《汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué) 第2版》 課件 第1、2章 汽車(chē)拖拉機(jī)總體構(gòu)造與行駛原理、發(fā)動(dòng)機(jī)總體組成與原理

汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)2024/7/2通過(guò)對(duì)《汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)》課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解汽車(chē)拖拉機(jī)的發(fā)展歷程和行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)掌握汽車(chē)拖拉機(jī)的總體構(gòu)造掌握傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作原理掌握汽車(chē)拖拉機(jī)的使用性能具備分析汽車(chē)拖拉機(jī)的不同結(jié)構(gòu)、比較其優(yōu)劣的能力養(yǎng)成分析問(wèn)題和探究結(jié)構(gòu)奧秘的習(xí)慣，領(lǐng)悟汽車(chē)拖拉機(jī)的設(shè)計(jì)思想，強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手能力和工程意識(shí)為培養(yǎng)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，具有分析與解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新意識(shí)和綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1課程目標(biāo)2024/7/2

汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)第一章汽車(chē)拖拉機(jī)總體構(gòu)造與行駛原理2024/7/2第一章汽車(chē)拖拉機(jī)總體構(gòu)造與行駛原理第一節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)的發(fā)展概況第二節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)的類(lèi)型第三節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)的總體結(jié)構(gòu)第四節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)行駛原理第五節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)的性能第一章的教學(xué)內(nèi)容2024/7/2汽車(chē)類(lèi)型拖拉機(jī)類(lèi)型汽車(chē)總體結(jié)構(gòu)拖拉機(jī)的總體結(jié)構(gòu)汽車(chē)行駛原理拖拉機(jī)的行駛原理第一章的重點(diǎn)、難點(diǎn)2024/7/2掌握汽車(chē)拖拉機(jī)總體構(gòu)造掌握車(chē)輛行駛原理第一章的教學(xué)要求2024/7/21.我國(guó)拖拉機(jī)工業(yè)的發(fā)展與討論2.我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展與討論3.車(chē)輛行駛原理與實(shí)現(xiàn)第一章的課程思政融入點(diǎn)2024/7/2扎根“三農(nóng)”改革開(kāi)放民族自豪感使命擔(dān)當(dāng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化第一章的課程思政的育人目標(biāo)2024/7/2課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效我國(guó)拖拉機(jī)工業(yè)的發(fā)展與討論1.我國(guó)拖拉機(jī)工業(yè)是如何發(fā)展？2.我國(guó)拖拉機(jī)歷年生產(chǎn)量和保有量是如何發(fā)展的？3.拖拉機(jī)發(fā)展中有哪些關(guān)鍵技術(shù)？信息化載體、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”改革開(kāi)放民族自豪感使命擔(dān)當(dāng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展與討論1.我國(guó)汽車(chē)工業(yè)是如何發(fā)展的？2.指南車(chē)、記里鼓車(chē)是如何體現(xiàn)我國(guó)歷史上造車(chē)的技術(shù)水平？3.我國(guó)汽車(chē)歷年生產(chǎn)量如何連續(xù)位于世界第一？4.汽車(chē)發(fā)展中有哪些關(guān)鍵技術(shù)？信息化載體、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT改革開(kāi)放大國(guó)復(fù)興民族自豪感使命擔(dān)當(dāng)車(chē)輛行駛原理與實(shí)現(xiàn)1.車(chē)輛是如何行駛的？2.如何提高汽車(chē)拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)力？3.如何減少汽車(chē)拖拉機(jī)的行駛阻力？參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”科學(xué)精神科技發(fā)展辯證思想第一章的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表2024/7/22024/7/2第一節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)的發(fā)展概況10一、我國(guó)汽車(chē)的發(fā)展概況

2024/7/2

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)與共和國(guó)共命運(yùn)，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的努力，發(fā)生了天翻地覆的變化。從一個(gè)曾經(jīng)是“只有卡車(chē)沒(méi)有轎車(chē)”、“只有公車(chē)沒(méi)有私車(chē)”、“只有計(jì)劃沒(méi)有市場(chǎng)”的汽車(chē)工業(yè)，終于形成了一個(gè)種類(lèi)齊全、生產(chǎn)能力不斷增長(zhǎng)、產(chǎn)品水平日益提高的汽車(chē)工業(yè)體系。回顧新中國(guó)汽車(chē)工業(yè)60年來(lái)走過(guò)的路程，一步一個(gè)腳印，處處印證著各個(gè)歷史時(shí)期的時(shí)代特色，經(jīng)歷了從無(wú)到有、從小到大，創(chuàng)建、成長(zhǎng)、全面、高速發(fā)展四個(gè)歷史階段。11

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我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在1993年首次成為第5大支柱產(chǎn)業(yè)。2000年汽車(chē)產(chǎn)量突破200萬(wàn)輛,2002年汽車(chē)產(chǎn)量突破300萬(wàn)輛,2004年汽車(chē)產(chǎn)量突破500萬(wàn)輛,2009年汽車(chē)產(chǎn)量突破1000萬(wàn)輛,2010年汽車(chē)產(chǎn)量突破1500萬(wàn)輛,2013年汽車(chē)產(chǎn)量突破2000萬(wàn)輛,2022年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成2702.1萬(wàn)輛和2686.4萬(wàn)輛,連續(xù)14年蟬聯(lián)世界第一。截至2022年年底,我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)4.17億輛,其中汽車(chē)3.19億輛;機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)送黄?億人,達(dá)5.02億人,其中汽車(chē)駕駛?cè)?.64億人。1955—2022年我國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1-1。表1-11955-2022年中國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)（單位：輛）2024/7/21213

2024/7/2中國(guó)拖拉機(jī)行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)主要階段。第一階段：引進(jìn)與仿制改進(jìn)階段（1950～1965年）。第二階段：自行設(shè)計(jì)研制階段（1965～1983年）。第三階段：系列產(chǎn)品開(kāi)始階段（1983年～目前）。2022年,我國(guó)生產(chǎn)小型拖拉機(jī)的企業(yè)240余家,年生產(chǎn)能力約500萬(wàn)臺(tái)。我國(guó)生產(chǎn)大中型拖拉機(jī)的企業(yè)30余家,目前年生產(chǎn)能力約80萬(wàn)臺(tái)。拖拉機(jī)的保有量已達(dá)到2000多萬(wàn)臺(tái),基本達(dá)到飽和狀態(tài),但技術(shù)含量較高的拖拉機(jī)相對(duì)較少。我國(guó)2006—2022年的拖拉機(jī)年產(chǎn)量見(jiàn)表1-2。二、我國(guó)拖拉機(jī)的發(fā)展概況2024/7/214表1-22004-2022年中國(guó)拖拉機(jī)的年產(chǎn)量（單位：萬(wàn)臺(tái)）2024/7/2第二節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)的類(lèi)型1.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)16

新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車(chē)和掛車(chē)類(lèi)型的術(shù)語(yǔ)和定義》（GB/T3730.1－2001）將汽車(chē)分為乘用車(chē)和商用車(chē)兩大類(lèi)。

2024/7/2一、汽車(chē)的類(lèi)型1.按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)17

（1）乘用車(chē)是指在其設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上主要用于載運(yùn)乘客及其隨身行李和／或臨時(shí)物品的汽車(chē)，包括駕駛員座位在內(nèi)最多不超過(guò)9個(gè)座位。它也可以牽引一輛掛車(chē)。共分為11種（普通乘用車(chē)、活頂乘用車(chē)、高級(jí)乘用車(chē)、小型乘用車(chē)、敞篷車(chē)、艙背乘用車(chē)、旅行車(chē)、多用途乘用車(chē)、短頭乘用車(chē)、越野乘用車(chē)、專(zhuān)用乘用車(chē)）2024/7/2圖1-1乘用車(chē)和商用車(chē)a)乘用車(chē)b)商用車(chē)1.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)18

