汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理

單元一發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造★發(fā)動(dòng)機(jī)的分類★基本術(shù)語(yǔ)★二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理★四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理★發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)和特性★發(fā)動(dòng)機(jī)的作用和總體構(gòu)造★發(fā)動(dòng)機(jī)編號(hào)規(guī)則1一、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類

（一）按發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方式分2返回（二）按活塞行程數(shù)分3（三）按照所用燃料分類4返回其中汽油機(jī)又分為：⑴化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)5返回（2）直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)6返回（四）按氣缸數(shù)目分7返回（五）按氣缸排列方式分8(六)按照行程分類

內(nèi)燃機(jī)按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機(jī)和二行程內(nèi)燃機(jī)9(七)按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類

10（八）按著火方式分壓燃式點(diǎn)燃式11二、發(fā)動(dòng)機(jī)的基本術(shù)語(yǔ)12活塞行程：活塞由一個(gè)止點(diǎn)向另一個(gè)止點(diǎn)移動(dòng)的距離。返回

基本術(shù)語(yǔ)上止點(diǎn)：活塞在離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處時(shí)，與活塞頂最高點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的氣缸壁上的位置。下止點(diǎn)：活塞在離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處時(shí)，與活塞頂最高點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的氣缸壁上的位置。13基本術(shù)語(yǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)排量：發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積的總和。曲柄半徑：曲軸上連桿軸頸軸線與曲軸主軸頸（曲軸回轉(zhuǎn)中心）軸線之間的距離。用R表示。氣缸工作容積：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所讓出的空間容積。返回14工作循環(huán)：經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)連續(xù)的過(guò)程，每進(jìn)行一次這樣的過(guò)程就叫一個(gè)工作循環(huán)。

返回基本術(shù)語(yǔ)燃燒室容積：是指活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上面空間的容積，單位：L。氣缸總?cè)莘e：是指活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上面空間的容積。（它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即Va=Vh+Vc）。15單缸四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程（一）四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單工作原理1、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

三、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理16排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370~440K壓力75~90kPa

進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門開啟?；钊苿?dòng)過(guò)程中，氣缸內(nèi)容積逐漸增大，形成一定真空度，通過(guò)進(jìn)氣門吸入可燃混合氣?；钊竭_(dá)下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉，停止進(jìn)氣。返回17進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/Vc溫度600~800K，壓力600~1500kPa

壓縮行程壓縮行程：活塞在曲軸的帶動(dòng)下，從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)容積減小，由于進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，可燃混合氣被壓縮，至活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，壓縮結(jié)束。返回18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ε表示。

ε=Va/Vc

現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為6～9(轎車有的達(dá)9～11)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。壓縮比返回19返回壓縮比過(guò)大的不良后果名稱成因現(xiàn)象后果爆燃由于氣體壓力和溫度過(guò)高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒?；鹧嬉詷O高的速率向外傳播，形成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)壓力波撞擊燃燒室壁時(shí)就發(fā)出尖銳的敲缸聲。還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴(yán)重爆燃時(shí)甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等。表面點(diǎn)火由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火花塞電極，積炭處)點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。

伴有強(qiáng)烈的較沉悶敲擊聲。產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降低。20進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa作功行程作功行程：在壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣，并迅速燃燒，使氣體的溫度、壓力迅速升高而膨脹，從而推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)作功，至活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)結(jié)束。返回21進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣排氣行程排氣行程：在作功行程終了時(shí)，排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，廢氣在自身剩余壓力和活塞推動(dòng)下，被排出氣缸，至活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí)，排氣門關(guān)閉，排氣結(jié)束。22四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)

狀態(tài)行程溫度(K)壓力進(jìn)氣行程370~44075~90kPa壓縮行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬時(shí)最高)1500~1700(作功終了)3~5MPa(瞬時(shí)最高)300~500kPa(作功終了)排氣行程900~1200105~125kPa返回23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300~370K壓力800~900kPa

