汽車知識(shí)第二章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理及內(nèi)部構(gòu)造課件

第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造一、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。

①內(nèi)燃機(jī)：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。燃料在機(jī)器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋內(nèi)的水加熱，使之變?yōu)楦邷馗邏旱乃魵?，然后送至機(jī)器內(nèi)部，使所含熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：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。

熱力發(fā)動(dòng)機(jī)

②外燃機(jī)：

第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類

第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造一、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)即是將燃1液化石油發(fā)動(dòng)機(jī)

按每一工作循環(huán)的沖程數(shù)分：按點(diǎn)火方式分：柴油機(jī)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)

點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)）壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)四個(gè)單程完成一個(gè)工作循環(huán)。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)二個(gè)單程完成一個(gè)工作循環(huán)。汽油機(jī)按所用燃料分：氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)1、內(nèi)燃機(jī)：①活塞式內(nèi)燃機(jī)（本章的主要介紹對(duì)象。）②燃?xì)廨啓C(jī)：旋轉(zhuǎn)式的內(nèi)燃機(jī)?；钊絻?nèi)燃機(jī)分類：一個(gè)工作循環(huán)：在氣缸中完成一次熱功轉(zhuǎn)換所進(jìn)行的一系列連續(xù)過程。液化石油發(fā)動(dòng)機(jī)按每一工作循環(huán)的沖程數(shù)分：按2

單缸（立式、臥式）發(fā)動(dòng)機(jī)

多缸（直列、Ｖ型、Ｐ型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)

按氣缸數(shù)及排列方式分：

3Ｐ型或?qū)χ檬蕉喔祝ㄖ绷?、Ｖ型、Ｐ型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)Ｐ型或?qū)χ檬蕉喔祝ㄖ绷?、Ｖ型、Ｐ型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)4L型發(fā)動(dòng)機(jī)：

又稱“直列”(LineEngine)發(fā)動(dòng)機(jī)，是指汽缸是按直線排列的，它所有的汽缸均按同一角度肩并肩排成一個(gè)平面。

“直列”一般用L代表，后面加上汽缸數(shù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)代號(hào)，現(xiàn)代汽車上主要有L3、L4、L5、L6型發(fā)動(dòng)機(jī)。

優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定，成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性好，體積小穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用比較廣泛。

缺點(diǎn)：當(dāng)排氣量和汽缸數(shù)增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度將大大增加。

直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，一般廣泛運(yùn)用于2.2升排量以下的發(fā)動(dòng)機(jī)中。

直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，目前的佼佼者就是著名的BMW，BMW直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)凝聚了當(dāng)今量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的頂尖技術(shù)，堪稱直列6缸的巔峰之作。L型發(fā)動(dòng)機(jī)：

又稱“直列”(LineEngine)發(fā)動(dòng)機(jī)，5V型發(fā)動(dòng)機(jī)：

是將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定的夾角布置在一起，使兩組汽缸形成兩個(gè)有一個(gè)夾角的平面，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動(dòng)機(jī)。

V型發(fā)動(dòng)機(jī)的高度和長(zhǎng)度尺寸小，在汽車上布置起來較為方便。尤其是現(xiàn)代汽車比較重視空氣動(dòng)力學(xué)，要求汽車的迎風(fēng)面越小越好，也就是要求發(fā)動(dòng)機(jī)蓋越低越好。

常見的V型發(fā)動(dòng)機(jī)有V6、V8、V10、V12。還有V3、V5以及V16（不要跟有些直列發(fā)動(dòng)機(jī)代表氣門數(shù)搞渾了）。

顧名思義，V代表發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸成V型排列，一般是90度，這樣可以抵消運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)，更加穩(wěn)定。也有75度和72度的。雷諾賽車甚至用了超過90度的廣角V10引擎。

優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定（針對(duì)V6、V8、V12）、節(jié)省空間。

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不利于保養(yǎng)和維修，并且造價(jià)較高。同時(shí)，V3、V5包括V10都由于其結(jié)構(gòu)或排量的原因，并不非常穩(wěn)定，尤其是作為F1發(fā)動(dòng)機(jī)的V103L引擎，更是需要投入大量的精力和經(jīng)費(fèi)用于保證其穩(wěn)定性。V型發(fā)動(dòng)機(jī)：

是將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定的夾角6H型發(fā)動(dòng)機(jī)：

又稱水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，這也是V型發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，只不過V的夾角變成了180度了，一般為4缸或6缸。

優(yōu)點(diǎn)：◆低重心：產(chǎn)生的橫向震動(dòng)容易被支架吸收、有效將全車較重的發(fā)動(dòng)機(jī)重心降低，更容易達(dá)到整體平衡。

◆低振動(dòng)：活塞運(yùn)動(dòng)的平衡良好（180度左右抵消）。相比直列式，在曲軸方面所需的平衡配重因素減少，有助轉(zhuǎn)速提升。它能保持650轉(zhuǎn)的低轉(zhuǎn)速，并保證發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的工作。同樣相比其它發(fā)動(dòng)機(jī)行式油耗最低。

缺點(diǎn)：造價(jià)高，發(fā)動(dòng)機(jī)太寬。

目前世界上只有“保時(shí)捷”和“斯巴魯”兩家汽車制造商生產(chǎn)水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)。H型發(fā)動(dòng)機(jī)：

又稱水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，這也是V型發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，7W型發(fā)動(dòng)機(jī)：

