1、第一章 發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造發(fā)動機的分類發(fā)動機的分類四沖程發(fā)動機的工作原理四沖程發(fā)動機的工作原理二沖程發(fā)動機的工作原理二沖程發(fā)動機的工作原理內(nèi)燃機的的總體結(jié)構(gòu)內(nèi)燃機的的總體結(jié)構(gòu)發(fā)動機的性能指標(biāo)與特性發(fā)動機的性能指標(biāo)與特性內(nèi)燃機的編碼規(guī)則內(nèi)燃機的編碼規(guī)則第一節(jié)第一節(jié) 汽車發(fā)動機的類型汽車發(fā)動機的類型一、熱機：將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的發(fā)動機，稱為熱一、熱機：將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的發(fā)動機，稱為熱力發(fā)動機（簡稱熱機），其中的熱能是燃料燃燒力發(fā)動機（簡稱熱機），其中的熱能是燃料燃燒所產(chǎn)生的。所產(chǎn)生的。 1、內(nèi)燃機：直接以燃燒產(chǎn)物為工質(zhì)、內(nèi)燃機：直接以燃燒產(chǎn)物為工質(zhì) 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、易起動結(jié)構(gòu)緊

2、湊、體積小、質(zhì)量輕、易起動 2、外燃機、外燃機 二、內(nèi)燃機的分類：二、內(nèi)燃機的分類： 汽油機和柴油機汽油機和柴油機 氣體燃料氣體燃料 代用燃料代用燃料1 按照燃料分類按照燃料分類2 按照冷卻方式按照冷卻方式3 按氣缸排列方式：按氣缸排列方式：直列式直列式v型型水平對置水平對置4 按進(jìn)氣是否增壓：按進(jìn)氣是否增壓：5 按照氣缸數(shù)目：按照氣缸數(shù)目：n單缸發(fā)動機n多缸發(fā)動機6、按照行程分類：四行、按照行程分類：四行(沖沖)程和二行程程和二行程小結(jié)：水冷、四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機水冷、四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機 1、汽油機：轎車和輕型客、貨車 2、柴油機：大客車、重型貨車 轎車和輕型客、貨車有使用柴油機的趨勢

3、 尤其是增壓柴油機。第二節(jié)：四沖程發(fā)動機的工作原理四沖程發(fā)動機的工作原理 1 發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語2 四沖程汽油機的工作原理四沖程汽油機的工作原理3 四沖程柴油機工作原理四沖程柴油機工作原理 1、氣缸、氣缸 2、氣缸蓋、氣缸蓋 3、曲軸箱、曲軸箱 4、曲柄連桿機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu) 活塞、連桿活塞、連桿 曲柄、飛輪曲柄、飛輪1、基本結(jié)構(gòu)、基本結(jié)構(gòu)2、發(fā)動機基本術(shù)語1) 1) 上止點上止點 TDC2) 2) 下止點下止點 BDC3) 3) 活塞行程活塞行程 S S=2 R R: R:曲柄半徑曲柄半徑4) 4) 氣缸工作容積：氣缸工作容積： 5) 5) 燃燒室容積燃燒室

4、容積 Vc6) 6) 氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e:V:Va a=V=Vs s+V+Vc c62104 SDVs 7) 7) 發(fā)動機排量發(fā)動機排量 :所有汽缸工作容積的總和所有汽缸工作容積的總和 8) 8) 壓縮比：壓縮比：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。 9) 9) 工作循環(huán)：工作循環(huán)： 由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣組成的周而復(fù)始的過程由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣組成的周而復(fù)始的過程10) 10) 工況：某一時刻的運行狀況。由工況：某一時刻的運行狀況。由(Pe(Pe、n)n)決定決定11) 11) 負(fù)荷率負(fù)荷率: :在轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)速n n一定的前提下，一定的前提下，s

5、stViV cscaVVVV 1maxeePP二二 四行程汽油機的工作原理四行程汽油機的工作原理 進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣行程的順序循環(huán)反復(fù)進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣行程的順序循環(huán)反復(fù)進(jìn)行的的(單缸汽油機的工作過程單缸汽油機的工作過程)示功圖：示功圖：raPa：0.0750.09 MPaTa：370400K工質(zhì)：吸入可燃混合氣工質(zhì)：吸入可燃混合氣 ( (空氣空氣+ + 汽油汽油) )1 進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程:進(jìn)氣門開，排氣門關(guān)進(jìn)氣門開，排氣門關(guān)PV圖2 壓縮行程壓縮行程示功圖：示功圖：ac Va VcPa： 0.61.2 MPaTa： 600700 K壓縮比壓縮比: 610爆燃爆燃: 末端混合氣的自

