《汽車拖拉機學 第2版》(中文電子課件)第二章 發(fā)動機總體組成與原理

汽車拖拉機學第二章發(fā)動機的總體組成與原理2024/7/2第二章發(fā)動機總體組成與原理第一節(jié)發(fā)動機的分類與總體構造第二節(jié)發(fā)動機的工作原理第三節(jié)發(fā)動機的主要性能指標第二章的教學內(nèi)容2024/7/2發(fā)動機總體構造發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的主要性能指標第二章的重點、難點2024/7/2掌握發(fā)動機奧托循環(huán)掌握柴油機工作原理掌握汽油機工作原理第二章的教學要求2024/7/21.發(fā)動機奧托循環(huán)與實現(xiàn)2.柴油機工作原理與實踐3.汽油機工作原理與實踐第二章的課程思政融入點2024/7/2科技發(fā)展工程倫理學以致用專業(yè)能力科學精神第二章的課程思政的育人目標2024/7/2第二章的“耕讀教育”思政點映射表課程耕讀教育要點耕讀教育映射與融入點教育方法與載體途徑耕讀育人預期成效發(fā)動機奧托循環(huán)與實現(xiàn)1.奧托循環(huán)的基本原理是什么？2.奧托循環(huán)有何不足？3.如何取代奧托循環(huán)？參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科技發(fā)展工程倫理學以致用柴油機工作原理與實踐1.柴油機是如何工作的？2.為何拖拉機廣泛采用柴油發(fā)動機？3.柴油機有何不足之處？如何改進？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT專業(yè)能力學以致用工程倫理汽油機工作原理與實踐1.汽油機是如何工作的？2.為何汽車廣泛采用汽油發(fā)動機？3.汽油機有何不足之處？如何改進？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學精神科技發(fā)展工程倫理2024/7/27

第一節(jié)發(fā)動機的分類與總體構造2024/7/28一、發(fā)動機的分類

發(fā)動機是汽車、拖拉機的動力源。凡是能使某種形式的能量轉變成機械能的機器都可稱為發(fā)動機。如熱力發(fā)動機、水力發(fā)動機和風力發(fā)動機等，車輛上主要采用熱力發(fā)動機。第一節(jié)發(fā)動機的分類與總體構造

熱力發(fā)動機是指將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉變成機械能的機器。根據(jù)燃料燃燒所處位置的不同，熱力發(fā)動機又分為外燃機和內(nèi)燃機兩大類。

燃料在發(fā)動機外部燃燒的熱力發(fā)動機稱為外燃機。如蒸汽機、汽輪機等。反之，燃料直接在發(fā)動機內(nèi)部燃燒的熱力發(fā)動機稱為內(nèi)燃機。如柴油機、汽油機和煤氣機等。2024/7/29

內(nèi)燃機廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和國防等各個領域。至今，汽車、拖拉機的發(fā)動機全部采用內(nèi)燃機，因為與外燃機比較，內(nèi)燃機熱效率高、功率范圍廣、結構緊湊、質量輕、體積小、使用操作方便及運行安全。盡管如此，減輕排放污染，減小噪聲振動，提高零部件的耐磨性、可靠性、互換性、修復性和整機動力性及經(jīng)濟性仍是內(nèi)燃機科學技術的重要研究內(nèi)容。2024/7/2

內(nèi)燃機廣泛應用于飛機、船艦,以及汽車、拖拉機、坦克等各種車輛上。但是,內(nèi)燃機一般要求使用石油燃料,同時排出的廢氣中所含有害氣體成分較高。為解決能源與大氣污染的問題,目前國內(nèi)、外正致力于內(nèi)燃機排氣凈化以及新能源發(fā)動機的研究工作。102024/7/211

內(nèi)燃機根據(jù)其將熱能轉化為機械能的主要構件的形式，可分為活塞式內(nèi)燃機和燃氣輪機兩大類。前者又可按活塞運動方式分為往復活塞式和旋轉活塞式兩種?；钊絻?nèi)燃機在汽車拖拉機上應用最廣泛，裝配在汽車拖拉機上內(nèi)燃機，一般稱為發(fā)動機，是本書的主要討論對象。發(fā)動機種類繁多，根據(jù)不同特點有不同分類。2024/7/212

