第一講_緒論_1_.ppt

1、（專業(yè)課 課時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與理論,教材：,1、汽車構(gòu)造上冊(cè)：面向21世紀(jì)課程教材吉林工大陳家瑞主編,48,課 程 概 述,一、課程的性質(zhì)和任務(wù) 1、研究發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程和性能指標(biāo)，主要包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性等。 2、分析影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的因素。 3、找出提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的途徑。 二、課程的地位和作用 本課程是一門專業(yè)課，為發(fā)動(dòng)機(jī)的使用、維修打基礎(chǔ)。本課程在整個(gè)課程體系中起承上啟下的作用，對(duì)今后的實(shí)際工作起指導(dǎo)作用。,三、課程主要內(nèi)容 課程的主要內(nèi)容分兩大部分，工程熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)部分的重點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的理想循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)原理部分的重點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程和特性。 主要內(nèi)容包括：工程熱力學(xué)基礎(chǔ)、發(fā)

2、動(dòng)機(jī)示功圖和性能指標(biāo)、燃料和燃燒、發(fā)動(dòng)機(jī)換氣、汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒過程、柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒過程、發(fā)動(dòng)機(jī)特性、發(fā)動(dòng)機(jī)的排放與控制等。,本課程的主要內(nèi)容,兩大原理: 熱力學(xué)原理、內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)原理 兩大機(jī)構(gòu)： 曲柄連桿結(jié)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu) 五大系統(tǒng)：冷卻系、潤滑系、燃料供給系、 點(diǎn)火系、起動(dòng)系,四、課程的特點(diǎn)、要求、學(xué)時(shí)分配、考核 特點(diǎn):本課程理論性較強(qiáng)，無多少實(shí)物供參照，課堂上的講授以理論分析和推導(dǎo)為主。 要求:要求課上集中精力聽講，做好筆記，課下及時(shí)復(fù)習(xí)。對(duì)重點(diǎn)章節(jié)要熟練掌握。 學(xué)時(shí)分配：總學(xué)時(shí)48，其中實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí) 考核：本課程為考試課，平時(shí)10%；實(shí)驗(yàn)10%；考試80%。 參考書：1.汽車

3、發(fā)動(dòng)機(jī)原理（第二版）陳培陵主編 人民交通出版社 2003 2.車輛內(nèi)燃機(jī)原理（第一版）秦有方主編 北京理工大學(xué)出版社 1997,本課程的主要教學(xué)環(huán)節(jié),課堂學(xué)習(xí)(預(yù)習(xí),聽課,課后復(fù)習(xí)) 做練習(xí)題 完成課程實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)大家完成一些研究性實(shí)驗(yàn) 撰寫小論文,課堂討論,本課程的考核,1、平時(shí)表現(xiàn) 包括學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新意識(shí)、思維能力以及作業(yè)是否認(rèn)真、計(jì)算準(zhǔn)確的程度等方面，以10計(jì)入總分。 2、教學(xué)實(shí)驗(yàn) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)課出勤率和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，以10%計(jì)入總分。 3、兩次科技小論文 包括論文的格式、創(chuàng)新內(nèi)容等，以10計(jì)入總分。 4、期末閉卷考試 作為專業(yè)基礎(chǔ)課，許多概念、基礎(chǔ)理論是學(xué)生必須掌握的，因此采用閉卷考

4、試形式?？荚噧?nèi)容覆蓋全部授課內(nèi)容。期末考試成績以70%計(jì)入總分。,第一章 緒論,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)簡史 第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類 第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語,第一節(jié) 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展簡史,1673年荷蘭物理學(xué)家赫更斯的內(nèi)燃機(jī)草圖構(gòu)想 1712年紐可門蒸汽機(jī)的發(fā)明 1781年瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)而引發(fā)的蒸汽革命 1860年，法國的勒努瓦模仿蒸汽機(jī)的結(jié)構(gòu)，設(shè) 計(jì)制造出第一臺(tái)實(shí)用的煤氣機(jī)。 1876年，德國發(fā)明家奧托創(chuàng)制成功第一臺(tái)往復(fù) 活塞式、單缸、臥式的四沖程內(nèi)燃機(jī),“冷凝進(jìn)入活塞 下部的蒸汽和把 活塞與連桿聯(lián)接 以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)”的 專利權(quán)。,紐科門蒸汽機(jī),紐可門蒸汽機(jī)的兩大缺點(diǎn)：活塞動(dòng)作不連續(xù)而且慢；蒸汽利用率低。

