發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造課件

第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造1目錄第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本術(shù)語第二節(jié)單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程第三節(jié)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理第四節(jié)多缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程第五節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)與特性第六節(jié)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則目錄第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本術(shù)語2第一節(jié)第一節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本術(shù)語第一節(jié)第一節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本術(shù)語3發(fā)動(dòng)機(jī)：凡是把某種形式的能變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。它包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、水力發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)、電力發(fā)動(dòng)機(jī)等。

熱力發(fā)動(dòng)機(jī)外燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)活塞式內(nèi)燃機(jī)往復(fù)活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式現(xiàn)廣泛使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是指往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。一、發(fā)動(dòng)機(jī)的定義

發(fā)動(dòng)機(jī)：凡是把某種形式的能變?yōu)闄C(jī)械能的裝4二、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類按冷卻方式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)按汽缸數(shù)分按燃料分按行程數(shù)分四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)按汽缸排列分單列式發(fā)動(dòng)機(jī)雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)二、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類按冷卻方式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)按汽缸數(shù)分按燃5內(nèi)燃機(jī)的具體分類

內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，可據(jù)不同特征分類1．

按所用的燃料分：液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)、汽油機(jī)等）和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（如天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)等）2．

按完成一個(gè)工作循環(huán)所需的沖程數(shù)分：

一個(gè)工作循環(huán)：內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，每一次將熱能變?yōu)闄C(jī)械能，都要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣這四個(gè)過程，每完成這四個(gè)過程一次叫一個(gè)工作循環(huán)。

沖程（行程）：活塞從一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)叫活塞走過了一個(gè)沖程。內(nèi)燃機(jī)的具體分類內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，可據(jù)6

四沖程式發(fā)動(dòng)機(jī)：曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，活塞經(jīng)過四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。二沖程式發(fā)動(dòng)機(jī)：曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，活塞經(jīng)過兩個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。3.

按氣缸的數(shù)目來分：單缸:i=1多缸:ⅰ≥24.按氣缸的排列形式分為：單缸有立式、臥式。多缸有單列式、雙列式，雙列式又包括V型（V6、V8，60°、90°）和對置式。四沖程式發(fā)動(dòng)機(jī)：曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，活塞經(jīng)過四75．按冷卻方式分：水冷發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。6．按燃料在氣缸內(nèi)的著火方式來分：壓燃式：利用氣缸內(nèi)被壓縮氣體產(chǎn)生的高溫、高壓使燃料自行著火燃燒。例如：柴油機(jī)。點(diǎn)燃式：利用外界熱源（如電火花）點(diǎn)燃混合氣使其著火燃燒。例如：汽油機(jī)5．按冷卻方式分：87．按進(jìn)氣方式分：增壓式：有增壓器，空氣被增壓器增壓后送入氣缸，增加了進(jìn)氣量，相應(yīng)增大發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

非增壓式：又稱為自然吸氣式，利用活塞的抽吸作用將空氣吸入氣缸。8．按每缸氣門數(shù)分：二氣門發(fā)動(dòng)機(jī)：一進(jìn)、一排四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)：2進(jìn)、2排五氣門發(fā)動(dòng)機(jī)：3進(jìn)、2排7．按進(jìn)氣方式分：9廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)10三、基本術(shù)語上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)工作循環(huán)VL=Vh×iVh=πD2·S×10-6/4（L）D——?dú)飧字睆絤mS——活塞行程mm三、基本術(shù)語上止點(diǎn)VL=Vh×iVh=πD2·S11結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖121．

上止點(diǎn)：活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞離曲軸中心最遠(yuǎn)時(shí)，活塞頂所處的位置。2．

下止點(diǎn)：3．

活塞行程S：強(qiáng)調(diào)有兩種定義方法。活塞每經(jīng)過一個(gè)行程，相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)過半圈，S=2R，R表示曲軸旋轉(zhuǎn)半徑。4．

燃燒室容積VC：

當(dāng)活塞位上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂與缸蓋所圍成的空間叫燃燒室。其空間容積的大小叫燃燒室容積。1．

上止點(diǎn)：135．氣缸工作容積（又叫氣缸排量）Vh：

活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，所掃過的空間容積。6．氣缸總?cè)莘eVa：

活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂與氣缸蓋之間的空間容積，用Va表示。

Va=Vc+Vh7.發(fā)動(dòng)機(jī)排量（發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積）VL：

多缸發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積的總和。VL=i·Vh,i為氣缸的數(shù)目。