W型發(fā)動(dòng)機(jī)是德國大眾專屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

簡(jiǎn)單說就是兩個(gè)V型發(fā)動(dòng)機(jī)相加，再組成一個(gè)V型發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是“V+V=W=V”。

W型與V型發(fā)動(dòng)機(jī)相比可以將發(fā)動(dòng)機(jī)做得更短一些，曲軸也可短些，這樣就能節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)所占的空間，同時(shí)重量也可輕些，但它的寬度更大，使得發(fā)動(dòng)機(jī)室更滿。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)更緊湊，可以容納更多的汽缸數(shù)，有更大的排量。

缺點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)太復(fù)雜了！運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性也不好。

由于專利的原因，這種發(fā)動(dòng)機(jī)只在大眾和奧迪等少量車上可以見到，在歐版大眾高爾夫、歐版大眾帕薩特以及奧迪A8上，分別裝備著W6,W8和W12發(fā)動(dòng)機(jī)。W型發(fā)動(dòng)機(jī)：

W型發(fā)動(dòng)機(jī)是德國大眾專屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

簡(jiǎn)8轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)最早是德國科學(xué)家汪克爾發(fā)明的，所以又叫汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。其實(shí)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的效率并不高，只是升功率高。

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)全稱為三角活塞轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，它是一種特殊的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子活塞為一個(gè)凸弧邊三角形，當(dāng)轉(zhuǎn)子在近似橢圓的外旋輪線缸體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，弧邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)與缸壁保持接觸，從而使轉(zhuǎn)子弧面同缸壁之間形成三個(gè)相互分隔的工作室。這三個(gè)工作室的容積大小隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性變化，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，各個(gè)工作室都能完成一次四個(gè)沖程的過程，這四個(gè)沖程同活塞往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)沖程相對(duì)應(yīng)，從而形成完整的工作循環(huán)。

缺點(diǎn)：是費(fèi)油，污染環(huán)境，還有機(jī)器的壽命比較短。

目前只有“馬自達(dá)”在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)最早是德國科學(xué)家汪克爾發(fā)明的，所以9

按冷卻方式分：水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)

風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)按冷卻方式分：水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)10水冷和風(fēng)冷的不同內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用流動(dòng)于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)。水冷和風(fēng)冷的不同內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)11按是否裝增壓裝置分：

增壓發(fā)動(dòng)機(jī)非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)）按是否裝增壓裝置分：增壓發(fā)動(dòng)機(jī)非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣發(fā)12內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動(dòng)機(jī)和強(qiáng)制進(jìn)氣(增壓式)發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油機(jī)常采用自然吸氣式；柴油機(jī)為了提高功率有采用增壓式的。內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)13

渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量14按每缸氣門數(shù)分：

二氣門發(fā)動(dòng)機(jī)多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)按每缸氣門數(shù)分：二氣門發(fā)動(dòng)機(jī)多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)15活塞由上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積Vh。

Vh=（πD2/4×103）×S(L)(D：氣缸直徑，cm.S：活塞沖程，cm.)

4、氣缸排量（氣缸工作容積）：

5、發(fā)動(dòng)機(jī)排量：VL=Vh?ⅰ(ⅰ----氣缸數(shù))活塞在上止點(diǎn)位置活塞在下止點(diǎn)位置

6、燃燒室容積：當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方與缸蓋圍成的容積Vc。

7、氣缸總?cè)莘e：

Va=Vc+Vh8、壓縮比：

第四節(jié)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理一、氣缸總?cè)莘e

1、上止點(diǎn)：活塞頂部離曲軸中心最遠(yuǎn)處。2、下止點(diǎn)：活塞頂部離曲軸中心最近處。3、活塞沖程：上、下止點(diǎn)間的距離S?；钊缮现裹c(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積Vh。Vh=（πD16汽油機(jī)：汽油粘度小，蒸發(fā)性好，在氣缸外部形成混合氣，自燃溫度高于380oC，外火源點(diǎn)燃。柴油機(jī)：柴油粘度大，蒸發(fā)性差，在氣缸內(nèi)部形成混合氣，自燃度為250oC左右，壓縮自燃。汽油機(jī)又稱點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油機(jī)又稱壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。二、可燃混合氣的形成及發(fā)火方式：汽油機(jī)：汽油粘度小，蒸發(fā)性好，在氣缸外部形成汽油機(jī)又稱點(diǎn)燃式17汽車知識(shí)第二章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理及內(nèi)部構(gòu)造課件18汽車知識(shí)第二章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理及內(nèi)部構(gòu)造課件19三、四沖程（汽油機(jī)，柴油機(jī)）的工作原理

1、進(jìn)氣行程：

柴油機(jī)：新鮮空氣。汽油機(jī)：汽油與空氣的混合物?；钊磺S帶動(dòng)由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉。

活塞由上 下被吸入氣缸。

終了壓力：“汽”0.75—0.90溫度：100—130oC（個(gè)大氣壓）“柴”0.80—0.9560—80oC由于進(jìn)氣有阻力，進(jìn)氣終了的壓力略小于大氣壓力。由于上一循環(huán)留在氣缸中的高溫殘余廢氣與新鮮氣體混合，所以進(jìn)氣終了氣體溫度↑。

進(jìn)開

排關(guān)

V↑，P↓

氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空度新鮮空氣（柴油機(jī)）

汽油與空氣的混合氣（汽油機(jī)）進(jìn)入氣缸的是三、四沖程（汽油機(jī)，柴油機(jī)）的工作原理1、進(jìn)氣行程：202、壓縮行程：為使混合氣體能迅速燃燒，產(chǎn)生較大的壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出較大的功率，必須在燃燒前對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮，使之V↓，T↑。

