1、第一章 汽車發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)總體構(gòu)造發(fā)動機(jī)總體構(gòu)造基本概念基本概念四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造四沖程發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造 發(fā)動機(jī)的分類發(fā)動機(jī)的分類1 汽車發(fā)動機(jī)的類型車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)水冷發(fā)動機(jī)水冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)四沖程發(fā)動機(jī)四沖程發(fā)動機(jī)二沖程發(fā)動機(jī)二沖程發(fā)動機(jī)汽油發(fā)動機(jī)汽油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)動機(jī)單缸發(fā)動機(jī)單缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)化油器式發(fā)動機(jī)化油器式發(fā)動機(jī)直接噴射式發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)直接噴射式發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)單列式發(fā)動機(jī)單列式發(fā)動機(jī)雙列式發(fā)動機(jī)雙列式發(fā)動機(jī)氣體燃料發(fā)動機(jī)（代用燃料）

2、氣體燃料發(fā)動機(jī)（代用燃料）車用內(nèi)燃機(jī)車用內(nèi)燃機(jī)往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)一、發(fā)動機(jī)基本結(jié)一、發(fā)動機(jī)基本結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)動機(jī)是汽車最主要的總成之一，動力的來源。被稱為汽車的“心臟”。2 2 發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語二、基本術(shù)語上止點（上止點（Top Dead Top Dead CenterCenter ）下止點（下止點（Bottom Bottom Dead CenterDead Center ） 活塞行程活塞行程(S) (S) 曲柄半徑曲柄半徑(R) (R) 氣缸工作容積氣缸工作容積(V(V s s ) ) 發(fā)動機(jī)排量發(fā)動機(jī)排量(V(VL

3、 L) ) 燃燒室容積燃燒室容積(V(Vc c ) ) 氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e(V(Va a ) ) 壓縮比 工作循環(huán)工作循環(huán)VL= Vs I= Va / Vc Vs= D2S 10-6/4 （L） D氣缸直徑mm S活塞行程mm工況（工況（P P、n n）負(fù)荷率（）負(fù)荷率（）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。用表示。 = Va/Vc壓縮比過大的不良后果 現(xiàn)代化油器式發(fā)動機(jī)壓縮比一般為69(轎車有的達(dá)911)。 上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。越大，循環(huán)熱效率越高。汽油機(jī)=79 柴油機(jī)=1822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

4、高，在燃燒室內(nèi)離點燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。火焰以極高的速率向外傳播，形成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)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(jī)過熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴(yán)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(nèi)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(chǎn)生的另一種不正常燃燒。 伴有強(qiáng)烈的較沉悶敲擊聲。 產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機(jī)機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降低。返回1.3 四沖程發(fā)動機(jī)的簡單工作原理1.3.1 1.3.1 四沖程汽油機(jī)的工作原理四沖程汽油機(jī)的工作原理 1 1、進(jìn)氣行程、進(jìn)氣行程

5、2 2、壓縮行程、壓縮行程 3 3、作功行程、作功行程 4 4、排氣行程、排氣行程 單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程進(jìn)氣行程示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370440 K， 壓力7590 kPa 大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖示功圖上止點下止點壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比： =Va/VcPVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點下止點溫度600800K， 壓力6001500 kPa 作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點下止點瞬時最高：溫度22002800

6、K， 壓力35MPa 作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa 排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點下止點溫度9001200 K 壓力105125 kPa殘余廢氣四沖程發(fā)動機(jī)工作狀態(tài) 狀狀態(tài)態(tài) 行程行程溫度溫度(K)(K)壓力壓力進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程3704403704407590 kPa7590 kPa壓縮行程壓縮行程6008006008006001500 kPa6001500 kPa作功行程作功行程22002800(22002800(瞬時最高瞬時最高) ) 15001700(15001700(作功終了作功終了) )35MPa (35

