汽車品牌1-1第一章發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造與工作原理教學(xué)目的與要求1、了解發(fā)動(dòng)機(jī)分類。2、掌握活塞行程、氣缸工作容積、壓縮比、有效轉(zhuǎn)矩、有效功率等基本概念。3、掌握四沖程、理解二沖程汽油機(jī)的工作原理。4、理解柴油機(jī)與汽油機(jī)、二沖程與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別。5、了解發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)與特性。6、能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)確定其基本特征。重點(diǎn)與難點(diǎn)1、發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語(yǔ)和基本概念。2、四沖程與二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。3、發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)編制規(guī)則。§1.1發(fā)動(dòng)機(jī)分類§1.2發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造及常用術(shù)語(yǔ)§1.3四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理§1.4二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理§1.5發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)與特性§1.6發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)

目錄§1.1發(fā)動(dòng)機(jī)分類按所用燃料分：按發(fā)火（著火）方式不同分：按沖程數(shù)分：按氣缸數(shù)及其排列方式分：液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（汽、柴油機(jī)）、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（液化石油氣、天然氣、甲烷、氫氣等）和多種燃料發(fā)動(dòng)機(jī)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)單缸和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)；直列式、V型式、對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)5.按冷卻方式分為：6.按進(jìn)氣是否增壓分為：7.按每缸氣門數(shù)分為：水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（也叫自然吸入式）和增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)2氣門、3氣門、4氣門、5氣門發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)分類汽車上常用的是：四沖程、水冷、往復(fù)活塞式、多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。版權(quán)所有：太原大學(xué)鞏利平四沖程二沖程返回§1.2發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造及常用術(shù)語(yǔ)一、總體構(gòu)造一組（或一體）：氣缸體機(jī)體組氣缸蓋油底殼兩機(jī)構(gòu)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)五系統(tǒng)：供給系、冷卻系、潤(rùn)滑系、點(diǎn)火系、起動(dòng)系發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造：曲柄連桿機(jī)構(gòu)：發(fā)動(dòng)機(jī)完成工作循環(huán)，能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。配氣機(jī)構(gòu)：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作次序，定時(shí)開(kāi)關(guān)進(jìn)排氣門，實(shí)現(xiàn)換氣過(guò)程。供給系統(tǒng)：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)要求，將一定量的混合氣或燃料送入氣缸，將燃燒后產(chǎn)生的廢氣排出氣缸。潤(rùn)滑系統(tǒng)：輸送潤(rùn)滑油對(duì)運(yùn)動(dòng)零件進(jìn)行潤(rùn)滑、清洗和冷卻。冷卻系統(tǒng)：將發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的適宜工作溫度。點(diǎn)火系統(tǒng)：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，定時(shí)產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃混合氣。起動(dòng)系統(tǒng)：完成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程所需的外力加載裝置。單缸四沖程汽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖單缸四沖程柴油機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖單缸四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1-進(jìn)氣管2-進(jìn)氣門3-排氣門4-化油器5-火花塞6-氣缸蓋7-氣缸8-活塞9-水泵10-活塞銷11-連桿12-曲軸箱13-飛輪14-曲軸15-機(jī)油管16-油底殼17-機(jī)油泵發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造實(shí)例發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造實(shí)例發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意透明模型連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時(shí)齒輪■曲柄連桿機(jī)構(gòu)■配氣機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)搖臂凸輪軸桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖凌志400發(fā)動(dòng)機(jī)福特發(fā)動(dòng)機(jī)羚羊發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語(yǔ)二、發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語(yǔ)示意圖

發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語(yǔ)詳解1.上止點(diǎn)（下止點(diǎn)）：活塞離曲軸主軸回轉(zhuǎn)中心線最遠(yuǎn)（近）處。2.活塞行程：上下止點(diǎn)之間的距離。用S表示，單位為mm。3.曲柄半徑：與連桿大端相連接的曲柄銷的中心線到曲軸回轉(zhuǎn)中心線的距離。用R表示，單位為mm。

