汽車構(gòu)造(上)第一章

1、汽車構(gòu)造（上）汽車構(gòu)造（上）一、目的和要求一、目的和要求1、掌握車用發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理與構(gòu)造。、掌握車用發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理與構(gòu)造。2、掌握車用發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)的檢查、調(diào)整方法、掌握車用發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)的檢查、調(diào)整方法和維護(hù)使用技能。和維護(hù)使用技能。3、為后繼專業(yè)課程和在今后的工作中從事汽車發(fā)、為后繼專業(yè)課程和在今后的工作中從事汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)、修理打下基礎(chǔ)。動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)、修理打下基礎(chǔ)。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容二、學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)常用發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、工作條件、對(duì)常用發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、工作條件、材料要求及材料處理、調(diào)整原理及方法進(jìn)行學(xué)習(xí)。材料要求及材料處理、調(diào)整原理及方法

2、進(jìn)行學(xué)習(xí)。一、總論一、總論汽車發(fā)展汽車發(fā)展現(xiàn)代汽車類型現(xiàn)代汽車類型汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造汽車的主要技術(shù)參數(shù)汽車的主要技術(shù)參數(shù)汽車的行駛原理汽車的行駛原理1 汽車發(fā)展汽車發(fā)展1、什么是汽車？ 汽車是指無軌道、無架線，自帶動(dòng)力裝置，具有4個(gè)或4個(gè)以上車輪，主要用于載人或貨物，或者牽引載送人員或貨物的輪式車輛。2、國(guó)外汽車發(fā)展1885年德國(guó)人卡爾本茨發(fā)明世界上第一輛三輪內(nèi)燃機(jī)汽車。1886年哥德里普戴姆勒發(fā)明世界上第一輛四輪內(nèi)燃機(jī)汽車。3、我國(guó)汽車發(fā)展(1)建國(guó)初期，我國(guó)汽車工業(yè)集中資金建成了第一、第二汽車制造廠兩個(gè)中型貨車生產(chǎn)基地，1956年結(jié)束了中國(guó)不能制造汽車的歷史。（2）改革開放后15

3、年，為了發(fā)展轎車生產(chǎn)，我國(guó)確定了“一汽”、“二汽”、上海、天津、廣州等轎車生產(chǎn)基地。（3）新的發(fā)展時(shí)期，我國(guó)汽車企業(yè)逐步取得重大發(fā)展，涌現(xiàn)出許多汽車企業(yè)，我國(guó)將步入世界汽車工業(yè)強(qiáng)國(guó)的行列。中國(guó)二汽上海大眾天津汽車北京吉普躍進(jìn)集團(tuán)解放車紅旗轎車東風(fēng)車富康轎車桑塔納桑塔納 2 0 0 0帕薩特夏利轎車依維柯一汽2 現(xiàn)代汽車類型現(xiàn)代汽車類型1 1）轎車）轎車 3 3）貨車）貨車2 2）客車）客車5 5）特種車）特種車4 4）牽引車和汽車列車）牽引車和汽車列車7 7）農(nóng)用汽車）農(nóng)用汽車6 6）工礦自卸車）工礦自卸車 8 8）競(jìng)賽汽車、娛樂汽車）競(jìng)賽汽車、娛樂汽車根據(jù)原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3730.1-19

4、88的規(guī)定，按用途不同汽車可分為普通運(yùn)輸汽車、專用汽車和特殊用途汽車等類型。普通用途汽車專用汽車特殊用途汽車轎車的分類轎車的分類類型類型發(fā)動(dòng)機(jī)排量（發(fā)動(dòng)機(jī)排量（L）車型車型微型微型1.0夏利、奧拓夏利、奧拓普通型普通型1.0 1.6富康、捷達(dá)富康、捷達(dá)中級(jí)中級(jí)1.6 2.5桑塔納、奧迪桑塔納、奧迪100中高級(jí)中高級(jí)2.5 4.0皇冠、奔馳皇冠、奔馳300高級(jí)高級(jí)4.0CA770、卡迪拉克、林肯、奔馳、卡迪拉克、林肯、奔馳500系列系列1、按排量分類、按排量分類2、按發(fā)動(dòng)機(jī)布置和驅(qū)動(dòng)方式分、按發(fā)動(dòng)機(jī)布置和驅(qū)動(dòng)方式分發(fā)動(dòng)機(jī)布置和驅(qū)動(dòng)型式發(fā)動(dòng)機(jī)布置和驅(qū)動(dòng)型式示意圖示意圖發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前

