汽車發(fā)動機原理

單元一發(fā)動機總體構造★發(fā)動機的分類★基本術語★二沖程發(fā)動機的工作原理★四沖程發(fā)動機工作原理★發(fā)動機的主要性能指標和特性★發(fā)動機的作用和總體構造★發(fā)動機編號規(guī)則1一、發(fā)動機的分類

（一）按發(fā)動機的冷卻方式分2返回（二）按活塞行程數(shù)分3（三）按照所用燃料分類4返回其中汽油機又分為：⑴化油器式發(fā)動機5返回（2）直接噴射式發(fā)動機6返回（四）按氣缸數(shù)目分7返回（五）按氣缸排列方式分8(六)按照行程分類

內燃機按照完成一個工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內燃機和二行程內燃機9(七)按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類

10（八）按著火方式分壓燃式點燃式11二、發(fā)動機的基本術語12活塞行程：活塞由一個止點向另一個止點移動的距離。返回

基本術語上止點：活塞在離曲軸回轉中心最遠處時，與活塞頂最高點相對應的氣缸壁上的位置。下止點：活塞在離曲軸回轉中心最近處時，與活塞頂最高點相對應的氣缸壁上的位置。13基本術語發(fā)動機排量：發(fā)動機所有氣缸工作容積的總和。曲柄半徑：曲軸上連桿軸頸軸線與曲軸主軸頸（曲軸回轉中心）軸線之間的距離。用R表示。氣缸工作容積：活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積。返回14工作循環(huán)：經過進氣、壓縮、作功和排氣四個連續(xù)的過程，每進行一次這樣的過程就叫一個工作循環(huán)。

返回基本術語燃燒室容積：是指活塞在上止點時，活塞頂上面空間的容積，單位：L。氣缸總容積：是指活塞在下止點時，活塞頂上面空間的容積。（它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即Va=Vh+Vc）。15單缸四沖程汽油機的工作過程（一）四沖程發(fā)動機的簡單工作原理1、四沖程汽油機的工作原理

（1）進氣行程（2）壓縮行程（3）作功行程（4）排氣行程

三、發(fā)動機的工作原理16排氣門關閉進氣門開啟活塞溫度370~440K壓力75~90kPa

進氣行程進氣行程：活塞從上止點向下止點運動，此時排氣門關閉，進氣門開啟?；钊苿舆^程中，氣缸內容積逐漸增大，形成一定真空度，通過進氣門吸入可燃混合氣?；钊竭_下止點時，進氣門關閉，停止進氣。返回17進氣門關閉排氣門關閉活塞壓縮比：ε=Va/Vc溫度600~800K，壓力600~1500kPa

壓縮行程壓縮行程：活塞在曲軸的帶動下，從下止點向上止點運動，氣缸內容積減小，由于進、排氣門均關閉，可燃混合氣被壓縮，至活塞到達上止點時，壓縮結束。返回18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)動機壓縮比一般為6～9(轎車有的達9～11)。上海桑塔納轎車汽油機壓縮比為8.2。壓縮比返回19返回壓縮比過大的不良后果名稱成因現(xiàn)象后果爆燃由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內離點燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒?；鹧嬉詷O高的速率向外傳播，形成壓力波，以聲速向前推進。當壓力波撞擊燃燒室壁時就發(fā)出尖銳的敲缸聲。還會引起發(fā)動機過熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴重爆燃時甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等。表面點火由于燃燒室內熾熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火花塞電極，積炭處)點燃混合氣產生的另一種不正常燃燒。

伴有強烈的較沉悶敲擊聲。產生的高壓會使發(fā)動機機件負荷增加，壽命降低。20進氣門關閉排氣門關閉活塞瞬時最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa作功行程作功行程：在壓縮行程末，火花塞產生電火花點燃混合氣，并迅速燃燒，使氣體的溫度、壓力迅速升高而膨脹，從而推動活塞從上止點向下止點運動，通過連桿使曲軸旋轉作功，至活塞到達下止點時結束。返回21進氣門關閉排氣門打開活塞溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣排氣行程排氣行程：在作功行程終了時，排氣門打開，進氣門關閉，活塞從下止點向上止點運動，廢氣在自身剩余壓力和活塞推動下，被排出氣缸，至活塞達到上止點時，排氣門關閉，排氣結束。22四沖程發(fā)動機工作狀態(tài)

狀態(tài)行程溫度(K)壓力進氣行程370~44075~90kPa壓縮行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬時最高)1500~1700(作功終了)3~5MPa(瞬時最高)300~500kPa(作功終了)排氣行程900~1200105~125kPa返回23噴油器噴油泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進氣門排氣門純空氣溫度300~370K壓力800~900kPa