5．氣缸工作容積（又叫氣缸排量）Vh：148.壓縮比ξ：ξ表示氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的程度。壓縮比越大，表示氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的越厲害，壓縮終了時(shí)的溫度和壓力就越高，燃料燃燒的速度越快，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性越好。柴油機(jī)壓縮比ξ為16～22；汽油機(jī)ξ為6～9，最高不超過11。

解釋壓縮比ξ為什么不能無限制增大？8.壓縮比ξ：15壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。ε=Va/Vc現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為6～9(轎車有的達(dá)9～11)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比16第二節(jié)

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

第二節(jié)

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

17一、單缸四沖程柴油機(jī)的工作過程

首先將清潔的空氣吸入氣缸并壓縮，使其溫度升高，接著將柴油以細(xì)霧狀噴入氣缸，與被壓縮的空氣混合并立即著火燃燒，并放出熱能，使氣缸內(nèi)空氣急劇膨脹，在氣缸內(nèi)產(chǎn)生很大的壓力，此壓力推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，將柴油燃燒時(shí)放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，最后將燃燒的廢氣排出氣缸。一、單缸四沖程柴油機(jī)的工作過程首先將清潔的18其工作過程如下圖所示：

其工作過程如下圖所示：19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。進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞大氣壓力線PVra示功圖上止201進(jìn)氣沖程

曲軸旋轉(zhuǎn)第一個(gè)半圈，經(jīng)過連桿帶動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，使氣缸容積變大，壓力下降，造成真空吸力，此時(shí)進(jìn)氣門開、排氣門關(guān)，新鮮空氣被吸入氣缸，進(jìn)氣過程一直持續(xù)到活塞移動(dòng)到下止點(diǎn)為止。進(jìn)氣終了時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，此時(shí)氣缸內(nèi)壓力約為78.5~93.2kPa,低于大氣壓力，溫度約為300~400K。（氣缸內(nèi)壓力、溫度如何？）1進(jìn)氣沖程曲軸旋轉(zhuǎn)第一個(gè)半圈21壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(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壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：PVra示功圖大氣222壓縮沖程

曲軸旋轉(zhuǎn)第二個(gè)半圈，帶動(dòng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，進(jìn)、排氣門都關(guān)閉，氣缸內(nèi)的氣體受到壓縮，溫度、壓力升高。壓縮行程到上止點(diǎn)終了，氣體壓力達(dá)到3500~4500KPa,溫度為750~1000K。2壓縮沖程曲軸旋轉(zhuǎn)第二個(gè)半圈，帶23作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度2200~2800

K，

壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700

K，

壓力300~500kPa

作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZ243作功沖程

在壓縮終了前，既活塞在上止點(diǎn)前10°~35°曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，噴油器將柴油以一定壓力、一定射程以細(xì)霧狀噴入氣缸，并與被壓縮的高溫、高壓空氣混合成可燃混合氣，并自行著火燃燒，放出大量的熱，進(jìn)、排氣門都關(guān)閉，使氣缸內(nèi)的壓力大大上升，最高壓力達(dá)到5900～8800KPa，溫度為2000～2500K，高溫、高壓的氣體推動(dòng)活塞向下移動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)第三個(gè)半圈，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，作功行程終了時(shí)，活塞到達(dá)下止點(diǎn)，氣缸內(nèi)氣體的壓力降到300～400KPa,溫度為1000～1200K。3作功沖程在壓縮終了前25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900~1200

K壓力105~125kPa殘余廢氣排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓264排氣沖程

曲軸旋轉(zhuǎn)第四個(gè)半圈，帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)排氣門打開，燃燒后的廢氣隨活塞上移被排出氣缸外（排氣動(dòng)力？能否排凈？）。排氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的溫度約為700～800K，壓力約為103～123KPa。

排氣過程結(jié)束后去，曲軸依靠飛轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述各過程又重復(fù)進(jìn)行，如此周而復(fù)始地進(jìn)行工作循環(huán)，使柴油機(jī)能連續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)工作機(jī)械作功。4排氣沖程曲軸旋轉(zhuǎn)第四個(gè)半圈，帶動(dòng)活27單缸四沖程柴油機(jī)的工作過程表行程順序行程名稱活塞運(yùn)動(dòng)方向氣門位置曲軸轉(zhuǎn)角曲軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)力進(jìn)排1進(jìn)氣上→下開關(guān)0°～180°飛輪慣性力2壓縮下→上關(guān)關(guān)180°～360°飛輪慣性力3作功上→下關(guān)關(guān)360°～540°氣體壓力4排氣下→上關(guān)開540°～720°飛輪慣性力

由表可見，在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，只有作功行程作功，其余過程都要消耗功，是輔助過程。