5、驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后驅(qū)客車的分類客車的分類1、按汽車的長(zhǎng)度分類：、按汽車的長(zhǎng)度分類：類型類型 車輛長(zhǎng)度（車輛長(zhǎng)度（m）微型微型3.5輕型輕型3.57中型中型 710大型大型 1012超大型超大型 12（鉸接式）（鉸接式）1012（雙層）（雙層）2、按車身型式分類：、按車身型式分類：長(zhǎng)（短）頭客車長(zhǎng)（短）頭客車箱形客車箱形客車流線型客車流線型客車鉸接式客車鉸接式客車雙層客車雙層客車貨車的分類貨車的分類1、按駕駛室總成結(jié)構(gòu)型式分類、按駕駛室總成結(jié)構(gòu)型式分類長(zhǎng)頭車短頭車平頭車貨車的分類貨車的分類2、按貨箱型式分類、按貨箱型式分類欄板式欄板式罐式罐式自卸式自

6、卸式平臺(tái)式平臺(tái)式箱式箱式篷式篷式貨車的分類貨車的分類3、按汽車質(zhì)量分類：、按汽車質(zhì)量分類：類型類型 總質(zhì)量（總質(zhì)量（t）微型微型 1.8輕型輕型 1.86中型中型 1.6 2.5重型重型 14牽引車牽引車 EQ4166G型牽引車采用武之型牽引車采用武之64驅(qū)動(dòng)方式，裝備東風(fēng)康明驅(qū)動(dòng)方式，裝備東風(fēng)康明斯斯6BTA5.9型增壓、中冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，型增壓、中冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)， 380mm離合器，離合器，先進(jìn)的平衡懸掛系統(tǒng)，先進(jìn)的平衡懸掛系統(tǒng)，HFB52型整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，型整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，9噸噸級(jí)中、后橋。級(jí)中、后橋。特種用途車特種用途車 防彈高級(jí)迎賓車防彈高級(jí)迎賓車檢閱車檢閱車銀行運(yùn)款專用車銀行運(yùn)款專

7、用車改裝車改裝車消防車消防車灑水車灑水車救護(hù)車救護(hù)車掃雪車掃雪車殯喪車殯喪車?yán)b運(yùn)車?yán)b運(yùn)車清掃車清掃車混凝土攪拌車混凝土攪拌車現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T3730.1-2001）汽車和掛車類型的術(shù)語和定義將汽車分為乘用車和商用車。所謂乘用車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上主要用于載運(yùn)乘客及隨身行李和臨時(shí)物品的汽車，包括駕駛員座位在內(nèi)最多不超過9個(gè)座位，它也可以牽引一輛掛車。（轎車、越野車、防彈車等）所謂商用車是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上用于運(yùn)送人員和貨物的汽車，并可以牽引掛車。（客車、貨車等）3 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造1 1）發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 2 2）底盤）底盤3 3）車身）車身4 4）電氣設(shè)備）電氣設(shè)備汽

8、車各組成部分功用： 1.發(fā)動(dòng)機(jī)：使供入其中的燃料發(fā)出動(dòng)力。2.底盤傳動(dòng)系：將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪。行駛系：將汽車各總成及部件連成一個(gè)整體并對(duì)全車起支承作用，保證 汽車正常行駛轉(zhuǎn)向系：保證汽車能按照駕駛員選擇的方向行駛制動(dòng)系：使汽車能減速或停車，保證人離去后能可靠停駐。3.車身：是駕駛員工作和裝載乘客貨物的場(chǎng)所。4.電氣設(shè)備：是汽車所有用電設(shè)備的供能裝置。4 國(guó)產(chǎn)汽車產(chǎn)品型號(hào)編制首部中部尾部企業(yè)名稱代號(hào)車輛類別代號(hào)汽車主要特征參數(shù)企業(yè)自定產(chǎn)品序號(hào)專用汽車分類代號(hào)企業(yè)自定代號(hào)CA1091XA舉個(gè)例子：TJ7100天津汽車廠生產(chǎn)的排量為1.0L的轎車客車長(zhǎng)度*10客車轎車排量*10轎車載貨汽車