表2-1發(fā)動機的分類分類方法類別含義按行程數(shù)分二行程發(fā)動機活塞經(jīng)過2個行程完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機四行程發(fā)動機活塞經(jīng)過4個行程完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機按著火方式分點燃式發(fā)動機壓縮氣缸內(nèi)的可燃混合氣，并用外源點火燃燒的發(fā)動機壓燃式發(fā)動機壓縮氣缸內(nèi)的空氣或可燃混合氣，產(chǎn)生高溫，引起燃料著火的發(fā)動機按使用燃料種類分液體燃料發(fā)動機燃燒液體燃料（汽油、柴油、醇類等）的發(fā)動機氣體燃料發(fā)動機燃燒氣體燃料（液化石油氣、天然氣等）的發(fā)動機多種燃料發(fā)動機能夠使用著火性能差異較大的兩種或兩種以上燃料的發(fā)動機按進氣狀態(tài)分非增壓發(fā)動機進入氣缸前的空氣或可燃混合氣未經(jīng)壓縮的發(fā)動機。對于四行程發(fā)動機也稱自吸式發(fā)動機增壓發(fā)動機進入氣缸前的空氣或可燃混合氣先經(jīng)過壓氣機壓縮，借以增大充量密度的發(fā)動機2024/7/213

按氣缸數(shù)及布置分單缸發(fā)動機只有一個氣缸的發(fā)動機多缸發(fā)動機具有兩個或兩個以上氣缸的發(fā)動機立式發(fā)動機氣缸布置于曲軸上方且氣缸中心線垂直于水平面的發(fā)動機臥式發(fā)動機氣缸中心線平行于水平面的發(fā)動機直列式發(fā)動機具有兩個或兩個以上直立氣缸，并呈一列布置的發(fā)動機V形發(fā)動機具有兩個或兩列氣缸，其中心線夾角呈V形，并共用一根曲軸輸出功率的發(fā)動機對置氣缸式發(fā)動機兩個或兩列氣缸分別排列在同一曲軸的兩邊呈180°夾角的發(fā)動機斜置式發(fā)動機氣缸中心線與水平面呈一定角度（不是直角）的發(fā)動機按冷卻方式分液冷式發(fā)動機用冷卻液冷卻氣缸和氣缸蓋等零件的發(fā)動機風冷式發(fā)動機用空氣冷卻氣缸和氣缸蓋等零件的發(fā)動機按用途分有汽車用、機車用、拖拉機用、船用、坦克用、摩托車用、發(fā)電用、農(nóng)用、工程機械用等發(fā)動機2024/7/214二、發(fā)動機的總體構造

雖然發(fā)動機類型和結構型式不同、具體構造多種多樣，并由許多機構和零部件構成，但其基本構造相同。為保證發(fā)動機連續(xù)進行工作循環(huán)、實現(xiàn)能量轉換，并使其能持續(xù)地正常工作，根據(jù)各組成部分的作用不同，發(fā)動機總體構成包括機體組件與曲柄連桿機構、換氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點火系統(tǒng)（僅汽油機）和啟動系統(tǒng)。

第一節(jié)發(fā)動機的分類與總體構造2024/7/21.機體組件與曲柄連桿機構15

機體組件包括機體、氣缸蓋、氣缸套、油底殼等。機體組件是發(fā)動機的骨架，所有運動部件和系統(tǒng)都支承和安裝在它上面。

曲柄連桿機構主要由活塞、連桿、曲軸及飛輪等組成。

其功用是將活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動，并將作用在活塞頂部的燃氣壓力轉變?yōu)榍S的轉矩輸出。2024/7/22.換氣系統(tǒng)16

換氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進排氣管道、配氣機構、消音滅火器等組成。

功用是定時開關進、排氣門，實現(xiàn)氣缸的換氣；過濾空氣中的雜質，保證進氣清潔；降低排氣噪音。2024/7/23.燃料供給系17

根據(jù)發(fā)動機所用燃料不同，燃油供給系統(tǒng)分為柴油機供油系統(tǒng)和汽油機供油系統(tǒng)

柴油機供油系統(tǒng)由燃油箱、燃油濾清器、輸油泵、燃油泵、噴油器等組成。其功用是定時、定量、定壓地向燃燒室內(nèi)噴入霧化柴油，并創(chuàng)造良好的燃燒條件，滿足燃燒過程的需要。

