第一節(jié)：汽車發(fā)動機的類型及工作原理ppt

第1章

汽車發(fā)動機總論學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.能正確描述發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)、作用和發(fā)動機的常用術(shù)語定義；

2.能簡單敘述發(fā)動機基本工作原理；

3.能夠正確描述發(fā)動機的總體構(gòu)造。什么是發(fā)動機？發(fā)動機（Engine）是一種能夠把其它形式的能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，包括如發(fā)動機（汽油發(fā)動機等）、外燃機（斯特林發(fā)動機、蒸汽機等）、電動機等。如發(fā)動機通常是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能。發(fā)動機既適用于動力發(fā)生裝置，也可指包括動力裝置的整個機器（如：汽油發(fā)動機、航空發(fā)動機）。發(fā)動機最早誕生在英國，所以，發(fā)動機的概念也源于英語，它的本義是指那種“產(chǎn)生動力的機械裝置”。一、汽車發(fā)動機的類型

汽車發(fā)動機的分類方法很多，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。(1)按照行程分類汽車發(fā)動機按照完成一個工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程和二行程發(fā)動機。把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720°)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運動四個行程，完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機稱為四行程發(fā)動機；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360°)，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)發(fā)動稱為二行程發(fā)動機。汽車發(fā)動機廣泛使用四行程發(fā)動機。(2)按照冷卻方式分類發(fā)動機按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動機和風(fēng)冷發(fā)動機。水冷發(fā)動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)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)用于現(xiàn)代車用發(fā)動機。

發(fā)動機冷卻水循壞方式動感視圖(3)按照氣缸數(shù)目分類

發(fā)動機按照氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機。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)動機稱為多缸發(fā)動機。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。現(xiàn)代車用發(fā)動機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。六缸發(fā)動機工作示意圖(4)按照氣缸排列方式分類發(fā)動機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角<180°(一般為90°)稱為V型發(fā)動機，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發(fā)動機。L型發(fā)動機1V型發(fā)動機2H型發(fā)動機3W發(fā)動機4轉(zhuǎn)子發(fā)動機56水平對置發(fā)動機7轉(zhuǎn)子發(fā)動機什么是L型發(fā)動機呢？又稱“直列”(LineEngine)發(fā)動機，是指汽缸是按直線排列的，它所有的汽缸均按同一角度并排成一個平面。“直列”一般用L代表，后面加上汽缸數(shù)就是發(fā)動機代號。思考L3、L4、L5、L6代表的含義？L3：表示直列3缸發(fā)動機。L4：表示直列4缸發(fā)動機。L5：表示直列5缸發(fā)動機。L6：表示直列6缸發(fā)動機。L4型發(fā)動機工作示意圖四沖程發(fā)動機做功過程直列發(fā)動機做工過程圖請思考直列發(fā)動機的優(yōu)缺點？優(yōu)點：成本低，結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)平衡性好，體積小穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用比較廣泛。缺點：當(dāng)排氣量和汽缸數(shù)增加時，發(fā)動機的長度將大大增加。直列4缸發(fā)動機，一般廣泛運用于2.2升排量以下的發(fā)動機中。直列6缸發(fā)動機，目前的佼佼者就是著名的BMW，BMW直列6缸發(fā)動機凝聚了當(dāng)今量產(chǎn)發(fā)動機的頂尖技術(shù)，堪稱直列6缸的巔峰之作。V型發(fā)動機將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定的夾角布置在一起，使兩組汽缸形成兩個有一個夾角的平面，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動機。V型發(fā)動機的工作示意圖V型發(fā)動機的高度和長度尺寸小，在汽車上布置起來較為方便。尤其是現(xiàn)代汽車比較重視空氣動力學(xué)，要求汽車的迎風(fēng)面越小越好，也就是要求發(fā)動機蓋越低越好。常見的V型發(fā)動機有V6、V8、V10、V12。還有V3、V5以及V16。顧名思義，V代表發(fā)動機氣缸成V型排列，一般是60度，這樣可以抵消運轉(zhuǎn)時的震動，更加穩(wěn)定。也有75度和72度的。雷諾賽車甚至用了超過90度的廣角V10引擎。思考V型發(fā)動機的優(yōu)缺點？優(yōu)點：運轉(zhuǎn)穩(wěn)定（針對V6、V8、V12）、節(jié)省空間、有利于降低車身的風(fēng)阻系數(shù)。缺點：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不利于保養(yǎng)和維修，并且造價較高。同時，V3、V5包括V10都由于其結(jié)構(gòu)或排量的原因，并不非常穩(wěn)定，尤其是作為F1發(fā)動機的V103L引擎，更是需要投入大量的精力和經(jīng)費用于保證其穩(wěn)定性。代表車型：奧迪的A6、法拉利360、保時捷carrearGT、奔馳S600。分別使用V6,V8,V10,V12發(fā)動機。而V3主要是出現(xiàn)在一些摩托車上，V5據(jù)說在上一代大眾高爾夫上有使用。而V16則在一些豪華的老爺車上可以找到。什么是H型發(fā)動機？H型發(fā)動機及水平對置發(fā)動機，這也是V型發(fā)動機的一種，只不過V的夾角變成了180度了，一般為4缸或6缸。水平對置發(fā)動機的優(yōu)缺點？優(yōu)點：低重心，產(chǎn)生的橫向震動容易被支架吸收、平順性好，有效將全車較重的發(fā)動機重心降低，更容易達(dá)到整體平衡.低振動：活塞運動的平衡良好（180度左右抵消）。相比直列式，在曲軸方面所需的平衡重減少，有助轉(zhuǎn)速提升。它能保持650轉(zhuǎn)的低轉(zhuǎn)速，并保證發(fā)動機平穩(wěn)的工作。同樣相比其它發(fā)動機行駛油耗最低。缺點：造價高，發(fā)動機太寬，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，養(yǎng)護(hù)成本高。目前世界上只有“保時捷”和“斯巴魯”兩家汽車制造商生產(chǎn)水平對置發(fā)動機。水平對置發(fā)動機的工作示意圖W發(fā)動機W型發(fā)動機，W型發(fā)動機是德國大眾專屬發(fā)動機技術(shù)。將V型發(fā)動機的每側(cè)汽缸再進(jìn)行小角度的錯開（如帕薩特W8的小角度為15度），就成了W型發(fā)動機。或者說W型發(fā)動機的汽缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形。嚴(yán)格說來W型發(fā)動機還應(yīng)屬V型發(fā)動機的變種。大眾系列W型發(fā)動機的特性？優(yōu)點：結(jié)構(gòu)更緊湊，可以容納更多的汽缸數(shù)，有更大的排量。缺點：結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，運轉(zhuǎn)平衡性也不好。由于專利的原因，這種發(fā)動機只在大眾和奧迪，布加迪等少量車上可以見到，在歐版大眾高爾夫、歐版大眾帕薩特以及奧迪A8上，分別裝備著W6,W8和W12發(fā)動機。轉(zhuǎn)子發(fā)動機轉(zhuǎn)子發(fā)動機全稱為三角活塞轉(zhuǎn)子發(fā)動機。它是一種特殊的活塞式發(fā)動機。轉(zhuǎn)子活塞為一個凸弧邊三角形，當(dāng)轉(zhuǎn)子在近似橢圓的外旋輪線缸體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，弧邊三角形的三個頂點與缸壁保持接觸，從而使轉(zhuǎn)子弧面同缸壁之間形成三個相互分隔的工作室。這三個工作室的容積大小隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而周期性變化，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，各個工作室都能完成一次四個沖程的過程，這四個沖程同活塞往復(fù)式發(fā)動機的四個沖程相對應(yīng)，從而形成完整的工作循環(huán)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機的優(yōu)缺點？優(yōu)點：升功率高，適合高轉(zhuǎn)速，括體積較小、重量輕、低重心、震動小等。缺點：費油，污染環(huán)境，還有機器的壽命比較短。目前只有馬自達(dá)公司將轉(zhuǎn)子發(fā)動機運用在汽車之上，其典型的就是馬自達(dá)RX-7RX-8等車型潛艇使用的斯特林發(fā)動機潛艇使用的斯特林發(fā)動機飛機的星型發(fā)動機噴氣式發(fā)動機(5)按照所用燃料分類