5、1765年， 瓦特發(fā)明了采用分離冷凝器的蒸汽機(jī)。 1781年，他研制出了一套被稱為“太陽和行星”的齒輪聯(lián)動(dòng)裝置，終于把活塞的往返的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。,第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī),瓦特等人所發(fā)明的 蒸汽機(jī)已經(jīng)利用了汽缸外的熱。然后由熱生成的蒸氣進(jìn)入汽缸，驅(qū)動(dòng)活塞。 許多人都曾經(jīng)想到，可以使某種無火焰的氣體和空氣的混合物在汽缸內(nèi)發(fā)生爆炸，于是燃燒產(chǎn)生的能量就能直接驅(qū)動(dòng)活塞。 1824年，卡諾發(fā)表了論火的動(dòng)力一書，在扼要評(píng)述蒸汽機(jī)重要性之后，他提出了卡諾循環(huán)和卡諾定理，主張熱是一種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式，它是不生不滅的。這是歷史上關(guān)于能量守恒原理的最早表述。 1860年勒努瓦是第一個(gè)人設(shè)計(jì)和制造出用照明瓦斯作為

6、燃料的內(nèi)燃機(jī)。這是一種無壓 縮、電點(diǎn)火、使用照明煤氣的內(nèi)燃機(jī)。,1866年，奧托研制出具有劃時(shí)代意義的立式活塞式四沖程奧托內(nèi)燃機(jī)，轉(zhuǎn)速達(dá)到80100r/min。1876年，奧托對(duì)四沖程內(nèi)燃機(jī)又作了改進(jìn)，試制出第一臺(tái)實(shí)用活塞式四沖程內(nèi)燃機(jī)，轉(zhuǎn)速提高到250 r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)十分成功。1877年8月4日取得專利，并成批投入生產(chǎn)。1878年美國開始生產(chǎn)奧托的內(nèi)燃機(jī)，在以后的十幾年中，奧托共制造和出售了5萬臺(tái)這種內(nèi)燃機(jī)，總馬力達(dá)20萬以上。1886年奧托內(nèi)燃機(jī)的專利被宣布無效，因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)者們提出在奧托之前，法國的A.E.B.de羅沙已經(jīng)獲得過四沖程循環(huán)的發(fā)明專利。但羅沙并沒有制成任何實(shí)際的四沖程循環(huán)內(nèi)燃

7、機(jī)，而奧托是第一個(gè)應(yīng)用四沖程循環(huán)原理制成內(nèi)燃機(jī)的人。,四沖程內(nèi)燃機(jī),奧托有一位名叫戈特利伯.戴姆勒的助手，他在1883年離開奧托去開發(fā)自己的內(nèi)燃機(jī)。戴姆勒于1885年將他的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到一臺(tái)木框架的機(jī)器中。這臺(tái)機(jī)器實(shí)際上有四個(gè)車輪，但歷史忽略了兩個(gè)穩(wěn)定輪，并宣稱這是第一臺(tái)摩托車。1885年11月10日，戴姆勒的兒子保爾駕車從坎斯塔特到溫特克海姆往返行駛了9.5公里，成為世界上第一位摩托車駕駛員,汽車之父是德國人卡爾本茨， 他是一名德國工程師。他夢(mèng)想 自己有朝一日能在公路上駕駛 一種“無軌的、不需要馬拉的 車子”。 卡爾本茨由于受“奧托四沖程內(nèi)燃機(jī)的專利”的限制，而潛心研究二沖程內(nèi)燃機(jī)。 1879

