氣不足，排氣不凈。 可見，理論上的配氣相位不能滿足發(fā)動機進飽排凈的要求，可見，理論上的配氣相位不能滿足發(fā)動機進飽排凈的要求，那么，實際的配氣相位又是怎樣滿足這個要求的呢？那么，實際的配氣相位又是怎樣滿足這個要求的呢？15:52 /

50、 65（3 3）實際的配氣相位分析）實際的配氣相位分析 為了便進氣充足，排氣干凈：為了便進氣充足，排氣干凈：l a.a.從結(jié)構(gòu)上進行改進外從結(jié)構(gòu)上進行改進外 （如增大進、排氣管道）；（如增大進、排氣管道）；l b.b.從配氣相位上想點辦法：從配氣相位上想點辦法： 氣門能否早開晚閉，延長氣門能否早開晚閉，延長 進、排氣時間。進、排氣時間。15:52 / 66 氣門早開晚閉的可能氣門早開晚閉的可能 從示功圖中可以看出，活塞到從示功圖中可以看出，活塞到達進氣下止點時，由于進氣吸力的存在，氣缸內(nèi)氣體壓力達進氣下止點時，由于進氣吸力的存在，氣缸內(nèi)氣體壓力仍然低于大氣壓，在大氣壓的作用下仍能進氣；另外，此

51、仍然低于大氣壓，在大氣壓的作用下仍能進氣；另外，此時進氣流還有較大的慣性。由此可見，進氣門晚關(guān)可以增時進氣流還有較大的慣性。由此可見，進氣門晚關(guān)可以增加進氣量。加進氣量。 進氣門早開，可使進氣一開始就有一個較大的通道面進氣門早開，可使進氣一開始就有一個較大的通道面積，可增加進氣量。積，可增加進氣量。 在作功行程快要結(jié)束時，排氣門打開，可以利用作功在作功行程快要結(jié)束時，排氣門打開，可以利用作功的余壓使廢氣高速沖出氣缸，排氣量約占的余壓使廢氣高速沖出氣缸，排氣量約占50%50%。排氣門早。排氣門早開，勢必造成功率損失，但因氣壓低，損失并不大，而早開，勢必造成功率損失，但因氣壓低，損失并不大，而早開

52、可以減少排氣所消耗的功開可以減少排氣所消耗的功, ,又有利于廢氣的排出，所以又有利于廢氣的排出，所以總功率仍是提高的?？偣β嗜允翘岣叩?。 從示功圖上還可以看出，活塞到達從示功圖上還可以看出，活塞到達上止點時，氣缸內(nèi)廢氣壓力仍然高于外界大氣壓，加之排上止點時，氣缸內(nèi)廢氣壓力仍然高于外界大氣壓，加之排氣氣流的慣性，排氣門晚關(guān)可使廢氣排得更凈一些。氣氣流的慣性，排氣門晚關(guān)可使廢氣排得更凈一些。 15:52 / 67 氣門可以實現(xiàn)早開晚關(guān)那么氣門早開晚關(guān)對發(fā)動機實氣門可以實現(xiàn)早開晚關(guān)那么氣門早開晚關(guān)對發(fā)動機實際工作的影響：際工作的影響： 進氣門早開：增大了進氣行程開始時氣門的開啟高度，進氣門早開：增大

53、了進氣行程開始時氣門的開啟高度，減小進氣阻力，增加進氣量。減小進氣阻力，增加進氣量。 進氣門晚關(guān)：延長了進氣時間，在大氣壓和氣體慣性進氣門晚關(guān)：延長了進氣時間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進氣量。力的作用下，增加進氣量。 排氣門早開：借助氣缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小排氣門早開：借助氣缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。了排氣阻力，使排氣干凈。 排氣門晚關(guān)：延長了排氣時間，在廢氣壓力和廢氣慣排氣門晚關(guān)：延長了排氣時間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。性力的作用下，使排氣干凈。15:52 / 68 氣門重疊氣門重疊 由于進氣門早開，排氣門晚關(guān)，勢必造成在同一時間

54、由于進氣門早開，排氣門晚關(guān)，勢必造成在同一時間內(nèi)兩個氣門同時開啟。把兩個氣門同時開啟時間相當?shù)那鷥?nèi)兩個氣門同時開啟。把兩個氣門同時開啟時間相當?shù)那S轉(zhuǎn)角叫作氣門重疊角。在這段時間內(nèi)，可燃混合氣和廢軸轉(zhuǎn)角叫作氣門重疊角。在這段時間內(nèi)，可燃混合氣和廢氣是否會亂串呢？氣是否會亂串呢？第三節(jié) 配氣相位和氣門間隙 不會的，這是因為：不會的，這是因為：進、排氣流各自有自己的流動方向和流動慣性，而重進、排氣流各自有自己的流動方向和流動慣性，而重疊時間又很短，不至于混亂，即吸入的可燃混合氣不會隨疊時間又很短，不至于混亂，即吸入的可燃混合氣不會隨同廢氣排出，廢氣也不會經(jīng)進氣門倒流入進氣管，而只能同廢氣排出，廢氣