6、燃末端混合氣的自燃表面點火表面點火: 熾熱表面點燃混合氣熾熱表面點燃混合氣進(jìn)氣門關(guān)，排氣門關(guān)進(jìn)氣門關(guān)，排氣門關(guān)3 作功行程：作功行程：接近上止點時：點燃接近上止點時：點燃示功圖：示功圖：cZ bPZ： 35 MPaTZ： 22002800KPb： 0.30.5 MPaTb： 13001600K（膨脹）進(jìn)、排氣門關(guān)（膨脹）進(jìn)、排氣門關(guān)4 排氣行程排氣行程:示功圖：示功圖：brPr：0.1050.12 MPaTr：9001200 K殘余廢氣：殘余廢氣：進(jìn)氣門關(guān)，排氣門開進(jìn)氣門關(guān)，排氣門開1 進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程: 進(jìn)氣門開，排氣門關(guān)進(jìn)氣門開，排氣門關(guān)示功圖：示功圖：raPa：0.0850.095 MP

7、aTa：310340K工質(zhì)：吸入工質(zhì)：吸入純純空氣空氣PV圖三、四行程柴油機工作原理三、四行程柴油機工作原理2 柴油機柴油機壓縮行程壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)，排氣門關(guān)進(jìn)氣門關(guān)，排氣門關(guān)示功圖：示功圖：ac Va VcPc： 3.54.5 MPaTc： 7501000 K壓縮比壓縮比: 16223 柴油機柴油機作功行程：作功行程：進(jìn)、排氣門關(guān)閉進(jìn)、排氣門關(guān)閉接近上止點時：噴油接近上止點時：噴油 壓燃壓燃示功圖：示功圖：cZ bPZ： 69 MPaTZ： 20002500KPb： 0.20.5 MPaTb： 10001200K4 柴油機柴油機排氣行程排氣行程:進(jìn)氣門關(guān)，排氣門開進(jìn)氣門關(guān)，排氣門開示功圖：示

8、功圖：brPr：0.1050.12 MPaTr：700900 K5 柴油機與汽油機的比較n工作過程:柴油機:高n性能: 汽油機：轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量小、噪音低、易起動、成本低； 油耗高、排氣污染高 柴油機：油耗低20-30%，排氣污染低n應(yīng)用:1) 汽油機：轎車和輕型客、貨車 2) 柴油機：大客車、重型貨車 轎車和輕型客、貨車有使用柴油機的趨勢 尤其是增壓柴油機。 6 單缸機與多缸機n單缸機：曲軸轉(zhuǎn)速不均勻，飛輪轉(zhuǎn)動慣量大n多缸機:單擊上圖放映單擊上圖放映 4缸、 6缸、V8、 V12 第三節(jié)：二沖程發(fā)動機的工作原理二沖程發(fā)動機的工作原理一、一、 二行程汽油機的工作原理二行程汽油機的工作原理:工作過程

9、工作過程圖圖 曲軸箱換氣式：進(jìn)氣孔曲軸箱換氣式：進(jìn)氣孔1、排氣孔、排氣孔2和掃氣孔和掃氣孔3。1 第一行程掃氣：掃氣： dh額外排氣：額外排氣： ha壓縮：壓縮：ac 2 第二行程作功：作功： cz b排氣：排氣： bf掃氣：掃氣：fd Pb： 0.30.6 MPabda: 130 150 二沖程與四沖程的比較二沖程與四沖程的比較n優(yōu)點：優(yōu)點： 1) 理論上，功率是四沖程的理論上，功率是四沖程的2倍倍; 2) 作功頻率高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)均勻作功頻率高，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)均勻; 3) 結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。n缺點：缺點： 1) 實際上，功率是四沖程的實際上，功率是四沖程的1.5 1.6倍倍;