單缸四沖程柴油機(jī)的工作過程表行程行程活塞運(yùn)動(dòng)方向氣門位置曲軸28二、單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程

其工作過程與柴油機(jī)相似，所不同的是：1．進(jìn)氣沖程：吸進(jìn)氣缸的不是純空氣，而是空氣和汽油的可燃混合氣。進(jìn)氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓力比柴油機(jī)稍低（因有化油器阻力），壓力為75~90KPa,溫度為370~400K。2．壓縮沖程：壓縮的是可燃混合氣。因?yàn)槠蜋C(jī)的壓縮比小于柴油機(jī)的壓縮比，故壓縮終了時(shí)的壓力和溫度都比柴油機(jī)低，壓力為600~1200KPa,溫度為600~700K。二、單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程其工作過程與293.

作功沖程：在壓縮接近終了時(shí)，活塞上止點(diǎn)前20°~30°曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，用電火花點(diǎn)燃混合氣，使之迅速燃燒，溫度可達(dá)2200~2800K，壓力最高達(dá)3000~5000KPa。作功終了時(shí)，氣缸內(nèi)壓力下降到300~500KPa，溫度為1300~1600K。4.

排氣沖程：排氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)壓力為105~115KPa，溫度為900~1200K。

總之，二者工作原理的主要區(qū)別是：可燃混合氣的形成方式不同；點(diǎn)火方式不同。3.作功沖程：30思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么相同之處呢？思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么相同之處呢？31

三、柴油機(jī)與汽油機(jī)比較汽油機(jī)具有轉(zhuǎn)速高（轎車汽油機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000～6000r/min）、質(zhì)量小、工作噪聲小、起動(dòng)容易、制造和維修費(fèi)用低等特點(diǎn)，故在轎車、輕型貨車和越野車上得到廣泛的應(yīng)用，其缺點(diǎn)是燃油消耗率高，燃油經(jīng)濟(jì)性差。柴油機(jī)因壓縮比高，燃油消耗率比汽油機(jī)低20％～30％左右，故燃油經(jīng)濟(jì)性好。其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低（一般在2500～3000r/min，最高可達(dá)5000r/min）、質(zhì)量大、制造和維修費(fèi)用高（因有精密偶件）。一般裝載5t以上的貨車大都采用柴油機(jī)，中、輕型貨車和轎車也有采用。三、柴油機(jī)與汽油機(jī)比較32共同特點(diǎn)：每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。共同特點(diǎn)：33不同點(diǎn)汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點(diǎn)火系無點(diǎn)火系無噴油器有噴油器不同點(diǎn)汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入氣34第三節(jié)

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

第三節(jié)

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理35二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞經(jīng)過兩個(gè)沖程，完成進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。一、單缸二沖程汽油機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：一、單缸二沖程汽油機(jī)36（一）構(gòu)造（一）構(gòu)造37

二沖程汽油機(jī)沒有氣門式配氣機(jī)構(gòu)，在氣缸壁不同的高度位置開有三對窗口，即進(jìn)氣孔、掃氣孔（換氣孔）、排氣孔。進(jìn)氣孔與化油器相連；排氣孔與排氣管相連；掃氣孔則將曲軸箱與氣缸相連。利用活塞上、下運(yùn)動(dòng)，先后開啟、關(guān)閉這些窗口，以達(dá)到配氣的目的。曲軸箱是密閉的。在氣缸蓋上裝有火花塞，定時(shí)以電火花點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的混合氣。二沖程汽油機(jī)沒有氣門式配氣機(jī)構(gòu)，在氣缸壁38（二）二沖程汽油機(jī)工作過程壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣掃氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞（二）二沖程汽油機(jī)工作過程壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣掃氣孔進(jìn)39

第一沖程（輔助沖程）：活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，先后關(guān)閉掃氣孔、排氣孔，并壓縮已經(jīng)進(jìn)入氣缸的混合氣，同時(shí)，由于活塞的上移，使密閉的曲軸箱的容積不斷加大、壓力降低。當(dāng)活塞上行至其下邊緣將進(jìn)氣孔打開時(shí)，在大氣壓的作用下，可燃混合氣被吸入曲軸箱內(nèi)。第一沖程在活塞上部完成了壓縮過程；在活塞下部完成了預(yù)進(jìn)氣過程。第一沖程（輔助沖程）：40

