汽車發(fā)動機構造-第二章汽車發(fā)動機基本工作原理和總體構造2

1、汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修1第2章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造l本章主要內容：本章主要內容：l汽車發(fā)動機的基本名詞術語l汽車發(fā)動機的基本工作原理 l汽車發(fā)動機的主要性能指標l汽車發(fā)動機的總體構造 汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修21、上止點（下止點）、上止點（下止點） 定義：定義：活塞頂離曲軸旋轉中心最遠（近活塞頂離曲軸旋轉中心最遠（近) 處。即活塞的最高（低）位置。處。即活塞的最高（低）位置。2、活塞沖程、活塞沖程 S 定義：定義：活塞上、下止點之間的距離?；钊稀⑾轮裹c之間的距離。3、曲柄半徑為、曲柄半徑為 R 定義：定義：曲軸上連桿軸頸軸線與曲軸主軸頸軸線曲軸上

2、連桿軸頸軸線與曲軸主軸頸軸線之間的距離。之間的距離。 S2R2.1.汽車發(fā)動機的基本名詞術語汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修32.1.汽車發(fā)動機的基本名詞術語4、氣缸工作容積（氣缸排量）、氣缸工作容積（氣缸排量）Vh 定義：活塞從上止點到下止點所掃過的容積。定義：活塞從上止點到下止點所掃過的容積。 定義式：定義式： Vh=（D2/4）S D：氣缸直徑：氣缸直徑 常作為表征內燃機尺寸大小及動力性能的主要結構參數(shù)之一。常作為表征內燃機尺寸大小及動力性能的主要結構參數(shù)之一。5、發(fā)動機排量（發(fā)動機工作容積）、發(fā)動機排量（發(fā)動機工作容積） VL 定義：發(fā)動機各氣缸工作容積的總和。定義：發(fā)動機各氣

3、缸工作容積的總和。 定義式：定義式：VL Vh i i:發(fā)動機氣缸數(shù)。發(fā)動機氣缸數(shù)。6、燃燒室容積、燃燒室容積 Vc 定義：活塞在上止點時，活塞頂以上的空間容積。定義：活塞在上止點時，活塞頂以上的空間容積。汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修42.1.汽車發(fā)動機的基本名詞術語7、氣缸總容積、氣缸總容積 Va 定義：定義：活塞在下止點時，活塞頂以上的空間容積?；钊谙轮裹c時，活塞頂以上的空間容積。定義式：定義式：VaVhVc8、壓縮比、壓縮比 定義：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。壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比。 定義式：定義式：Va/ Vc 物理意

4、義：物理意義：表示氣缸內氣體被表示氣缸內氣體被壓縮的倍數(shù)壓縮的倍數(shù)或燃氣燃燒后或燃氣燃燒后膨脹的倍膨脹的倍數(shù)數(shù)。是發(fā)動機的重要性能參數(shù)。是發(fā)動機的重要性能參數(shù)。 柴油機柴油機：1522 汽油機汽油機：610（轎車有的達到（轎車有的達到911）9、工作循環(huán)、工作循環(huán) 定義：定義：在氣缸中進行的每一次將燃料燃燒產生的熱能轉化為機械在氣缸中進行的每一次將燃料燃燒產生的熱能轉化為機械能的一系列連續(xù)過程能的一系列連續(xù)過程。汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修52.1.汽車發(fā)動機的基本名詞術語汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修62.2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理 l四沖程四沖程發(fā)動機：

5、曲軸轉發(fā)動機：曲軸轉兩圈兩圈，活塞在氣，活塞在氣缸內上下往復各缸內上下往復各兩次兩次，完成一個工作循，完成一個工作循環(huán)的內燃機。環(huán)的內燃機。l二沖程二沖程發(fā)動機：曲軸轉發(fā)動機：曲軸轉一圈一圈，活塞在氣，活塞在氣缸內上下往復各缸內上下往復各一次一次，完成一個工作循，完成一個工作循環(huán)的內燃機。環(huán)的內燃機。汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修72.2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理一、四沖程汽油機的工作原理一、四沖程汽油機的工作原理J 1、進氣行程進氣行程J 2、壓縮行程壓縮行程J 3、作功行程作功行程J 4、排氣行程排氣行程單缸四沖程汽油機的工作過程單缸四沖程汽油機的工作過程汽車發(fā)動機構