9、載重汽車質(zhì)量CA1091一汽廠生產(chǎn)的載貨汽車，總質(zhì)量為9t。TJ6481天津汽車廠生產(chǎn)的長(zhǎng)度為4.8m的客車首位數(shù)字中間兩位數(shù)字最末位數(shù)字載貨汽車1表示汽車總質(zhì)量（t）*數(shù)值企業(yè)自定產(chǎn)品序號(hào)越野汽車2自卸汽車3牽引汽車4專用汽車5客車6表示汽車總長(zhǎng)度（0.1m）*數(shù)值轎車7表示發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積（0.1L）數(shù)值 8 半掛車及專用半掛車9表示汽車總質(zhì)量（t）*數(shù)值5 汽車的主要技術(shù)參數(shù)1.整車整備質(zhì)量：汽車完全裝備好的質(zhì)量，完整的發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、全部電器設(shè)備和車輛正常行駛所需要地輔助設(shè)備質(zhì)量。2.最大總質(zhì)量：汽車滿載時(shí)的總質(zhì)量。3.最大裝載質(zhì)量：最大總質(zhì)量和整車整備質(zhì)量之差。4.最大軸載質(zhì)量：汽

10、車單軸所承載的最大總質(zhì)量。5.車長(zhǎng)：垂直與車輛縱向?qū)ΨQ平面并分別抵靠在汽車前、后最外短突出部位的兩垂面間的距離。6.車寬：平行與車輛縱向?qū)ΨQ平面并分別抵靠車輛兩側(cè)固定突出部位的兩平面之間的距離。7.車高：車輛支撐面與車輛最高突出部位抵靠的水平面之間的距離。8.軸距：汽車直線行駛位置時(shí)，同側(cè)相鄰兩軸的車輪落地中心點(diǎn)到車輛縱向?qū)ΨQ平面的兩條垂線間的距離。9.輪距：在支撐面上，同軸左右車輪兩軌跡中心間的距離。10.前懸：在直線行駛時(shí)，汽車前端剛性固件的最前點(diǎn)到通過兩前輪軸線的垂面間的距離。11.后懸:汽車后段剛性固定件的最后點(diǎn)到通過最后車輪軸線的垂面間的距離。10.最小離地間隙：滿載時(shí)，車輛支承平面

11、與車輛最低點(diǎn)之間的距離。11.接近角:汽車前端突出點(diǎn)向前輪引的切線與地面的夾角。12.離去角：汽車后端突出點(diǎn)向后輪引的切線與地面的夾角。13.轉(zhuǎn)彎直徑：外轉(zhuǎn)向輪的中心平面在車輛支承平面上的軌跡圓直徑。6 汽車的行駛原理一、驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生示意圖汽車行駛所受阻力：滾動(dòng)阻力Ff、空氣阻力Fw、坡度阻力Fi、加速阻力Fj。行駛阻力F= Ff +Fw+Fi+FjFt二、行駛阻力與驅(qū)動(dòng)力的關(guān)系 驅(qū)動(dòng)力=行駛阻力 Ft=F三、驅(qū)動(dòng)力與附著力附著力F ?F?=G ? ? =附著系數(shù)第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造基本術(shù)語基本術(shù)語四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體

12、構(gòu)造二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的分類發(fā)動(dòng)機(jī)的分類單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 2.1 基本術(shù)語基本術(shù)語1上止點(diǎn): 活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置2下止點(diǎn):活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置3活塞行程 S：上下止點(diǎn)之間的距離4曲柄半徑R：曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心的距離5氣缸工作容積VS（單位 L) 活塞由上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn),活塞頂部所掃過的容積，VS =(/4)D2S10-36燃燒室容積（余隙容積）VC ：活塞位于上止點(diǎn)時(shí)， 活塞頂部上方的容積7 7氣缸最大容積氣缸最大容積V Va a 活塞位于下止點(diǎn)時(shí)活塞位于下止點(diǎn)時(shí), ,活塞頂部上活塞頂部上方的容積

