汽車構(gòu)造教案(第一章)

1、汽車構(gòu)造教案 制作人；孫桂權(quán) 教材介紹 本課程通過對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(汽油機(jī)和柴油機(jī))的總體構(gòu)造、主要系統(tǒng)的功能、組成和基本結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)， 使學(xué)生了解和掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 的基本工作原理，同時(shí)培養(yǎng)學(xué) 生對(duì)汽車的興趣和愛好，并為 后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和從事相 關(guān)科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程內(nèi)容 總論 第一章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造 第二章 機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu) 第三章 配氣機(jī)構(gòu) 第四章 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng) 第五章 柴油機(jī)燃油系統(tǒng) 第六章 進(jìn)排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置 第七章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng) 第八章 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng) 第九章 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓 課程內(nèi)容 第十章 汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng) 第十一章 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng) 第十二章 其它

2、類型車用發(fā)動(dòng)機(jī)課程大綱第一章:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的類型 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo) 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則第二章:機(jī)體組及曲柄連桿機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的作用力及力矩 機(jī)體組 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 平衡機(jī)構(gòu)第三章:配氣機(jī)構(gòu) 配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成 配氣定時(shí)及氣門間隙 氣門組 氣門傳動(dòng)組第四章:汽油機(jī)燃油系統(tǒng) 汽油及其使用性能 化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng) 電子控制汽油噴射系統(tǒng)課程大綱第五章 柴油機(jī)燃油系統(tǒng) 柴油及其使用性能 柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的功用及組成 噴油器 柱塞式噴油泵 分配式噴油泵 調(diào)速器 電子控制柴油噴射

3、系統(tǒng) 輔助裝置第六章 進(jìn)排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置 進(jìn)氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng) 排氣凈化裝置 強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng) 汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)第七章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)的功用及組成 水冷系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造 風(fēng)冷系統(tǒng) 第八章 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)的功用及組成 潤滑劑 潤滑系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造 機(jī)油冷卻器第九章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)增壓 概述 機(jī)械增壓 渦輪增壓第十章 發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng) 概述 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的組成與工作原理 點(diǎn)火時(shí)刻 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)主要元件的結(jié)構(gòu) 電子點(diǎn)火系統(tǒng) 微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng) 汽車電源課程大綱第十一章 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng) 概述 起動(dòng)機(jī) 減速起動(dòng)機(jī)和永磁起動(dòng)機(jī)第十二章 其它類型車用發(fā)動(dòng)機(jī) 壓縮天然氣汽車及液化石油汽

4、汽車 電動(dòng)汽車第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí) 內(nèi)容提要內(nèi)容提要發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源。迄今為止除為數(shù)不多的電動(dòng)汽車外，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都是熱能動(dòng)力裝置，或簡稱熱機(jī)。在熱機(jī)中借助工質(zhì)的狀態(tài)變化將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。熱機(jī)有內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)兩種。直接以燃料燃燒所生成的燃燒產(chǎn)物為工質(zhì)的熱機(jī)為內(nèi)燃機(jī)，反之則為外燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)包括活塞式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。外燃機(jī)則包括蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)和熱氣機(jī)等。內(nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕和容易起動(dòng)等許多優(yōu)點(diǎn)。因此，內(nèi)燃機(jī)尤其是活塞式內(nèi)燃機(jī)被極其廣泛地用作汽車動(dòng)力。第一節(jié) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的類型 1.按活塞運(yùn)動(dòng)方式的不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式兩種。第

5、一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本構(gòu)造 2.根據(jù)所用燃料種類，活塞式內(nèi)燃機(jī)主要分為汽油機(jī)、柴油機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)三類。以汽油和柴油為燃料的活塞式內(nèi)燃機(jī)分別稱作汽油機(jī)和柴油機(jī)。使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內(nèi)燃機(jī)稱作氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本構(gòu)造 3.按冷卻方式的不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。以水或冷卻液為冷卻介質(zhì)的稱作水冷式內(nèi)燃機(jī)，而以空氣為冷卻介質(zhì)的則稱作風(fēng)冷式內(nèi)燃機(jī)。第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本構(gòu)造4.往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)還按其在一個(gè)工作循環(huán)期間活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程數(shù)進(jìn)行分類?；钊絻?nèi)燃機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)，便對(duì)外作功一次，不斷地完成工作循環(huán)，才使熱能連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)

