第一章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)概述發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造及基本術(shù)語(yǔ)往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的編號(hào)規(guī)則一、發(fā)動(dòng)機(jī)概述（一）發(fā)動(dòng)機(jī)的概念：將某種能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)。將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的發(fā)動(dòng)機(jī)為熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱熱機(jī)。熱機(jī)內(nèi)燃機(jī)

活塞式燃?xì)廨喪酵馊紮C(jī)蒸汽機(jī)熱氣機(jī)等汽車上的發(fā)動(dòng)機(jī)屬于活塞式內(nèi)燃機(jī)（二）車用內(nèi)燃機(jī)的分類按活塞行程四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按所用燃料汽油發(fā)電機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)按氣缸排列方式直列式V型平臥式

按氣缸數(shù)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)按活塞運(yùn)動(dòng)方式往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)按冷卻方式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)二、發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造及基本術(shù)語(yǔ)（一）總體構(gòu)造：

兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)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)：冷卻系、潤(rùn)滑系、燃料供給系、點(diǎn)火系、起動(dòng)系注意：柴油機(jī)沒(méi)有點(diǎn)火系。兩大機(jī)構(gòu)之－－曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用：1）將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩；2）活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。組成：由機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成。兩大機(jī)構(gòu)之－－配氣機(jī)構(gòu)作用：

使新氣及時(shí)充入氣缸并及時(shí)將廢氣從氣缸中排出。組成：它由進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、挺桿、推桿、搖臂、凸輪軸、正時(shí)齒輪等組成五大系統(tǒng)之－－冷卻系作用：保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度。組成：它由水泵、散熱器、風(fēng)扇、分水管、水套等組成。五大系統(tǒng)之－－潤(rùn)滑系作用：潤(rùn)滑、冷卻、清洗、密封防腐等。組成：由機(jī)油泵、濾清器、限壓閥、油道等組成。五大系統(tǒng)之－－燃料系（汽油車）作用：按需要向氣缸內(nèi)供應(yīng)已配制好的可燃混合氣，燃燒后排出廢氣。組成：化油器式的由燃油箱、汽油泵、化油器、進(jìn)排氣管、濾清器等組成。

五大系統(tǒng)之－－燃料系（柴油車）作用：向氣缸內(nèi)供應(yīng)純空氣并在規(guī)定時(shí)刻向氣缸內(nèi)噴入柴油，燃燒后排出廢氣。組成：由燃油箱、噴油泵、噴油器、進(jìn)、排氣管、濾清器等組成。五大系統(tǒng)之－－點(diǎn)火系作用：按規(guī)定時(shí)刻及時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的混合氣。組成：由蓄電池、分電器、點(diǎn)火線圈、火花塞等組成。五大系統(tǒng)之－－起動(dòng)系作用：使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。組成：由起動(dòng)機(jī)及附屬裝置組成。（二）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造及術(shù)語(yǔ)上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)壓縮比（ε）壓縮比表示進(jìn)入氣缸氣體被壓縮的程度三、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作原理

（一）四沖程汽油機(jī)的工作原理1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程1.進(jìn)氣行程排氣門(mén)關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟活塞溫度320~380

K壓力0.08~0.09MPa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。2.壓縮行程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600~800K，壓力0.8~1.5MPa3.作功行程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K壓力3~6.5MPa作功終了：溫度1200~1500K，壓力0.35~0.5MPaPVracZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖活塞4.排氣行程PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)打開(kāi)活塞溫度900~1100K壓力0.105~0.12MPa殘余廢氣a

狀態(tài)行程溫度(K)壓力（MP）進(jìn)氣行程320~3800.08~0.09壓縮行程600~8000.8~1.5作功行程2200~2800(瞬時(shí)最高)1200~1500(作功終了)3~6.5(瞬時(shí)最高)0.35~0.5(作功終了)排氣行程900~11000.105~0.125汽油機(jī)工作時(shí)各行程狀態(tài)參數(shù)（二）四沖程柴油機(jī)的工作原理噴油器吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)純空氣溫度310~340K壓力0.085~0.095MPa溫度750~1000K壓力3~5MPa瞬時(shí)：溫度1800~2200K壓力6~9MPa溫度700~900K壓力0.105~0.12MPa終了：1000~1200K壓力0.2~0.5MPa