溫度800~1000K壓力3~5MPa瞬時(shí)：溫度1800~2200K壓力5~10MPa溫度800~1000K壓力105~400kPa

終了：溫度800~1000K壓力105~400kPa

(二)四沖程柴油機(jī)的工作原理24進(jìn)氣行程：不同于汽油機(jī)的是進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。返回工作原理四沖程柴油機(jī)和四沖程汽油機(jī)一樣，每個(gè)工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程組成。但由于所使用燃料的性質(zhì)不同，可燃混合氣的形成和著火方式與汽油機(jī)有很大區(qū)別。壓縮行程：壓縮的是純空氣，壓縮比大，約為15～22。25工作原理作功行程：此行程與汽油機(jī)有很大差異，壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫高壓空氣中，形成可燃混合氣，達(dá)到柴油自燃溫度（500K），柴油混合氣便自行燃燒。排氣行程：與汽油機(jī)基本相同。26狀態(tài)行程溫度(K)壓力進(jìn)氣行程320～350800～900KPa壓縮行程800～10003～5MPa作功行程2200～2800(瞬時(shí)最高)1500～1700(作功終了)3～5MPa(瞬時(shí)最高)300～500kPa(作功終了)排氣行程800～1000105～125KPa柴油機(jī)工作時(shí)各行程狀態(tài)參數(shù)27四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么相同之處呢？思考返回28共同特點(diǎn)返回1.每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。2.只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。

29四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么不同呢？思考30

汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點(diǎn)火系無(wú)點(diǎn)火系無(wú)噴油器（普通化油器車）有噴油器不同點(diǎn)返回31四、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單工作原理返回二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)

二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

32二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物圖返回331、二沖程汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理34第一行程：

活塞由曲軸帶動(dòng)從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)活塞上行至關(guān)閉換氣孔和排氣孔時(shí)，已進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣被壓縮，活塞繼續(xù)上移至上止點(diǎn)時(shí)，壓縮結(jié)束；與此同時(shí)，活塞上行時(shí)，其下方的曲軸箱內(nèi)形成一定真空度，當(dāng)活塞上行到一定位置時(shí)，進(jìn)氣孔開啟，新鮮的混合氣被吸入曲軸箱。工作原理35工作原理示意圖壓縮混合氣進(jìn)氣孔排氣孔火花塞掃氣孔進(jìn)氣36工作原理第二行程：

活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃被壓縮混合氣，燃燒形成的高溫、高壓氣體推動(dòng)活塞下行作功，當(dāng)活塞下行到關(guān)閉進(jìn)氣孔后，曲軸箱內(nèi)的混合氣被頂壓，活塞繼續(xù)下行至排氣孔開啟時(shí)，燃燒后廢氣靠自身壓力經(jīng)排氣孔排出；經(jīng)接著，換氣孔開啟，曲軸箱內(nèi)經(jīng)頂壓的混合氣進(jìn)入氣缸，并排除氣缸內(nèi)殘余廢氣：這個(gè)過(guò)程稱換氣過(guò)程，一直延續(xù)到下一行程活塞再上行關(guān)閉換氣孔和排氣孔為止。活塞下行到下止點(diǎn)時(shí)，第二行程結(jié)束。37工作原理示意圖點(diǎn)火燃燒排氣38總結(jié)由上可知：１、第一行程，活塞上方進(jìn)行換氣、壓縮，活塞下方進(jìn)行進(jìn)氣；2、第二行程，上方進(jìn)行作功、換氣，活塞下方頂壓混合氣。換氣過(guò)程跨越二個(gè)行程。返回39第一行程：活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，在此前，進(jìn)氣孔和排氣門均已開啟，由換氣泵提壓后的新鮮空氣進(jìn)入氣缸進(jìn)行換氣。當(dāng)活塞上移到進(jìn)氣孔被關(guān)閉，排氣門也關(guān)閉，進(jìn)入氣缸的空氣開始被壓縮。當(dāng)活塞上移至接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器向氣缸內(nèi)噴入霧狀柴油，并自行燃燒。2、二沖程柴油機(jī)的工作原理40工作原理示意圖掃氣泵空氣排氣門換氣壓縮41第二行程：活塞到達(dá)上止點(diǎn)后，著火燃燒的高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行作功。當(dāng)活塞下行到2/3行程時(shí)，排氣門開，廢氣靠自身壓力排出氣缸，此后，進(jìn)氣孔開啟，進(jìn)行與二沖程汽油機(jī)類似的換氣過(guò)程。工作原理42工作原理示意圖噴油器燃燒排氣廢氣43二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何優(yōu)點(diǎn)？理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。思考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。441.解釋術(shù)語(yǔ)：上止點(diǎn)、工作行程、氣缸工作容積、燃燒室容積、工作循環(huán)、壓縮比。2.敘述四沖程汽油機(jī)和四沖程柴油機(jī)工作過(guò)程的主要不同之處。3.簡(jiǎn)述二沖程汽油機(jī)的工作原理。作業(yè):45發(fā)動(dòng)機(jī)的作用和基本原理有志者事竟成46兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)燃料供給系點(diǎn)火系（汽油機(jī)）冷卻系潤(rùn)滑系起動(dòng)系五、發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)組成47單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖返回481.曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用：將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過(guò)連桿將活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。組成：由氣缸體和曲軸箱組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成49結(jié)構(gòu)示意圖502.配氣機(jī)構(gòu)作用：使可燃混合氣及時(shí)充入氣缸并及時(shí)從氣缸中排出廢氣。組成：它由進(jìn)氣門、排氣門、挺桿、推桿、搖臂、凸輪軸、正時(shí)齒輪等組成51結(jié)構(gòu)示意圖523.冷卻系作用：把受熱零件的熱量散到大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。組成：它由水泵、散熱器、風(fēng)扇、分水管、水套等組成。53結(jié)構(gòu)示意圖544.潤(rùn)滑系作用：潤(rùn)滑、冷卻、清洗、密封等。組成：由機(jī)油泵、濾清器、限壓閥、油道等組成。55結(jié)構(gòu)示意圖565.燃料供給系汽油機(jī)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：化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、進(jìn)、排氣管、濾清器等組成。直噴式由燃油箱、電動(dòng)汽油泵、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器、進(jìn)、排氣管、濾清器等組成。57結(jié)構(gòu)示意圖58柴油機(jī)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。59結(jié)構(gòu)示意圖606.點(diǎn)火系1.作用：按規(guī)定時(shí)刻及時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的混合氣。2.組成：由蓄電池、分電器、點(diǎn)火線圈、火花塞等組成。61結(jié)構(gòu)示意圖627.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。63結(jié)構(gòu)示意圖64二、國(guó)產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)型號(hào)編制規(guī)則發(fā)動(dòng)機(jī)的編號(hào)共包括四個(gè)部分：首部、中部、后部、尾部。