13、方的容積V Va a= V= VS S + V + VC C8 8內(nèi)燃機(jī)排量?jī)?nèi)燃機(jī)排量 V VL L 所有氣缸的工作容積之和所有氣缸的工作容積之和V VL L = =iViVS S9 9壓縮比壓縮比： 氣缸最大容積氣缸最大容積VaVa與燃燒室容積與燃燒室容積V VC C之比之比 = =Va/Vc 越大，循環(huán)熱效率越高越大，循環(huán)熱效率越高 汽油機(jī)汽油機(jī) =6 =69 9 有轎車有轎車911911 柴油機(jī)柴油機(jī) =16 =162222 壓縮比過大的不良后果壓縮比過大的不良后果 名稱名稱成因成因現(xiàn)象現(xiàn)象后果后果爆燃爆燃由于氣體壓力和由于氣體壓力和溫度過高，在燃溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中燒室內(nèi)離點(diǎn)燃

14、中心較遠(yuǎn)處的末端心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃可燃混合氣自燃而造成的一種不而造成的一種不正常燃燒。正常燃燒。火焰以極高的速火焰以極高的速率向外傳播，形率向外傳播，形成壓力波，以聲成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)速向前推進(jìn)。當(dāng)壓力波撞擊燃燒壓力波撞擊燃燒室壁時(shí)就發(fā)出尖室壁時(shí)就發(fā)出尖銳的敲缸聲。銳的敲缸聲。還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降，燃油消耗量功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。增加等一系列不良后果。嚴(yán)重爆燃時(shí)甚至造成氣嚴(yán)重爆燃時(shí)甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等?；ㄈ^緣體擊穿等。表面表面點(diǎn)火點(diǎn)火由于燃燒室內(nèi)熾由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱處熱表

15、面與熾熱處(如排氣門頭，火如排氣門頭，火花塞電極，積炭花塞電極，積炭處處)點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正生的另一種不正常燃燒。常燃燒。伴有強(qiáng)烈的較沉伴有強(qiáng)烈的較沉悶敲擊聲。悶敲擊聲。產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降低。低。2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類發(fā)動(dòng)機(jī)的分類熱力發(fā)動(dòng)機(jī)即是將燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種動(dòng)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)即是將燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種動(dòng)力裝置力裝置。 內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)燃機(jī)：可燃混合氣在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生可燃混合氣在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)為機(jī)械能。熱能，然后再轉(zhuǎn)為機(jī)械能。 外燃機(jī)：外燃機(jī)：燃料在機(jī)器燃料在機(jī)器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將

16、鍋內(nèi)的水加熱，使之變?yōu)楦咄獠康腻仩t內(nèi)燃燒，將鍋內(nèi)的水加熱，使之變?yōu)楦邷馗邏旱乃魵猓缓笏椭翙C(jī)器內(nèi)部，使所含熱能溫高壓的水蒸氣，然后送至機(jī)器內(nèi)部，使所含熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。 內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：熱效率高、體積小、重量輕、熱效率高、體積小、重量輕、廣泛應(yīng)用。但由于使用的是石油燃料，因而污染較廣泛應(yīng)用。但由于使用的是石油燃料，因而污染較大。城市的大氣污染相當(dāng)部分來至內(nèi)燃機(jī)所排出的大。城市的大氣污染相當(dāng)部分來至內(nèi)燃機(jī)所排出的廢氣。廢氣。根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)的不同，可將內(nèi)燃機(jī)分為好多種類1根據(jù)所用燃料的不同 柴油機(jī)： 以柴油為燃料，進(jìn)氣過程中進(jìn)入汽缸的是純空氣，壓縮終了時(shí)噴入柴油，柴油

17、與空氣在汽缸內(nèi)混合由于空氣經(jīng)壓縮后所達(dá)到的溫度能引起柴油的自燃，這種內(nèi)燃機(jī)也稱為壓燃式內(nèi)燃機(jī)。 汽油機(jī)： 以汽油為燃料，空氣與汽油在氣缸外混合，形成可燃混合氣后進(jìn)入氣缸，經(jīng)壓縮后依靠火花塞產(chǎn)生電火花引起燃燒。 氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)： 汽油機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。2按沖程數(shù) 二沖程： 每?jī)蓚€(gè)活塞行程（曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)）完成一個(gè)工作循環(huán)。如摩托車的多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)。 四沖程： 每四個(gè)活塞行程（曲軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)）完成一個(gè)工作循環(huán)。絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)所采用。3按氣缸數(shù) 單缸：只有一個(gè)氣缸 多缸：由多個(gè)氣缸組成4按氣缸排列方式 直列立式、V型、 對(duì)置式對(duì)置式5按冷卻方式 風(fēng)冷風(fēng)冷：以空氣為冷卻介質(zhì)，沒有專門的冷卻系統(tǒng) 如：摩托車、小