溫度800~1000K壓力3~5MPa瞬時：溫度1800~2200K壓力5~10MPa溫度800~1000K壓力105~400kPa

終了：溫度800~1000K壓力105~400kPa

(二)四沖程柴油機的工作原理24進氣行程：不同于汽油機的是進入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。返回工作原理四沖程柴油機和四沖程汽油機一樣，每個工作循環(huán)也是由進氣、壓縮、作功和排氣四個行程組成。但由于所使用燃料的性質不同，可燃混合氣的形成和著火方式與汽油機有很大區(qū)別。壓縮行程：壓縮的是純空氣，壓縮比大，約為15～22。25工作原理作功行程：此行程與汽油機有很大差異，壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經噴油器呈霧狀噴入氣缸內的高溫高壓空氣中，形成可燃混合氣，達到柴油自燃溫度（500K），柴油混合氣便自行燃燒。排氣行程：與汽油機基本相同。26狀態(tài)行程溫度(K)壓力進氣行程320～350800～900KPa壓縮行程800～10003～5MPa作功行程2200～2800(瞬時最高)1500～1700(作功終了)3～5MPa(瞬時最高)300～500kPa(作功終了)排氣行程800～1000105～125KPa柴油機工作時各行程狀態(tài)參數(shù)27四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么相同之處呢？思考返回28共同特點返回1.每個工作循環(huán)曲軸轉兩周，每一行程曲軸轉半周。2.只有作功行程產生動力。

29四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么不同呢？思考30

汽油機柴油機汽油與空氣缸外混合，進入可燃混合氣進入氣缸的是純空氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點火系無點火系無噴油器（普通化油器車）有噴油器不同點返回31四、二沖程發(fā)動機的簡單工作原理返回二沖程發(fā)動機

二沖程汽油發(fā)動機工作原理二沖程柴油發(fā)動機工作原理

32二沖程發(fā)動機實物圖返回331、二沖程汽油機的結構和工作原理34第一行程：

活塞由曲軸帶動從下止點向上止點移動，當活塞上行至關閉換氣孔和排氣孔時，已進入氣缸的新鮮混合氣被壓縮，活塞繼續(xù)上移至上止點時，壓縮結束；與此同時，活塞上行時，其下方的曲軸箱內形成一定真空度，當活塞上行到一定位置時，進氣孔開啟，新鮮的混合氣被吸入曲軸箱。工作原理35工作原理示意圖壓縮混合氣進氣孔排氣孔火花塞掃氣孔進氣36工作原理第二行程：