10、2) 燃油耗高燃油耗高; 3) 排氣污染高。排氣污染高。二、二行程柴油機工作原理二、二行程柴油機工作原理 第四節(jié) 發(fā)動機的總體構(gòu)造(1) 機體組機體組功用功用：各機構(gòu)、各：各機構(gòu)、各系統(tǒng)的裝配基體系統(tǒng)的裝配基體或組成部分?；蚪M成部分。組成組成：氣缸蓋、氣：氣缸蓋、氣缸體和油底殼等缸體和油底殼等功用：功用：將活塞的往復(fù)直將活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)榍S的旋線運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，完成動力輸轉(zhuǎn)運動，完成動力輸出。出。組成：組成： 由活塞組、連由活塞組、連桿組和曲軸飛輪組等桿組和曲軸飛輪組等組成。組成。 （2）曲柄連桿機構(gòu)）曲柄連桿機構(gòu)(3) 配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)功用功用: 根據(jù)發(fā)動機的工作根據(jù)發(fā)動機的工

11、作順序和工作過程，定順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門時開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。出，實現(xiàn)換氣過程。組成組成:氣門組、氣門傳動氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。組和氣門驅(qū)動組組成。 (4) 燃料供給系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)功用功用: 1、 汽油機：根據(jù)要求，汽油機：根據(jù)要求，配配制制出一定數(shù)量和濃度的出一定數(shù)量和濃度的混混合氣合氣，供入氣缸，并從氣，供入氣缸，并從氣缸內(nèi)缸內(nèi)排出排出將燃燒后的將燃燒后的廢氣廢氣； 2、柴油機：把柴油和空氣、柴油機：把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室

12、分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)內(nèi)形成混合氣形成混合氣并燃燒，最并燃燒，最后將燃燒后的后將燃燒后的廢氣排出廢氣排出。 (4) 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)功用：向作相對運動的功用：向作相對運動的零件表面輸送定量的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)清潔潤滑油，以實現(xiàn)液體潤滑，減小摩擦液體潤滑，減小摩擦阻力，減輕機件的磨阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進(jìn)損。并對零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。行清洗和冷卻。組成：潤滑油道、機油組成：潤滑油道、機油泵、機油濾清器和限泵、機油濾清器和限壓閥等。壓閥等。(5) 冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)功用：將受熱零件功用：將受熱零件吸收的部分熱量吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最

13、保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)適宜的溫度狀態(tài)下工作。下工作。組成：冷卻水套、組成：冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組箱、節(jié)溫器等組成。成。(7) 點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)功用功用: 在規(guī)定時刻在規(guī)定時刻點燃?xì)飧變?nèi)被壓點燃?xì)飧變?nèi)被壓縮的混合氣?？s的混合氣。組成：由蓄電池、組成：由蓄電池、發(fā)電機、分電器、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花點火線圈和火花塞等組成塞等組成。 (8) 起動系統(tǒng)起動系統(tǒng)功用：起動發(fā)動功用：起動發(fā)動機并轉(zhuǎn)入自行機并轉(zhuǎn)入自行運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)。組成：起動機及組成：起動機及附屬裝置。附屬裝置。汽油機：汽油機： 由以上兩大機構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，由以上兩大機構(gòu)和五大系統(tǒng)組成， 即即 由曲

14、柄連桿機構(gòu)，配氣機構(gòu)、供給系、潤滑由曲柄連桿機構(gòu)，配氣機構(gòu)、供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系組成；系、冷卻系、點火系和起動系組成；柴油機：柴油機： 由以上兩大機構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由由以上兩大機構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系、供給系、潤滑系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，冷卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，不不需要點火系需要點火系。 汽油機與柴油機的結(jié)構(gòu)特點汽油機與柴油機的結(jié)構(gòu)特點第五節(jié)、發(fā)動機主要性能指標(biāo)和特性第五節(jié)、發(fā)動機主要性能指標(biāo)和特性發(fā)動機的性能指標(biāo)：用來衡量發(fā)動機性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動機的性能指標(biāo)：用來衡量發(fā)動機性能好

15、壞的標(biāo)準(zhǔn)。主要性能指標(biāo)有：動力性能、經(jīng)濟(jì)性能和運轉(zhuǎn)性能指標(biāo)。主要性能指標(biāo)有：動力性能、經(jīng)濟(jì)性能和運轉(zhuǎn)性能指標(biāo)。 一、動力性能指標(biāo)一、動力性能指標(biāo) ：對外作功能力的指標(biāo)，對外作功能力的指標(biāo)，Ttq、Pe、n 1、有效扭矩、有效扭矩Ttq ：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的 平均轉(zhuǎn)矩，單位：平均轉(zhuǎn)矩，單位：Nm。 2、有效功率有效功率Pe ：指發(fā)動機通過飛輪對外：指發(fā)動機通過飛輪對外 輸出的功率，單位：輸出的功率，單位：kW。9550106023nTnTTPtqtqtqe 二、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)二、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo) 燃油消耗率燃油消耗率be：發(fā)動機每發(fā)出發(fā)動機每發(fā)出1kW有效功率在有效功率