6、械能。在一個(gè)工作循環(huán)中活塞往復(fù)四個(gè)行程的內(nèi)燃機(jī)稱作四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，而活塞往復(fù)兩個(gè)行程便完成一個(gè)工作循環(huán)的則稱作二沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類和基本構(gòu)造 5.按照氣缸數(shù)目分類可以分為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。僅有一個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為單缸發(fā)動(dòng)機(jī)；有兩個(gè)以上氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 6.內(nèi)燃機(jī)按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)把氣缸排成兩列，兩列之間

7、的夾角180(一般為90)稱為V型發(fā)動(dòng)機(jī)，若兩列之間的夾角=180稱為對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。 7.按進(jìn)氣狀態(tài)不同，活塞式內(nèi)燃機(jī)還可分為增壓和非增壓兩類。若進(jìn)氣是在接近大氣狀態(tài)下進(jìn)行的，則為非增壓內(nèi)燃機(jī)或自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)；若利用增壓器將進(jìn)氣壓力增高，進(jìn)氣密度增大，則為增壓內(nèi)燃機(jī)。增壓可以提高內(nèi)燃機(jī)功率。 目前，應(yīng)用最廣、數(shù)量最多的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為水冷、四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其中汽油機(jī)用于轎車和輕型客、貨車上，而大客車和中、重型貨車發(fā)動(dòng)機(jī)多為柴油機(jī)。少數(shù)轎車和輕型客、貨車發(fā)動(dòng)機(jī)也有用柴油機(jī)的。以風(fēng)冷或二沖程活塞式內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車為數(shù)不多。特別是從20世紀(jì)80年代起，在世界范圍內(nèi)，就不再有以二沖程活塞式內(nèi)燃

8、機(jī)為動(dòng)力的轎車了。第二節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語一、基本結(jié)構(gòu)往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作腔稱作氣缸，氣缸內(nèi)表面為圓柱形。在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞通過活塞銷與連桿的一端鉸接，連桿的另一端則與曲軸相連，構(gòu)成曲柄連桿機(jī)構(gòu)。因此，當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿便推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，或者相反。同時(shí)，工作腔的容積也在不斷的由最小變到最大，再由最大變到最小，如此循環(huán)不已。氣缸的頂端用氣缸蓋封閉。在氣缸蓋上裝有進(jìn)氣門和排氣門，進(jìn)、排氣門是頭朝下尾朝上倒掛在氣缸頂端的。通過進(jìn)、排氣門的開閉實(shí)現(xiàn)向氣缸內(nèi)充氣和向氣缸外排氣。進(jìn)、排氣門的開閉由凸輪軸控制。凸輪軸由曲軸通過齒形帶或齒輪或鏈條驅(qū)動(dòng)。進(jìn)、排氣門和凸輪軸

9、以及其他一些零件共同組成配氣機(jī)構(gòu)。通常稱這種結(jié)構(gòu)形式的配氣機(jī)構(gòu)為頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)無一例外地都采用頂置氣門配氣機(jī)構(gòu)。構(gòu)成氣缸的零件稱作氣缸體，支承曲軸的零件稱作曲軸箱，氣缸體與曲軸箱的連鑄體稱作機(jī)體。第二節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語 二、基本術(shù)語 1. 工作循環(huán) 活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)工作過程組成的封閉過程。周而復(fù)始地進(jìn)行這些過程，內(nèi)燃機(jī)才能持續(xù)地作功。第二節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語 2.上、下止點(diǎn) 活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處為上止點(diǎn)；活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處為下止點(diǎn)。在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為零。 3.活塞行程