“汽”壓縮接近終了，可燃混合氣體由火花塞活塞由下上電極發(fā)出的電火花點(diǎn)燃。

“柴”壓縮接近終了，由噴油泵把柴油提高至上百個(gè)大氣壓以上使之霧化，再送至噴油器，由噴油器把霧狀柴油噴入氣缸，使與壓縮后的高溫空氣混合，達(dá)自然溫度時(shí)，便自行發(fā)燃燒。

壓縮比ε：ε=Va/Vc=1+Vh/Vc是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。ε越大，壓縮終了的P、T越高，燃燒越快，膨脹作功愈充分。從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性提高。但ε過高，對(duì)汽油機(jī)來說，會(huì)引起T過高而造成兩種不正常燃燒即：進(jìn)關(guān)排關(guān)V↓P↑，T↑

終了P、T：“汽”6—12；300—400oC

“柴”35—45；500—700oC

2、壓縮行程：為使混合氣體能迅速燃燒，產(chǎn)生較大的壓力，使發(fā)動(dòng)21爆燃：由于ε過大P、T過高，遠(yuǎn)離火焰中心的可燃混合氣在火焰尚未到達(dá)就自行發(fā)火燃燒的一種不正常燃燒。爆燃時(shí)，火焰以1500—2000m/s的速度向外傳播，P、T極劇增加，形成壓力波，撞擊燃燒室壁，發(fā)出尖銳的敲缸聲。同時(shí)，引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱功率↓，氣門、火花塞等部件被燃?jí)?。表面點(diǎn)火：由于ε過大P、T過高，在電火花之前可燃混合氣就被燃燒室熾熱的表面點(diǎn)燃的另一種不正常燃燒。表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)，伴有沉悶的敲缸聲，產(chǎn)生的高壓使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷↑，壽命↓。

①現(xiàn)代汽油機(jī)的壓縮比一般為ε=6—9（個(gè)別轎車可達(dá)9—11）。②柴油機(jī)靠壓縮自燃，所以壓縮比設(shè)計(jì)等較高ε=16—22。具有較好的經(jīng)濟(jì)性。但高的壓縮比帶來高的壓縮壓力、燃燒壓力，使柴油機(jī)各部件要承受高的機(jī)械負(fù)荷，因而需要增加強(qiáng)度及剛度。故柴油機(jī)的尺寸、重量指標(biāo)不如汽油機(jī)。*爆燃：由于ε過大P、T過高，遠(yuǎn)離火焰中心的可燃22

進(jìn)關(guān)曲軸強(qiáng)制

排關(guān)旋轉(zhuǎn)作功3、作功行程：壓縮終了，氣缸容積很小，迅速燃燒的混合氣使缸內(nèi)P、T急劇升高。最高壓力：“汽”30—50溫度：1900---2500oC“柴”60---901700---2200oC高溫高壓氣體推動(dòng)活塞由上下熱能機(jī)械能

4、排氣行程：可燃混合氣燃燒后變成廢氣，為了進(jìn)行下一循環(huán)，必須把廢氣排氣過程?；钊上律蠌U氣經(jīng)排氣門排出氣缸

進(jìn)關(guān)

排開終了壓力：“汽”3---5溫度：1000---1300oC終了壓力：“汽”1.05---1.25溫度：600---900oC

“柴”1.05---1.25500---700oC

。

“柴”2---4800---1000oC進(jìn)關(guān)曲軸強(qiáng)制排關(guān)23四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。此期間，活塞在上、下止點(diǎn)間往復(fù)移動(dòng)了四個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。

進(jìn)氣終了P：“汽”0.75—0.90（個(gè)大氣壓）“柴”0.80—0.95壓縮終了P：

“汽”6—12

“柴”35—45燃燒時(shí)的最高P：

“汽”30—50

“柴”60---90作功終了P：

“汽”3---5

“柴”2---4排氣終了P：

“汽”1.05---1.25“柴”1.05---1.25

5、示功圖：表示發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中，其P、V的變化情況，曲線包圍的面積即為發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功。*VPP0四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循24進(jìn)氣終了P：

“汽”0.75—0.90

（個(gè)大氣壓）

“柴”0.80—0.95“汽”6—12“柴”35—45燃燒時(shí)的最高P：

“汽”30—50

“柴”60---90作功終了P：

“汽”3---5“柴”2---4排氣終了P：P0P0P0P0“汽”1.05---1.25

“柴”1.05---1.25壓縮終了P：進(jìn)氣終了P：“汽”0.75—0.90（25汽油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）ε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)容易。主要用于轎車、微型車（客車、貨車）、軍用越野車。

（缺點(diǎn)）燃料經(jīng)濟(jì)差，排污大（HC、N0x、CO）柴油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）

ε較大，燃料燃燒完全，經(jīng)濟(jì)性好。

（缺點(diǎn)）由于ε較大P、T較高，所以體積大、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）。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）。同排量的單缸與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較：?jiǎn)胃祝航Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕。運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、沖擊振動(dòng)大。多缸：與單缸相反。發(fā)火間隔角=720o/i

（i——缸數(shù)）。現(xiàn)代汽車上一般不用單缸機(jī)，用得最多的是四缸、六缸、八缸。四：四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較汽油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）ε較小，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速較高，動(dòng)力性好。26