第二沖程（作功沖程）：在壓縮臨近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣，混合氣急劇燃燒、膨脹，推動(dòng)活塞下移作功。此時(shí)，曲軸箱內(nèi)的混合氣受到壓縮。當(dāng)活塞下行約2/3行程時(shí)，排氣孔打開，廢氣在自身壓力的作用下，從排氣孔沖出，作功階段結(jié)束?；钊^續(xù)下行，將換氣孔打開，曲軸箱內(nèi)受壓縮的混合氣經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，且在活塞頂?shù)膶?dǎo)流作用下驅(qū)趕廢氣。第二沖程完成了作功、排氣和進(jìn)氣過程。至此，完成了一個(gè)工作循環(huán)。第二沖程（作功沖程）：41思考二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何優(yōu)點(diǎn)？理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量較少。思考二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何優(yōu)點(diǎn)？理論上它的功率42二、二沖程柴油機(jī)的工作過程

二沖程柴油機(jī)與二沖程汽油機(jī)的工作過程基本相同。主要區(qū)別在于：柴油進(jìn)入氣缸的是清潔的空氣而不是混合氣；柴油是在壓縮接近終了時(shí)，由噴油器噴入，不用電火花點(diǎn)火，而是利用壓縮產(chǎn)生的高溫自燃著火。介紹帶掃氣泵的二沖程柴油機(jī)工作。二、二沖程柴油機(jī)的工作過程43二、二沖程柴油機(jī)工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門二、二沖程柴油機(jī)工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣44三、二沖程與四沖程內(nèi)燃機(jī)的比較

1二沖程內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：曲軸每轉(zhuǎn)一圈有一個(gè)作功行程，故在相同的缸徑、行程、轉(zhuǎn)速時(shí)，在理論上它的功率為四沖程內(nèi)燃機(jī)的2倍。由于上述原因，它運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可采用尺寸較小的飛輪。省去了氣門式配氣機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)相對簡單，因而使用方便。

三、二沖程與四沖程內(nèi)燃機(jī)的比較1二45

2二沖程內(nèi)燃機(jī)的缺點(diǎn)：不易將廢氣從氣缸內(nèi)排干凈，并且在換氣時(shí)減少了有效作功行程，所以實(shí)際上它的功率只是四沖程內(nèi)燃機(jī)的1.5~1.6倍，而且在換氣時(shí)，還有一部分未燃燒的新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，故其經(jīng)濟(jì)性較差。電控然油噴射可改善其缺點(diǎn)。二沖程內(nèi)燃機(jī)制造費(fèi)用低廉、構(gòu)造簡單、質(zhì)量小，常用作摩托車的動(dòng)力或用做大功率內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)機(jī)。2二沖程內(nèi)燃機(jī)的缺點(diǎn)：46第四節(jié)

多缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程第四節(jié)

多缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程47

四沖程內(nèi)燃機(jī)每個(gè)工作循環(huán)中，只有一個(gè)沖程作功，而其余沖程都要消耗功，使曲軸在工作中轉(zhuǎn)速不均勻，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的均勻性，常采用在曲軸上安裝飛輪、多缸結(jié)構(gòu)等措施。多缸內(nèi)燃機(jī)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的氣缸，各缸的活塞連桿裝在同一根曲軸上。常用的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)有四缸、六缸、八缸等。四沖程內(nèi)燃機(jī)每個(gè)工作循環(huán)中，只有一個(gè)沖程作功48發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造課件49發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造課件50安排多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序時(shí)應(yīng)注意：連續(xù)作功的兩個(gè)缸應(yīng)盡可能遠(yuǎn)：以減輕主軸承載荷，避免進(jìn)氣重疊、以免影響進(jìn)氣。作功間隔要均勻：以保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，每個(gè)缸都應(yīng)按工作順序輪流發(fā)火作功一次，各缸的發(fā)火間隔時(shí)間應(yīng)均勻，每個(gè)缸依次獨(dú)立完成自己的一個(gè)工作循環(huán)。安排多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序時(shí)應(yīng)注意：51

發(fā)火間隔角：二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：φ＝360/i四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：φ＝720/i四缸、六缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火次序依次為：1－3－4－2和1－2－4－31－5－3－6－2－4和1－4－2－6－3－5其工作循環(huán)表如下所示：發(fā)火間隔角：52曲軸轉(zhuǎn)角1——3——4——2一缸二缸三缸四缸0°~180°作功排氣壓縮進(jìn)氣180°~360°排氣進(jìn)氣作功壓縮360°~540°進(jìn)氣壓縮排氣作功540°~720°壓縮作功進(jìn)氣排氣曲軸轉(zhuǎn)角1——3——4——2一缸二缸三缸四缸0°~180°作53曲軸轉(zhuǎn)角1——2——4——3一缸二缸三缸四缸0°~180°180°~360°360°~540°540°~720°各缸工作情況曲軸轉(zhuǎn)角1——2——4——3一缸二缸三缸四缸0°~180°154第五節(jié)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)供給系點(diǎn)火系冷卻系潤滑系起動(dòng)系第五節(jié)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55搖臂凸輪軸搖臂凸輪軸56單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖57連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時(shí)齒輪■