規(guī)定：中部和后部的符號(hào)必須表示，但首部及尾部符號(hào)根據(jù)具體情況允許不表示。（1）首部：為產(chǎn)品特征的代號(hào)，由制造廠根據(jù)需要自選字母表示。65國(guó)產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)型號(hào)編制規(guī)則（2）中部：由四個(gè)部分組成：①缸數(shù)符號(hào)：用數(shù)字表示氣缸的數(shù)目。②沖程符號(hào)：用E表示二沖程，不用此符號(hào)表示四沖程。③缸徑符號(hào)：用數(shù)字表示，取整數(shù)，單位mm。④氣缸布置形式符號(hào)：V表示V型。P表示平臥式，多缸直列式單缸不需符號(hào)表示。66國(guó)產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)型號(hào)編制規(guī)則（3）后部：①為結(jié)構(gòu)特征符號(hào)，用字母表示。②用途特征符號(hào)，用字母表示。結(jié)構(gòu)特征符號(hào)：①水冷不需表示。②F表示風(fēng)冷。③Z表示增壓。④ZL表示增壓中冷。用途特征符號(hào)：①Q(mào)表示汽車用67國(guó)產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)型號(hào)編制規(guī)則②T表示拖拉機(jī)用。③C表示船用④J表示鐵路牽引用。⑤M表示摩托車用。（4）尾部：

一般為變形符號(hào)，用數(shù)字順序表示。舉例：P21。68型號(hào)編制示例:1.汽油機(jī):EQ6100-1表示第二汽車制造廠生產(chǎn),六缸,四沖程,直列,缸徑100mm,水冷,第一種類型產(chǎn)品。2.柴油機(jī):CA6100表示第一汽車制造廠生產(chǎn),六缸,四沖程,直列,缸徑100mm,水冷,基本型。返回第一頁(yè)69六、

發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)和特性1、發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)以工質(zhì)在氣缸內(nèi)對(duì)活塞作功為基礎(chǔ)的指標(biāo)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)指示指標(biāo)。指示指標(biāo)用來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作循環(huán)進(jìn)行的好壞，以及燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ耐晟瞥潭?。以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸對(duì)外輸出功率為基礎(chǔ)的指標(biāo)稱為有效指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)和使用中，評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)性能好壞，以及評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)維修質(zhì)量好壞，都使用有效指標(biāo)。評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能的指標(biāo)有指示指標(biāo)和有效指標(biāo)。70常用的發(fā)動(dòng)機(jī)有效指標(biāo)1.有效轉(zhuǎn)矩Me和有效功率Pe

Me和Pe是有效動(dòng)力性指標(biāo)，用來(lái)衡量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性大小。Me=60×1000Pe／2πn=9550Pe/n（