（2）商用車(chē)是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上用于運(yùn)送人員和貨物

的汽車(chē)，并且可以牽引掛車(chē)

包括客車(chē)、貨車(chē)、半掛牽引車(chē)2024/7/2圖1-1乘用車(chē)和商用車(chē)a)乘用車(chē)b)商用車(chē)19

1)客車(chē)是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上用于載運(yùn)乘客及其隨身行李的商用車(chē)輛,包括駕駛?cè)俗辉趦?nèi)座位數(shù)超過(guò)9座。客車(chē)分為小型客車(chē)、城市客車(chē)、長(zhǎng)途客車(chē)、旅游客車(chē)、鉸接客車(chē)、無(wú)軌電車(chē)、越野客車(chē)和專(zhuān)用客車(chē)8大類(lèi)。2)貨車(chē)是指一種主要為載運(yùn)貨物而設(shè)計(jì)和裝備的商用車(chē)輛,它能否牽引一輛掛車(chē)均可。貨車(chē)分為普通貨車(chē)、多用途貨車(chē)、全掛牽引車(chē)、越野貨車(chē)、專(zhuān)用作業(yè)車(chē)、專(zhuān)用貨車(chē)、低速貨車(chē)和三輪汽車(chē)8種類(lèi)型。3)半掛牽引汽車(chē)是指裝備有特殊裝置用于牽引半掛車(chē)的商用車(chē)輛。2024/7/22.動(dòng)力裝置類(lèi)型分類(lèi)20

2024/7/2可分為汽油機(jī)汽車(chē)、柴油機(jī)汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)等。2.動(dòng)力裝置類(lèi)型分類(lèi)21

2024/7/2①汽油汽車(chē)。以汽油為內(nèi)燃機(jī)燃料的汽車(chē)稱(chēng)為汽油汽車(chē)。車(chē)用汽油是從石油中提煉出來(lái)的，由碳、氫元素組成的烴類(lèi)化合物。汽油的揮發(fā)性好，但抗爆性差，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比小，一般用于輕型汽車(chē)上。②柴油汽車(chē)。以柴油為內(nèi)燃機(jī)燃料的汽車(chē)稱(chēng)為柴油機(jī)汽車(chē)。柴油和汽油一樣,是從石油中提煉出來(lái)的,也是由碳、氫元素組成的烴類(lèi)化合物,在石油蒸餾過(guò)程中,溫度在200~350℃范圍內(nèi)的餾分即為柴油。柴油具有良好的抗爆性能,因此,發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比大,產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩大,所以被廣泛用在越野汽車(chē)、大型客車(chē)、大型貨車(chē)、農(nóng)用汽車(chē)和工程機(jī)械上。③電動(dòng)汽車(chē)。是指由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并且自身裝備供電能源（不包括供電架線(xiàn)）的汽車(chē)。包括蓄電池式電動(dòng)汽車(chē)、插電式電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池式電動(dòng)汽車(chē)等。④混合動(dòng)力汽車(chē)。是指裝備兩套動(dòng)力源的汽車(chē)，這種汽車(chē)通常裝有內(nèi)燃機(jī)—發(fā)電機(jī)組以及蓄電池?？煞譃槠胀ɑ旌蟿?dòng)力汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)兩大類(lèi)。2024/7/22223

2024/7/23.按公安機(jī)關(guān)管理分類(lèi)為了便于機(jī)動(dòng)車(chē)輛技術(shù)檢驗(yàn)、核發(fā)牌證以及進(jìn)行專(zhuān)門(mén)管理，公安機(jī)關(guān)根據(jù)目前中國(guó)汽車(chē)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和公安機(jī)關(guān)管理的需要，汽車(chē)分為：大型汽車(chē)和小型汽車(chē)兩種。4.按發(fā)動(dòng)機(jī)布置分類(lèi)可分為：前置發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、后置發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、中置發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、下置發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、雙發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)等。5.按驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行分類(lèi)可分為：前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)、后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)、全輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)等。6.按發(fā)動(dòng)機(jī)位置和驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行分類(lèi)可分為：前置前驅(qū)動(dòng)汽車(chē)、前置后驅(qū)動(dòng)汽車(chē)、后置后驅(qū)動(dòng)汽車(chē)、中置后驅(qū)動(dòng)汽車(chē)等。7.按行駛道路條件分類(lèi)可分為：公路用車(chē)和非公路用車(chē)。8.按行駛機(jī)構(gòu)的特征分類(lèi)可分為：輪式汽車(chē)、履帶式汽車(chē)、半履帶式汽車(chē)等。2024/7/2241.按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)25

（1）輪式拖拉機(jī)（2）履帶式拖拉機(jī)（3）手扶拖拉機(jī)（4）船形拖拉機(jī)2024/7/22.按用途分類(lèi)（1）普通型拖拉機(jī)（2）園藝型拖拉機(jī)（3）中耕型拖拉機(jī)（4）特殊用途拖拉機(jī)二、拖拉機(jī)的類(lèi)型3.按功率大小分類(lèi)26

（1）大型拖拉機(jī)。功率：73.6kW（100馬力）以上。（2）中型拖拉機(jī)。功率：14.7～736kW（20～100馬力）。（3）小型拖拉機(jī)。功率：在14.7kW（20馬力）以下。2024/7/227

2024/7/22024/7/2第三節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)的總體結(jié)構(gòu)292024/7/2一、汽車(chē)的總體構(gòu)造汽車(chē)通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身、電氣設(shè)備四個(gè)部分組成。a.發(fā)動(dòng)機(jī)

b.底盤(pán)

c.車(chē)身

d.電氣設(shè)備

圖1-4汽車(chē)的組成2024/7/21.發(fā)動(dòng)機(jī)功用：將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的一個(gè)機(jī)器。組成：一般采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系、潤(rùn)滑系、點(diǎn)火系（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）、起動(dòng)系等部分組成。302024/7/22024/7/22．底盤(pán)功用：接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，將發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成汽車(chē)拖拉機(jī)的水平運(yùn)動(dòng)，并保證汽車(chē)拖拉機(jī)按照駕駛員的操縱正常行駛組成：汽車(chē)：由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系等4部分組成拖拉機(jī)：由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系、工作裝置等5部分組成312024/7/22024/7/22．底盤(pán)（1）傳動(dòng)系功能：指將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能傳遞到車(chē)輪上的全部動(dòng)力傳動(dòng)裝置，并能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的接通與切斷、起步、變速、倒車(chē)等功能。

組成：由離合器、變速器、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋等部件組成。

322024/7/2（2）行駛系功能：將車(chē)輛各總成、部件連接成一個(gè)整體，支撐整車(chē)，并將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)變成車(chē)輛的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平順行駛。組成：由車(chē)架、車(chē)橋、車(chē)輪和懸架等部件組成。2024/7/2（3）轉(zhuǎn)向系功能：用來(lái)控制汽車(chē)拖拉機(jī)的行駛方向組成：由方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成332024/7/2（4）制動(dòng)系功能：用來(lái)使行駛中的車(chē)輛按照需要降低速度，停止行駛和在坡道上駐車(chē)。組成：由制動(dòng)控制部分、制動(dòng)傳動(dòng)部分、制動(dòng)器等部件組成。一般汽車(chē)制動(dòng)系至少有兩套各自獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車(chē)制動(dòng)裝置和駐車(chē)制動(dòng)裝置。2024/7/2（5）工作裝置功能：使拖拉機(jī)進(jìn)行作業(yè)。組成：由牽引裝置、動(dòng)力輸出裝置、液壓懸掛裝置、液壓舉傾系統(tǒng)等。