6、造與維修汽車發(fā)動機構造與維修8排氣門關閉排氣門關閉進氣門開啟進氣門開啟活塞溫度溫度370400 K， 壓力壓力0.070.09MPa大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖上止點下止點示功圖：表示活塞在不示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內氣體壓同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況。力的變化情況。進氣行程進氣行程汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修9進氣門關閉排氣門關閉活塞溫度600700K， 壓力0.61.5 MPaPVra示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點下止點壓縮行程壓縮行程汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修10進氣門關閉排氣門關閉活塞PVra示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點下止點瞬

7、時最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa作功終了：溫度13001600 K， 壓力0.30.5 MPa 做功行程做功行程汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修11進氣門關閉排氣門打開活塞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0.1050.115 MPa排氣行程排氣行程汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修122.2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理1、進氣行程、進氣行程與汽油機主要區(qū)別：與汽油機主要區(qū)別： 進入氣缸的是純空氣。進入氣缸的是純空氣。進氣行程進氣行程進 氣 門進 氣 門溫度

8、溫度300-370K300-370K壓力壓力0.07850.0932MPa汽油機汽油機柴油機柴油機進進 氣氣pde0.0750.090.080.09Tde370400340380汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修132.2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理2、壓縮行程、壓縮行程壓縮行程壓縮行程溫度溫度750-1000K750-1000K壓力壓力3-5 MPa3-5 MPa純 空 氣純 空 氣汽油機汽油機柴油機柴油機壓壓 縮縮pco0.61.23.05.0Tdo6007007501000汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修142.

9、2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理二、四沖程柴油機的工二、四沖程柴油機的工作原理作原理3、做功行程、做功行程做功行程做功行程汽油機汽油機柴油機柴油機做做功功pmax3.06.54.59Tmax2200280018002500pex0.30.60.20.5Tex1200150010001200噴油器噴油器終了：溫度終了：溫度10001200k壓力壓力0.2-0.5 MPa瞬時：溫度瞬時：溫度2000-2500K壓壓力力4.5-9 MPa汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修152.2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理4、排氣行程、排

10、氣行程排氣行程排氣行程汽油機汽油機柴油機柴油機壓壓 縮縮 pr0.1050.1150.1050.12 Tr9001100700900溫度溫度800-1000K壓力壓力0.105-0.125MPa排氣門排氣門汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修16三、四沖程汽油機、柴油機特點比較三、四沖程汽油機、柴油機特點比較 1、由于柴油機壓縮比較高，燃料燃燒非常完全，所以、由于柴油機壓縮比較高，燃料燃燒非常完全，所以柴油機柴油機的的有效熱效率好有效熱效率好，經濟性好經濟性好。 汽油機汽油機：be=270325 g/(kw . h) 柴油機柴油機: be=214285 g/(kw . h) 2、柴油機柴油

11、機無點火系，所以無點火系，所以故障少些故障少些，易保養(yǎng)易保養(yǎng)。但柴油。但柴油機有高精度零件如機有高精度零件如噴油泵噴油泵、噴油器噴油器等，其成本較高，等，其成本較高，并且加工較難。并且加工較難。 3、柴油機柴油機最高爆發(fā)壓力高，所以對發(fā)動機的零部件強最高爆發(fā)壓力高，所以對發(fā)動機的零部件強度要求高，這樣導致柴油機笨重。度要求高，這樣導致柴油機笨重。2.2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修17 4、柴油機柴油機轉速低于轉速低于汽油機汽油機原因：原因：1）由于柴油機的）由于柴油機的壓縮比高壓縮比高，所以其受到，所以其受到 的的機械負荷較大機械負荷較大，故其