10、上、下止點(diǎn)間的距離 S 稱為活塞行程。曲軸的回轉(zhuǎn)半徑 R 稱為曲柄半徑。顯然，曲軸每回轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)活塞行程。對(duì)于氣缸中心線通過曲軸回轉(zhuǎn)中心的內(nèi)燃機(jī)，其 S2R 。 4.氣缸工作容積 上、下止點(diǎn)間所包容的氣缸容積稱為氣缸工作容積。 5.內(nèi)燃機(jī)排量 內(nèi)燃機(jī)所有氣缸工作容積的總和稱為內(nèi)燃機(jī)排量。 6.燃燒室容積 活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積。 7.氣缸總?cè)莘e 氣缸工作容積與燃燒室容積之和為氣缸總?cè)莘e。 8.壓縮比 氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比 e 。 壓縮比的大小表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體被壓

11、縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。 9.工況 內(nèi)燃機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況簡稱工況，以該時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。 9.工況 內(nèi)燃機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況簡稱工況，以該時(shí)刻內(nèi)燃機(jī)輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。第三節(jié) 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理 一、四沖程汽油機(jī)工作原理 四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)在四個(gè)活塞行程內(nèi)完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過程，即在一個(gè)活塞行程內(nèi)只進(jìn)行一個(gè)過程。因此，活塞行程可分別用四個(gè)過程命名。 1.進(jìn)氣行程 活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門開啟。在活塞移動(dòng)過程中，

12、氣缸容積逐漸增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度?？諝夂推偷幕旌衔锿ㄟ^進(jìn)氣門被吸入氣缸，并在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。2.壓縮行程進(jìn)氣行程結(jié)束后，曲軸繼續(xù)帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。這時(shí)，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。隨著活塞移動(dòng)，氣缸容積不斷減小，氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時(shí)升高。3.作功行程壓縮行程結(jié)束時(shí)，安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃，火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室，同時(shí)放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)，并通過連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。這時(shí)，進(jìn)、排氣門仍舊關(guān)閉。4.排氣行程排氣行程開始，排氣門開啟，進(jìn)氣門

13、仍然關(guān)閉，曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，此時(shí)膨脹過后的燃燒氣體(或稱廢氣)在其自身剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門排出氣缸之外。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉。二、 四沖程柴油機(jī)工作原理四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)同樣包括進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)過程，在各個(gè)活塞行程中，進(jìn)、排氣門的開閉和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與汽油機(jī)完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油機(jī)和汽油機(jī)在混合氣形成方法及著火方式上有著根本的差別。1.進(jìn)氣行程在柴油機(jī)進(jìn)氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈的空氣。2.壓縮行程因?yàn)椴裼蜋C(jī)的壓縮比大，所以壓縮行程終了時(shí)氣體壓力高。3.作功行程在壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油

14、泵將柴油泵入噴油器，并通過噴油器噴入燃燒室。因?yàn)閲娪蛪毫芨?，噴孔直徑很小，所以噴出的柴油呈?xì)霧狀。細(xì)微的油滴在熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化，并借助于空氣的運(yùn)動(dòng)，迅速與空氣混合形成可燃混合氣。由于氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃點(diǎn)，因此柴油隨即自行著火燃燒。燃燒氣體的壓力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹。在氣體壓力的作用下，活塞推動(dòng)連桿，連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。4.排氣行程排氣行程開始，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，燃燒后的廢氣排出氣缸。三、二沖程汽油機(jī)工作原理二沖程內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)完成的。在四沖程內(nèi)燃機(jī)中，常把排氣過程和進(jìn)氣過程合稱為換氣過程。在二沖程內(nèi)燃機(jī)中換氣過程是