配氣機(jī)構(gòu)■

曲柄連桿機(jī)構(gòu)連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時(shí)齒輪■配氣機(jī)構(gòu)58桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖59第六節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)與特性

第六節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)與特性60發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有動(dòng)力性指標(biāo)（有效轉(zhuǎn)矩、有效功率、轉(zhuǎn)速等），經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（燃油消耗率），運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)（排氣品質(zhì)、噪聲和起動(dòng)性能等）。發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況（簡稱工況）一般用功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表示，也可用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表示。發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷，是指當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大功率之比，用百分?jǐn)?shù)來表示。負(fù)荷與功率是兩個(gè)不同的概念，某一轉(zhuǎn)速時(shí)全負(fù)荷，并不意味是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的最大功率。發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有動(dòng)力性指標(biāo)（有效轉(zhuǎn)矩、有61第七節(jié)

內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的名稱和型號(hào)編制規(guī)則

第七節(jié)

內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的名稱和型號(hào)編制規(guī)則62一

.名稱：

按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品按所燃用的燃料命名，如柴油機(jī)、汽油機(jī)、煤氣機(jī)、沼氣機(jī)、雙（多種）燃料發(fā)動(dòng)機(jī)等。二.型號(hào)編制：

一般由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。其表示方法如下：

解釋各部分的表示方法及所代表的意義，并舉實(shí)例說明。

一

.名稱：解釋各部分的表示方法及所代表的意義，并舉實(shí)例說63發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造課件64本章思考問題單缸四沖程柴油機(jī)的循環(huán)過程四沖程柴油機(jī)與汽油機(jī)原理和構(gòu)造上的異同多缸四沖程的工作過程畫出四沖程柴油機(jī)的示功圖本章思考問題單缸四沖程柴油機(jī)的循環(huán)過程65第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造66目錄第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本術(shù)語第二節(jié)單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程第三節(jié)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理第四節(jié)多缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程第五節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)與特性第六節(jié)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則目錄第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本術(shù)語67第一節(jié)第一節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本術(shù)語第一節(jié)第一節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本術(shù)語68發(fā)動(dòng)機(jī)：凡是把某種形式的能變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。它包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、水力發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)、電力發(fā)動(dòng)機(jī)等。

熱力發(fā)動(dòng)機(jī)外燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)活塞式內(nèi)燃機(jī)往復(fù)活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式現(xiàn)廣泛使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是指往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。一、發(fā)動(dòng)機(jī)的定義

發(fā)動(dòng)機(jī)：凡是把某種形式的能變?yōu)闄C(jī)械能的裝69二、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類按冷卻方式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)按汽缸數(shù)分按燃料分按行程數(shù)分四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)按汽缸排列分單列式發(fā)動(dòng)機(jī)雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)二、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類按冷卻方式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)按汽缸數(shù)分按燃70內(nèi)燃機(jī)的具體分類

內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，可據(jù)不同特征分類1．

按所用的燃料分：液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)、汽油機(jī)等）和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（如天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)等）2．

按完成一個(gè)工作循環(huán)所需的沖程數(shù)分：

一個(gè)工作循環(huán)：內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，每一次將熱能變?yōu)闄C(jī)械能，都要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣這四個(gè)過程，每完成這四個(gè)過程一次叫一個(gè)工作循環(huán)。

沖程（行程）：活塞從一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)叫活塞走過了一個(gè)沖程。內(nèi)燃機(jī)的具體分類內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，可據(jù)71

四沖程式發(fā)動(dòng)機(jī)：曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，活塞經(jīng)過四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。二沖程式發(fā)動(dòng)機(jī)：曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，活塞經(jīng)過兩個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。3.