1、結(jié)構(gòu)：無進(jìn)排氣門及配氣機(jī)構(gòu)，

由三孔控制進(jìn)、排氣，活塞為凸頂。一：二沖程汽油機(jī)的工作原理：

第三節(jié)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)也包括進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個(gè)行程。只不過這些行程的完成僅需活塞在兩個(gè)行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成。1、結(jié)構(gòu)：無進(jìn)排氣門及配氣機(jī)構(gòu)，27

2、工作原理：

活塞上行（三孔均閉），壓縮上一循環(huán)吸入氣缸的可燃混合氣，活塞上方曲軸箱V↑，P↓產(chǎn)生真空度；上行2/3行程（孔1開啟），可燃混合氣吸入曲軸箱接近上止點(diǎn)，由火花塞發(fā)火點(diǎn)燃。。（a、b、c)②高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行，孔1逐漸關(guān)閉；曲軸箱內(nèi)氣體被預(yù)壓，接近下止點(diǎn)（孔2開啟，廢氣排出，接著孔3開啟，新鮮混合氣自孔3流入氣缸，并驅(qū)除廢氣。）（d)V↓，P↑氣

(發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理)*活塞上行：壓縮，進(jìn)氣。下行：作功，換氣。二沖程汽油機(jī)的工作原理2、工作原理：活塞上行（三孔均閉），壓縮28二、二沖程柴油機(jī)的工作原理：

1、結(jié)構(gòu)：

有一排氣門，有一進(jìn)氣孔，活塞頂部為凹頂。2、工作過程：進(jìn)孔開排門開

上行1/3行程（進(jìn)孔關(guān)，排門關(guān)）①活塞由下上（空氣進(jìn)入，廢氣排出）上行接近上止點(diǎn)，由噴油器噴入高壓霧狀柴油與高壓空氣迅速混合，發(fā)火自燃。②高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行至2/3行程。（排氣門開，廢氣排出，接著，進(jìn)氣孔開，進(jìn)行換氣。）*活塞上行：換氣；壓縮下行：作功，換氣。二、二沖程柴油機(jī)的工作原理：1、結(jié)構(gòu)：有一排氣門，有一29

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：1）曲軸每轉(zhuǎn)一周就有一個(gè)作功行程，因此，當(dāng)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同時(shí)，在理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。2）由于發(fā)生作功過程的頻率較高，故二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。3）由于沒有專門的換氣機(jī)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量也比較小。4）由于附屬機(jī)構(gòu)少，所以受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量也比較少缺點(diǎn)：1）不易將氣缸內(nèi)的廢氣排除干凈，而且在換氣時(shí)減少了有效工作行程。因此，在同樣的工作容積和曲軸轉(zhuǎn)速下，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率并不等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍，只等于1.5~1.6倍。2）在換氣時(shí)有一部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，因此，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)不如四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)、30燃料供給系：

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。

柴油機(jī)：由噴油泵提供霧狀柴油，通過噴油器噴入氣缸。曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。

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。五大系統(tǒng)（包括）：

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)火系即在火花塞電極間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。冷卻系：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。潤(rùn)滑系：減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。起動(dòng)系：用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。

兩大機(jī)構(gòu)：第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造燃料供給系：汽油機(jī)：由化油器向氣缸供給由汽油與空31發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖32曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。33

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。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。34燃料供給系：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。柴油機(jī)：由噴油泵提供霧狀柴油，通過噴油器噴入氣缸。汽油機(jī)柴油機(jī)燃料供給系：汽油機(jī)：由化油器向氣缸供給由汽油與空氣混合的混合35

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)火系即在火花塞電極間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。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)火系即在火36

冷卻系：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。

37潤(rùn)滑系：減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。潤(rùn)滑系：減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。38起動(dòng)系：用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。起動(dòng)系：用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。39

第三節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性

發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)包括：

動(dòng)力性指標(biāo)：有效扭矩Te、有效功率Pe、轉(zhuǎn)速n

經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：be

運(yùn)轉(zhuǎn)性指標(biāo)：排氣品質(zhì)、噪聲、起動(dòng)性。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。Pe=（Te×n）/9550(kw)；Te(N·m)、n(r/min)——可測(cè)定二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：

1、燃油消耗率be：發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1KW有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油量。be=x1000(g/kwh)；B—發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)的耗油量(kg/h)——可測(cè)定BPe第三節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)40三、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)：

1、排氣品質(zhì)：有害氣體成分的限制標(biāo)準(zhǔn)。P41美日歐韓：74---80dB(A)中國：82---89dB(A)

3、起動(dòng)性能：標(biāo)準(zhǔn)：汽油機(jī)在-10oC，柴油機(jī)在-5oC以下氣溫條件下，接通起動(dòng)機(jī)15s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)要能自行運(yùn)轉(zhuǎn)。

1、定義：指發(fā)動(dòng)機(jī)的Pe、Te、be隨曲軸轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。這個(gè)特性可通過發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)而求。四、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性：2、噪聲：車外噪聲標(biāo)準(zhǔn)三、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)：四、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性：2、41

試驗(yàn)方法：保持一定的節(jié)氣門開度，變更發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，經(jīng)測(cè)定，計(jì)算得到一系列相應(yīng)Pe、Te、be值，然后以轉(zhuǎn)速橫坐標(biāo)，Pe、Te、be為縱坐標(biāo)，按比例繪制它們的變化規(guī)律，即得發(fā)動(dòng)機(jī)在這一節(jié)氣門開度的速度特性曲線。