7、MPa (瞬時最高瞬時最高) ) 300500 kPa300500 kPa ( (作功終了作功終了) )排氣行程排氣行程90012009001200105125 kPa105125 kPa1.3.2 四沖程柴油機(jī)的工作原理噴油器噴油泵吸氣行程吸氣行程壓縮行程壓縮行程作功行程作功行程排氣行程排氣行程進(jìn)氣門排氣門純空氣溫度300370K壓力800900 kPa 溫度8001000K壓力35 MPa 瞬時：溫度18002200K壓力510 MPa 溫度8001000K壓力105400 kPa 終了：溫8001000K壓力105400 kPa 柴油機(jī)工作時各行程狀態(tài)參數(shù) 狀態(tài) 行程溫度(K)柴油機(jī)工作

8、時各行程狀態(tài)參數(shù)壓力進(jìn)氣行程320350800900 kPa壓縮行程800100035MPa作功行程22002800(瞬時最高) 15001700(作功終了)510MPa (瞬時最高) 300500 kPa (作功終了)排氣行程8001000105125 kPa思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么異同之處呢？二沖程發(fā)動機(jī)的工作原理v二沖程發(fā)動機(jī)二沖程發(fā)動機(jī) v二沖程汽油發(fā)動機(jī)工作原理二沖程汽油發(fā)動機(jī)工作原理 v二沖程柴油發(fā)動機(jī)工作原理二沖程柴油發(fā)動機(jī)工作原理二沖程汽油機(jī)工作原理壓縮混合氣進(jìn)氣點火燃燒排氣掃氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)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

9、氣泵廢氣排氣門思考1.理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動機(jī)的二倍。 2.由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。 3.構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。 4.易受磨損和經(jīng)常需要修理的運動部件數(shù)量較少。二沖程發(fā)動機(jī)與四沖程發(fā)動機(jī)相比，有何優(yōu)點？1.4 發(fā)動機(jī)總體構(gòu)造機(jī)體及曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)燃油供給系點火系（汽油機(jī)）冷卻系潤滑系起動系 發(fā)動機(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)供給系點火系冷卻系潤滑系起動系連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時齒輪配氣機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)搖臂凸輪軸1 1機(jī)體與氣缸蓋機(jī)體與氣缸蓋機(jī)體：骨架作用，安裝各個機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)，包括氣缸體、油底殼、曲軸箱缸蓋：組成燃燒室，布置

10、各種零部件2 2曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成：活塞、連桿、曲軸三部分作用：將活塞的往復(fù)直線運動曲軸的旋轉(zhuǎn)運動對外輸出動力3 3供給系統(tǒng)供給系統(tǒng)組成：燃油供給系統(tǒng)和進(jìn)、排氣系統(tǒng)組成作用：將燃油系統(tǒng)和空氣及時地供給氣缸，并將燃燒后的廢氣及時排除主要部件：化油器（汽）、噴油泵和噴油器（柴）、空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、聲器等4 4配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)功用：定時開啟和關(guān)閉進(jìn)排氣門主要部件：氣門組、傳動組5 5點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)汽油機(jī)和煤氣機(jī)所采用，點燃混合氣主要部件：火花塞、點火線圈、斷電器、分電器6 6冷卻系冷卻系7 7潤滑系潤滑系8 8起動系起動系功用：內(nèi)燃機(jī)不能自行起動，借助外力使之運轉(zhuǎn)主要部件：起動

11、機(jī)、蓄電池、點火開關(guān)等桑塔納發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系示意圖1.5 1.5 發(fā)動機(jī)的性能指發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)標(biāo)1.動力性指標(biāo)概念：指內(nèi)燃機(jī)對外作功能力的指標(biāo)（1）有效轉(zhuǎn)矩Te：曲軸傳給汽車傳動系的轉(zhuǎn)動力矩。單位：Nm（2）有效功率Pe: 發(fā)動機(jī)在單位時間對外輸出的有效功率 Te有效轉(zhuǎn)矩，單位為Nm n曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min 二者關(guān)系二者關(guān)系 1.5 1.5 發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)（4）平均有效壓力：單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功。 Pme ：單位MPa（Pme越大，發(fā)動機(jī)的作功能力越強(qiáng))（3）發(fā)動機(jī)（曲軸)轉(zhuǎn)速：指曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，通常用n表示，單位為