12、零部件的質量需較，故其零部件的質量需較 大，導致運動時慣性力較大。大，導致運動時慣性力較大。 2）汽油機汽油機可燃混合氣的可燃混合氣的混合時間和質量混合時間和質量優(yōu)于優(yōu)于 柴油機。柴油機。 5、柴油機柴油機運轉運轉噪音高噪音高，但有害氣體的排放優(yōu)于，但有害氣體的排放優(yōu)于汽油汽油 機機，而，而微粒微粒排放較高。排放較高。 6、柴油機柴油機啟動困難，啟動困難，汽油機汽油機易啟動。易啟動。2.2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修18四、二沖程發(fā)動機的工作原理四、二沖程發(fā)動機的工作原理 二沖程汽油發(fā)動機工作原理二沖程汽油發(fā)動機工作原理 二沖程柴油發(fā)動機工作原

13、理二沖程柴油發(fā)動機工作原理 2.2.汽車發(fā)動機的基本工作原理基本工作原理汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修19 換氣機構換氣機構（進氣孔、排氣孔、（進氣孔、排氣孔、掃氣孔）掃氣孔） 曲軸箱掃氣曲軸箱掃氣 活塞頂部為凸頂活塞頂部為凸頂，以引導氣，以引導氣流掃氣流掃氣 活塞裙部活塞裙部較長，有缺口等較長，有缺口等（一）二沖程汽油機的工作原理（一）二沖程汽油機的工作原理 1、結構介紹、結構介紹汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修20 2、工作原理、工作原理 （1）、第一沖程）、第一沖程 活塞活塞：從：從下止點下止點到到上止點上止點 活塞活塞上方上方：換氣換氣；壓縮壓縮 活塞活塞下方下方：進

14、氣進氣 曲軸曲軸：旋轉從：旋轉從0A180A （2）、第二沖程）、第二沖程 活塞活塞：從：從上止點上止點到到下止點下止點 活塞活塞上方上方：燃燒膨脹：燃燒膨脹做功做功；排氣排氣；掃氣掃氣。 活塞活塞下方下方：預壓縮預壓縮，新鮮氣體經過掃氣口進入氣缸。，新鮮氣體經過掃氣口進入氣缸。 曲軸曲軸：旋轉從：旋轉從180A360A汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修21（二）、二沖程柴油機的工作原理（二）、二沖程柴油機的工作原理 1、結構介紹、結構介紹 有有排氣閥排氣閥，無，無排氣口排氣口。 進氣口進氣口設置在設置在氣缸氣缸上部，上部，進氣口進氣口和和掃氣口掃氣口為同一氣口。為同一氣口。 通過通過掃

15、氣泵掃氣泵掃氣。掃氣。汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修222、工作原理、工作原理 （1）、第一沖程）、第一沖程 活塞：活塞：從從下下止點到止點到上上止點止點 掃氣泵換氣；掃氣泵換氣；壓縮壓縮； 噴油器：噴油器：噴油燃燒噴油燃燒 曲軸：曲軸：旋轉從旋轉從0A180A （2）、第二沖程）、第二沖程 活塞：活塞：從從上上止點到止點到下下止點止點 燃燒膨脹燃燒膨脹做功做功；排氣排氣；掃氣掃氣。 排氣；新鮮氣體經過排氣；新鮮氣體經過掃氣泵掃氣泵壓縮后進入氣缸。壓縮后進入氣缸。 曲軸：曲軸：旋轉從旋轉從180A360A汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修23五、二沖程汽油機的優(yōu)缺點五、二沖程汽

16、油機的優(yōu)缺點（同四沖程汽油機相比較）（同四沖程汽油機相比較）（一）優(yōu)點：（一）優(yōu)點： 1、從工作原理上來講，在發(fā)動機排量和轉速相從工作原理上來講，在發(fā)動機排量和轉速相同的前提下，二沖程發(fā)動機的同的前提下，二沖程發(fā)動機的功率功率理論上是四沖程理論上是四沖程發(fā)動機的發(fā)動機的2倍倍。 2、由于二沖程發(fā)動機的做功由于二沖程發(fā)動機的做功頻率頻率比較高，所以比較高，所以發(fā)動機運轉比較發(fā)動機運轉比較平穩(wěn)平穩(wěn)。 3、無專門的無專門的換氣機構換氣機構，所以結構，所以結構簡單簡單，質量小質量小。 4、由于由于附屬機構少附屬機構少，所以使用、維護很，所以使用、維護很方便方便。 所以摩托車上多用。所以摩托車上多用。汽