8、年，對(duì)本茨來說，是一個(gè)很有紀(jì)念性的年頭。他首次成功制造出了一 臺(tái)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，他命名為“奔馳發(fā)動(dòng)機(jī)”。,1886年 ，卡爾本茨造出了第一輛汽車 , 1888年8月 , 本茨夫人帶著兩個(gè)孩子回娘家 , 就是悄悄地開著卡爾本茨發(fā)明的威羅(在德語中,威羅即自行車的意思) , 在來回200多公里的山路充分驗(yàn)證威羅的可靠性。本茨夫人成為首位上路的駕駛員,柴油機(jī)之父 -魯?shù)婪虻胰麪?1892年，德國 工程師狄塞爾受面粉廠 粉塵爆炸的啟發(fā)，設(shè)想 將吸入氣缸的空氣高度 壓縮，使其溫度超過燃 料的自燃溫度，再用高 壓空氣將燃料吹入氣 缸，使之著火燃燒。他 首創(chuàng)的壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃 機(jī)(柴油機(jī))于1897年研 制成功

9、，為內(nèi)燃機(jī)的發(fā) 展開拓了新途徑。,柴油發(fā)動(dòng)機(jī),汽油發(fā)動(dòng)機(jī),第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類,一、發(fā)動(dòng)機(jī)：將某一種形式的能量（熱能、電能、化學(xué)能、太陽能等）轉(zhuǎn) 變成機(jī)械能的機(jī)器。 二、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)：將熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的發(fā)動(dòng)機(jī)。 1、外燃機(jī)：燃料在機(jī)器外部燃燒，產(chǎn)生的熱能輸入到機(jī)器內(nèi)部并轉(zhuǎn)變成機(jī)械能輸出的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。如蒸汽機(jī)。 2、內(nèi)燃機(jī)：液體或氣體燃料和空氣混合后直接輸入機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再將熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能輸出的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。如活塞式內(nèi)燃機(jī)。 3、比較： 外燃機(jī)體積大，重量重，熱效率低； 內(nèi)燃機(jī)熱效率高，體積小，重量輕，便于移動(dòng)，起動(dòng)性能好;,三、活塞式內(nèi)燃機(jī)： 按活塞運(yùn)動(dòng)方式分： 1、往復(fù)活塞式內(nèi)

10、燃機(jī) 2、轉(zhuǎn)子活塞式內(nèi)燃機(jī),三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)（簡稱轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)）于1958年由德國F.汪克爾發(fā)明，關(guān)鍵技術(shù)是1954年F.汪克爾提出的氣密封系統(tǒng)，1964年德國NSU公司將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)裝在轎車上，1967年日本東洋工業(yè)公司成批生產(chǎn)，至今。 比較：轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速高，升功率大，現(xiàn)代轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率水平接近往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，但耐久性、可靠性等較差，制造成本較高。,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)源于一位名叫菲利克斯汪克爾(Felix Wankel)的十七歲德國男孩兒的夢(mèng)。1919年他做了一個(gè)神奇的夢(mèng)，在夢(mèng)中他乘坐自己手工制作的汽車去參加音樂會(huì)，他甚至對(duì)他的朋友夸口，他發(fā)明

11、了一款新型發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)半渦輪半往復(fù)式的發(fā)動(dòng)機(jī)。第二天當(dāng)他夢(mèng)醒時(shí)，他堅(jiān)信這個(gè)夢(mèng)是一款新型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)誕生的先兆。 1924年，年僅22歲的汪克爾建立了一個(gè)研究轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的小型試驗(yàn)室，開始了研究轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的漫漫征程。德國著名的摩托車制造公司NSU公司對(duì)汪克兒的研究顯示出濃厚的興趣，并與之建立了合作伙伴關(guān)系。 1959年11月，NSU公司向官方宣布，汪克兒型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的研究獲得了極大成功。這一消息在世界汽車界激起了千層浪，全世界近100家公司爭(zhēng)先恐后地提出技術(shù)合作意向。,1、按所用的燃料分：（1）液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；汽油機(jī)（gasoline engine）； 柴油機(jī)（diesel engine）。 （2）氣