汽油機供油系統(tǒng)由燃油箱、電動汽油泵、濾清器、輸油管、回油管、分配油管、油壓調節(jié)器、電控噴油器、傳感器、電控單元等組成。其功用是將汽油與空氣按一定比例混合成各種濃度的可燃混合氣供入燃燒室，以滿足汽油機各種工況下的要求。2024/7/24.潤滑系統(tǒng)18

潤滑系統(tǒng)由集濾器、機油泵、機油濾清器、機油散熱器、油道、機油壓力表等組成。

其功用是將機油壓送到發(fā)動機各運動件的摩擦表面，以減少運動件的摩擦和磨損，帶走摩擦熱量，清洗表面磨屑，密封和防止零件銹蝕。

即具有：潤滑、密封、散熱、清洗、防銹等作用。2024/7/25.冷卻系統(tǒng)19

冷卻系統(tǒng)由散熱器、水泵、風扇、水套、節(jié)溫器、機體散熱片等組成。冷卻系統(tǒng)的功用是冷卻受熱機件、保證發(fā)動機在適宜的溫度下正常工作。

啟動系統(tǒng)由蓄電池、啟動機、啟動開關等組成。其功用是啟動發(fā)動機，使發(fā)機動由靜止狀態(tài)轉入穩(wěn)定運轉狀態(tài)

6.起動系統(tǒng)2024/7/27.點火系統(tǒng)20

汽油機設有點火系統(tǒng)，它由蓄電池、發(fā)電機、

點火線圈、點火控制器、高壓線、火花塞等組

成。點火系統(tǒng)的功用是定時產(chǎn)生電火花，點燃

混合氣。柴油機沒有點火系統(tǒng)。圖2-1汽油機的整體構造圖2-2柴油機的整體構造2024/7/221

第二節(jié)發(fā)動機的工作原理2024/7/222一、發(fā)動機的基本術語

1、基本術語：發(fā)動機的基本結構如圖2-3所示。①上止點?；钊跉飧字羞\動，當活塞離曲軸中心最遠時，活塞頂部所處的位置。

②下止點?；钊跉飧字羞\動，當活塞離曲軸中心最近時，活塞頂部所處的位置。③活塞行程?；钊麖囊粋€止點運動到另一個止點所經(jīng)過的距離。常用字母S表示，即曲軸每轉半圈（180°），活塞運動一個行程。

④曲柄半徑。曲軸與連桿大頭連接中心至曲軸中心的距離r稱為曲柄半徑。

第二節(jié)發(fā)動機的工作原理2024/7/223

2024/7/2⑤燃燒室容積?；钊挥谏现裹c時，活塞頂部與氣缸蓋之間的封閉容積。常用V0表示。⑥氣缸工作容積?；钊麖纳现裹c運動到下止點時，它所掃過的空間容積。常用Vh表示，即式中，D——氣缸直徑，cm；S—活塞行程，cm。⑦氣缸總容積?；钊挥谙轮裹c時，活塞頂部與氣缸蓋之間的封閉容積。常用Va表示，即（2-1）24（2-2）2024/7/225⑧壓縮比。氣缸總容積與燃燒室容積之比值，常用ε表示，即ε=壓縮比表示活塞從下止點運動到上止點時，氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的程度。不同類型的發(fā)動機對壓縮比的要求不同，柴油機較高（ε=15～22），汽油機較低（ε=6～10）。⑨活塞總排量。多缸發(fā)動機所有氣缸工作容積之和，用表示，即式中，i——氣缸數(shù)。⑩發(fā)動機工況。發(fā)動機在某一時刻的運行狀況稱為發(fā)動機工況，用發(fā)動機此時輸出的轉速和有效功率表示。?工作循環(huán)。在氣缸內(nèi)進行的每一次將熱能轉化為機械能的一系列連續(xù)過程（進氣、壓縮、做功和排氣）稱為發(fā)動機的工作循環(huán)。（2-3）（2-4）2024/7/226二、單缸四沖程發(fā)動機的工作原理

活塞在上、下止點間往復移動四個行程（相當于曲軸旋轉了兩周），完成進氣、壓縮、做功、排氣一個工作循環(huán)的發(fā)動機就稱為四行程發(fā)動機。

四行程發(fā)動機工作時，利用氣缸中可燃混合氣燃燒后產(chǎn)生的高壓燃氣推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸旋轉對外做功，將燃料燃燒的熱能轉換為曲軸轉動的機械能。