342024/7/22024/7/23.車(chē)身功能：車(chē)輛用來(lái)載人裝貨的部分，也指車(chē)輛整體。有的車(chē)輛的車(chē)身既是駕駛員的工作場(chǎng)所，又是容納乘客和貨物的場(chǎng)所。組成：包括車(chē)窗、車(chē)門(mén)、駕駛艙、乘客艙、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和行李艙等。352024/7/2類(lèi)型：無(wú)架整體式（承載式）、有架式（非承載式）車(chē)身2024/7/24.電氣設(shè)備分類(lèi)：電器裝置、電子控制系統(tǒng)。362024/7/2電器裝置的組成：（1）供電系統(tǒng)：蓄電池、發(fā)電機(jī)（2）用電設(shè)備：?jiǎn)?dòng)、點(diǎn)火、照明、顯示、信號(hào)、附屬裝置（3）檢測(cè)裝置：儀表、傳感器（4）配電裝置：配電盒、開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)裝置、插接件、導(dǎo)線(xiàn)2024/7/24.電氣設(shè)備372024/7/2電子控制系統(tǒng)的組成：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)：噴油、點(diǎn)火、怠速、排氣、爆震、進(jìn)氣等（2）底盤(pán)控制系統(tǒng)：ABS、ASR、AT、EPS、4WS、懸架、耕深（3）車(chē)身控制系統(tǒng)：空調(diào)、儀表、燈光、SRS、導(dǎo)航、CCS、防盜、防撞、座椅、音響、車(chē)距、信息等2024/7/2

拖拉機(jī)與汽車(chē)的總體構(gòu)造基本相近似，一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、工作裝置和電氣設(shè)備組成（圖1-5）。2024/7/2382024/7/2392024/7/21.發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)是拖拉機(jī)行駛和工作的動(dòng)力源，一般采用柴油機(jī)。主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、換氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)，以及預(yù)熱裝置等組成。拖拉機(jī)柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)與汽車(chē)柴油機(jī)基本相同，但拖拉機(jī)柴油機(jī)采用低速（≦2300r/min)大轉(zhuǎn)矩柴油機(jī)，汽車(chē)柴油機(jī)采用高速柴油機(jī)。二、拖拉機(jī)的總體構(gòu)造2024/7/2402024/7/22.底盤(pán)

拖拉機(jī)的底盤(pán)是指發(fā)動(dòng)機(jī)和電氣設(shè)備以外的所有系統(tǒng)和裝置。底盤(pán)將發(fā)動(dòng)機(jī)和各個(gè)系統(tǒng)、部件聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，并將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)橥侠瓩C(jī)行駛的驅(qū)動(dòng)力和牽引力。拖拉機(jī)底盤(pán)由傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)等5個(gè)部分組成。拖拉機(jī)底盤(pán)各系統(tǒng)的布置如圖1-6所示。2024/7/22024/7/2413.工作裝置

拖拉機(jī)工作裝置通常類(lèi)屬于底盤(pán)部分，主要用于牽引、懸掛、驅(qū)動(dòng)農(nóng)具，進(jìn)行各種農(nóng)機(jī)作業(yè)，如圖1-7所示。2024/7/22024/7/2424.電氣設(shè)備

拖拉機(jī)的電氣設(shè)備主要由發(fā)電機(jī)、蓄電池、燈光系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等構(gòu)成，各電氣的原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與汽車(chē)的電氣基本相同。2024/7/22024/7/2第四節(jié)車(chē)輛行駛原理442024/7/2一、驅(qū)動(dòng)力

驅(qū)動(dòng)力是由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)傳到驅(qū)動(dòng)輪上得到的。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)傳到驅(qū)動(dòng)輪上。此時(shí)作用于驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生對(duì)地面的圓周力，而地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的反作用力（方向與F0相反）即是驅(qū)動(dòng)汽車(chē)拖拉機(jī)的外力（圖1-8），此外力稱(chēng)為汽車(chē)拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)力Ft。452024/7/2驅(qū)動(dòng)力Ft的產(chǎn)生需要依靠?jī)蓚€(gè)作用：依靠發(fā)動(dòng)機(jī)提供轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)系改變大小和方向后，傳遞給驅(qū)動(dòng)輪一定的驅(qū)動(dòng)力矩，進(jìn)而提供引發(fā)驅(qū)動(dòng)力的沿輪胎切向方向的作用力，這是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)部條件。依靠驅(qū)動(dòng)輪與地面的相互作用，把驅(qū)動(dòng)輪對(duì)地面的作用力，轉(zhuǎn)化為地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪切向方向的反作用力，這是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的外部條件。

車(chē)輛拖拉機(jī)每得到一個(gè)具體的驅(qū)動(dòng)力，是上述兩個(gè)方面共同作用、協(xié)調(diào)一致的結(jié)果。二、汽車(chē)的行駛阻力2024/7/246汽車(chē)拖拉機(jī)在水平道路上直線(xiàn)等速行駛時(shí),必須克服來(lái)自地面與輪胎相互作用而產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力Ff和來(lái)自車(chē)身與空氣相互作用而產(chǎn)生的空氣阻力Fw。當(dāng)汽車(chē)拖拉機(jī)在坡道上直線(xiàn)上坡行駛時(shí),還必須克服其重力沿坡道的分力,稱(chēng)為坡度阻力Fi;當(dāng)汽車(chē)拖拉機(jī)直線(xiàn)加速行駛時(shí),還需克服加速阻力Fj。當(dāng)汽車(chē)拖拉機(jī)牽引掛車(chē),或拖拉機(jī)牽引農(nóng)機(jī)具作業(yè)時(shí),還要考慮牽引阻力FD。因此,汽車(chē)拖拉機(jī)直線(xiàn)行駛時(shí)其總阻力∑F為2024/7/247482024/7/2三、車(chē)輛行駛的驅(qū)動(dòng)—附著條件1.汽車(chē)拖拉機(jī)行駛的驅(qū)動(dòng)條件

若驅(qū)動(dòng)力小于滾動(dòng)阻力、坡度阻力、加速阻力、空氣阻力之和牽引阻力，則汽車(chē)拖拉機(jī)無(wú)法開(kāi)動(dòng)，或正在行駛的汽車(chē)拖拉機(jī)將減速直至停車(chē)。所以汽車(chē)拖拉機(jī)行駛的驅(qū)動(dòng)條件為：492024/7/2汽車(chē)拖拉機(jī)行駛的驅(qū)動(dòng)條件不是汽車(chē)拖拉機(jī)行駛的充分條件，只反映了汽車(chē)拖拉機(jī)本身的行駛能力?？梢圆捎迷黾影l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、加大傳動(dòng)比等措施來(lái)增大汽車(chē)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)力。但這些措施只有在驅(qū)動(dòng)輪與路面不發(fā)生滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象時(shí)才有效。如果驅(qū)動(dòng)輪在路面滑轉(zhuǎn)，則增大驅(qū)動(dòng)力只會(huì)使驅(qū)動(dòng)輪加速旋轉(zhuǎn)，地面切向反作用力并不會(huì)增加。這種現(xiàn)象表明，汽車(chē)拖拉機(jī)行駛除受驅(qū)動(dòng)條件制約外，還受輪胎與地面附著條件的限制。502024/7/2512024/7/2522024/7/2

一般情況下，當(dāng)附著力足夠大時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的最大允許值由最低工作擋位上發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)矩來(lái)決定，若行駛總阻力超過(guò)驅(qū)動(dòng)力，則汽車(chē)拖拉機(jī)由于發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常超載或頻繁熄火而無(wú)法正常工作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩足以滿(mǎn)足（即驅(qū)動(dòng)力足夠大）而附著力不足時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的最大允許值由附著力決定。若此時(shí)行駛總阻力超過(guò)附著力，則汽車(chē)拖拉機(jī)由于驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生嚴(yán)重滑轉(zhuǎn)而不能正常工作。

