PAGEPAGE10第一章發(fā)動機基本知識這種能量轉(zhuǎn)換過程是在發(fā)動機氣缸內(nèi)部進(jìn)行的。汽車上使用的內(nèi)燃機主要有汽油機和柴油機。一、發(fā)動機的分類和基本構(gòu)造分類內(nèi)燃機是怎樣分類的。按照所用燃料分類內(nèi)燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機(圖1-1-1)。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機稱為按照行程分類內(nèi)燃機按照完成一個工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機和二行程內(nèi)燃機(1-1-2)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)的內(nèi)燃機稱為四行程內(nèi)燃機；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)燃機稱為二行程內(nèi)燃機。汽車發(fā)動機廣泛使用四行程內(nèi)燃機。按照冷卻方式分類內(nèi)燃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(圖1-1-3)果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動機。按照氣缸數(shù)目分類內(nèi)燃機按照氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機(圖1-1-4)。僅有一個氣缸的發(fā)動機稱十二缸等都是多缸發(fā)動機?，F(xiàn)代車用發(fā)動機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。按照氣缸排列方式分類內(nèi)燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式(圖1-1-5)。單列式發(fā)動機的各個氣缸排成氣缸排成兩列，兩列之間的夾角<180°(90°)V型發(fā)動機，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發(fā)動機。按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類內(nèi)燃機按照進(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(圖補畫增壓發(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?；緲?gòu)造發(fā)動機是一種由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發(fā)證長時間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機構(gòu)和系統(tǒng)。(1)曲柄連桿機構(gòu)(1-6-1)曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組轉(zhuǎn)化成活塞的直線運動。(2)配氣機構(gòu)（圖1-6-2）配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。(3)燃料供給系統(tǒng)（圖1-6-3）汽油機燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。(4)潤滑系統(tǒng)（圖1-6-4）潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻一些閥門等組成。(5)冷卻系統(tǒng)（圖1-6-5）作。水冷發(fā)動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。(7)點火系統(tǒng)（圖1-6-6）在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。(8)起動系統(tǒng)（1-6-7）要使發(fā)動機由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復(fù)運動，起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機的起動系。汽油機由以上兩大機構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)，配氣機構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，不需要點火系。二、發(fā)動機常用術(shù)語為了便于學(xué)習(xí)，這里先介紹一些發(fā)動機常用基本術(shù)語（）。1.上止點（1-2-1）遠(yuǎn)的極限位置，稱為上止點。2.下止點（1-2-2）近的極限位置，稱為下止點。3.活塞行程（1-2-3）s180°。4.曲柄半徑（1-2-4）曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑，一般用R表示。通?；钊谐虨榍霃降膬杀叮磗=2R5.氣缸工作容積（1-2-5）活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積，稱為氣缸工作容積。一般用Vhπ

表示：V Dh 4

S106(L)式中：D－氣缸直徑，單位mm；S－活塞行程，單位mm；6.燃燒室容積（1-2-6）活塞位于上止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為燃燒室容積。一般用V表示。c7.氣缸總?cè)莘e（1-2-7）V表示，顯而易見，氣a缸總?cè)莘e就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和，即V＝V＋Va c h發(fā)動機排量多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機排量。一般用VL

表示：V ViL h式中：V－氣缸工作容積；hi－氣缸數(shù)目。壓縮比與氣體壓縮后的容積之比值，即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。一般用ε表示。V VV V Vc