這一能量轉換過程必須歷經(jīng)進氣、壓縮、做功、排氣四個行程，活塞在氣缸中往復兩次完成一個工作循環(huán)。第二節(jié)發(fā)動機的工作原理2024/7/227

1.單缸四沖程汽油機的工作原理2024/7/228

（1）進氣行程（以自然吸氣為例）

進氣過程中，排氣門關閉，進氣門開啟，活塞從上止點向下止點移動一個行程，在氣缸內(nèi)形成真空，新鮮可燃混合氣被吸入氣缸；

曲軸由0°沿順時針方向轉到180°。當活塞從上止點向下止點移動時，進氣系統(tǒng)有阻力，故進氣終了時氣缸內(nèi)的氣體壓力略低于大氣壓力，為0.075～0.090kPa。1.單缸四沖程汽油機的工作原理2024/7/2

流進氣缸內(nèi)的可燃混合氣，因與氣缸壁、活塞頂?shù)雀邷貦C件接觸并與前一行程（排氣行程）留下的高溫殘余廢氣混合，所以它的溫度上升到370～403K在示功圖上，進氣行程用曲線r-a表示。曲線r-a位于大氣壓力線以下，它與大氣壓力線縱坐標之差即表示氣缸內(nèi)的真空度。

自然吸氣發(fā)動機動力輸出平順，不會因發(fā)動機轉速的變化而出現(xiàn)驟然加速。而且發(fā)動機使用壽命長，維修簡單。292024/7/230

1.單缸四沖程汽油機的工作原理2024/7/231

（2）壓縮行程

為了使吸入的可燃混合氣能迅速燃燒，以產(chǎn)生較大的氣體壓力，使發(fā)動機做功，燃燒前的必須將可燃混合氣壓縮，此即壓縮行程。

在進氣行程終了時，活塞自下止點向上止點移動，曲軸由180°轉到360°，此時，進、壓排氣門均關閉。隨著氣缸的容積不斷縮小，可燃混合氣受到壓縮，其溫度和壓力不斷升高。壓縮行程一直繼續(xù)到活塞到達上止點時為止。壓縮終了時，可燃混合氣的溫度為600～750K，可燃混合氣壓力為0.8～2.0kPa。2024/7/2

壓縮終了時可燃混合氣的壓力和溫度取決于壓縮比，壓縮比越大，燃燒速度越快，因而發(fā)動機發(fā)出的功率便越大，經(jīng)濟性越好。但壓縮比過大時，不僅不能進一步改善燃燒狀況，反而會出現(xiàn)爆燃和表面點火等不正常燃燒現(xiàn)象。32（3）做功行程

在這個行程中，進、排氣門仍關閉。當活塞在壓縮行程接近上止點時，裝在氣缸蓋上的火花塞在高壓電作用下產(chǎn)生電火花，點燃被壓縮的可燃混合氣?？扇蓟旌蠚馊紵?，放出大量的熱能，使燃氣的壓力和溫度急劇升高。最高壓力PZ為3.0～6.5kPa，相應的溫度為2200～2800K，且體積迅速膨脹。2024/7/2

此時活塞被高壓氣體推動從上止點下行，帶動曲軸從360°旋轉到540°，并輸出機械能，除了用以維持發(fā)動機本身繼續(xù)運轉外，其余大部分都用于對外做功。在示功圖上，曲線Z-b表示活塞向下移動時氣缸內(nèi)容積增加，氣體壓力和溫度都在降低。在做功行程終了的b點，壓力降到0.3～0.5kPa，溫度則降為1300～1600K。332024/7/234

（4）排氣行程

可燃混合氣體燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排除，以便進行下一個進氣行程。

當做功接近終了時，進氣門關閉，排氣門開啟，曲軸通過連桿推動活塞從下止點向上止點運動，曲軸由540°旋轉到720°。廢氣在自身殘余壓力和活塞的推力作用下從氣缸中排出，進入大氣之中?；钊竭_上止點附近時，排氣行程結束。這一行程在示功圖上用曲線b-r表示。由于排氣系統(tǒng)存在排氣阻力，所以在排氣終了時，氣缸內(nèi)壓力稍高于大氣壓力，為0.105～0.120kPa，廢氣溫度為900～1100K。