由此可見(jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩并不是任何情況下都能充分發(fā)揮出來(lái)的，有時(shí)因受到汽車(chē)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與路面之間附著性能的限制而不能完全被利用。所以要充分發(fā)揮汽車(chē)拖拉機(jī)的工作潛力，應(yīng)提高汽車(chē)拖拉機(jī)的附著性能，同時(shí)降低行駛阻力。2024/7/2第五節(jié)汽車(chē)拖拉機(jī)的性能542024/7/2

汽車(chē)拖拉機(jī)的性能主要有指動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、行駛平順性、通過(guò)性、安全性、操縱穩(wěn)定性、環(huán)保性等。一、動(dòng)力性

動(dòng)力性是指汽車(chē)拖拉機(jī)在良好路面上直線(xiàn)行駛時(shí)由汽車(chē)受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。它表示了車(chē)輛以最大可能的平均行駛速度運(yùn)送貨物或乘客的能力。動(dòng)力性是汽車(chē)拖拉機(jī)各種使用性能中最重要、最基本的性能。從獲得盡可能高的平均行駛速度的觀點(diǎn)出發(fā)，動(dòng)力性主要指標(biāo)有：（1）最高車(chē)速，單位為km/h；（2）加速時(shí)間，單位為s；（3）能爬上的最大坡度，簡(jiǎn)稱(chēng)最大爬坡度，單位為%或（o）。2024/7/255

最高車(chē)速是指在水平良好的路面（混泥土或?yàn)r青路）上能達(dá)到的最高行駛車(chē)速。

加速時(shí)間表示車(chē)輛的加速能力。常用原地起步加速時(shí)間和超車(chē)加速時(shí)間來(lái)表示加速能力。

爬坡能力是用滿(mǎn)載時(shí)汽車(chē)拖拉機(jī)在良好路面上的最大爬坡度來(lái)表示的。顯然，最大爬坡度是指I擋最大爬坡度。對(duì)于乘用車(chē)，一般不強(qiáng)調(diào)它的爬坡能力，對(duì)貨車(chē)一般在30%即16.5o左右，越野汽車(chē)可達(dá)60%即30o左右或更高。562024/7/2二、燃料經(jīng)濟(jì)性

燃料經(jīng)濟(jì)性是指汽車(chē)拖拉機(jī)以最少的燃料消耗量完成單位運(yùn)輸或作業(yè)的能力。燃油經(jīng)濟(jì)性通常用百公里燃油消耗量、單位作業(yè)耗油量來(lái)衡量。572024/7/21.百公里燃油消耗量主要用于評(píng)價(jià)汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性，是指汽車(chē)在一定運(yùn)行工況下行駛100km的燃油消耗量。一般情況下，燃油消耗量采用容積（升）計(jì)算，由于等速油耗與實(shí)際行駛情況有很大差別，實(shí)際上不能全面地評(píng)定汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)在一般都采用循環(huán)油耗來(lái)評(píng)定汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。循環(huán)油耗是指在一段指定的典型路段內(nèi)汽車(chē)以設(shè)定的不同工況行駛時(shí)的油耗，起碼要規(guī)定等速、加速和減速3種工況，復(fù)雜的還要計(jì)入啟動(dòng)和怠速停駛等多種工況，然后折算成百公里油耗。例如我國(guó)有15工況循環(huán)油耗（乘用車(chē)）、6工況循環(huán)油耗（貨車(chē)）和城市4工況循環(huán)油耗（客車(chē)）。2024/7/2582.單位作業(yè)耗油量

是評(píng)價(jià)拖拉機(jī)作業(yè)機(jī)組燃料經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)。其計(jì)算單位因作業(yè)種類(lèi)的不同而異，如田間作業(yè)用公斤/畝，運(yùn)輸作業(yè)用公斤/噸公里等。也可以用公斤/標(biāo)準(zhǔn)畝作力統(tǒng)一的計(jì)量單位來(lái)反映。592024/7/2三、制動(dòng)性制動(dòng)性是指行駛中的汽車(chē)拖拉機(jī)能在短距離內(nèi)停車(chē)且維持行駛方向穩(wěn)定，以及在下長(zhǎng)坡時(shí)能控制行駛速度的能力。制動(dòng)性是汽車(chē)拖拉機(jī)安全行駛的保證，直接關(guān)系到生命財(cái)產(chǎn)的安全。汽拖拉機(jī)車(chē)具有良好的制動(dòng)性能，才能充分發(fā)揮動(dòng)力性，提高汽車(chē)拖拉機(jī)的平均技術(shù)速度，從而獲得較高的工作效率。汽車(chē)拖拉機(jī)制動(dòng)性主要由制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的恒定性和制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性三方面評(píng)價(jià)。2024/7/260

制動(dòng)效能是指汽車(chē)拖拉機(jī)迅速降低行駛速度直至停車(chē)的能力，是制動(dòng)性最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。它是用制動(dòng)力、制動(dòng)減速度、制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間等指標(biāo)來(lái)評(píng)定。

制動(dòng)效能的恒定性主要指制動(dòng)效能的抗熱衰退能力，反映了高速制動(dòng)或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能的穩(wěn)定程度。

制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性指制動(dòng)時(shí)汽車(chē)拖拉機(jī)不發(fā)生跑偏、側(cè)滑及失去轉(zhuǎn)向控制的能力。制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性較好的汽車(chē)拖拉機(jī)，能夠按駕駛員給定軌跡行駛，即能夠維持直線(xiàn)行駛或能按預(yù)定彎道行駛。612024/7/2四、行駛平順性

行駛平順性是指保持汽車(chē)拖拉機(jī)在行駛過(guò)程中乘員所處的震動(dòng)和沖擊環(huán)境在一定舒適度范圍內(nèi)的性能。因此，平順性主要根據(jù)駕乘人員主觀感覺(jué)的舒適性來(lái)評(píng)價(jià)。對(duì)于載貨汽車(chē)還包括保持貨物完好的性能。

汽車(chē)拖拉機(jī)行駛時(shí)路面或田間地面激起的振動(dòng)不僅會(huì)縮短有關(guān)零部件的疲勞壽命，還會(huì)引起車(chē)輪與路面之間的載荷波動(dòng)，影響到路面對(duì)車(chē)輪的附著效果，并關(guān)聯(lián)到操縱穩(wěn)定性的狀況，因此是汽車(chē)拖拉機(jī)的一項(xiàng)主要使用性能。

行駛平順性的其評(píng)價(jià)指標(biāo)目前在國(guó)際上尚無(wú)一致結(jié)論。GB/T4970-2009（

汽車(chē)平順性試驗(yàn)方法）規(guī)定了轎車(chē)、客車(chē)用降低舒適性界限，貨車(chē)用疲勞-降低工作效率界限與車(chē)速的關(guān)系曲線(xiàn)加以評(píng)價(jià)。622024/7/2五、通過(guò)性（1）汽車(chē)通過(guò)性

是指汽車(chē)在一定載質(zhì)量條件下能以足夠高的平均車(chē)速通過(guò)各種壞路及無(wú)路地帶和克服各種障礙的能力。壞路及無(wú)路地帶，是指松軟土壤、沙漠、雪地、沼澤等松軟地面及坎坷不平地段；各種障礙，是指陡坡、側(cè)坡、臺(tái)階、壕溝等。

汽車(chē)通過(guò)性可分為輪廓通過(guò)性和牽引支承通過(guò)性。前者是表征汽車(chē)通過(guò)坎坷不平路段和障礙（如陡坡、側(cè)坡、臺(tái)階、壕溝等）的能力；后者是指汽車(chē)能順利地通過(guò)松軟土壤、沙漠、雪地、冰面、沼澤等地面的能力。632024/7/2五、通過(guò)性（2）拖拉機(jī)通過(guò)性