55、也不會經(jīng)進氣門倒流入進氣管，而只能從排氣門排出；從排氣門排出；進氣門附近有降壓作用，有利于進氣。進氣門附近有降壓作用，有利于進氣。 15:52 / 69 進、排氣門的實際開閉時刻和延續(xù)時間進、排氣門的實際開閉時刻和延續(xù)時間 a a、實際進氣時刻和延續(xù)時間：、實際進氣時刻和延續(xù)時間：在排氣行程接近終了時，在排氣行程接近終了時，活塞到達上止點前，即曲軸轉(zhuǎn)到離上止點還差一個角度活塞到達上止點前，即曲軸轉(zhuǎn)到離上止點還差一個角度，進氣門便開始開啟，進氣行程直到活塞越過下止點后進氣門便開始開啟，進氣行程直到活塞越過下止點后時，時，進氣門才關(guān)閉。整個進氣過程延續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角進氣門才關(guān)閉。整個進氣過程延

56、續(xù)時間相當于曲軸轉(zhuǎn)角180180+。 進氣提前角一般進氣提前角一般=10=103030 進氣延遲角一般進氣延遲角一般=40=408080 所以進氣過程曲軸轉(zhuǎn)角為所以進氣過程曲軸轉(zhuǎn)角為230230290290 15:52 / 70a a、實際排氣時刻和延續(xù)時間：、實際排氣時刻和延續(xù)時間：同樣，作功行程接近終了同樣，作功行程接近終了時，活塞在下止點前排氣門便開始開啟，提前開啟的角度時，活塞在下止點前排氣門便開始開啟，提前開啟的角度一般為一般為40408080，活塞越過下止點后，活塞越過下止點后角排氣門關(guān)閉，角排氣門關(guān)閉，一般為一般為10103030，整個排氣過程相當曲軸轉(zhuǎn)角，整個排氣過程相當曲軸轉(zhuǎn)

57、角180180+。 - - 排氣提前角一般排氣提前角一般=40=408080 - - 進氣延遲角一般進氣延遲角一般=10=103030 所以排氣過程曲軸轉(zhuǎn)角為所以排氣過程曲軸轉(zhuǎn)角為230230290290 氣門重疊角氣門重疊角+=20=206060 從上面的分析，可以看出實際配氣相位和理論配氣相從上面的分析，可以看出實際配氣相位和理論配氣相位相差很大，實際配氣相位，氣門要早開晚關(guān)，主要是為位相差很大，實際配氣相位，氣門要早開晚關(guān)，主要是為了滿足進氣充足，排氣干凈的要求。但實際中，根據(jù)各種了滿足進氣充足，排氣干凈的要求。但實際中，根據(jù)各種車型，經(jīng)過實驗的方法確定，由凸輪軸的形狀、位置及配車型，經(jīng)

58、過實驗的方法確定，由凸輪軸的形狀、位置及配氣機構(gòu)來保證。氣機構(gòu)來保證。15:52 / 71l作用：作用：將汽油和空氣混合成可燃混合氣供入氣缸，并將汽油和空氣混合成可燃混合氣供入氣缸，并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動機。將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動機。l組成：組成：汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器、空氣汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器、空氣濾清器、進氣管、排氣管、排氣消聲器等。濾清器、進氣管、排氣管、排氣消聲器等。五大系統(tǒng) 15:52 / 7215:52 / 73l功用：功用：保證按規(guī)定保證按規(guī)定時刻及時點燃氣缸中時刻及時點燃氣缸中被壓縮的混合氣。被壓縮的混合氣。l組成：組成：蓄電池、點蓄電池、點火線

59、圈、點火控制器、火線圈、點火控制器、分電器、火花塞等。分電器、火花塞等。五大系統(tǒng) 15:52 / 74 傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)以蓄電池和發(fā)電機為電源，借點火傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)以蓄電池和發(fā)電機為電源，借點火線圈和分電器的作用，將電源提供的線圈和分電器的作用，將電源提供的6V6V、12V12V或或24V24V的低壓直的低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過分電器分配到各缸火花塞，使火流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣?；ㄈ麅呻姌O之間產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。 傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)由于存在產(chǎn)生的高壓電比較低、高傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)由于存在產(chǎn)生的高壓電比較低

60、、高速時工作不可靠、使用過程中需經(jīng)常檢查和維護等缺點，目速時工作不可靠、使用過程中需經(jīng)常檢查和維護等缺點，目前正在逐漸被電子點火系統(tǒng)和微機控制點火系統(tǒng)所取代。前正在逐漸被電子點火系統(tǒng)和微機控制點火系統(tǒng)所取代。點火系統(tǒng)：蓄電池點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)：蓄電池點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)15:52 / 75 電子點火系統(tǒng)：以蓄電池和發(fā)電機為電源，借電子點火系統(tǒng)：以蓄電池和發(fā)電機為電源，借點火線圈和由半導體器件點火線圈和由半導體器件( (晶體三極管晶體三極管) )組成的點火組成的點火控制器將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過控制器將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?，再通過分電器分配到各缸火花塞，使火花