因燃燒室占有一定容積，故排氣終了時，不可能將廢氣排盡，留下的這一部分廢氣稱為殘余廢氣。2024/7/235

排氣結束后，又重新進行進氣、壓縮、做功、排氣行程，循環(huán)往復。四行程汽油機的工作過程見下表。2024/7/236

2.單缸四沖程柴油機的工作原理

柴油機使用的燃料是柴油，與汽油相比，柴油黏度大，不易蒸發(fā)，但其自燃溫度較低，因此可燃混合氣的形成及其在缸內(nèi)點燃方式各有特點。四行程柴油機的工作原理與四行程汽油機基本相似，每個工作循環(huán)包括進氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程。每個工作循環(huán)曲軸旋轉兩周。

單缸四行程柴油機的工作原理示意圖如圖2024/7/237

（1）進氣行程

進氣門開啟，排氣門關閉，活塞在曲軸的帶動下從上止點向下止點移動，活塞上方的氣缸容積增大，氣缸內(nèi)的壓力逐漸降低至大氣壓以下，即在氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空度，這樣新鮮的純空氣經(jīng)進氣管道、進氣門被吸入氣缸。2024/7/2

為了分析工作循環(huán)中氣體壓力P和相應于活塞不同位置的氣缸容積V之間的變化關系，經(jīng)常利用發(fā)動機循環(huán)的示功圖來表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)壓力的變化情況。示功圖中曲線所圍成的面積表示柴油機整個工作循環(huán)中氣體在單個氣缸內(nèi)所作的功。在四行程柴油機示功圖，進氣行程壓力線為r-a，進氣始點r壓力略大于大氣壓力p0，是因為此時活塞上方仍殘存少量前一個工作循環(huán)未排凈的廢氣（簡稱殘余廢氣）。r點壓力Pr為0.104～0.117MPa，進氣行程終點a的壓力Pa受到空氣濾清器及進氣管道阻力的影響，低于P0，Pa為0.08～0.095MPa。進氣終點介質（新鮮空氣加殘余廢氣）的溫度Ta可達300～400K，主要是高溫零件加熱與高溫廢氣混合的結果。382024/7/239

（2）壓縮行程

活塞由下止點向上止點移動，進、排氣門均關閉，缸內(nèi)氣體被壓縮，使其壓力和溫度不斷上升，如圖2-5中a-c線。由于柴油機采用高壓縮比（ε=16～22），壓縮終點壓力Pc為3～5MPa，溫度Tc為750～950K，比該狀態(tài)下柴油的自燃溫度高出200～300K，足以保證噴入缸內(nèi)的柴油自燃。2024/7/2

為了充分利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱能，提高熱效率，要求燃燒過程在活塞上止點稍后即迅速完成，使燃燒后的氣體充分膨脹做功。考慮燃料噴入氣缸后，須經(jīng)過一段著火準備時間，因此，實際柴油機工作時，在壓縮上止點前10°～35°CA即圖2-7中c′點即將燃油噴入氣缸。c′點為噴油始點，它距上止點所對應的曲軸轉角稱為噴油提前角。a-c′-c線為壓縮行程氣缸容積與缸內(nèi)氣體壓力變化曲線。40（3）做功行程

活塞在燃氣壓力推動下，由上止點向下止點移動，進、排氣門仍處于關閉狀態(tài)。2024/7/241

由于壓縮行程末期部分噴入燃油已開始著火燃燒，進入本行程后燃燒速率急劇增加，導致壓力迅速升高，如圖中c-z段，相當陡，即壓力升高率（dp/dψ，ψ為曲軸轉角）大，造成柴油機工作較粗暴。此后出現(xiàn)了近似等壓膨脹z-z′線，這是由于柴油噴射過程及與空氣混合燃燒均需延續(xù)一段時間，此時雖然活塞下行，氣缸容積有所增加，但缸內(nèi)壓力并不立即下降，直到z′點。其間最高壓力Pz為6～9MPa，最高溫度Tz可達1800～2200K。隨著活塞被推動下移做功，缸內(nèi)壓力、溫度逐漸下降，當活塞到達下止點時，做功行程結束，其終點壓力Pb為0.2～0.4MPa，溫度Tb為1000～1400K。2024/7/242