拖拉機(jī)通過(guò)性包括田間通過(guò)性和地面通過(guò)性。田間通過(guò)性是指拖拉機(jī)適應(yīng)耕作方式、在田間作業(yè)時(shí)不傷害農(nóng)作物、不破壞壟形的通過(guò)能力。中耕時(shí)，為了保證拖拉機(jī)機(jī)體的下部不致碰壞作物的枝葉，要求有足夠的農(nóng)藝離地間隙ha；當(dāng)拖拉機(jī)行走機(jī)構(gòu)恰好走在兩行作物之間時(shí),則其輪距B必為作物行距s的整倍數(shù)，這樣可使左右兩側(cè)保護(hù)區(qū)c相等，對(duì)作物損害最小。有些拖拉機(jī)還可以調(diào)整農(nóng)藝離地間隙hd，以提高田間作業(yè)時(shí)的通過(guò)能力。

地面通過(guò)性與汽車(chē)通過(guò)性基本相同。642024/7/2652024/7/2六、安全性

安全性一般分為主動(dòng)安全性、被動(dòng)安全性、事故后安全性和生態(tài)安全性。

主動(dòng)安全性是指汽車(chē)本身防止或減少事故發(fā)生的性能，主要取決于汽車(chē)拖拉機(jī)的總體尺寸、制動(dòng)性、行駛穩(wěn)定性、操縱性、信息性以及駕駛員工作條件（操作元件人機(jī)特性、座椅舒適性、噪聲、溫度和通風(fēng)、操縱輕便性等）。此外，動(dòng)力性（特別是超車(chē)的時(shí)間和距離）也是很重要的影響因素。2024/7/266

被動(dòng)安全性是指事故發(fā)生后，汽車(chē)拖拉機(jī)本身減輕人員傷害和貨物損失的能力。又可分為內(nèi)部被動(dòng)安全性（減輕車(chē)內(nèi)乘員受傷和貨物受損）以及外部被動(dòng)安全性（減輕對(duì)事故所涉及的其他人員和汽車(chē)的損害）。

事故后安全性是指汽車(chē)拖拉機(jī)能減輕事故后果的性能。這是指能否迅速消除事故后果，并避免新的事故發(fā)生。

生態(tài)安全性是指發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染、行駛噪聲和電磁波對(duì)環(huán)境的影響。672024/7/2七、操縱穩(wěn)定性（1）汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性

汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性包括相互聯(lián)系的兩個(gè)部分，一是操縱性，二是穩(wěn)定性。操縱性是指汽車(chē)能夠確切地響應(yīng)駕駛員轉(zhuǎn)向指令的能力；穩(wěn)定性是指汽車(chē)在行駛過(guò)程中，具有抵抗改變其行駛方向的各種干擾，并保持穩(wěn)定行駛而不致失去控制甚至翻車(chē)或側(cè)滑的能力。實(shí)際上兩者很難截然分開(kāi)，穩(wěn)定性的好壞直接影響操縱性，常統(tǒng)稱(chēng)為汽車(chē)操縱穩(wěn)定性。2024/7/268(2）拖拉機(jī)的操縱穩(wěn)定性拖拉機(jī)操縱性是指拖拉機(jī)能否按駕駛員的意圖沿給定方向行駛的性能。評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有：直線(xiàn)行駛性、轉(zhuǎn)向半徑。直線(xiàn)行駛性可用不加操作情況下直線(xiàn)行駛一定距離后車(chē)輛偏離原定方向的偏移量來(lái)衡量。轉(zhuǎn)向半徑用最小轉(zhuǎn)向半徑或轉(zhuǎn)向圓半徑來(lái)表示。拖拉機(jī)的穩(wěn)定性是指拖拉機(jī)行駛時(shí)不致產(chǎn)生翻傾和滑移的性能。拖拉機(jī)在坡道上行駛和作業(yè)時(shí)，易失去穩(wěn)定性，因此拖拉機(jī)的穩(wěn)定性是表征拖拉機(jī)能否在坡道上很好地工作以及能否安全行駛的一個(gè)重要指標(biāo)。692024/7/2八、環(huán)保性

隨著汽車(chē)拖拉機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車(chē)拖拉機(jī)保有量急劇增加，汽車(chē)拖拉機(jī)排放對(duì)大氣的污染、噪聲對(duì)環(huán)境的危害和電磁干擾對(duì)環(huán)境的影響已構(gòu)成汽車(chē)拖拉機(jī)的三大公害。目前，世界許多國(guó)家都制定了汽車(chē)拖拉機(jī)排放、噪聲和電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)和使用維修部門(mén)都提出了新的要求。

有害氣體主要通過(guò)汽車(chē)拖拉機(jī)尾氣排放、曲軸箱竄氣和燃油蒸汽等三個(gè)途徑進(jìn)入大氣中，造成對(duì)大氣的污染。汽車(chē)拖拉機(jī)排放的污染物主要是CO、HC、NOx、細(xì)微顆粒物等。

噪聲是汽車(chē)拖拉機(jī)的第二公害。按照噪聲產(chǎn)生的過(guò)程，汽車(chē)拖拉機(jī)噪聲源大致來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)速有關(guān)的聲源。與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)的噪聲源主要有：進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲、冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)表面輻射噪聲。用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)附件（如空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)等）的噪聲，也屬此類(lèi)。與車(chē)速有關(guān)的噪聲源包括：傳動(dòng)噪聲（變速器、傳動(dòng)軸等）、輪胎噪聲、車(chē)體產(chǎn)生的空氣動(dòng)力噪聲。

電磁噪聲分為由汽車(chē)拖拉機(jī)內(nèi)部的電磁噪聲和汽車(chē)外部的電磁噪聲。汽車(chē)拖拉機(jī)內(nèi)部的電磁噪聲，是指車(chē)用發(fā)電機(jī)、繼電器、開(kāi)關(guān)等部件工作時(shí)及開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)瞬間所發(fā)生的噪聲；外部噪聲是指人為的各種電氣設(shè)備，例如，高壓輸電線(xiàn)、鐵軌、廣播電臺(tái)設(shè)備所輻射出來(lái)的對(duì)汽車(chē)拖拉機(jī)引起干擾的電磁輻射和雷電、靜電等自然現(xiàn)象引起的噪聲。2024/7/2702024/7/271722024/7/21.何謂機(jī)動(dòng)車(chē)、汽車(chē)、拖拉機(jī)、汽車(chē)保有量、拖拉機(jī)保有量？2.汽油車(chē)與柴油車(chē)的主要區(qū)別有哪些？3.汽車(chē)的總體構(gòu)造包括哪些部分？各部分的作用是什么？4.中國(guó)大型汽車(chē)企業(yè)有哪些？各自的年產(chǎn)量、年產(chǎn)值是多少？，5.中國(guó)自主汽車(chē)品牌有哪些？6.你認(rèn)為中國(guó)達(dá)到美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家汽車(chē)千人保有量的水平會(huì)實(shí)現(xiàn)嗎？會(huì)有什么問(wèn)題？7.你對(duì)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的前景有什么看法？8.試展望2030年后世界汽車(chē)的發(fā)展和汽車(chē)工業(yè)的狀況。思考題732024/7/29.汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力與附著力有何關(guān)系？10.拖拉機(jī)為何只采用柴油機(jī)為動(dòng)力？而不用汽油機(jī)？11.簡(jiǎn)述中國(guó)拖拉機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀。12.拖拉機(jī)是如何分類(lèi)的？13.拖拉機(jī)主要由哪些部分組成？14.分析中國(guó)拖拉機(jī)技術(shù)落后的原因。15.為何要重視拖拉機(jī)高新技術(shù)的發(fā)展？思考題

汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的總體組成與原理2024/7/2第二章發(fā)動(dòng)機(jī)總體組成與原理第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)與總體構(gòu)造第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理第三節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)第二章的教學(xué)內(nèi)容2024/7/2發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)第二章的重點(diǎn)、難點(diǎn)2024/7/2掌握發(fā)動(dòng)機(jī)奧托循環(huán)掌握柴油機(jī)工作原理掌握汽油機(jī)工作原理第二章的教學(xué)要求2024/7/21.發(fā)動(dòng)機(jī)奧托循環(huán)與實(shí)現(xiàn)2.柴油機(jī)工作原理與實(shí)踐3.汽油機(jī)工作原理與實(shí)踐第二章的課程思政融入點(diǎn)2024/7/2科技發(fā)展工程倫理學(xué)以致用專(zhuān)業(yè)能力科學(xué)精神第二章的課程思政的育人目標(biāo)2024/7/2第二章的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效發(fā)動(dòng)機(jī)奧托循環(huán)與實(shí)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(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科技發(fā)展工程倫理學(xué)以致用柴油機(jī)工作原理與實(shí)踐1.柴油機(jī)是如何工作的？2.為何拖拉機(jī)廣泛采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)？3.柴油機(jī)有何不足之處？如何改進(jìn)？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT專(zhuān)業(yè)能力學(xué)以致用工程倫理汽油機(jī)工作原理與實(shí)踐1.汽油機(jī)是如何工作的？2.為何汽車(chē)廣泛采用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)？3.汽油機(jī)有何不足之處？如何改進(jìn)？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展工程倫理2024/7/281

第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)與總體構(gòu)造2024/7/282一、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)、拖拉機(jī)的動(dòng)力源。凡是能使某種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器都可稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)。如熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、水力發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)等，車(chē)輛上主要采用熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)與總體構(gòu)造

熱力發(fā)動(dòng)機(jī)是指將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。根據(jù)燃料燃燒所處位置的不同，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)又分為外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩大類(lèi)。

燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)稱(chēng)為外燃機(jī)。如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)等。反之，燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)稱(chēng)為內(nèi)燃機(jī)。如柴油機(jī)、汽油機(jī)和煤氣機(jī)等。2024/7/283

內(nèi)燃機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域。至今，汽車(chē)、拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)全部采用內(nèi)燃機(jī)，因?yàn)榕c外燃機(jī)比較，內(nèi)燃機(jī)熱效率高、功率范圍廣、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、體積小、使用操作方便及運(yùn)行安全。盡管如此，減輕排放污染，減小噪聲振動(dòng)，提高零部件的耐磨性、可靠性、互換性、修復(fù)性和整機(jī)動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性仍是內(nèi)燃機(jī)科學(xué)技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容。2024/7/2

內(nèi)燃機(jī)廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、船艦,以及汽車(chē)、拖拉機(jī)、坦克等各種車(chē)輛上。但是,內(nèi)燃機(jī)一般要求使用石油燃料,同時(shí)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(wèn)題,目前國(guó)內(nèi)、外正致力于內(nèi)燃機(jī)排氣凈化以及新能源發(fā)動(dòng)機(jī)的研究工作。842024/7/285

內(nèi)燃機(jī)根據(jù)其將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的主要構(gòu)件的形式，可分為活塞式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)兩大類(lèi)。前者又可按活塞運(yùn)動(dòng)方式分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式兩種。活塞式內(nèi)燃機(jī)在汽車(chē)拖拉機(jī)上應(yīng)用最廣泛，裝配在汽車(chē)拖拉機(jī)上內(nèi)燃機(jī)，一般稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)，是本書(shū)的主要討論對(duì)象。發(fā)動(dòng)機(jī)種類(lèi)繁多，根據(jù)不同特點(diǎn)有不同分類(lèi)。2024/7/286

表2-1發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)分類(lèi)方法類(lèi)別含義按行程數(shù)分二行程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞經(jīng)過(guò)2個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)四行程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞經(jīng)過(guò)4個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)按著火方式分點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮氣缸內(nèi)的可燃混合氣，并用外源點(diǎn)火燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)按使用燃料種類(lèi)分液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒液體燃料（汽油、柴油、醇類(lèi)等）的發(fā)動(dòng)機(jī)氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒氣體燃料（液化石油氣、天然氣等）的發(fā)動(dòng)機(jī)多種燃料發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)按進(jìn)氣狀態(tài)分非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入氣缸前的空氣或可燃混合氣未經(jīng)壓縮的發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于四行程發(fā)動(dòng)機(jī)也稱(chēng)自吸式發(fā)動(dòng)機(jī)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入氣缸前的空氣或可燃混合氣先經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮，借以增大充量密度的發(fā)動(dòng)機(jī)2024/7/287

按氣缸數(shù)及布置分單缸發(fā)動(dòng)機(jī)只有一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)立式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸布置于曲軸上方且氣缸中心線(xiàn)垂直于水平面的發(fā)動(dòng)機(jī)臥式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中心線(xiàn)平行于水平面的發(fā)動(dòng)機(jī)直列式發(fā)動(dòng)機(jī)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上直立氣缸，并呈一列布置的發(fā)動(dòng)機(jī)V形發(fā)動(dòng)機(jī)具有兩個(gè)或兩列氣缸，其中心線(xiàn)夾角呈V形，并共用一根曲軸輸出功率的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)置氣缸式發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)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(dòng)機(jī)斜置式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中心線(xiàn)與水平面呈一定角度（不是直角）的發(fā)動(dòng)機(jī)按冷卻方式分液冷式發(fā)動(dòng)機(jī)用冷卻液冷卻氣缸和氣缸蓋等零件的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)用空氣冷卻氣缸和氣缸蓋等零件的發(fā)動(dòng)機(jī)按用途分有汽車(chē)用、機(jī)車(chē)用、拖拉機(jī)用、船用、坦克用、摩托車(chē)用、發(fā)電用、農(nóng)用、工程機(jī)械用等發(fā)動(dòng)機(jī)2024/7/288二、發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造

雖然發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式不同、具體構(gòu)造多種多樣，并由許多機(jī)構(gòu)和零部件構(gòu)成，但其基本構(gòu)造相同。為保證發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)進(jìn)行工作循環(huán)、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)總體構(gòu)成包括機(jī)體組件與曲柄連桿機(jī)構(gòu)、換氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)（僅汽油機(jī)）和啟動(dòng)系統(tǒng)。

第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)與總體構(gòu)造2024/7/21.機(jī)體組件與曲柄連桿機(jī)構(gòu)89

機(jī)體組件包括機(jī)體、氣缸蓋、氣缸套、油底殼等。機(jī)體組件是發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，所有運(yùn)動(dòng)部件和系統(tǒng)都支承和安裝在它上面。

曲柄連桿機(jī)構(gòu)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(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將作用在活塞頂部的燃?xì)鈮毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩輸出。2024/7/22.換氣系統(tǒng)90

換氣系統(tǒng)由空氣濾清器、進(jìn)排氣管道、配氣機(jī)構(gòu)、消音滅火器等組成。

功用是定時(shí)開(kāi)關(guān)進(jìn)、排氣門(mén)，實(shí)現(xiàn)氣缸的換氣；過(guò)濾空氣中的雜質(zhì)，保證進(jìn)氣清潔；降低排氣噪音。2024/7/23.燃料供給系91

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所用燃料不同，燃油供給系統(tǒng)分為柴油機(jī)供油系統(tǒng)和汽油機(jī)供油系統(tǒng)

柴油機(jī)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(shí)、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(mǎn)足燃燒過(guò)程的需要。

汽油機(jī)供油系統(tǒng)由燃油箱、電動(dòng)汽油泵、濾清器、輸油管、回油管、分配油管、油壓調(diào)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(mǎn)足汽油機(jī)各種工況下的要求。2024/7/24.潤(rùn)滑系統(tǒng)92

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

其功用是將機(jī)油壓送到發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)件的摩擦表面，以減少運(yùn)動(dòng)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(rùn)滑、密封、散熱、清洗、防銹等作用。2024/7/25.冷卻系統(tǒng)93

冷卻系統(tǒng)由散熱器、水泵、風(fēng)扇、水套、節(jié)溫器、機(jī)體散熱片等組成。冷卻系統(tǒng)的功用是冷卻受熱機(jī)件、保證發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜的溫度下正常工作。