S=2R4.氣缸工作容積：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的空間的容積，也稱氣缸排量。用Vh表示。升

式中：D為氣缸直徑，S為活塞行程，單位均為mm。5.發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積：各缸工作容積之和，也稱發(fā)動(dòng)機(jī)排量。用VL表示。

VL=Vh·

i這里i表示缸數(shù)。6.燃燒室容積：活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)活塞頂和缸蓋底之間的容積。用Vc表示。7.氣缸總?cè)莘e：Va=Vh+Vc8.壓縮比：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。9.工作循環(huán)：一次熱功轉(zhuǎn)換的全過(guò)程。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)720°；二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)360°。關(guān)于壓縮比的說(shuō)明

壓縮比是一個(gè)抽象的數(shù)值，它表示當(dāng)活塞在下止點(diǎn)到上止點(diǎn)時(shí)氣體所縮小的比數(shù)。例如，氣缸總?cè)莘e為1.2L，壓縮容積為0.2L，壓縮比即為6:1，即氣體被壓縮到原來(lái)的1/6。目前，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比約為6～10（有的也高達(dá)10以上），柴油機(jī)的壓縮比約為15～22。壓縮比提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，燃油可以被有效地利用。壓縮比的提高提高了燃燒室的溫度，將使爆震容易產(chǎn)生。高的壓縮比和高的燃燒溫度也會(huì)加大NOx的產(chǎn)生。發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語(yǔ)綜介演示返回§1.3四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理一、汽油機(jī)進(jìn)氣沖程壓縮沖程作功沖程排氣沖程單缸四沖程汽油機(jī)工作原理示意圖進(jìn)氣沖程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開(kāi)啟活塞大氣壓力線PVra示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。

壓縮沖程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)作功沖程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)

排氣沖程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開(kāi)活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)殘余廢氣四沖程汽油機(jī)示功圖發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理演示汽油機(jī)用的燃料是汽油，柴油機(jī)用的燃料的是柴油。柴油和汽油比起來(lái)，粘度大（不易蒸發(fā)），自燃溫度低。所以汽油機(jī)和柴油機(jī)在混合氣的形成方式和發(fā)火方式上是不同的。汽油機(jī)的混合氣是在氣缸外部或內(nèi)部形成的，柴油機(jī)則一定是內(nèi)部形成的；汽油機(jī)的發(fā)火方式為點(diǎn)燃式，柴油機(jī)的發(fā)火方式則為壓燃式。柴油機(jī)也同樣要經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程。只不過(guò)進(jìn)的、壓的是空氣，柴油是在壓縮沖程接近終了時(shí)，由噴油器噴入氣缸的，從而在短時(shí)間內(nèi)與壓縮以后的高溫空氣混合并吸收熱量，進(jìn)而自燃，且此后一段時(shí)間內(nèi)邊噴油邊燃燒，氣缸內(nèi)壓力和溫度急劇升高，推動(dòng)活塞下行作功。二、柴油機(jī)單缸四沖程柴油機(jī)工作原理示意圖推論四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在四個(gè)沖程中，只有一個(gè)沖程是作功的。也就是說(shuō)，對(duì)于一個(gè)缸來(lái)說(shuō)，曲軸所轉(zhuǎn)兩圈中，只有半圈是由于膨脹氣體的作用使曲軸旋轉(zhuǎn)，剩余的一圈半則為輔助沖程。很顯然，曲軸轉(zhuǎn)速是不均勻的，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)也就不平穩(wěn)。所以，汽車上都不用單缸發(fā)動(dòng)機(jī)。用的最多的是3缸、4缸、6缸、8缸、12缸等。缸數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)工作越平穩(wěn)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的第一個(gè)循環(huán)，必須有外力將曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以完成進(jìn)氣和壓縮沖程；當(dāng)作功沖程開(kāi)始后，作功能量便通過(guò)曲軸儲(chǔ)存在飛輪內(nèi)，以維持以后的沖程和循環(huán)得以繼續(xù)進(jìn)行。返回柴油機(jī)與汽油機(jī)的比較一、二沖程汽油機(jī)工作原理§1.4二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理1-進(jìn)氣孔2-排氣孔3-換氣孔二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)剖視圖說(shuō)明：在理解二沖程汽油機(jī)的工作原理時(shí)要特別注意三個(gè)孔的高低順序，從高到低依次為排氣孔、換氣孔、進(jìn)氣孔。