如圖：

外特性：節(jié)氣門全開時(shí)所測(cè)得到的速度特性。代表發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速下的最高性能。

部分速度特性：節(jié)氣門部分開度所測(cè)得的速度特性。試驗(yàn)方法：保持一定的節(jié)氣門開度，42

五、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況（工況）：發(fā)動(dòng)機(jī)工況可用它的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表示，或用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表示。

發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷=Χ100%

如圖表示發(fā)動(dòng)機(jī)的一組特性曲線：I為節(jié)氣門全開時(shí)的外特性。Ⅱ、Ⅲ為節(jié)氣門部分開啟時(shí)的部分特性。在a，b，c，d四個(gè)工況下的負(fù)荷值如下：a：負(fù)荷為0，發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)。b：負(fù)荷=20/45100%=44.4%c：負(fù)荷=32/45100%=71.1%d：負(fù)荷=45/45100%=100%發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際發(fā)出的功率

在同一轉(zhuǎn)速下可能發(fā)出的最大功率

*①全負(fù)荷并不意味著是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。（全負(fù)荷≠最大功率）。②在同一轉(zhuǎn)速下，節(jié)氣門開度越大，負(fù)荷越大。五、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況（工況）：發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)43

第六節(jié)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則

首部：2、內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由四部分組成。

①首部{產(chǎn)品系列符號(hào)或換代標(biāo)志符號(hào)}②中部{機(jī)型系列代號(hào)}③后部{結(jié)構(gòu)特征用途特征}④尾部{變型符號(hào)}6120Q—1型柴油機(jī)：6缸、直列、四沖程、缸徑120mm、水冷、車用第一次變型產(chǎn)品。12V135Z型柴油機(jī)：12缸、V型、四沖程、缸徑135mm、水冷、增壓、通用型。

1、名稱：由所用燃料決定：

汽油機(jī)、柴油機(jī)。

例如：由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時(shí)，由制造廠選用適當(dāng)符號(hào)表示。

尾部：第六節(jié)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則44

第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造一、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。

①內(nèi)燃機(jī)：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。燃料在機(jī)器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋內(nèi)的水加熱，使之變?yōu)楦邷馗邏旱乃魵?，然后送至機(jī)器內(nèi)部，使所含熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：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。

熱力發(fā)動(dòng)機(jī)

②外燃機(jī)：

第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類

第二章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造一、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)即是將燃45液化石油發(fā)動(dòng)機(jī)

按每一工作循環(huán)的沖程數(shù)分：按點(diǎn)火方式分：柴油機(jī)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)

點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)）壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)四個(gè)單程完成一個(gè)工作循環(huán)。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)二個(gè)單程完成一個(gè)工作循環(huán)。汽油機(jī)按所用燃料分：氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)1、內(nèi)燃機(jī)：①活塞式內(nèi)燃機(jī)（本章的主要介紹對(duì)象。）②燃?xì)廨啓C(jī)：旋轉(zhuǎn)式的內(nèi)燃機(jī)?；钊絻?nèi)燃機(jī)分類：一個(gè)工作循環(huán)：在氣缸中完成一次熱功轉(zhuǎn)換所進(jìn)行的一系列連續(xù)過程。液化石油發(fā)動(dòng)機(jī)按每一工作循環(huán)的沖程數(shù)分：按46

單缸（立式、臥式）發(fā)動(dòng)機(jī)

多缸（直列、Ｖ型、Ｐ型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)

按氣缸數(shù)及排列方式分：

47Ｐ型或?qū)χ檬蕉喔祝ㄖ绷?、Ｖ型、Ｐ型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)Ｐ型或?qū)χ檬蕉喔祝ㄖ绷?、Ｖ型、Ｐ型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)48L型發(fā)動(dòng)機(jī)：

又稱“直列”(LineEngine)發(fā)動(dòng)機(jī)，是指汽缸是按直線排列的，它所有的汽缸均按同一角度肩并肩排成一個(gè)平面。

“直列”一般用L代表，后面加上汽缸數(shù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)代號(hào)，現(xiàn)代汽車上主要有L3、L4、L5、L6型發(fā)動(dòng)機(jī)。

優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定，成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性好，體積小穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用比較廣泛。

缺點(diǎn)：當(dāng)排氣量和汽缸數(shù)增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度將大大增加。

直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，一般廣泛運(yùn)用于2.2升排量以下的發(fā)動(dòng)機(jī)中。

直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，目前的佼佼者就是著名的BMW，BMW直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)凝聚了當(dāng)今量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的頂尖技術(shù)，堪稱直列6缸的巔峰之作。L型發(fā)動(dòng)機(jī)：

又稱“直列”(LineEngine)發(fā)動(dòng)機(jī)，49V型發(fā)動(dòng)機(jī)：

是將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定的夾角布置在一起，使兩組汽缸形成兩個(gè)有一個(gè)夾角的平面，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動(dòng)機(jī)。

V型發(fā)動(dòng)機(jī)的高度和長(zhǎng)度尺寸小，在汽車上布置起來較為方便。尤其是現(xiàn)代汽車比較重視空氣動(dòng)力學(xué)，要求汽車的迎風(fēng)面越小越好，也就是要求發(fā)動(dòng)機(jī)蓋越低越好。

常見的V型發(fā)動(dòng)機(jī)有V6、V8、V10、V12。還有V3、V5以及V16（不要跟有些直列發(fā)動(dòng)機(jī)代表氣門數(shù)搞渾了）。