15、指廢氣從氣缸內(nèi)被新氣掃除并取代的過程。這兩種內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的不同之處主要在于換氣過程。1.第一行程活塞在曲軸帶動(dòng)下由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。 當(dāng)活塞還處于下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣孔被活塞關(guān)閉，排氣孔和掃氣孔開啟。這時(shí)曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣。隨著活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞頭部首先將掃氣孔關(guān)閉，掃氣終止。但此時(shí)排氣孔尚未關(guān)閉，仍有部分廢氣和可燃混合氣經(jīng)排氣孔繼續(xù)排出，稱其為額外排氣。當(dāng)活塞將排氣孔也關(guān)閉之后，氣缸內(nèi)的可燃混合氣開始被壓縮。直至活塞到達(dá)上止點(diǎn)，壓縮過程結(jié)束。2.第二行程活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。在壓縮過程終了時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點(diǎn)燃。燃燒氣體膨脹作功。此

16、時(shí)排氣孔和掃氣孔均被活塞關(guān)閉，惟有進(jìn)氣孔仍然開啟?？諝夂推徒?jīng)進(jìn)氣孔繼續(xù)流入曲軸箱，直至活塞裙部將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。隨著活塞繼續(xù)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸箱容積不斷縮小，其中的混合氣被預(yù)壓縮。此后，活塞頭部先將排氣孔開啟，膨脹后的燃燒氣體已成廢氣，經(jīng)排氣孔排出。至此作功過程結(jié)束，開始先期排氣。隨后活塞又將掃氣孔開啟，經(jīng)過預(yù)壓縮的可燃混合氣從曲軸箱經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣，開始掃氣過程。這一過程將持續(xù)到下一個(gè)活塞行程中掃氣孔被關(guān)閉時(shí)為止。五、汽油機(jī)與柴油機(jī)、四沖程與二沖程內(nèi)燃機(jī)的比較 四沖程汽油機(jī)與四沖程柴油機(jī)的共同點(diǎn)是： 1)每個(gè)工作循環(huán)都包含進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)活塞行程，每個(gè)行程各占1

17、80曲軸轉(zhuǎn)角，即曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周完成一個(gè)工作循環(huán)。 2)四個(gè)活塞行程中，只有一個(gè)作功行程，其余三個(gè)是耗功行程。顯然，在作功行程曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度要比其他三個(gè)行程時(shí)大得多，即在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)曲軸的角速度是不均勻的。為了改善曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性，可在曲軸上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的飛輪或采用多缸內(nèi)燃機(jī)并使其按一定的工作順序依次進(jìn)行工作。 不同點(diǎn) 汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣入可燃混合氣進(jìn)入氣缸的是純空氣進(jìn)入氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒高溫氣體加熱柴油燃燒有點(diǎn)火系有點(diǎn)火系無點(diǎn)火系無點(diǎn)火系無噴油器無噴油器有噴油器有噴油器 二沖

18、程內(nèi)燃機(jī)與四沖程內(nèi)燃機(jī)相比具有下列一些特點(diǎn)二沖程內(nèi)燃機(jī)與四沖程內(nèi)燃機(jī)相比具有下列一些特點(diǎn)。 1)曲軸每轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)，作功一次。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速相同時(shí)，二沖程內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間的作功次數(shù)是四沖程內(nèi)燃機(jī)的兩倍。由于曲軸每轉(zhuǎn)一周作功一次，因此曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度比較均勻。 2)二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程時(shí)間短，僅為四沖程內(nèi)燃機(jī)的1/3左右。另外，進(jìn)、排氣過程幾乎同時(shí)進(jìn)行，利用新氣掃除廢氣，新氣可能流失，廢氣也不易清除干凈。因此，二沖程內(nèi)燃機(jī)的換氣質(zhì)量較差。 3)曲軸箱換氣式二沖程內(nèi)燃機(jī)因?yàn)闆]有進(jìn)、排氣門，而使結(jié)構(gòu)大為簡化。第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 發(fā)動(dòng)機(jī)是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器。無論是汽油機(jī)，還

