第一章 發(fā)動機(jī)的基本知識

汽車構(gòu)造主編關(guān)文達(dá)第一章發(fā)動機(jī)的基本知識第一節(jié)概述

第二節(jié)四沖程發(fā)動機(jī)的工作原理

第三節(jié)發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造

第四節(jié)發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性

第五節(jié)內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則第一節(jié)概述發(fā)動機(jī)是將某種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器。汽車的動力來自發(fā)動機(jī)。有人稱發(fā)動機(jī)是汽車的“心臟”。將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的發(fā)動機(jī)，稱為熱力發(fā)動機(jī)(簡稱熱機(jī))。第二節(jié)四沖程發(fā)動機(jī)的工作原理一、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語

二、四沖程汽油機(jī)的工作原理

三、四沖程柴油機(jī)工作原理簡介一、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語圖1-1單缸四沖程汽油機(jī)示意圖

1—飛輪2—油底殼3—曲軸4—連桿5—活塞6—齒形帶7—排氣門8—凸輪軸9—分電器

10—空氣濾清器11—點火開關(guān)12—火花塞13—點火線圈14—蓄電池15—起動機(jī)16—進(jìn)氣門單缸四沖程汽油發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。一、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語(1)上止點活塞頂部離曲軸中心最遠(yuǎn)處，即活塞最高位置。

(2)下止點活塞頂部離曲軸中心最近處，即活塞最低位置。

(3)活塞行程上、下止點間的距離S稱為活塞行程。

(4)曲柄半徑曲軸與連桿大頭連接中心至曲軸中心的距離R稱為曲柄半徑。

(5)氣缸工作容積活塞從上止點到下止點所掃過的容積稱為氣缸工作容積或氣缸排量，用符號Vh表示。多缸發(fā)動機(jī)各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機(jī)工作容積或發(fā)動機(jī)排量，用符號VL(單位為L)表示

一、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語圖1-2發(fā)動機(jī)示意圖

1—進(jìn)氣門2—排氣門3—?dú)飧?/p>

4—活塞5—連桿6—曲軸中心

7—曲柄(6)燃燒室容積(Vc)活塞在上止點時，活塞頂上面的空間為燃燒室，它的容積叫燃燒室容積(單位為L)。

(7)氣缸總?cè)莘e(Va)活塞在下止點時，活塞頂上面整個空間的容積(單位為L)。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即

(8)壓縮比(ε)氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即一、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語一、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語(9)發(fā)動機(jī)工況發(fā)動機(jī)在某一時刻的運(yùn)行狀況稱為發(fā)動機(jī)工況，用發(fā)動機(jī)此時輸出的轉(zhuǎn)速和有效功率表示。

(10)工作循環(huán)在氣缸內(nèi)進(jìn)行的每一次將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一系列連續(xù)過程(進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣)稱為發(fā)動機(jī)的工作循環(huán)。二、四沖程汽油機(jī)的工作原理1.進(jìn)氣行程(圖1-3a)

2.壓縮行程(圖1-3b)

3.做功行程(圖1-3c)

4.排氣行程(圖1-3d)圖1-3四沖程汽油機(jī)的示功圖

a)進(jìn)氣行程b)壓縮行程c)膨脹行程(做功行程)d)排氣行程1.進(jìn)氣行程(圖1-3a)進(jìn)氣過程中，排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門開啟，活塞從上止點向下止點移動一個行程，在氣缸內(nèi)形成真空，新鮮可燃混合氣被吸入氣缸；曲軸由0°沿順時針方向轉(zhuǎn)到180°。2.壓縮行程(圖1-3b)為了使吸入的可燃混合氣能迅速燃燒，以產(chǎn)生較大的氣體壓力，使發(fā)動機(jī)做功，燃燒前必須將可燃混合氣壓縮，此即壓縮行程。3.做功行程(圖1-3c)在這個行程中，進(jìn)、排氣門仍關(guān)閉。當(dāng)活塞在壓縮行程接近上止點時，裝在氣缸蓋上的火花塞在高壓電作用下產(chǎn)生電火花，點燃被壓縮的可燃混合氣?？扇蓟旌蠚馊紵?，放出大量的熱能，使燃?xì)獾膲毫蜏囟燃眲∩撸缜€cZ所示。最高壓力pz約為3.0～6.5MPa，相應(yīng)的溫度為2200～2800K,且體積迅速膨脹。此時活塞被高壓氣體推動從上止點下行，帶動曲軸從360°旋轉(zhuǎn)到540°，并輸出機(jī)械能，除了用以維持發(fā)動機(jī)本身繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外，其余大部分都用于對外做功。4.排氣行程(圖1-3d)可燃混合氣體燃燒后生成的廢氣，必須從氣缸中排除，以便進(jìn)行下一個進(jìn)氣行程。當(dāng)做功接近終了時，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門開啟，曲軸通過連桿推動活塞從下止點向上止點運(yùn)動，曲軸由540°旋轉(zhuǎn)到720°。三、四沖程柴油機(jī)工作原理簡介圖1-4四沖程柴油機(jī)示意圖