按氣缸的數(shù)目來分：單缸:i=1多缸:ⅰ≥24.按氣缸的排列形式分為：單缸有立式、臥式。多缸有單列式、雙列式，雙列式又包括V型（V6、V8，60°、90°）和對置式。四沖程式發(fā)動(dòng)機(jī)：曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，活塞經(jīng)過四725．按冷卻方式分：水冷發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。6．按燃料在氣缸內(nèi)的著火方式來分：壓燃式：利用氣缸內(nèi)被壓縮氣體產(chǎn)生的高溫、高壓使燃料自行著火燃燒。例如：柴油機(jī)。點(diǎn)燃式：利用外界熱源（如電火花）點(diǎn)燃混合氣使其著火燃燒。例如：汽油機(jī)5．按冷卻方式分：737．按進(jìn)氣方式分：增壓式：有增壓器，空氣被增壓器增壓后送入氣缸，增加了進(jìn)氣量，相應(yīng)增大發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。

非增壓式：又稱為自然吸氣式，利用活塞的抽吸作用將空氣吸入氣缸。8．按每缸氣門數(shù)分：二氣門發(fā)動(dòng)機(jī)：一進(jìn)、一排四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)：2進(jìn)、2排五氣門發(fā)動(dòng)機(jī)：3進(jìn)、2排7．按進(jìn)氣方式分：74廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)75三、基本術(shù)語上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)工作循環(huán)VL=Vh×iVh=πD2·S×10-6/4（L）D——?dú)飧字睆絤mS——活塞行程mm三、基本術(shù)語上止點(diǎn)VL=Vh×iVh=πD2·S76結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖771．

上止點(diǎn)：活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞離曲軸中心最遠(yuǎn)時(shí)，活塞頂所處的位置。2．

下止點(diǎn)：3．

活塞行程S：強(qiáng)調(diào)有兩種定義方法?；钊拷?jīng)過一個(gè)行程，相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)過半圈，S=2R，R表示曲軸旋轉(zhuǎn)半徑。4．

燃燒室容積VC：

當(dāng)活塞位上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂與缸蓋所圍成的空間叫燃燒室。其空間容積的大小叫燃燒室容積。1．

上止點(diǎn)：785．氣缸工作容積（又叫氣缸排量）Vh：

活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，所掃過的空間容積。6．氣缸總?cè)莘eVa：

活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂與氣缸蓋之間的空間容積，用Va表示。

Va=Vc+Vh7.發(fā)動(dòng)機(jī)排量（發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積）VL：

多缸發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積的總和。VL=i·Vh,i為氣缸的數(shù)目。

5．氣缸工作容積（又叫氣缸排量）Vh：798.壓縮比ξ：ξ表示氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的程度。壓縮比越大，表示氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的越厲害，壓縮終了時(shí)的溫度和壓力就越高，燃料燃燒的速度越快，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性越好。柴油機(jī)壓縮比ξ為16～22；汽油機(jī)ξ為6～9，最高不超過11。

解釋壓縮比ξ為什么不能無限制增大？8.壓縮比ξ：80壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。ε=Va/Vc現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為6～9(轎車有的達(dá)9～11)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比81第二節(jié)

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

第二節(jié)

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

82一、單缸四沖程柴油機(jī)的工作過程

首先將清潔的空氣吸入氣缸并壓縮，使其溫度升高，接著將柴油以細(xì)霧狀噴入氣缸，與被壓縮的空氣混合并立即著火燃燒，并放出熱能，使氣缸內(nèi)空氣急劇膨脹，在氣缸內(nèi)產(chǎn)生很大的壓力，此壓力推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，將柴油燃燒時(shí)放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，最后將燃燒的廢氣排出氣缸。一、單缸四沖程柴油機(jī)的工作過程首先將清潔的83其工作過程如下圖所示：

其工作過程如下圖所示：84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。進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞大氣壓力線PVra示功圖上止851進(jìn)氣沖程

曲軸旋轉(zhuǎn)第一個(gè)半圈，經(jīng)過連桿帶動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，使氣缸容積變大，壓力下降，造成真空吸力，此時(shí)進(jìn)氣門開、排氣門關(guān)，新鮮空氣被吸入氣缸，進(jìn)氣過程一直持續(xù)到活塞移動(dòng)到下止點(diǎn)為止。進(jìn)氣終了時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，此時(shí)氣缸內(nèi)壓力約為78.5~93.2kPa,低于大氣壓力，溫度約為300~400K。（氣缸內(nèi)壓力、溫度如何？）1進(jìn)氣沖程曲軸旋轉(zhuǎn)第一個(gè)半圈86壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(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壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：PVra示功圖大氣872壓縮沖程

曲軸旋轉(zhuǎn)第二個(gè)半圈，帶動(dòng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，進(jìn)、排氣門都關(guān)閉，氣缸內(nèi)的氣體受到壓縮，溫度、壓力升高。壓縮行程到上止點(diǎn)終了，氣體壓力達(dá)到3500~4500KPa,溫度為750~1000K。2壓縮沖程曲軸旋轉(zhuǎn)第二個(gè)半圈，帶88作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度2200~2800