狀態(tài)行程溫度(K)壓力（MP）進(jìn)氣行程310~3400.085~0.095壓縮行程750~10003~5作功行程1800~2200(瞬時(shí)最高)1000~1200(作功終了)6~9(瞬時(shí)最高)0.2~0.5(作功終了)排氣行程700~90003105~0.12柴油機(jī)工作時(shí)各行程狀態(tài)參數(shù)四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)當(dāng)中有什么異同之處呢？相同：每個(gè)工作循環(huán)中曲軸都轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸都轉(zhuǎn)半周。只有在作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。不同點(diǎn)：

汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣在缸外混合，吸進(jìn)氣缸的是可燃混合氣吸進(jìn)氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油自燃有點(diǎn)火系無(wú)點(diǎn)火系無(wú)噴油器有噴油器（三）二沖程汽油機(jī)工作原理壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣掃氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞1、結(jié)構(gòu)（四）二沖程柴油機(jī)工作原理?yè)Q氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門(mén)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比有何優(yōu)缺點(diǎn)？1.理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。2.由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。3.構(gòu)造簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小。4.易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量較少。四、發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)一、發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)是用來(lái)衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)有：動(dòng)力性能指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)和排放性能指標(biāo)（環(huán)境指標(biāo)）。

（一）動(dòng)力性能指標(biāo)——?jiǎng)恿π阅苤笜?biāo)指曲軸對(duì)外作功能力的指標(biāo)，包括有效扭矩、有效功率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。1、有效扭矩Te

（N.M）

：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸或飛輪對(duì)外輸出的扭矩，通常用Te表示，單位為N·m。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過(guò)連桿、傳給曲軸產(chǎn)生的扭矩，并克服了摩擦，驅(qū)動(dòng)附件等損失之后從曲軸對(duì)外輸出的凈扭矩。

3、有效功率Pe

（KW）

：指發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸或飛輪對(duì)外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對(duì)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(dòng)機(jī)的有效功率可以在專用的試驗(yàn)臺(tái)上用測(cè)功器測(cè)定，測(cè)出有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速，然后用下面公式計(jì)算出有效功率。

計(jì)算式：Pe＝Te*2пn/60*10-3＝Te*n/95502、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n（r/min）：指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。發(fā)動(dòng)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。按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的規(guī)定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能在額定工況下連續(xù)運(yùn)行300～1000小時(shí)。

（二）經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)通常用燃油消耗率來(lái)評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能。燃油消耗率是指發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kW·h，計(jì)算公式如下

ge＝1000GT/Pe

（g/KW.h）式中：GT－每小時(shí)的燃油消耗量，kg/h；

Pe－有效功率，kW。（三）排放性能（環(huán)境指標(biāo)）排放性能指標(biāo)包括排氣品質(zhì)、噪聲水平。二、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性（一）定義1、發(fā)動(dòng)機(jī)特性：發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是隨著許多因素而變化的，其變化規(guī)律稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。2、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性：發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)開(kāi)度不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)（如發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、有效燃油消耗率等）隨著曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。3、發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性：發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)全開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)（如發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、有效燃油消耗率等）隨著曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。又稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率特性。（二）發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線。分析：此特性代表了發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的最高動(dòng)力性能。1、可以從此曲線上找出發(fā)動(dòng)機(jī)所能發(fā)出的最高功率和最高轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速。2、最高轉(zhuǎn)矩和最高功率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速不同。3、發(fā)動(dòng)機(jī)的最低燃油消耗率并不是出現(xiàn)在最高功率或最高轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速下，此說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的最高動(dòng)力性與最好經(jīng)濟(jì)性不能兼得。最低燃油消耗率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速介于最高功率和轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速之