12、體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)：壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)（CNG）； 液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)（LPG）。 2、按發(fā)火方式分：（1）點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（如汽油機(jī)、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)）； （2）壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（如柴油機(jī)）。 3、按工作循環(huán)的沖程數(shù)分：（1）四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)； （2）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 4、按冷卻方式分： （1）水冷發(fā)動(dòng)機(jī)； （2）風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。 5、按進(jìn)氣方式分： （1）自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)（非增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)）； （2）強(qiáng)制吸氣式（增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)）。 6、按氣缸數(shù)分： （1）單缸發(fā)動(dòng)機(jī) ； （2）多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。 7、按氣缸排列方式分：（1）單列發(fā)動(dòng)機(jī)：直立式發(fā)動(dòng)機(jī)、平臥式發(fā)動(dòng)機(jī) （2）雙列發(fā)動(dòng)機(jī)： V型發(fā)動(dòng)機(jī)、水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī),往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)

13、:,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。,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)。,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)。,4.往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)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)，使熱能連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。在一個(gè)

14、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)。,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，兩列之間的夾角180(一般為90)稱為V型發(fā)動(dòng)機(jī)，

15、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)燃機(jī) 為動(dòng)力的轎車了。,第三節(jié)

16、 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和編號(hào)規(guī)則,一、國標(biāo)GB725-82規(guī)定如下： 1、按所用燃料命名，如柴油機(jī)、汽油機(jī)等。 2、型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。 3、型號(hào)由四部分組成：,首部,中部,系列代號(hào),換代標(biāo)志符號(hào),缸數(shù)符號(hào),氣缸排列形式符號(hào),符號(hào),無符號(hào),V,P,含 義,直列及單缸臥式,V型,平臥型,缸徑符號(hào)（以氣缸直徑的數(shù)表示）,結(jié)構(gòu)特征符號(hào),符號(hào),無符號(hào),F,Z,結(jié)構(gòu)特征,水 冷,風(fēng) 冷,增 壓,用途特征符號(hào),符號(hào),無符號(hào),Q,M,用途,通用型,汽車用,摩托車用,后部,尾部,同一系列產(chǎn)品區(qū)分符號(hào),6,135,Q,行程符號(hào)，E表示二沖程，無符號(hào)表示四沖程,1、6135Q柴油機(jī) 2、1E65FM汽油

17、機(jī),舉例：,第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語,第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語,第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 第二節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語 第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理 第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo),第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理與總體構(gòu)造,一、四沖程汽油機(jī)工作原理 （一）基本工作原理,第 一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,1、化油器式汽油機(jī)：汽油和空氣在化油器內(nèi)混合成可燃混合氣，再輸入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸并加以壓縮，然后用電火花使之點(diǎn)火燃燒發(fā)熱而作功傳統(tǒng)式。,2、汽油噴射式汽油機(jī)： （1）進(jìn)氣管內(nèi)噴射： 將汽油噴射入進(jìn)氣管內(nèi)，同空氣混合成可燃混合氣，再輸入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸并加以壓縮，然后用電火花使之點(diǎn)火燃燒發(fā)熱而作功（現(xiàn)代轎車電控汽油噴射式汽油機(jī)）。 （2

18、）氣缸內(nèi)直接噴射：將汽油直接噴射入氣缸內(nèi)同空氣混合成可燃混合氣并加以壓縮，然后用電火花使之點(diǎn)火燃燒發(fā)熱而作功（未來發(fā)展）。,曲柄連桿機(jī)構(gòu)氣缸7內(nèi)裝有活塞8，活塞通過活塞銷10、連桿11與曲軸14相連接?；钊跉飧變?nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過飛輪13對(duì)外輸出作功。,（二）單缸汽油機(jī)基本結(jié)構(gòu)：,配氣機(jī)構(gòu)為了吸入新鮮氣體和排出廢氣，設(shè)有進(jìn)氣門2和排氣門3，曲軸14通過正時(shí)齒輪副推動(dòng)配氣凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪通過挺桿克服氣門彈簧力頂開氣門，氣門在氣門彈簧預(yù)緊力的作用下關(guān)閉。,供給系汽油和空氣在化油器4內(nèi)混合成新鮮可燃混合氣，經(jīng)過進(jìn)氣管1、進(jìn)氣門2吸入氣缸內(nèi)，燃燒后的廢氣經(jīng)過排氣門3、排氣管排