K，

壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700

K，

壓力300~500kPa

作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZ893作功沖程

在壓縮終了前，既活塞在上止點(diǎn)前10°~35°曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，噴油器將柴油以一定壓力、一定射程以細(xì)霧狀噴入氣缸，并與被壓縮的高溫、高壓空氣混合成可燃混合氣，并自行著火燃燒，放出大量的熱，進(jìn)、排氣門都關(guān)閉，使氣缸內(nèi)的壓力大大上升，最高壓力達(dá)到5900～8800KPa，溫度為2000～2500K，高溫、高壓的氣體推動(dòng)活塞向下移動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)第三個(gè)半圈，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，作功行程終了時(shí)，活塞到達(dá)下止點(diǎn)，氣缸內(nèi)氣體的壓力降到300～400KPa,溫度為1000～1200K。3作功沖程在壓縮終了前90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900~1200

K壓力105~125kPa殘余廢氣排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓914排氣沖程

曲軸旋轉(zhuǎn)第四個(gè)半圈，帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)排氣門打開，燃燒后的廢氣隨活塞上移被排出氣缸外（排氣動(dòng)力？能否排凈？）。排氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的溫度約為700～800K，壓力約為103～123KPa。

排氣過程結(jié)束后去，曲軸依靠飛轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，上述各過程又重復(fù)進(jìn)行，如此周而復(fù)始地進(jìn)行工作循環(huán)，使柴油機(jī)能連續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)工作機(jī)械作功。4排氣沖程曲軸旋轉(zhuǎn)第四個(gè)半圈，帶動(dòng)活92單缸四沖程柴油機(jī)的工作過程表行程順序行程名稱活塞運(yùn)動(dòng)方向氣門位置曲軸轉(zhuǎn)角曲軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)力進(jìn)排1進(jìn)氣上→下開關(guān)0°～180°飛輪慣性力2壓縮下→上關(guān)關(guān)180°～360°飛輪慣性力3作功上→下關(guān)關(guān)360°～540°氣體壓力4排氣下→上關(guān)開540°～720°飛輪慣性力

由表可見，在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，只有作功行程作功，其余過程都要消耗功，是輔助過程。

單缸四沖程柴油機(jī)的工作過程表行程行程活塞運(yùn)動(dòng)方向氣門位置曲軸93二、單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程

其工作過程與柴油機(jī)相似，所不同的是：1．進(jìn)氣沖程：吸進(jìn)氣缸的不是純空氣，而是空氣和汽油的可燃混合氣。進(jìn)氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓力比柴油機(jī)稍低（因有化油器阻力），壓力為75~90KPa,溫度為370~400K。2．壓縮沖程：壓縮的是可燃混合氣。因?yàn)槠蜋C(jī)的壓縮比小于柴油機(jī)的壓縮比，故壓縮終了時(shí)的壓力和溫度都比柴油機(jī)低，壓力為600~1200KPa,溫度為600~700K。二、單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程其工作過程與943.

作功沖程：在壓縮接近終了時(shí)，活塞上止點(diǎn)前20°~30°曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，用電火花點(diǎn)燃混合氣，使之迅速燃燒，溫度可達(dá)2200~2800K，壓力最高達(dá)3000~5000KPa。作功終了時(shí)，氣缸內(nèi)壓力下降到300~500KPa，溫度為1300~1600K。4.

排氣沖程：排氣終了時(shí)，氣缸內(nèi)壓力為105~115KPa，溫度為900~1200K。

總之，二者工作原理的主要區(qū)別是：可燃混合氣的形成方式不同；點(diǎn)火方式不同。3.作功沖程：95思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么相同之處呢？思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么相同之處呢？96

三、柴油機(jī)與汽油機(jī)比較汽油機(jī)具有轉(zhuǎn)速高（轎車汽油機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000～6000r/min）、質(zhì)量小、工作噪聲小、起動(dòng)容易、制造和維修費(fèi)用低等特點(diǎn)，故在轎車、輕型貨車和越野車上得到廣泛的應(yīng)用，其缺點(diǎn)是燃油消耗率高，燃油經(jīng)濟(jì)性差。柴油機(jī)因壓縮比高，燃油消耗率比汽油機(jī)低20％～30％左右，故燃油經(jīng)濟(jì)性好。其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低（一般在2500～3000r/min，最高可達(dá)5000r/min）、質(zhì)量大、制造和維修費(fèi)用高（因有精密偶件）。一般裝載5t以上的貨車大都采用柴油機(jī)，中、輕型貨車和轎車也有采用。三、柴油機(jī)與汽油機(jī)比較97共同特點(diǎn)：每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。共同特點(diǎn)：98不同點(diǎn)汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點(diǎn)火系無點(diǎn)火系無噴油器有噴油器不同點(diǎn)汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入氣99第三節(jié)