16、在1小時內(nèi)所小時內(nèi)所 消耗的燃油質(zhì)量，單位為消耗的燃油質(zhì)量，單位為g/(kWh)。 式中：式中：B 每小時的燃油消耗量，每小時的燃油消耗量，kg/h； Pe 有效功率，有效功率，kW。 有效燃油消耗率越小，表示發(fā)動機曲軸輸出凈功率所有效燃油消耗率越小，表示發(fā)動機曲軸輸出凈功率所消耗的燃油越少，其經(jīng)濟(jì)性越好。消耗的燃油越少，其經(jīng)濟(jì)性越好。310 eePBb三、運轉(zhuǎn)性能指標(biāo)運轉(zhuǎn)性能指標(biāo)1、排氣品質(zhì)：、排氣品質(zhì)： 污染物：污染物： CO，HC，NOX和顆粒和顆粒2、噪音、噪音3、起動性能、起動性能四、發(fā)動機的速度特性四、發(fā)動機的速度特性 1、定義：、定義：當(dāng)燃料供給調(diào)節(jié)機構(gòu)當(dāng)燃料供給調(diào)節(jié)機構(gòu)位置固定

17、不變時位置固定不變時， 發(fā)動機的性發(fā)動機的性能參數(shù)（能參數(shù)（Ttq，Pe，be）隨轉(zhuǎn)速）隨轉(zhuǎn)速改變而變化的曲線，稱為改變而變化的曲線，稱為速度速度特性曲線特性曲線。 當(dāng)燃料供給調(diào)節(jié)機構(gòu)位置達(dá)當(dāng)燃料供給調(diào)節(jié)機構(gòu)位置達(dá)到最大時得到的特性稱到最大時得到的特性稱發(fā)動機發(fā)動機外特性外特性；燃料供給調(diào)節(jié)機構(gòu)其；燃料供給調(diào)節(jié)機構(gòu)其他位置下得到的特性稱為部分他位置下得到的特性稱為部分特性。特性。 2、最大功率點、最大功率點 最大轉(zhuǎn)最大轉(zhuǎn)矩矩點點 五、發(fā)動機工作狀況運轉(zhuǎn)狀態(tài)或工作狀況運轉(zhuǎn)狀態(tài)或工作狀況（簡稱發(fā)動機工況）。（簡稱發(fā)動機工況）。 負(fù)荷。負(fù)荷。 六、發(fā)動機編號規(guī)則六、發(fā)動機編號規(guī)則1、名稱和型號、名稱

18、和型號名稱：按所使用的燃料命名，名稱：按所使用的燃料命名，如汽油機、柴油機、煤氣機等。如汽油機、柴油機、煤氣機等。 型號：由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成型號：由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。2、內(nèi)燃機型號由四部分組成：、內(nèi)燃機型號由四部分組成：n首部：首部：為產(chǎn)品系列符號、換代標(biāo)志符號和企業(yè)代號為產(chǎn)品系列符號、換代標(biāo)志符號和企業(yè)代號n中部：中部：由缸數(shù)、沖程、氣缸排列形式和缸徑等組成。由缸數(shù)、沖程、氣缸排列形式和缸徑等組成。n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。n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2. 內(nèi)燃機型號編制規(guī)則內(nèi)燃機型號編制規(guī)則內(nèi)燃機型號的排列順序及符號所代表的意義規(guī)定如下：內(nèi)燃機型號的排列順序及符號所代表的意義規(guī)定如下：3. 型號編制舉例型號編制舉例 (1) 汽油機汽油機 1E65F： 單缸，二行程，缸徑單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型，風(fēng)冷通用型 4100Q-4： 四缸，四缸，4，缸徑，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型，水冷車用，第四種變型 CA6102： 六缸，六缸，4，缸徑，缸徑102mm，水冷通用型，水冷通用型，CA企業(yè)名稱企業(yè)名稱 8V100：