（4）排氣行程

氣缸內(nèi)的混合氣燃燒后成為廢氣。為使柴油機能夠繼續(xù)不斷工作，就必須把廢氣排出機外。排氣行程活塞由下止點向上止點移動，排氣門打開，廢氣被強制排出。排氣過程中缸內(nèi)壓力與氣缸容積變化如圖2-5中b-r線。由于排氣系統(tǒng)產(chǎn)生的流動阻力使排氣終點r的壓力Pr為0.104～0.117kPa，略高于外界環(huán)境壓力P0，其溫度Tr為700～900K。排氣行程結束時，活塞回到上止點。至此單缸柴油機活塞移動四個行程，完成了一個工作循環(huán)。此后曲軸繼續(xù)轉動，上述各過程重復進行。2024/7/243

3.四沖程柴油機與四沖程汽油機的區(qū)別

著火方式不同柴油機進氣過程吸入氣缸的是空氣，壓縮接近終了將柴油噴入氣缸，利用氣缸內(nèi)的高溫氣體自行著火燃燒，稱為壓燃式；汽油機則吸入汽油和空氣的可燃混合氣，壓縮接近終了則采用電火花點燃混合氣，稱為點燃式。

壓縮比不同柴油機的壓縮比較高，燃氣膨脹較充分，膨脹終了的溫度較低，熱量利用程度較好，耗油率較低；汽油機則相反。所以，柴油機的經(jīng)濟性比汽油機好。

2024/7/2

柴油機平均壓力高

柴油機最大壓力較高，機件受力大，剛度和強度要求較高，與同等功率的汽油機相比，體積和重量大。柴油機的噴油泵和噴油精密度高，加工較困難，制造成本較高。柴油機的工作噪聲也較大。

燃燒類型不同

柴油機的燃燒過程既有等容加熱（燃燒）階段又有等壓加熱（燃燒）階段，屬混合加熱循環(huán)；而汽油機只有等容加熱階段，屬等容加熱循環(huán)。柴油機和汽油機工作過程中各點的壓力和溫度都不同。442024/7/245

單缸四行程發(fā)動機曲軸轉兩圈完成一個工作循環(huán)，而兩圈中只有半圈做功，故其曲軸旋轉不均勻、工作穩(wěn)定性差、功率小。隨著時代的發(fā)展，要求發(fā)動機的功率越來越大、穩(wěn)定性越來越高，因而誕生了多缸四行程發(fā)動機。

由兩個或兩個以上氣缸所組成的發(fā)動機，稱為多缸發(fā)動機。多缸發(fā)動機各缸的活塞連桿組件都連接在同一根曲軸上，用一根曲軸輸出功率。多缸發(fā)動機的曲軸每轉180°，各缸都完成自己的一個行程；曲軸轉720°每個缸都完成一個工作循環(huán)，做功一次。為了提高整機的平穩(wěn)性，應盡量將各缸發(fā)火做功相對曲軸的轉角均勻分布。把一個缸發(fā)火做功后到另一個缸發(fā)火做功時的曲軸轉角，稱為發(fā)火間隔角，用α表示。三、多缸四沖程發(fā)動機的工作原理2024/7/2

式中，i——氣缸數(shù)。二缸發(fā)動機因受曲軸結構限制，其做功行程不可能均布，一般最小發(fā)火間隔角為180°；三缸發(fā)動機的發(fā)火間隔角為240°。2024/7/247

四缸發(fā)動機的發(fā)火間隔角為180°，四個曲柄布置在同一平面內(nèi)。1、4缸與2、3缸互相錯開180°，其工作順序有兩種，即1-3-4-2或1-2-4-32024/7/248

六缸直列發(fā)動機的發(fā)火間隔角為120°，六個曲柄分別布置在三個平面內(nèi)。六缸發(fā)動機工作順序有兩種，即1-5-3-6-2-4和l-4-2-6-3-5，國產(chǎn)汽車一般采用前一種。

八缸V形發(fā)動機的發(fā)火間隔角為90°，發(fā)動機左右兩列對應的一對連桿共用一個曲柄，所以V形八缸發(fā)動機只有四個曲柄。曲柄布置可以與四缸發(fā)動機相同，四個曲柄布置在同一平面內(nèi)，也可以布置在兩個互相錯開90°的平面內(nèi)，使發(fā)動機得到更好地平衡。八缸發(fā)動機工作順序為1-8-4-3-6-5-7-2。

多缸發(fā)動機采用同一缸徑、不同缸數(shù)的方法獲得不同功率，并成為系列產(chǎn)品。其具有工作平穩(wěn)，制造、維修、使用方便，功率大等特點，故在拖拉機、汽車上得到廣泛應用。2024/7/249