18、型柴油機(jī)、 水冷：水冷：以液體為冷卻介質(zhì)，有專門的冷卻系統(tǒng)6按進(jìn)氣方式 增壓：增壓：在進(jìn)氣過程中，可燃混合氣或空氣是通過裝在進(jìn)氣管道上的增壓器提高壓力，然后進(jìn)入氣缸內(nèi)非增壓非增壓：也叫自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，靠活塞的抽吸作用7按著火方式 點(diǎn)燃：點(diǎn)燃：靠火花塞點(diǎn)火來產(chǎn)生燃燒，汽油機(jī)所采用 壓燃?jí)喝迹嚎咳加偷淖匀紒懋a(chǎn)生燃燒，柴油機(jī)所采用其它類型發(fā)動(dòng)機(jī)星型汪克爾型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)這種發(fā)動(dòng)機(jī)是倫敦的牧師羅巴特 斯特林（Robert Stirling）于1816年發(fā)明的，所以命名為“斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)”（Stirling engine）。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是獨(dú)特的熱機(jī)，因?yàn)樗麄兝碚撋系男蕩缀醯扔诶碚撟畲?/p>

19、效率，稱為卡諾循環(huán)效率。斯特靈發(fā)動(dòng)機(jī)是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動(dòng)力的。這是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣（或氦）作為動(dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng)，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過程。外燃機(jī)是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，有別于依靠燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒獲得動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)。新型外燃機(jī)使用氫氣作為工質(zhì)，在四個(gè)封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜?，膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室?nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。由于外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問題，從而實(shí)現(xiàn)了高效

20、率、低噪音、低污染和低運(yùn)行成本。外燃機(jī)可以燃燒各種可燃?xì)怏w，如：天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等，也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料，還可以燃燒木材，以及利用太陽能等。只要熱腔達(dá)到700，設(shè)備即可做功運(yùn)行，環(huán)境溫度越低，外燃機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是出力和效率不受海拔高度影響，非常適合于高海拔地區(qū)使用。但是，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)還有許多問題要解決，例如膨脹室、壓縮室、加熱器、冷卻室、再生器等的成本高，熱量損失是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的2-3倍等。所以，還不能成為大批量使用的發(fā)動(dòng)機(jī)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)目前有報(bào)道，已經(jīng)開始研究在計(jì)算機(jī)主板的散熱風(fēng)扇上使用，通過北橋芯片的發(fā)熱來帶動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，以此來給硬件降溫，該研究還處于研究階段。

21、2.3 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單工作原理四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單工作原理一、四沖程汽油機(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、進(jìn)氣行程2、壓縮行程、壓縮行程3、作功行程、作功行程4、排氣行程、排氣行程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度320380 K， 壓力8090 kPa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。大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)壓縮行程壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：=Va/Vc溫度600750K， 壓力8001500 kPaPVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點(diǎn)下

22、止點(diǎn)作功行程作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞瞬時(shí)最高：溫度22002800 K， 壓力36.5MPaPVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)作功終了：溫度12001500 K， 壓力350500 kPa 排氣行程排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞溫度9001100 K 壓力105120kPa殘余廢氣PVr示功圖大氣壓力線大氣壓力線cb上止點(diǎn)二、四沖程柴油機(jī)的工作原理二、四沖程柴油機(jī)的工作原理噴油器噴 油 泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進(jìn) 氣 門排氣門純 空 氣溫度310340K壓力850950 kPa溫度7501000K壓力35 MPa瞬時(shí)：溫度18002200K壓力69

23、MPa溫度700900K壓力105120 kPa終了：溫度10001200K壓力200500 kPa（1 1）進(jìn)氣行程）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空氣。由于柴油機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)阻力較小，殘余廢氣的溫度較低，因此進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓力較高，約為0.0850.095Mpa (相對(duì)于汽油機(jī)而言)。（2 2）壓縮行程）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)氣體壓力可高達(dá)35 Mpa，溫度可高達(dá)7501000K。 （3 3）作功行程）作功行程 在壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油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芨撸瑖娍字睆胶苄?，所以噴出的柴油呈?xì)霧狀。細(xì)