活塞接近上止點時，火花塞產生電火花，點燃被壓縮混合氣，燃燒形成的高溫、高壓氣體推動活塞下行作功，當活塞下行到關閉進氣孔后，曲軸箱內的混合氣被頂壓，活塞繼續(xù)下行至排氣孔開啟時，燃燒后廢氣靠自身壓力經排氣孔排出；經接著，換氣孔開啟，曲軸箱內經頂壓的混合氣進入氣缸，并排除氣缸內殘余廢氣：這個過程稱換氣過程，一直延續(xù)到下一行程活塞再上行關閉換氣孔和排氣孔為止。活塞下行到下止點時，第二行程結束。37工作原理示意圖點火燃燒排氣38總結由上可知：１、第一行程，活塞上方進行換氣、壓縮，活塞下方進行進氣；2、第二行程，上方進行作功、換氣，活塞下方頂壓混合氣。換氣過程跨越二個行程。返回39第一行程：活塞由下止點向上止點移動，在此前，進氣孔和排氣門均已開啟，由換氣泵提壓后的新鮮空氣進入氣缸進行換氣。當活塞上移到進氣孔被關閉，排氣門也關閉，進入氣缸的空氣開始被壓縮。當活塞上移至接近上止點時，噴油器向氣缸內噴入霧狀柴油，并自行燃燒。2、二沖程柴油機的工作原理40工作原理示意圖掃氣泵空氣排氣門換氣壓縮41第二行程：活塞到達上止點后，著火燃燒的高溫高壓氣體推動活塞下行作功。當活塞下行到2/3行程時，排氣門開，廢氣靠自身壓力排出氣缸，此后，進氣孔開啟，進行與二沖程汽油機類似的換氣過程。工作原理42工作原理示意圖噴油器燃燒排氣廢氣43二沖程發(fā)動機與四沖程發(fā)動機相比，有何優(yōu)點？理論上它的功率應等于四沖程發(fā)動機的二倍。思考2.由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動機的運轉比較均勻平穩(wěn)。3.構造簡單，質量較小。4.易受磨損和經常需要修理的運動部件數(shù)量較少。441.解釋術語：上止點、工作行程、氣缸工作容積、燃燒室容積、工作循環(huán)、壓縮比。2.敘述四沖程汽油機和四沖程柴油機工作過程的主要不同之處。3.簡述二沖程汽油機的工作原理。作業(yè):45發(fā)動機的作用和基本原理有志者事竟成46兩大機構曲柄連桿機構配氣機構五大系統(tǒng)燃料供給系點火系（汽油機）冷卻系潤滑系起動系五、發(fā)動機的總體構造發(fā)動機組成47單缸發(fā)動機結構示意圖返回481.曲柄連桿機構作用：將燃料燃燒時產生的熱量轉變?yōu)榛钊鶑瓦\動的機械能，再通過連桿將活塞往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動而對外輸出動力。組成：由氣缸體和曲軸箱組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成49結構示意圖502.配氣機構作用：使可燃混合氣及時充入氣缸并及時從氣缸中排出廢氣。組成：它由進氣門、排氣門、挺桿、推桿、搖臂、凸輪軸、正時齒輪等組成51結構示意圖523.冷卻系作用：把受熱零件的熱量散到大氣中去，以保證發(fā)動機正常工作。組成：它由水泵、散熱器、風扇、分水管、水套等組成。53結構示意圖544.潤滑系作用：潤滑、冷卻、清洗、密封等。組成：由機油泵、濾清器、限壓閥、油道等組成。55結構示意圖565.燃料供給系汽油機作用：按需要向氣缸內供應已配制好的可燃混合氣，燃燒后排出廢氣。組成：化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、進、排氣管、濾清器等組成。直噴式由燃油箱、電動汽油泵、油壓調節(jié)器、噴油器、進、排氣管、濾清器等組成。57結構示意圖58柴油機作用：向氣缸內供應純空氣并在規(guī)定時刻向氣缸內噴入柴油，燃燒后排出廢氣。組成：由燃油箱、噴油泵、噴油器、進、排氣管、濾清器等組成。59結構示意圖606.點火系1.作用：按規(guī)定時刻及時點燃氣缸內的混合氣。2.組成：由蓄電池、分電器、點火線圈、火花塞等組成。61結構示意圖627.起動系作用：使靜止的發(fā)動機起動。組成：由起動機及附屬裝置組成。63結構示意圖64二、國產內燃機型號編制規(guī)則發(fā)動機的編號共包括四個部分：首部、中部、后部、尾部。

規(guī)定：中部和后部的符號必須表示，但首部及尾部符號根據(jù)具體情況允許不表示。（1）首部：為產品特征的代號，由制造廠根據(jù)需要自選字母表示。65國產內燃機型號編制規(guī)則（2）中部：由四個部分組成：①缸數(shù)符號：用數(shù)字表示氣缸的數(shù)目。②沖程符號：用E表示二沖程，不用此符號表示四沖程。③缸徑符號：用數(shù)字表示，取整數(shù)，單位mm。④氣缸布置形式符號：V表示V型。P表示平臥式，多缸直列式單缸不需符號表示。66國產內燃機型號編制規(guī)則（3）后部：①為結構特征符號，用字母表示。②用途特征符號，用字母表示。結構特征符號：①水冷不需表示。②F表示風冷。③Z表示增壓。④ZL表示增壓中冷。用途特征符號：①Q表示汽車用67國產內燃機型號編制規(guī)則②T表示拖拉機用。③C表示船用④J表示鐵路牽引用。⑤M表示摩托車用。（4）尾部：

一般為變形符號，用數(shù)字順序表示。舉例：P21。68型號編制示例:1.汽油機:EQ6100-1表示第二汽車制造廠生產,六缸,四沖程,直列,缸徑100mm,水冷,第一種類型產品。2.柴油機:CA6100表示第一汽車制造廠生產,六缸,四沖程,直列,缸徑100mm,水冷,基本型。返回第一頁69六、

發(fā)動機的主要性能指標和特性1、發(fā)動機的主要性能指標以工質在氣缸內對活塞作功為基礎的指標稱為發(fā)動機指示指標。指示指標用來評價發(fā)動機實際工作循環(huán)進行的好壞，以及燃料的熱能轉變?yōu)楣Φ耐晟瞥潭取Ｒ园l(fā)動機曲軸對外輸出功率為基礎的指標稱為有效指標。在實際生產和使用中，評價發(fā)動機性能好壞，以及評價發(fā)動機維修質量好壞，都使用有效指標。評價發(fā)動機工作性能的指標有指示指標和有效指標。70常用的發(fā)動機有效指標1.有效轉矩Me和有效功率Pe

Me和Pe是有效動力性指標，用來衡量發(fā)動機動力性大小。Me=60×1000Pe／2πn=9550Pe/n（