歸納和說(shuō)明

歸納：二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)也包括進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過(guò)程，但它是在活塞往復(fù)兩個(gè)沖程內(nèi)完成的。第一沖程：活塞上方進(jìn)行換氣、壓縮，活塞下方進(jìn)氣。第二沖程：活塞上方進(jìn)行作功、換氣，下方預(yù)壓縮。點(diǎn)燃混合氣后，活塞下行，至關(guān)閉進(jìn)氣孔，曲軸箱內(nèi)的混合氣被壓縮?；钊^續(xù)下行，排氣孔打開(kāi)，廢氣排出。接著，換氣孔打開(kāi)，混合氣進(jìn)入并掃氣，直至換氣孔和排氣孔關(guān)閉。二、二沖程柴油機(jī)工作原理?yè)Q氣噴油燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的比較1.在氣缸容積、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、缸數(shù)相同時(shí)，二沖程機(jī)的功率是四沖程機(jī)的2倍（因?yàn)榍S轉(zhuǎn)一圈就作一次功）。（實(shí)際上只有1.5—1.6倍）2.二沖程機(jī)轉(zhuǎn)速均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)（因?yàn)樽鞴︻l率高）。3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維修簡(jiǎn)便（因?yàn)椴恍枰獙ｉT的配氣機(jī)構(gòu)，附屬機(jī)構(gòu)少）。4.廢氣排除不徹底，作功沖程利用不充分，且同時(shí)伴有新鮮混合氣的排出，帶來(lái)的是污染嚴(yán)重。因此經(jīng)濟(jì)性和排放不如四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。（二沖程柴油機(jī)不存在換氣損失）。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的主要對(duì)比返回§1.5發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)與特性

發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)可以分為兩大類：指示指標(biāo)與有效指標(biāo)。指示指標(biāo)是表示氣缸內(nèi)燃?xì)獾墓ぷ髌焚|(zhì)，包括燃?xì)庾龉Φ哪芰蜔崃哭D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的效率。有效指標(biāo)是表示發(fā)動(dòng)機(jī)整體的工作優(yōu)劣。它不僅表示了氣缸內(nèi)氣體的工作效果，而且也反映了發(fā)動(dòng)機(jī)本身的機(jī)械耗損。有效指標(biāo)表示了發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外做功的能力和熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際有用功的最終效果。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率總是低于氣缸中燃?xì)馑l(fā)出的功率，這個(gè)差別是由于發(fā)動(dòng)機(jī)本身消耗所造成的。發(fā)動(dòng)機(jī)本身所消耗的功率稱為機(jī)械損失，包括運(yùn)動(dòng)件的摩擦損失、帶動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和各種附件所消耗的功率、泵氣損失等。（一）動(dòng)力性指標(biāo)

1.有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)飛輪對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩。用Me表示，單位為N.m2.有效功率：發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)飛輪對(duì)外輸出的功率。用Ne表示，單位為KW

有效功率等于有效轉(zhuǎn)矩和曲軸角速度的乘積。即：3.轉(zhuǎn)速：指曲軸轉(zhuǎn)速。用表示，單位為rpm(即轉(zhuǎn)/分)。4.平均有效壓力：?jiǎn)挝粴飧坠ぷ魅莘e在一個(gè)工作循環(huán)中所