24、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起。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)做功。 在做功行程中，燃燒氣體的最大壓力可達(dá)69 Mpa，最高溫度可達(dá)18002200K。做功結(jié)束時(shí)壓力約為0.20.5 Mpa，溫度約為10001200K。（4 4）排氣行程）排氣行程 排氣行程與汽油機(jī)類似，排氣終了時(shí)氣缸內(nèi)殘余廢氣壓力約為0.1050.12Mpa，溫度為700900K。不同點(diǎn)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

25、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四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較汽油機(jī)：汽油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）（優(yōu)點(diǎn)）較小，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速較較小，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速較高，動(dòng)力性好。制造維修成本低，噪聲小，起動(dòng)容高，動(dòng)力性好。制造維修成本低，噪聲小，起動(dòng)容易。主要用于轎車、微型車（客車、貨車）、軍用易。主要用于轎車、微型車（客車、貨車）、軍用越野車。越野車。 （缺點(diǎn)）（缺點(diǎn)）燃料經(jīng)濟(jì)差，排污大（燃料經(jīng)濟(jì)差

26、，排污大（HC、N0 x、CO）柴油機(jī)：柴油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）（優(yōu)點(diǎn)） 較大，燃料燃燒完全，經(jīng)濟(jì)性好。較大，燃料燃燒完全，經(jīng)濟(jì)性好。 （缺點(diǎn)）（缺點(diǎn)）由于由于較大較大 P、T較高，所以體較高，所以體積大、重量大，轉(zhuǎn)速較低，制造維修成本高（噴油積大、重量大，轉(zhuǎn)速較低，制造維修成本高（噴油泵、噴油器加工精度要求高）。泵、噴油器加工精度要求高）。 常用于中、重型常用于中、重型貨車。（對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求高，動(dòng)力性要求較低）。貨車。（對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求高，動(dòng)力性要求較低）。2.4 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理v二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)v二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理v二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作

27、原理二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理一、二沖程汽油機(jī)工作原理一、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)、結(jié)構(gòu)二、二沖程柴油機(jī)工作原理二、二沖程柴油機(jī)工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門1特點(diǎn) 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程即曲軸旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間內(nèi)完成的。經(jīng)過兩個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)，包括進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過程；沒有專門的配氣機(jī)構(gòu)。2換氣機(jī)構(gòu) 沒有進(jìn)排氣門，換氣是通過三個(gè)孔（進(jìn)氣孔、排氣孔、掃氣孔）來實(shí)現(xiàn)，混合燃?xì)庠谇S箱內(nèi)完成混合。3工作過程 以采用曲軸箱掃氣的單缸二沖程汽油機(jī)為例： 上行沖程：活塞上移，三個(gè)孔均關(guān)，開始?jí)嚎s氣體，同時(shí)

28、，活塞上移使曲軸箱出現(xiàn)真空，上行到進(jìn)氣孔打開時(shí)，新鮮混合氣進(jìn)入曲軸箱。 下行沖程：活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，電火花產(chǎn)生點(diǎn)燃可燃混合氣，使其溫度、壓力上升，推動(dòng)活塞下行作功，行致排氣口打開，廢氣排出。另外，進(jìn)氣口關(guān)閉，下行活塞使其壓縮，受壓氣體經(jīng)掃氣口進(jìn)入氣缸，完成換氣過程。二沖程氣油機(jī)工作剖面圖5二沖程與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的比較 （1）曲軸每轉(zhuǎn)一周完成一個(gè)工作循環(huán)，做功一次。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速相同時(shí)，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間的做功次數(shù)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。由于曲軸每轉(zhuǎn)一周做功一次，因此曲軸旋轉(zhuǎn)角速度比較均勻。 （2）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程時(shí)間短，僅為四沖程發(fā)動(dòng)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

29、，新氣可能流失，廢氣也不易清除干凈。（3）曲軸箱換氣方式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)闆]有進(jìn)排氣門，結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。二沖程優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：功率大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、配氣機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：作功沖程多、機(jī)件受熱程度增加、經(jīng)濟(jì)性差、燃油消耗率高、潤(rùn)滑條件差2.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造1 1機(jī)體與氣缸蓋機(jī)體與氣缸蓋機(jī)體：骨架作用，安裝各個(gè)機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)，包括氣缸體、油底殼、曲軸箱缸蓋：組成燃燒室，布置各種零部件 曲柄連桿機(jī)構(gòu)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換，進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換，將活塞的往復(fù)直線將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)外輸出動(dòng)力組成：活曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)外輸出動(dòng)力組成：活 塞、連桿、曲軸三部分。塞、連桿、曲軸三部分