啟動(dòng)系統(tǒng)由蓄電池、啟動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)開(kāi)關(guān)等組成。其功用是啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)機(jī)動(dòng)由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

6.起動(dòng)系統(tǒng)2024/7/27.點(diǎn)火系統(tǒng)94

汽油機(jī)設(shè)有點(diǎn)火系統(tǒng)，它由蓄電池、發(fā)電機(jī)、

點(diǎn)火線(xiàn)圈、點(diǎn)火控制器、高壓線(xiàn)、火花塞等組

成。點(diǎn)火系統(tǒng)的功用是定時(shí)產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃

混合氣。柴油機(jī)沒(méi)有點(diǎn)火系統(tǒng)。圖2-1汽油機(jī)的整體構(gòu)造圖2-2柴油機(jī)的整體構(gòu)造2024/7/295

第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理2024/7/296一、發(fā)動(dòng)機(jī)的基本術(shù)語(yǔ)

1、基本術(shù)語(yǔ)：發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。①上止點(diǎn)?；钊跉飧字羞\(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞離曲軸中心最遠(yuǎn)時(shí)，活塞頂部所處的位置。

②下止點(diǎn)?；钊跉飧字羞\(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞離曲軸中心最近時(shí)，活塞頂部所處的位置。③活塞行程?；钊麖囊粋€(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的距離。常用字母S表示，即曲軸每轉(zhuǎn)半圈（180°），活塞運(yùn)動(dòng)一個(gè)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(chēng)為曲柄半徑。

第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理2024/7/297

2024/7/2⑤燃燒室容積?；钊挥谏现裹c(diǎn)時(shí)，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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，它所掃過(guò)的空間容積。常用Vh表示，即式中，D——?dú)飧字睆?，cm；S—活塞行程，cm。⑦氣缸總?cè)莘e?；钊挥谙轮裹c(diǎn)時(shí)，活塞頂部與氣缸蓋之間的封閉容積。常用Va表示，即（2-1）98（2-2）2024/7/299⑧壓縮比。氣缸總?cè)莘e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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的程度。不同類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)壓縮比的要求不同，柴油機(jī)較高（ε=15～22），汽油機(jī)較低（ε=6～10）。⑨活塞總排量。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積之和，用表示，即式中，i——?dú)飧讛?shù)。⑩發(fā)動(dòng)機(jī)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)工況，用發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)輸出的轉(zhuǎn)速和有效功率表示。?工作循環(huán)。在氣缸內(nèi)進(jìn)行的每一次將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一系列連續(xù)過(guò)程（進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣）稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。（2-3）（2-4）2024/7/2100二、單缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

活塞在上、下止點(diǎn)間往復(fù)移動(dòng)四個(gè)行程（相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周），完成進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)就稱(chēng)為四行程發(fā)動(dòng)機(jī)。

四行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，利用氣缸中可燃混合氣燃燒后產(chǎn)生的高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功，將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)換為曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能。

這一能量轉(zhuǎn)換過(guò)程必須歷經(jīng)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)行程，活塞在氣缸中往復(fù)兩次完成一個(gè)工作循環(huán)。第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理2024/7/2101

1.單缸四沖程汽油機(jī)的工作原理2024/7/2102

（1）進(jìn)氣行程（以自然吸氣為例）

進(jìn)氣過(guò)程中，排氣門(mén)關(guān)閉，進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)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(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)到180°。當(dāng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣系統(tǒng)有阻力，故進(jìn)氣終了時(shí)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(jī)的工作原理2024/7/2

流進(jìn)氣缸內(nèi)的可燃混合氣，因與氣缸壁、活塞頂?shù)雀邷貦C(jī)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(jìn)氣行程用曲線(xiàn)r-a表示。曲線(xiàn)r-a位于大氣壓力線(xiàn)以下，它與大氣壓力線(xiàn)縱坐標(biāo)之差即表示氣缸內(nèi)的真空度。

自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出平順，不會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而出現(xiàn)驟然加速。而且發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命長(zhǎng)，維修簡(jiǎn)單。1032024/7/2104

1.單缸四沖程汽油機(jī)的工作原理2024/7/2105

（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(dòng)機(jī)做功，燃燒前的必須將可燃混合氣壓縮，此即壓縮行程。

在進(jìn)氣行程終了時(shí)，活塞自下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，曲軸由180°轉(zhuǎn)到360°，此時(shí)，進(jìn)、壓排氣門(mén)均關(guān)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(dá)上止點(diǎn)時(shí)為止。壓縮終了時(shí)，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(shí)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(dòng)機(jī)發(fā)出的功率便越大，經(jīng)濟(jì)性越好。但壓縮比過(guò)大時(shí)，不僅不能進(jìn)一步改善燃燒狀況，反而會(huì)出現(xiàn)爆燃和表面點(diǎn)火等不正常燃燒現(xiàn)象。106（3）做功行程

在這個(gè)行程中，進(jìn)、排氣門(mén)仍關(guān)閉。當(dāng)活塞在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，裝在氣缸蓋上的火花塞在高壓電作用下產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣燃燒后，放出大量的熱能，使燃?xì)獾膲毫蜏囟燃眲∩摺Ｗ罡邏毫Z為3.0～6.5kPa，相應(yīng)的溫度為2200～2800K，且體積迅速膨脹。2024/7/2

此時(shí)活塞被高壓氣體推動(dòng)從上止點(diǎn)下行，帶動(dòng)曲軸從360°旋轉(zhuǎn)到540°，并輸出機(jī)械能，除了用以維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外，其余大部分都用于對(duì)外做功。在示功圖上，曲線(xiàn)Z-b表示活塞向下移動(dòng)時(shí)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(diǎn)，壓力降到0.3～0.5kPa，溫度則降為1300～1600K。1072024/7/2108

（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(jìn)行下一個(gè)進(jìn)氣行程。

當(dāng)做功接近終了時(shí)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)開(kāi)啟，曲軸通過(guò)連桿推動(dòng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸由540°旋轉(zhuǎn)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(jìn)入大氣之中?；钊竭_(dá)上止點(diǎn)附近時(shí)，排氣行程結(jié)束。這一行程在示功圖上用曲線(xiàn)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(shí)，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(shí)，不可能將廢氣排盡，留下的這一部分廢氣稱(chēng)為殘余廢氣。2024/7/2109

排氣結(jié)束后，又重新進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣行程，循環(huán)往復(fù)。四行程汽油機(jī)的工作過(guò)程見(jiàn)下表。2024/7/2110

2.單缸四沖程柴油機(jī)的工作原理

柴油機(jī)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(diǎn)燃方式各有特點(diǎn)。四行程柴油機(jī)的工作原理與四行程汽油機(jī)基本相似，每個(gè)工作循環(huán)包括進(jìn)氣行程、壓縮行程、做功行程和排氣行程。每個(gè)工作循環(huán)曲軸旋轉(zhuǎn)兩周。

單缸四行程柴油機(jī)的工作原理示意圖如圖2024/7/2111

（1）進(jìn)氣行程

進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉，活塞在曲軸的帶動(dòng)下從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，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(jìn)氣管道、進(jìn)氣門(mén)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(yīng)于活塞不同位置的氣缸容積V之間的變化關(guān)系，經(jīng)常利用發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的示功圖來(lái)表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)壓力的變化情況。示功圖中曲線(xiàn)所圍成的面積表示柴油機(jī)整個(gè)工作循環(huán)中氣體在單個(gè)氣缸內(nèi)所作的功。在四行程柴油機(jī)示功圖，進(jìn)氣行程壓力線(xiàn)為r-a，進(jìn)氣始點(diǎn)r壓力略大于大氣壓力p0，是因?yàn)榇藭r(shí)活塞上方仍殘存少量前一個(gè)工作循環(huán)未排凈的廢氣（簡(jiǎn)稱(chēng)殘余廢氣）。r點(diǎn)壓力Pr為0.104～0.117MPa，進(jìn)氣行程終點(diǎn)a的壓力Pa受到空氣濾清器及進(jìn)氣管道阻力的影響，低于P0，Pa為0.08～0.095MPa。進(jìn)氣終點(diǎn)介質(zhì)（新鮮空氣加殘余廢氣）的溫度Ta可達(dá)300～400K，主要是高溫零件加熱與高溫廢氣混合的結(jié)果。1122024/7/2113