= h Vc

1 hVc式中：V －氣缸總?cè)莘e；aV －氣缸工作容積；hV －燃燒室容積；c通常汽油機的壓縮比為6～10，柴油機的壓縮比較高，一般為16～22。工作循環(huán)個工作循環(huán)。三、發(fā)動機的工作原理(或新鮮空氣)引入氣缸；然后將進(jìn)入氣缸的可燃混合氣(或新鮮空氣)壓縮，壓縮接近終點時點燃可燃混合氣(或?qū)⒉裼透邏簢娙霘飧變?nèi)形成可燃混合氣并引燃)；可燃混合氣著火燃燒，膨脹推動活塞下行實現(xiàn)對外作功；最后排出燃燒后的廢氣。即進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個過程。把這四個過程叫做發(fā)(720°)曲軸轉(zhuǎn)一圈(360°)，活塞上下往復(fù)運動兩次，稱為二行程發(fā)動機。下面介紹一下四行程發(fā)動機的工作原理和工作過程。四行程汽油機的工作原理四行程汽油機的運轉(zhuǎn)是按進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷循環(huán)反復(fù)的。進(jìn)氣行程0.075～0.09MPa370～400K。壓縮行程0.6～1.2MPa600～700K。縮比一般為ε＝6～10。作功行程作功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這一行程中，進(jìn)氣門和排氣門仍然保持關(guān)閉。當(dāng)活塞位于壓縮行程接近上止點(即點火提前角)位置時，火花塞產(chǎn)生電火花點燃可燃混合氣，可燃混合氣燃燒后放3～5MPa0.3～0.5MPa，氣體溫度降低到1300～1600K。排氣行程0.105～0.115MPa，900～1200K。相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩圈。四行程柴油機的工作原理（同上）0.0785～0.0932MPa300～370K。(一般為22)，壓縮終了時氣體溫度和壓力都比汽油機高，大大超過了柴油機的自燃溫度。壓縮終了時，氣體壓力約為3.5～4.5MPa，氣體溫度約為750～1000K機又稱為壓燃機。6～9MPa2000～2500K氣體壓力約為0.2～0.4MPa，氣體溫度約為1200～1500K。0.105～0.125MPa800～1000K。速度，有望得到更廣泛地應(yīng)用。二行程汽油機的工作原理二行程汽油機的工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣過程組成，但它是在曲軸旋轉(zhuǎn)一圈(360°)同，結(jié)構(gòu)也不一樣。閉進(jìn)行進(jìn)氣、換氣和排氣的。工作原理如下：1-a表示活塞向上運動，將三排孔都關(guān)閉，活塞上部開始壓縮，當(dāng)活塞繼續(xù)上行時，活塞下方打開了進(jìn)氣孔，可燃混合氣進(jìn)入曲軸箱（1-b），活塞接近上止點時（1-c），火花塞點燃混合氣，1-。合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。燃混合氣的預(yù)壓縮。二行程柴油機的工作原理空氣。例如帶有掃氣泵的二行程柴油機工作過程如下2/3行程時，排氣門開啟，排出廢氣，氣缸內(nèi)壓力降低，進(jìn)氣孔開啟，進(jìn)行換氣，換氣一直1/3行程進(jìn)氣孔關(guān)閉結(jié)束。多缸發(fā)動機的工作原理四、發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動機性能指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)和排放性能指標(biāo)。動力性能指標(biāo)動力性能指標(biāo)指曲軸對外作功能力的指標(biāo)，包括有效扭矩、有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速。有效扭矩：指發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩，通常用T表示，單位為N·m。有效扭e從曲軸對外輸出的凈扭矩。有效功率：指發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用P表示，單位為kW。有效功率e同樣是曲軸對外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動機的有效功率可以在專用的試驗臺上用測功器測定，測出有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速，然后用下面公式計算出有效功率。2n TnP Te

103e 60 9550

(kW)式中：T －有效扭矩，單位為N·m；en－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。轉(zhuǎn)速：指發(fā)動機曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min300～1000小時。經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)1kW1小時內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(g為單位)ge單位為g/kW·h，計算公式如下1000Gg Te Pe

(g/kWh)式中：GT－每小時的燃油消耗量，kg/h；Pe－有效功率，kW。ge是最小值。排放性能排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。下面給出常見轎車發(fā)動機主要技術(shù)參數(shù)，分別見表2-1和表2-2。特性發(fā)動機的主要性能指標(biāo)有效扭矩，有效功率()變化而變介紹發(fā)動機的速度特性。(1)速度特性發(fā)動機的速度特性指發(fā)動機的性能指標(biāo)Te，Pe，ge，隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱轉(zhuǎn)速表測出此時的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，同時在測功器上測出該轉(zhuǎn)速下的有效扭矩Te，計算出有效功率Pe可測出消耗一定量汽油所經(jīng)歷的時間，換算成每小時耗油量GT，然后計算出有效燃油消耗率ge。改變測功器的阻力矩數(shù)值，重復(fù)上述過程，又可以得出一組n、Te、Pe、ge，這樣重復(fù)若干次，可以得到一系n、Te、Pe、genTe、Pe、ge為縱坐標(biāo)作出三高動力性能。五、發(fā)動機編號規(guī)則(GB725－82)對內(nèi)燃機的名稱和型號作了統(tǒng)一規(guī)定。內(nèi)燃機的名稱和型號內(nèi)燃機名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機、柴油機、煤氣機等。內(nèi)燃機型號由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。內(nèi)燃機型號由以下四部分組成：中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。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)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。內(nèi)燃機型號的排列順序及符號所代表的意義內(nèi)燃機型號的排列順序及符號所代表的意義規(guī)定如下：缸數(shù)符號缸徑符號(缸數(shù)符號缸徑符號(以氣缸直徑的mm數(shù)表示)區(qū)分符號氣缸排列形式符號符號含義無符號直列單缸臥列D2可倒轉(zhuǎn)直接換向Z增壓GJD工程機械系列符號換代標(biāo)志符號行程符號結(jié)構(gòu)特征符號用途特征符號E表示二符號結(jié)構(gòu)特征符號用途行程,四行無符號水冷無符號通用型程無符號F 風(fēng)冷T 拖拉機N 凝氣冷卻Q 汽車S 十字頭式M 摩托車VV型C船用主機P平臥型C1右機基本型船用主機左機基本型型號編制舉例汽油機1E65F：4100Q：4100Q-4：CA6102：8V100：TJ376Q：CA488：195：165F：495Q：6135Q：X4105：

表示單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號表示單缸，四行程，缸徑95mm