顧名思義，V代表發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸成V型排列，一般是90度，這樣可以抵消運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)，更加穩(wěn)定。也有75度和72度的。雷諾賽車甚至用了超過90度的廣角V10引擎。

優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定（針對(duì)V6、V8、V12）、節(jié)省空間。

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不利于保養(yǎng)和維修，并且造價(jià)較高。同時(shí)，V3、V5包括V10都由于其結(jié)構(gòu)或排量的原因，并不非常穩(wěn)定，尤其是作為F1發(fā)動(dòng)機(jī)的V103L引擎，更是需要投入大量的精力和經(jīng)費(fèi)用于保證其穩(wěn)定性。V型發(fā)動(dòng)機(jī)：

是將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定的夾角50H型發(fā)動(dòng)機(jī)：

又稱水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，這也是V型發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，只不過V的夾角變成了180度了，一般為4缸或6缸。

優(yōu)點(diǎn)：◆低重心：產(chǎn)生的橫向震動(dòng)容易被支架吸收、有效將全車較重的發(fā)動(dòng)機(jī)重心降低，更容易達(dá)到整體平衡。

◆低振動(dòng)：活塞運(yùn)動(dòng)的平衡良好（180度左右抵消）。相比直列式，在曲軸方面所需的平衡配重因素減少，有助轉(zhuǎn)速提升。它能保持650轉(zhuǎn)的低轉(zhuǎn)速，并保證發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的工作。同樣相比其它發(fā)動(dòng)機(jī)行式油耗最低。

缺點(diǎn)：造價(jià)高，發(fā)動(dòng)機(jī)太寬。

目前世界上只有“保時(shí)捷”和“斯巴魯”兩家汽車制造商生產(chǎn)水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)。H型發(fā)動(dòng)機(jī)：

又稱水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)，這也是V型發(fā)動(dòng)機(jī)的一種，51W型發(fā)動(dòng)機(jī)：

W型發(fā)動(dòng)機(jī)是德國大眾專屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

簡(jiǎn)單說就是兩個(gè)V型發(fā)動(dòng)機(jī)相加，再組成一個(gè)V型發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是“V+V=W=V”。

W型與V型發(fā)動(dòng)機(jī)相比可以將發(fā)動(dòng)機(jī)做得更短一些，曲軸也可短些，這樣就能節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)所占的空間，同時(shí)重量也可輕些，但它的寬度更大，使得發(fā)動(dòng)機(jī)室更滿。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)更緊湊，可以容納更多的汽缸數(shù)，有更大的排量。

缺點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)太復(fù)雜了！運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性也不好。

由于專利的原因，這種發(fā)動(dòng)機(jī)只在大眾和奧迪等少量車上可以見到，在歐版大眾高爾夫、歐版大眾帕薩特以及奧迪A8上，分別裝備著W6,W8和W12發(fā)動(dòng)機(jī)。W型發(fā)動(dòng)機(jī)：

W型發(fā)動(dòng)機(jī)是德國大眾專屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

簡(jiǎn)52轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)最早是德國科學(xué)家汪克爾發(fā)明的，所以又叫汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。其實(shí)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的效率并不高，只是升功率高。

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)全稱為三角活塞轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，它是一種特殊的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子活塞為一個(gè)凸弧邊三角形，當(dāng)轉(zhuǎn)子在近似橢圓的外旋輪線缸體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，弧邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)與缸壁保持接觸，從而使轉(zhuǎn)子弧面同缸壁之間形成三個(gè)相互分隔的工作室。這三個(gè)工作室的容積大小隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性變化，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，各個(gè)工作室都能完成一次四個(gè)沖程的過程，這四個(gè)沖程同活塞往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)沖程相對(duì)應(yīng)，從而形成完整的工作循環(huán)。

缺點(diǎn)：是費(fèi)油，污染環(huán)境，還有機(jī)器的壽命比較短。

目前只有“馬自達(dá)”在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：

轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)最早是德國科學(xué)家汪克爾發(fā)明的，所以53

按冷卻方式分：水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)

風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)按冷卻方式分：水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)54水冷和風(fēng)冷的不同內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用流動(dòng)于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)。水冷和風(fēng)冷的不同內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)55按是否裝增壓裝置分：

增壓發(fā)動(dòng)機(jī)非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)）按是否裝增壓裝置分：增壓發(fā)動(dòng)機(jī)非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣發(fā)56內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動(dòng)機(jī)和強(qiáng)制進(jìn)氣(增壓式)發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油機(jī)常采用自然吸氣式；柴油機(jī)為了提高功率有采用增壓式的。內(nèi)燃機(jī)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)57

渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量58按每缸氣門數(shù)分：

二氣門發(fā)動(dòng)機(jī)多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)按每缸氣門數(shù)分：二氣門發(fā)動(dòng)機(jī)多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)59活塞由上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積Vh。

Vh=（πD2/4×103）×S(L)(D：氣缸直徑，cm.S：活塞沖程，cm.)