30、。 配氣機(jī)構(gòu)：配氣機(jī)構(gòu)：控制進(jìn)、排氣門的開啟時(shí)刻及延續(xù)時(shí)間，控制進(jìn)、排氣門的開啟時(shí)刻及延續(xù)時(shí)間，主要部件：氣門組、傳動(dòng)組主要部件：氣門組、傳動(dòng)組 2兩大機(jī)構(gòu)：兩大機(jī)構(gòu)：3、五大系統(tǒng)、五大系統(tǒng)（包括）：（包括）：燃料供給系：燃料供給系：將燃油和空氣及時(shí)地供給氣缸，并將燃燒后的廢將燃油和空氣及時(shí)地供給氣缸，并將燃燒后的廢氣及時(shí)排除氣及時(shí)排除 汽油機(jī)：汽油機(jī)：由化油器向氣缸供給由汽油與空氣混合的混合氣由化油器向氣缸供給由汽油與空氣混合的混合氣。 柴油機(jī)：柴油機(jī)：由噴油泵提供霧狀柴油，通過噴油器噴入氣缸。由噴油泵提供霧狀柴油，通過噴油器噴入氣缸。點(diǎn)火系點(diǎn)火系：（汽油機(jī)獨(dú)有）在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)火

31、系即：（汽油機(jī)獨(dú)有）在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)火系即在火花塞電極間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。在火花塞電極間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。主要部件：火花塞、點(diǎn)火線圈、斷電器、分電器主要部件：火花塞、點(diǎn)火線圈、斷電器、分電器冷卻系：冷卻系：降低氣缸及高溫部件的高溫，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持降低氣缸及高溫部件的高溫，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的工作溫度。正常的工作溫度。主要部件：主要部件：水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器潤(rùn)滑系：潤(rùn)滑系：減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑方式： 飛濺潤(rùn)滑：靠曲軸等旋轉(zhuǎn)部件飛濺起的油滴潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑：靠曲軸等旋轉(zhuǎn)部件飛濺起的油滴潤(rùn)滑

32、 壓力潤(rùn)滑：靠潤(rùn)滑系統(tǒng)建立起的油壓經(jīng)過各個(gè)油道潤(rùn)滑壓力潤(rùn)滑：靠潤(rùn)滑系統(tǒng)建立起的油壓經(jīng)過各個(gè)油道潤(rùn)滑 各零部件油霧各零部件油霧 主要部件主要部件：集濾器、機(jī)油泵、濾清器、各種閥體等集濾器、機(jī)油泵、濾清器、各種閥體等起動(dòng)系：起動(dòng)系：用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。的條件。主要部件：主要部件：起動(dòng)機(jī)、蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)等起動(dòng)機(jī)、蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)等小節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(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(rùn)滑系潤(rùn)滑系起動(dòng)系起動(dòng)系2.6 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo) 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能

33、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)。一、動(dòng)力性指標(biāo) 1、有效扭矩Te：發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的扭矩?？稍趯?shí)驗(yàn)臺(tái)架上測(cè)出。 2、有效功率Pe：發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的功率。即發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間對(duì)外輸出的有效功率。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的輸出功率 Pe = Te（2n / 60） 10-3 （KW） 式中： Te 有效扭矩，單位為Nm n 曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min 3、發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)速：發(fā)動(dòng)機(jī)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。 4、平均有效壓力：?jiǎn)挝粴飧坠ぷ魅莘e發(fā)出的有效功稱為平均有效壓力。單位MPa。二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 是指內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)成本、運(yùn)轉(zhuǎn)中的消耗以及修理費(fèi)用等各項(xiàng)指標(biāo)。通常用燃油消耗率來評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能 1、有效燃油消耗率be 發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出一千瓦有效功率在一小時(shí)內(nèi)所消耗的燃油量 be =（B / Pe） 103 （g/kWh）式中：B 每小時(shí)的燃油消耗量，kg/h Pe有效功率