12、r/min（發(fā)動機(jī)產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速）2.經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)概念：通常用燃油消耗率來評價內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能 （1）有效燃油消耗率be：發(fā)動機(jī)每發(fā)出一千瓦有效功率在一小時內(nèi)所消耗的燃油量 be=(B/Pe)10-3 (g/(KWh)vB每小時的燃油消耗量，kg/hvPe有效功率，kW 顯然燃油消耗率越低，燃油經(jīng)濟(jì)性越好顯然燃油消耗率越低，燃油經(jīng)濟(jì)性越好1.5 發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)1.5 發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)三、發(fā)動機(jī)的速度特性三、發(fā)動機(jī)的速度特性 指發(fā)動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和燃指發(fā)動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉(zhuǎn)速變化油消耗率三者隨曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。的規(guī)律。 發(fā)動機(jī)外特性：發(fā)

13、動機(jī)外特性：當(dāng)節(jié)氣門開度達(dá)到最當(dāng)節(jié)氣門開度達(dá)到最大時，所得到的速度大時，所得到的速度特性稱為發(fā)動機(jī)外特特性稱為發(fā)動機(jī)外特性性發(fā)動機(jī)部分特性：發(fā)動機(jī)部分特性：在節(jié)氣門其他開度情在節(jié)氣門其他開度情況下得到的速度特性況下得到的速度特性稱為部分特性稱為部分特性四、發(fā)動機(jī)的工況與負(fù)荷四、發(fā)動機(jī)的工況與負(fù)荷 Pe/kW n/rmin-1 0 050504545323227272020abcde分析右圖發(fā)動機(jī)的負(fù)荷 f 1 1、工況（指發(fā)動機(jī)的工作狀況）：、工況（指發(fā)動機(jī)的工作狀況）：一般用它的功率與曲軸一般用它的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表征，有時也用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表明轉(zhuǎn)速來表征，有時也用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表明 。

14、 2 2、發(fā)動機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷：、發(fā)動機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷：是當(dāng)時發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率是當(dāng)時發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所有可能發(fā)出的最大功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示。與同一轉(zhuǎn)速下所有可能發(fā)出的最大功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示。 1.5 內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則一、內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分組成一、內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分組成 首部首部：為產(chǎn)品特征代號為產(chǎn)品特征代號( (產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號) )，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。 中部中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸由

15、缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。徑符號等組成。 后部：后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。 尾部尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。二、內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義二、內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義三、型號編制舉例三、型號編制舉例 (1) (1) 汽油機(jī)汽油機(jī) 1E65F1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑表示單缸，二行程，缸徑65mm65mm，風(fēng)冷通用型，風(fēng)冷通用型 4100Q-44100Q-4：

16、表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑100mm100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品 TJ376QTJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑表示三缸，四行程，缸徑76mm76mm，水冷車用，水冷車用，TJTJ表示系列符號表示系列符號 CA488CA488： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑88mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符號表示系列符號 (2) (2) 柴油機(jī)柴油機(jī) 195195： 表示單缸，四行程，缸徑表示單缸，四行程，缸徑95mm95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F165F： 表示單缸，四行程，缸徑表示單缸，四行程，缸徑65mm65mm，風(fēng)冷通用型，風(fēng)冷通用型 6135Q6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑表示六缸，四行程，缸徑135mm135mm，水冷車用，水冷車用 X4105X4105： 表示四缸，四行程，缸徑表示四缸，四行程，缸徑105mm105mm，水冷通用型，水冷通用型，X X表示系列代號表示系列代號 小 結(jié)發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)常用術(shù)語常用術(shù)語工作原理工作原理發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。機(jī)械能的機(jī)器。分類分類定義定義按不同的分類方法大致分為四大類按不同的分類方法大致分為四大類十個基本術(shù)語十個基本術(shù)語汽油發(fā)動機(jī)汽油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)動