19、是柴油機(jī)；無論是四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī)；無論是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，要完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時(shí)間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。 汽油機(jī)由以下兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成；柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動(dòng)系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系。 兩大機(jī)構(gòu)兩大機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu) 配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu) 五大系統(tǒng)五大系統(tǒng) 供給系供給系 點(diǎn)火系點(diǎn)火系 冷卻系冷卻系 潤滑系潤滑系 起動(dòng)系起動(dòng)系 1.曲柄連桿機(jī)構(gòu) 一 功用 將燃料

20、燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)變成活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而對(duì)外輸出動(dòng)力。 在做功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的直線運(yùn)動(dòng)。 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。曲柄連桿機(jī)構(gòu) （二）組成 一、機(jī)體組（汽缸體，曲軸箱）氣缸體，曲軸箱 氣缸蓋 氣缸套 氣缸忖墊 油底殼二、活塞連桿組活塞 連桿 活塞環(huán) 活塞銷三、曲軸飛輪組曲軸 飛輪 扭轉(zhuǎn)減震器 2.配氣機(jī)構(gòu) 配氣機(jī)構(gòu)的

21、功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。(如下左圖) 3.冷卻系統(tǒng) 冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)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。(如上右圖) 4.燃料供給系統(tǒng) 汽油機(jī)燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機(jī)燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。 5.潤滑系統(tǒng) 潤滑系的功用是

22、向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和一些閥門等組成。 6.點(diǎn)火系統(tǒng) 在汽油機(jī)中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機(jī)的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。7.起動(dòng)系統(tǒng)要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)使曲軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能

23、自動(dòng)進(jìn)行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)開始自動(dòng)地怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。完成起動(dòng)過程所需的裝置，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。第五節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)用來表征發(fā)動(dòng)機(jī)的性能特點(diǎn)，并作為評(píng)價(jià)各類發(fā)動(dòng)機(jī)性能優(yōu)劣的依據(jù)。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的建立還促進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造的變革和多樣性是與發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的不斷完善和提高密切相關(guān)的。一、動(dòng)力性指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)是表征發(fā)動(dòng)機(jī)作功能力大小的指標(biāo)，一般用發(fā)動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩、有效功率、轉(zhuǎn)速和平均有效壓力等作為評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性好壞的指標(biāo)。1.有效轉(zhuǎn)矩1.有效轉(zhuǎn)矩 發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，記作 Te，單位為

24、Nm 。有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移的乘積即為發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的有效功。2.有效功率 發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間對(duì)外輸出的有效功稱為有效功率，記作 pe 單位為 KW。它等于有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度的乘積。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可以用臺(tái)架試驗(yàn)方法測(cè)定，也可用測(cè)功器測(cè)定有效轉(zhuǎn)矩和曲軸角速度，然后用公式計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率 pe： 式中：Te有效轉(zhuǎn)矩，Nm； n曲軸轉(zhuǎn)速，r/min。3.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，用 n 表示，單位為 r/min 。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低，關(guān)系到單位時(shí)間內(nèi)作功次數(shù)的多少或發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的大小，即發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率隨轉(zhuǎn)速的不同而改變。4.平均有效壓力平均有效壓力 單位

25、氣缸工作容積發(fā)出的有效功稱為平均有效壓力，記作 pme，單位為 MPa 。顯然，平均有效壓力越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的作功能力越強(qiáng)。二、 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括有效熱效率和有效燃油消耗率等。1.有效熱效率燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百分?jǐn)?shù)稱為有效熱效率，記作 e。顯然，為獲得一定數(shù)量的有效功所消耗的熱量越少，有效熱效率越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性越好。2.有效燃油消耗率發(fā)動(dòng)機(jī)每輸出 1kW 的有效功所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率，記作 be，單位為 g/（kWh）。式中：B發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)的耗油量，kg/h； Pe發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率，kW。顯然，有效燃油消耗率越低，經(jīng)濟(jì)性越好。 壓縮比壓縮比 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稱為壓縮比。用比稱為壓縮比。用表示。表示