1—正時齒輪2—連桿3—活塞4—排氣門

5—空氣濾清器6—噴油器7—進(jìn)氣門

8—飛輪9—點火開關(guān)10—起動機(jī)

11—蓄電池12—噴油泵第三節(jié)發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造一、機(jī)體組

二、曲柄連桿機(jī)構(gòu)

三、配氣機(jī)構(gòu)

四、燃料供給系統(tǒng)

五、點火系統(tǒng)

六、冷卻系統(tǒng)

七、潤滑系統(tǒng)

八、起動系統(tǒng)第三節(jié)發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造圖1-5一汽奧迪100型轎車發(fā)動機(jī)

1—?dú)飧讐|2—?dú)飧咨w3—火花塞4—活塞銷5—曲軸后端封油擋板6—飛輪齒圈7—油底殼8—活塞9—油標(biāo)尺

10—連桿總成11—機(jī)油集濾器12—中間軸軸承13—放油螺塞14—曲軸主軸承15—曲軸16—曲軸軸承蓋

17—曲軸前端封油擋板18—曲軸正時齒輪19—空氣壓縮機(jī)平帶20—調(diào)整墊片21—正時齒輪擰緊螺栓

22—壓緊蓋23—空氣壓縮機(jī)帶輪24—水泵、發(fā)電機(jī)曲軸帶輪25—正時齒輪下罩蓋26—空氣壓縮機(jī)支架

27—中間軸正時齒輪28—中間軸29—正時傳動帶30—偏心輪張緊機(jī)構(gòu)31—?dú)飧左w32—正時齒輪上罩蓋

33—凸輪軸正時齒輪34—凸輪軸前端油封35—凸輪軸罩蓋36—機(jī)油加油口蓋37—凸輪軸機(jī)油擋油板

38—凸輪軸軸承蓋39—排氣門40—?dú)忾T彈簧41—進(jìn)氣門42—液力挺桿總成43—凸輪軸一、機(jī)體組一汽奧迪100型發(fā)動機(jī)的機(jī)體組包括氣缸蓋2、氣缸蓋罩蓋、氣缸體31及油底殼7等。機(jī)體組是發(fā)動機(jī)各機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)的裝配基體，其本身的許多部分又分別是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的組成部分。二、曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括活塞8，連桿總成10，帶有飛輪齒圈6的曲軸15等。曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)產(chǎn)生動力，并將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而輸出動力的機(jī)構(gòu)。三、配氣機(jī)構(gòu)由進(jìn)氣門41、排氣門39、液力挺桿總成42、凸輪軸43、凸輪軸正時齒輪33(由曲軸正時齒輪18通過正時傳動帶29驅(qū)動)等。其作用是將可燃混合氣及時充入氣缸并及時從氣缸排出廢氣。四、燃料供給系統(tǒng)主要由汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、空氣濾清器、進(jìn)排氣歧管、排氣消聲器、傳感器、電控噴油器、電控單元等(一汽奧迪100型轎車汽油機(jī)在國內(nèi)曾裝用過化油器)組成。燃料供給系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)各工況要求，配制具有一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，定時、定量地供入氣缸，并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動機(jī)。五、點火系統(tǒng)包括電源(蓄電池和發(fā)電機(jī))、分電器、點火開關(guān)、點火線圈組件、傳感器、電控單元和火花塞3等。點火系統(tǒng)可保證按規(guī)定時刻，及時點燃?xì)飧字斜粔嚎s的可燃混合氣。六、冷卻系統(tǒng)水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器、水溫表以及氣缸體31和氣缸蓋2里鑄出的水套等是冷卻系統(tǒng)的主要組成零部件。它的功用是保證發(fā)動機(jī)在最適宜的溫度下工作。七、潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)主要包括油底殼7、機(jī)油集濾器11、機(jī)油泵、限壓閥和油標(biāo)尺等。其功用是將潤滑油不斷地供給做相對運(yùn)動的零件，以減少它們之間的摩擦阻力，減輕零件的磨損并部分地冷卻摩擦零件、清洗摩擦表面。八、起動系統(tǒng)圖1-6國產(chǎn)奧迪新A4和新A6配備

的2.0TFSI汽油發(fā)動機(jī)八、起動系統(tǒng)圖1-7奧迪Q7的4.2TDI柴油機(jī)八、起動系統(tǒng)圖1-8一汽邁騰2.0TSI發(fā)動機(jī)八、