4、氣缸排量（氣缸工作容積）：

5、發(fā)動(dòng)機(jī)排量：VL=Vh?ⅰ(ⅰ----氣缸數(shù))活塞在上止點(diǎn)位置活塞在下止點(diǎn)位置

6、燃燒室容積：當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方與缸蓋圍成的容積Vc。

7、氣缸總?cè)莘e：

Va=Vc+Vh8、壓縮比：

第四節(jié)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理一、氣缸總?cè)莘e

1、上止點(diǎn)：活塞頂部離曲軸中心最遠(yuǎn)處。2、下止點(diǎn)：活塞頂部離曲軸中心最近處。3、活塞沖程：上、下止點(diǎn)間的距離S?；钊缮现裹c(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣缸容積Vh。Vh=（πD60汽油機(jī)：汽油粘度小，蒸發(fā)性好，在氣缸外部形成混合氣，自燃溫度高于380oC，外火源點(diǎn)燃。柴油機(jī)：柴油粘度大，蒸發(fā)性差，在氣缸內(nèi)部形成混合氣，自燃度為250oC左右，壓縮自燃。汽油機(jī)又稱點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油機(jī)又稱壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。二、可燃混合氣的形成及發(fā)火方式：汽油機(jī)：汽油粘度小，蒸發(fā)性好，在氣缸外部形成汽油機(jī)又稱點(diǎn)燃式61汽車知識(shí)第二章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理及內(nèi)部構(gòu)造課件62汽車知識(shí)第二章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理及內(nèi)部構(gòu)造課件63三、四沖程（汽油機(jī)，柴油機(jī)）的工作原理

1、進(jìn)氣行程：

柴油機(jī)：新鮮空氣。汽油機(jī)：汽油與空氣的混合物?；钊磺S帶動(dòng)由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉。

活塞由上 下被吸入氣缸。

終了壓力：“汽”0.75—0.90溫度：100—130oC（個(gè)大氣壓）“柴”0.80—0.9560—80oC由于進(jìn)氣有阻力，進(jìn)氣終了的壓力略小于大氣壓力。由于上一循環(huán)留在氣缸中的高溫殘余廢氣與新鮮氣體混合，所以進(jìn)氣終了氣體溫度↑。

進(jìn)開

排關(guān)

V↑，P↓

氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空度新鮮空氣（柴油機(jī)）

汽油與空氣的混合氣（汽油機(jī)）進(jìn)入氣缸的是三、四沖程（汽油機(jī)，柴油機(jī)）的工作原理1、進(jìn)氣行程：642、壓縮行程：為使混合氣體能迅速燃燒，產(chǎn)生較大的壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出較大的功率，必須在燃燒前對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮，使之V↓，T↑。

“汽”壓縮接近終了，可燃混合氣體由火花塞活塞由下上電極發(fā)出的電火花點(diǎn)燃。

“柴”壓縮接近終了，由噴油泵把柴油提高至上百個(gè)大氣壓以上使之霧化，再送至噴油器，由噴油器把霧狀柴油噴入氣缸，使與壓縮后的高溫空氣混合，達(dá)自然溫度時(shí)，便自行發(fā)燃燒。

壓縮比ε：ε=Va/Vc=1+Vh/Vc是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。ε越大，壓縮終了的P、T越高，燃燒越快，膨脹作功愈充分。從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性提高。但ε過高，對(duì)汽油機(jī)來說，會(huì)引起T過高而造成兩種不正常燃燒即：進(jìn)關(guān)排關(guān)V↓P↑，T↑

終了P、T：“汽”6—12；300—400oC

“柴”35—45；500—700oC

2、壓縮行程：為使混合氣體能迅速燃燒，產(chǎn)生較大的壓力，使發(fā)動(dòng)65爆燃：由于ε過大P、T過高，遠(yuǎn)離火焰中心的可燃混合氣在火焰尚未到達(dá)就自行發(fā)火燃燒的一種不正常燃燒。爆燃時(shí)，火焰以1500—2000m/s的速度向外傳播，P、T極劇增加，形成壓力波，撞擊燃燒室壁，發(fā)出尖銳的敲缸聲。同時(shí)，引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱功率↓，氣門、火花塞等部件被燃?jí)?。表面點(diǎn)火：由于ε過大P、T過高，在電火花之前可燃混合氣就被燃燒室熾熱的表面點(diǎn)燃的另一種不正常燃燒。表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)，伴有沉悶的敲缸聲，產(chǎn)生的高壓使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷↑，壽命↓。

①現(xiàn)代汽油機(jī)的壓縮比一般為ε=6—9（個(gè)別轎車可達(dá)9—11）。②柴油機(jī)靠壓縮自燃，所以壓縮比設(shè)計(jì)等較高ε=16—22。具有較好的經(jīng)濟(jì)性。但高的壓縮比帶來高的壓縮壓力、燃燒壓力，使柴油機(jī)各部件要承受高的機(jī)械負(fù)荷，因而需要增加強(qiáng)度及剛度。故柴油機(jī)的尺寸、重量指標(biāo)不如汽油機(jī)。*爆燃：由于ε過大P、T過高，遠(yuǎn)離火焰中心的可燃66

進(jìn)關(guān)曲軸強(qiáng)制

排關(guān)旋轉(zhuǎn)作功3、作功行程：壓縮終了，氣缸容積很小，迅速燃燒的混合氣使缸內(nèi)P、T急劇升高。最高壓力：“汽”30—50溫度：1900---2500oC“柴”60---901700---2200oC高溫高壓氣體推動(dòng)活塞由上下熱能機(jī)械能

4、排氣行程：可燃混合氣燃燒后變成廢氣，為了進(jìn)行下一循環(huán)，必須把廢氣排氣過程?；钊上律蠌U氣經(jīng)排氣門排出氣缸

進(jìn)關(guān)

排開終了壓力：“汽”3---5溫度：1000---1300oC終了壓力：“汽”1.05---1.25溫度：600---900oC

“柴”1.05---1.25500---700oC

。

“柴”2---4800---1000oC進(jìn)關(guān)曲軸強(qiáng)制排關(guān)67四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。此期間，活塞在上、下止點(diǎn)間往復(fù)移動(dòng)了四個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。