第二節(jié)發(fā)動機的工作原理四、二沖程發(fā)動機的工作原理

二行程發(fā)動機是指活塞走兩個行程，曲軸轉一周完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機。目前汽車已不采用二行程的汽油機和柴油機，只有少數(shù)農(nóng)用小動力機械采用二行程發(fā)動機，一些低速大型輪船上采用二行程柴油機。

1.二行程發(fā)動機的結構特點

二行程發(fā)動機的結構特點是沒有專設的配氣機構，而在氣缸壁不同高度上設有進氣孔、排氣孔和換氣孔。二行程汽油機的進氣孔與噴油器相接；二行程柴油機的進氣孔與空氣濾清器相接。排氣孔與排氣管相連接；換氣孔與密封的曲軸箱相通。二行程汽油機的缸蓋上安裝火花塞，二行程柴油機缸蓋上安裝噴油器。2024/7/250

2.二行程發(fā)動機性能特點

二行程發(fā)動機曲軸轉一圈，即360°CA，完成一個工作循環(huán)，做功一次；而四行程發(fā)動機曲軸轉二圈，720°CA，完成一個工作循環(huán)，做功一次。在排量、壓縮比和轉速相同的條件下，理論上二行程發(fā)動機比四行程發(fā)動機的功率大一倍。但因排氣和換氣占去了總行程的1/3，做功有效行程短，能量利用不充分。所以，實際上二行程發(fā)動機比四行程發(fā)動機的輸出功率只大0.5～0.7倍；利用壓差和掃氣排氣，排氣不凈、進氣不足，換氣過程中，有少量新鮮氣體隨廢氣排出，經(jīng)濟性差。

由于二行程發(fā)動機做功時間間隔短，發(fā)動機工作較平穩(wěn)，可采用尺寸較小的飛輪；同時，二行程發(fā)動機沒有專設的配氣機構，結構簡單、體積小、重量輕，單位比重功率大。所以，二行程多用于小功率的汽油機和大功率的柴油機上。2024/7/251第三節(jié)發(fā)動機的主要性能指標2024/7/2發(fā)動機的動力性指標主要有:有效轉矩、有效功率、升功率、比質量、標定功率和標定轉速等。1．有效轉矩發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為發(fā)動機的有效轉矩，用Ttq表示，單位為N·m。2．有效功率發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率稱為發(fā)動機的有效功率，用Pe表示，單位為kW。它等于有效轉矩與曲軸轉速的乘積，即

Tq——有效轉矩，N·m；n——曲軸轉速，r/min。522024/7/2一、動力性指標第三節(jié)發(fā)動機的主要性能指標2024/7/23．升功率升功率是指發(fā)動機每升工作容積產(chǎn)生的有效功率。即53

—每缸工作容積L；—發(fā)動機的有效功率，kW；i——氣缸數(shù)。升功率反映了發(fā)動機排量的利用程度，繼續(xù)提高升功率式發(fā)動機技術的發(fā)展方向之一。2024/7/24．比質量比質量指發(fā)動機的結構質量G（凈質量）與它所發(fā)出的有效功率Pe（額定功率）之比值。它反映了發(fā)動機結構質量的利用程度和結構緊湊性。

542024/7/25．標定功率和標定轉速發(fā)動機產(chǎn)品銘牌上標出的為標定工況下的有效功率及相應轉速，稱為標定功率和標定轉速。目前按國家標準規(guī)定，發(fā)動機標定功率分為4級：①15min功率。在標準環(huán)境條件下，發(fā)動機連續(xù)運轉15min的最大有效功率。②1h功率。在標準環(huán)境條件下，發(fā)動機連續(xù)運轉1h的最大有效功率。③12h功率。在標準環(huán)境條件下，發(fā)動機連續(xù)運轉12h的最大有效功率。④持續(xù)功率。在標準環(huán)境條件下，發(fā)動機以標定轉速允許長期連續(xù)運轉的最大有效功率。55

一般燃油消耗率表示發(fā)動機的經(jīng)濟性指標。燃油消耗率是指發(fā)動機每發(fā)出1kW有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油質量（以g為單位），用be表示。很明顯，燃油消耗率越低，燃油經(jīng)濟性越好。燃油消耗率[單位為g/（kW·h）]按下式計算

—發(fā)動機單位時間的耗油量，kg/h，可由試驗測定；Pe—發(fā)動機的有效功率，kW。56二、經(jīng)濟性指標