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

第三節(jié)

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理100二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞經(jīng)過兩個(gè)沖程，完成進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。一、單缸二沖程汽油機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：一、單缸二沖程汽油機(jī)101（一）構(gòu)造（一）構(gòu)造102

二沖程汽油機(jī)沒有氣門式配氣機(jī)構(gòu)，在氣缸壁不同的高度位置開有三對窗口，即進(jìn)氣孔、掃氣孔（換氣孔）、排氣孔。進(jìn)氣孔與化油器相連；排氣孔與排氣管相連；掃氣孔則將曲軸箱與氣缸相連。利用活塞上、下運(yùn)動(dòng)，先后開啟、關(guān)閉這些窗口，以達(dá)到配氣的目的。曲軸箱是密閉的。在氣缸蓋上裝有火花塞，定時(shí)以電火花點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的混合氣。二沖程汽油機(jī)沒有氣門式配氣機(jī)構(gòu)，在氣缸壁103（二）二沖程汽油機(jī)工作過程壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣掃氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞（二）二沖程汽油機(jī)工作過程壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣掃氣孔進(jìn)104

第一沖程（輔助沖程）：活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，先后關(guān)閉掃氣孔、排氣孔，并壓縮已經(jīng)進(jìn)入氣缸的混合氣，同時(shí)，由于活塞的上移，使密閉的曲軸箱的容積不斷加大、壓力降低。當(dāng)活塞上行至其下邊緣將進(jìn)氣孔打開時(shí)，在大氣壓的作用下，可燃混合氣被吸入曲軸箱內(nèi)。第一沖程在活塞上部完成了壓縮過程；在活塞下部完成了預(yù)進(jìn)氣過程。第一沖程（輔助沖程）：105

第二沖程（作功沖程）：在壓縮臨近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣，混合氣急劇燃燒、膨脹，推動(dòng)活塞下移作功。此時(shí)，曲軸箱內(nèi)的混合氣受到壓縮。當(dāng)活塞下行約2/3行程時(shí)，排氣孔打開，廢氣在自身壓力的作用下，從排氣孔沖出，作功階段結(jié)束?；钊^續(xù)下行，將換氣孔打開，曲軸箱內(nèi)受壓縮的混合氣經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，且在活塞頂?shù)膶?dǎo)流作用下驅(qū)趕廢氣。第二沖程完成了作功、排氣和進(jìn)氣過程。至此，完成了一個(gè)工作循環(huán)。第二沖程（作功沖程）：106思考二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何優(yōu)點(diǎn)？理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量較少。思考二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何優(yōu)點(diǎn)？理論上它的功率107二、二沖程柴油機(jī)的工作過程

二沖程柴油機(jī)與二沖程汽油機(jī)的工作過程基本相同。主要區(qū)別在于：柴油進(jìn)入氣缸的是清潔的空氣而不是混合氣；柴油是在壓縮接近終了時(shí)，由噴油器噴入，不用電火花點(diǎn)火，而是利用壓縮產(chǎn)生的高溫自燃著火。介紹帶掃氣泵的二沖程柴油機(jī)工作。二、二沖程柴油機(jī)的工作過程108二、二沖程柴油機(jī)工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門二、二沖程柴油機(jī)工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣109三、二沖程與四沖程內(nèi)燃機(jī)的比較

1二沖程內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：曲軸每轉(zhuǎn)一圈有一個(gè)作功行程，故在相同的缸徑、行程、轉(zhuǎn)速時(shí)，在理論上它的功率為四沖程內(nèi)燃機(jī)的2倍。由于上述原因，它運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可采用尺寸較小的飛輪。省去了氣門式配氣機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)相對簡單，因而使用方便。

三、二沖程與四沖程內(nèi)燃機(jī)的比較1二110

2二沖程內(nèi)燃機(jī)的缺點(diǎn)：不易將廢氣從氣缸內(nèi)排干凈，并且在換氣時(shí)減少了有效作功行程，所以實(shí)際上它的功率只是四沖程內(nèi)燃機(jī)的1.5~1.6倍，而且在換氣時(shí)，還有一部分未燃燒的新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，故其經(jīng)濟(jì)性較差。電控然油噴射可改善其缺點(diǎn)。二沖程內(nèi)燃機(jī)制造費(fèi)用低廉、構(gòu)造簡單、質(zhì)量小，常用作摩托車的動(dòng)力或用做大功率內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)機(jī)。2二