進(jìn)氣終了P：“汽”0.75—0.90（個(gè)大氣壓）“柴”0.80—0.95壓縮終了P：

“汽”6—12

“柴”35—45燃燒時(shí)的最高P：

“汽”30—50

“柴”60---90作功終了P：

“汽”3---5

“柴”2---4排氣終了P：

“汽”1.05---1.25“柴”1.05---1.25

5、示功圖：表示發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中，其P、V的變化情況，曲線包圍的面積即為發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功。*VPP0四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循68進(jìn)氣終了P：

“汽”0.75—0.90

（個(gè)大氣壓）

“柴”0.80—0.95“汽”6—12“柴”35—45燃燒時(shí)的最高P：

“汽”30—50

“柴”60---90作功終了P：

“汽”3---5“柴”2---4排氣終了P：P0P0P0P0“汽”1.05---1.25

“柴”1.05---1.25壓縮終了P：進(jìn)氣終了P：“汽”0.75—0.90（69汽油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）ε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)容易。主要用于轎車、微型車（客車、貨車）、軍用越野車。

（缺點(diǎn)）燃料經(jīng)濟(jì)差，排污大（HC、N0x、CO）柴油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）

ε較大，燃料燃燒完全，經(jīng)濟(jì)性好。

（缺點(diǎn)）由于ε較大P、T較高，所以體積大、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）。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）。同排量的單缸與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較：?jiǎn)胃祝航Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕。運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、沖擊振動(dòng)大。多缸：與單缸相反。發(fā)火間隔角=720o/i

（i——缸數(shù)）?，F(xiàn)代汽車上一般不用單缸機(jī)，用得最多的是四缸、六缸、八缸。四：四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較汽油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）ε較小，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速較高，動(dòng)力性好。70

1、結(jié)構(gòu)：無進(jìn)排氣門及配氣機(jī)構(gòu)，

由三孔控制進(jìn)、排氣，活塞為凸頂。一：二沖程汽油機(jī)的工作原理：

第三節(jié)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)也包括進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個(gè)行程。只不過這些行程的完成僅需活塞在兩個(gè)行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成。1、結(jié)構(gòu)：無進(jìn)排氣門及配氣機(jī)構(gòu)，71

2、工作原理：

活塞上行（三孔均閉），壓縮上一循環(huán)吸入氣缸的可燃混合氣，活塞上方曲軸箱V↑，P↓產(chǎn)生真空度；上行2/3行程（孔1開啟），可燃混合氣吸入曲軸箱接近上止點(diǎn)，由火花塞發(fā)火點(diǎn)燃。。（a、b、c)②高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行，孔1逐漸關(guān)閉；曲軸箱內(nèi)氣體被預(yù)壓，接近下止點(diǎn)（孔2開啟，廢氣排出，接著孔3開啟，新鮮混合氣自孔3流入氣缸，并驅(qū)除廢氣。）（d)V↓，P↑氣

(發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理)*活塞上行：壓縮，進(jìn)氣。下行：作功，換氣。二沖程汽油機(jī)的工作原理2、工作原理：活塞上行（三孔均閉），壓縮72二、二沖程柴油機(jī)的工作原理：

1、結(jié)構(gòu)：

有一排氣門，有一進(jìn)氣孔，活塞頂部為凹頂。2、工作過程：進(jìn)孔開排門開

上行1/3行程（進(jìn)孔關(guān)，排門關(guān)）①活塞由下上（空氣進(jìn)入，廢氣排出）上行接近上止點(diǎn)，由噴油器噴入高壓霧狀柴油與高壓空氣迅速混合，發(fā)火自燃。②高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行至2/3行程。（排氣門開，廢氣排出，接著，進(jìn)氣孔開，進(jìn)行換氣。）*活塞上行：換氣；壓縮下行：作功，換氣。二、二沖程柴油機(jī)的工作原理：1、結(jié)構(gòu)：有一排氣門，有一73

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：1）曲軸每轉(zhuǎn)一周就有一個(gè)作功行程，因此，當(dāng)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同時(shí)，在理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。2）由于發(fā)生作功過程的頻率較高，故二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。3）由于沒有專門的換氣機(jī)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量也比較小。4）由于附屬機(jī)構(gòu)少，所以受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量也比較少缺點(diǎn)：1）不易將氣缸內(nèi)的廢氣排除干凈，而且在換氣時(shí)減少了有效工作行程。因此，在同樣的工作容積和曲軸轉(zhuǎn)速下，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率并不等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍，只等于1.5~1.6倍。2）在換氣時(shí)有一部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，因此，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)不如四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)、74燃料供給系：

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。

柴油機(jī)：由噴油泵提供霧狀柴油，通過噴油器噴入氣缸。曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。

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。五大系統(tǒng)（包括）：

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)火系即在火花塞電極間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。冷卻系：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。潤(rùn)滑系：減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。起動(dòng)系：用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。

兩大機(jī)構(gòu)：第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造燃料供給系：汽油機(jī)：由化油器向氣缸供給由汽油與空75發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖76曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。77

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。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。78燃料供給系：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。柴油機(jī)：由噴油泵提供霧狀柴油，通過噴油器噴入氣缸。汽油機(jī)柴油機(jī)燃料供給系：汽油機(jī)：由化油器向氣缸供給由汽油與空氣混合的混合79

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)火系即在火花塞電極間產(chǎn)生