分為汽油機和柴油機。汽油機轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，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。(6)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類

發(fā)動機按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動機和強制進(jìn)氣(增壓式)發(fā)動機。汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有采用增壓式的。（7）：按照是否電噴分類（8）：按照噴油位置的分類

（9）：按氣門的多少分：二、發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語1.發(fā)動機能量和運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)及運動特點：

發(fā)動機的工作過程是周期性地將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的過程。經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣，每進(jìn)行一次稱為一個工作循環(huán)。曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，活塞往復(fù)運動四次完成一個工作循環(huán)，稱為四沖程發(fā)動機。曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運動二次完成一個工作循環(huán)，稱為二沖程發(fā)動機。單缸發(fā)動機基本結(jié)構(gòu)1-機油泵；2-曲軸正時齒輪；3-凸輪軸正時齒輪；4-凸輪軸；6-排氣歧管；7-進(jìn)氣歧管；8-進(jìn)氣門；9-排氣門；10-化油器；11-火花塞；12-氣缸蓋；14-氣缸；15-活塞；18-活塞銷；21-飛輪；22-曲軸；24-油底殼四沖程汽油機基本結(jié)構(gòu)動感視圖字母名稱A進(jìn)氣門及搖桿和彈簧，由凸輪軸控制打開，彈簧復(fù)位。B氣門室蓋。C進(jìn)氣口，在進(jìn)氣門打開時，油氣混合物由此進(jìn)入汽缸。D汽缸蓋E冷卻水F曲軸箱（機體、缸體、中缸）G油底殼，盛放機油用，平時發(fā)動機不工作時，機油就回流到這里。H機油。I凸輪軸，極為重要的部件，控制進(jìn)氣和排氣門的開啟和關(guān)閉時間。J排氣門及搖桿和彈簧，由凸輪軸控制打開，彈簧復(fù)位。K火花塞或噴油器。L排氣口，在排氣門打開時，燃燒廢氣由此排出汽缸。M活塞，在爆發(fā)壓力和曲軸慣性的作用下產(chǎn)生上下往復(fù)運動。N連桿，連接曲軸，是活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動的過渡元件。O連桿軸承。P曲軸，被活塞及連桿驅(qū)動后帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，是發(fā)動機動力輸出的關(guān)鍵部件。發(fā)動機汽缸工作術(shù)語動感視圖2.發(fā)動機基本術(shù)語

1.上止點活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，一般指活塞上行到最高位置，一般用英文縮寫詞TDC表示。

2.下止點活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，一般指活塞下行到最低位置，一般用英文縮寫詞BDC表示。

3.活塞行程（S）上、下止點間的距離。

4.曲柄半徑（