（2）壓縮行程

活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)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(xiàn)。由于柴油機(jī)采用高壓縮比（ε=16～22），壓縮終點(diǎn)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(guò)程在活塞上止點(diǎn)稍后即迅速完成，使燃燒后的氣體充分膨脹做功?？紤]燃料噴入氣缸后，須經(jīng)過(guò)一段著火準(zhǔn)備時(shí)間，因此，實(shí)際柴油機(jī)工作時(shí)，在壓縮上止點(diǎn)前10°～35°CA即圖2-7中c′點(diǎn)即將燃油噴入氣缸。c′點(diǎn)為噴油始點(diǎn)，它距上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱(chēng)為噴油提前角。a-c′-c線(xiàn)為壓縮行程氣缸容積與缸內(nèi)氣體壓力變化曲線(xiàn)。114（3）做功行程

活塞在燃?xì)鈮毫ν苿?dòng)下，由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，進(jìn)、排氣門(mén)仍處于關(guān)閉狀態(tài)。2024/7/2115

由于壓縮行程末期部分噴入燃油已開(kāi)始著火燃燒，進(jìn)入本行程后燃燒速率急劇增加，導(dǎo)致壓力迅速升高，如圖中c-z段，相當(dāng)陡，即壓力升高率（dp/dψ，ψ為曲軸轉(zhuǎn)角）大，造成柴油機(jī)工作較粗暴。此后出現(xiàn)了近似等壓膨脹z-z′線(xiàn)，這是由于柴油噴射過(guò)程及與空氣混合燃燒均需延續(xù)一段時(shí)間，此時(shí)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(diǎn)。其間最高壓力Pz為6～9MPa，最高溫度Tz可達(dá)1800～2200K。隨著活塞被推動(dòng)下移做功，缸內(nèi)壓力、溫度逐漸下降，當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，做功行程結(jié)束，其終點(diǎn)壓力Pb為0.2～0.4MPa，溫度Tb為1000～1400K。2024/7/2116

（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(jī)能夠繼續(xù)不斷工作，就必須把廢氣排出機(jī)外。排氣行程活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，排氣門(mén)打開(kāi)，廢氣被強(qiáng)制排出。排氣過(guò)程中缸內(nèi)壓力與氣缸容積變化如圖2-5中b-r線(xiàn)。由于排氣系統(tǒng)產(chǎn)生的流動(dòng)阻力使排氣終點(diǎn)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(jié)束時(shí)，活塞回到上止點(diǎn)。至此單缸柴油機(jī)活塞移動(dòng)四個(gè)行程，完成了一個(gè)工作循環(huán)。此后曲軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，上述各過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。2024/7/2117

3.四沖程柴油機(jī)與四沖程汽油機(jī)的區(qū)別

著火方式不同柴油機(jī)進(jìn)氣過(guò)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(chēng)為壓燃式；汽油機(jī)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(diǎn)燃混合氣，稱(chēng)為點(diǎn)燃式。

壓縮比不同柴油機(jī)的壓縮比較高，燃?xì)馀蛎涊^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(jī)則相反。所以，柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性比汽油機(jī)好。

2024/7/2

柴油機(jī)平均壓力高

柴油機(jī)最大壓力較高，機(jī)件受力大，剛度和強(qiáng)度要求較高，與同等功率的汽油機(jī)相比，體積和重量大。柴油機(jī)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(jī)的工作噪聲也較大。

燃燒類(lèi)型不同

柴油機(jī)的燃燒過(guò)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(jī)只有等容加熱階段，屬等容加熱循環(huán)。柴油機(jī)和汽油機(jī)工作過(guò)程中各點(diǎn)的壓力和溫度都不同。1182024/7/2119

單缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)兩圈完成一個(gè)工作循環(huán)，而兩圈中只有半圈做功，故其曲軸旋轉(zhuǎn)不均勻、工作穩(wěn)定性差、功率小。隨著時(shí)代的發(fā)展，要求發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越來(lái)越大、穩(wěn)定性越來(lái)越高，因而誕生了多缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)。

由兩個(gè)或兩個(gè)以上氣缸所組成的發(fā)動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的曲軸每轉(zhuǎn)180°，各缸都完成自己的一個(gè)行程；曲軸轉(zhuǎn)720°每個(gè)缸都完成一個(gè)工作循環(huán)，做功一次。為了提高整機(jī)的平穩(wěn)性，應(yīng)盡量將各缸發(fā)火做功相對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)角均勻分布。把一個(gè)缸發(fā)火做功后到另一個(gè)缸發(fā)火做功時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)角，稱(chēng)為發(fā)火間隔角，用α表示。三、多缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理2024/7/2

式中，i——?dú)飧讛?shù)。二缸發(fā)動(dòng)機(jī)因受曲軸結(jié)構(gòu)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(dòng)機(jī)的發(fā)火間隔角為240°。2024/7/2121

四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火間隔角為180°，四個(gè)曲柄布置在同一平面內(nèi)。1、4缸與2、3缸互相錯(cuò)開(kāi)180°，其工作順序有兩種，即1-3-4-2或1-2-4-32024/7/2122

六缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火間隔角為120°，六個(gè)曲柄分別布置在三個(gè)平面內(nèi)。六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序有兩種，即1-5-3-6-2-4和l-4-2-6-3-5，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)一般采用前一種。

八缸V形發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火間隔角為90°，發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列對(duì)應(yīng)的一對(duì)連桿共用一個(gè)曲柄，所以V形八缸發(fā)動(dòng)機(jī)只有四個(gè)曲柄。曲柄布置可以與四缸發(fā)動(dòng)機(jī)相同，四個(gè)曲柄布置在同一平面內(nèi)，也可以布置在兩個(gè)互相錯(cuò)開(kāi)90°的平面內(nèi)，使發(fā)動(dòng)機(jī)得到更好地平衡。八缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序?yàn)?-8-4-3-6-5-7-2。

多缸發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)，故在拖拉機(jī)、汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。2024/7/2123

第二節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理四、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

二行程發(fā)動(dòng)機(jī)是指活塞走兩個(gè)行程，曲軸轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)。目前汽車(chē)已不采用二行程的汽油機(jī)和柴油機(jī)，只有少數(shù)農(nóng)用小動(dòng)力機(jī)械采用二行程發(fā)動(dòng)機(jī)，一些低速大型輪船上采用二行程柴油機(jī)。

1.二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

二行程發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒(méi)有專(zhuān)設(shè)的配氣機(jī)構(gòu)，而在氣缸壁不同高度上設(shè)有進(jìn)氣孔、排氣孔和換氣孔。二行程汽油機(jī)的進(jìn)氣孔與噴油器相接；二行程柴油機(jī)的進(jìn)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(jī)的缸蓋上安裝火花塞，二行程柴油機(jī)缸蓋上安裝噴油器。2024/7/2124

2.二行程發(fā)動(dòng)機(jī)性能特點(diǎn)

二行程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈，即360°CA，完成一個(gè)工作循環(huán)，做功一次；而四行程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)二圈，720°CA，完成一個(gè)工作循環(huán)，做功一次。在排量、壓縮比和轉(zhuǎn)速相同的條件下，理論上二行程發(fā)動(dòng)機(jī)比四行程發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)際上二行程發(fā)動(dòng)機(jī)比四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率只大0.5～