17、車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修24（二）缺點：（二）缺點：1、廢氣不易排除干凈。、廢氣不易排除干凈。2、換氣時減少了有效工作行程。、換氣時減少了有效工作行程。3、部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，使能源浪、部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，使能源浪 費，經濟性下降。費，經濟性下降。4、同時造成環(huán)境污染。、同時造成環(huán)境污染。汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修252.3. 發(fā)動機主要性能指標一、動力性指標一、動力性指標 1、有效轉矩、有效轉矩Ttq（N.m） 定義：定義：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉矩。發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉矩。 由測功機測得。其值與發(fā)動機曲軸所受到的阻力矩相等。由測功機測

18、得。其值與發(fā)動機曲軸所受到的阻力矩相等。 2、發(fā)動機轉速、發(fā)動機轉速n（r/min） 由轉速表直接讀取。由轉速表直接讀取。 3、有效功率、有效功率Pe （kW） 定義：定義：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率。發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率。 計算式：計算式：Pe2Ttqn/6010-3Ttqn/9550汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修26二、經濟性指標二、經濟性指標 1、有效燃油消耗率、有效燃油消耗率be 定義：定義：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，在1h內所消耗內所消耗的燃油質量（以的燃油質量（以g為單位）。為單位）。 定義式：定義式： beB/Pe103 （g/kW.

19、 h） 其中其中 B：發(fā)動機在單位時間內的：發(fā)動機在單位時間內的耗油量耗油量（kg/h）,可在實驗可在實驗中測得。中測得。三、發(fā)動機的運轉性能指標三、發(fā)動機的運轉性能指標 1、排氣品質、排氣品質 2、噪聲、噪聲 3、啟動性、啟動性2.3. 發(fā)動機主要性能指標汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修272.4. 發(fā)動機的總體構造l總體構造：兩大機構五大系統(tǒng)總體構造：兩大機構五大系統(tǒng)兩大機構兩大機構：曲柄連桿機構、配氣：曲柄連桿機構、配氣機構機構五大系統(tǒng)五大系統(tǒng)：燃料供給系、潤滑系、：燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系、起動系冷卻系、點火系、起動系l注意：柴油機沒有點火系。注意：柴油機沒有點火系。

20、汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修28一、曲柄連桿機構一、曲柄連桿機構 作用：作用：將燃料燃燒時產生的將燃料燃燒時產生的熱量熱量轉變?yōu)榛钊D變?yōu)榛钊鶑瓦\動往復運動的機的機械能，再通過連桿將活塞往復運動變?yōu)榍S的械能，再通過連桿將活塞往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動旋轉運動而而對外對外輸出動力輸出動力組成：組成：由由氣缸體氣缸體和和曲軸箱組曲軸箱組、活塞連桿組活塞連桿組、曲軸飛輪組曲軸飛輪組組成組成汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修29二、配氣機構二、配氣機構作用：作用：根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，過程，定時定時開啟開啟和和關閉關閉進氣門和排氣進氣門和排氣門

21、，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實現(xiàn)并使廢氣從氣缸內排出，實現(xiàn)換氣過換氣過程程。組成：組成：氣門組、氣門組、氣門傳動組、氣門傳動組、氣門驅動組氣門驅動組等等 汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修30三、燃料供給系統(tǒng)三、燃料供給系統(tǒng)作用：作用：a、汽油機：汽油機：根據(jù)發(fā)動機的要求，配制根據(jù)發(fā)動機的要求，配制出一定出一定數(shù)量數(shù)量和和濃度濃度的的混合氣混合氣，供入氣缸，并將，供入氣缸，并將燃燒后的燃燒后的廢氣廢氣從氣缸內排出到大氣中去；從氣缸內排出到大氣中去；組成：組成：油箱、油箱、油泵、油泵、燃油濾清器、燃油濾清器、化油化油器器、噴油器噴油器等等b、柴油機：、柴油機：把把柴油柴油和和空空氣氣分別供入氣缸，在燃燒分別供入氣缸，在燃燒室內形成室內形成混合氣混合氣并燃燒，并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。最后將燃燒后的廢氣排出。 汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修31作用：作用：向作相對運動向作相對運動的零件表面輸送的零件表面輸送定量定量的的清潔清