19、入大氣中。,冷卻系水泵9由曲軸14上的皮帶輪帶動(dòng)，將來自散熱器冷卻后的冷卻水泵入氣缸7燃燒室周圍的冷卻水套，經(jīng)過氣缸蓋6中的冷卻水套，熱水由氣缸蓋上部的出水口流往散熱器。,點(diǎn)火系氣缸內(nèi)的新鮮可燃混合氣經(jīng)過壓縮后由氣缸蓋上伸入燃燒室內(nèi)的火花塞5產(chǎn)生的點(diǎn)火花點(diǎn)燃。,潤滑系機(jī)油泵17由配氣凸輪軸上的偏心凸輪驅(qū)動(dòng)，將油底殼16內(nèi)的機(jī)油吸入并經(jīng)過機(jī)油管15、潤滑油道泵入到各運(yùn)動(dòng)件的摩擦部位進(jìn)行潤滑。,上止點(diǎn)（T.D.C.）： 下止點(diǎn)（B.D.C.）： 活塞行程 S ： 曲柄半徑 R ： 氣缸工作容積Vh： 發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積VL：,VL=,式中：D氣缸直徑（cm） S活塞行程（cm） i 氣缸數(shù),燃燒室容積

20、VC ： 氣缸總?cè)莘eVa ： 壓縮比 ：,（三）發(fā)動(dòng)機(jī)基本術(shù)語,活塞頂離曲軸中心最遠(yuǎn)處。,活塞頂離曲軸中心最近處。,上、下止點(diǎn)之間的距離。,曲軸與連桿下端的連接中心至曲軸 中心的距離。,活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過 的容積（氣缸排量） 。,多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸工作容積 的總和 （發(fā)動(dòng)機(jī)排量） 。,活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方的氣缸容積（或氣缸最小容積）。,活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上方的 氣缸容積（或氣缸最大容積） （ Va= VC+ Vh ）,氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。 （ =Va / VC =1+ Vh/ VC ）,在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，每一次將熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能都必須經(jīng)過吸入空氣、壓縮和輸入燃料，使之發(fā)火燃燒

21、而膨脹作功，然后將生成的廢氣排除這樣一系列連續(xù)過程，稱為一個(gè)工作循環(huán)。.,（1）進(jìn)氣行程（0180 CA）： 活塞自上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，活塞上方氣缸容積增大，形成一定真空，此時(shí)排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開，可燃混合氣由化油器經(jīng)進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門吸入氣缸，歷時(shí)一個(gè)活塞行程，曲軸旋轉(zhuǎn)180轉(zhuǎn)角。由于有進(jìn)氣阻力，進(jìn)氣終了時(shí)缸內(nèi)壓力低于大氣壓力，約為0.0750.09MPa；由于氣缸內(nèi)的可燃混合氣受上一循環(huán)殘余廢氣和高溫零件的加熱，進(jìn)氣終了時(shí)缸內(nèi)氣體溫度上升到370400K。,（a）進(jìn)氣行程,1、四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán),（四）四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)：,四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)需要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、膨脹（作功）、排

22、氣四個(gè)過程，對(duì)應(yīng)活塞上下四個(gè)行程，相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)720（兩周）。,壓縮終了時(shí)，可燃混合氣的壓力、溫度取決于壓縮比的大小。 愈大，壓縮終了時(shí)的可燃混合氣的壓力、溫度愈高，燃燒速度愈快，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出功率愈大，經(jīng)濟(jì)性愈好，但汽油機(jī)的壓縮比過高會(huì)引起爆燃和表面點(diǎn)火等不正常的燃燒現(xiàn)象，一般在69之間，現(xiàn)代轎車汽油機(jī)的在911之間。,（b）壓縮行程,（2）壓縮行程（180360 CA）： 為了使可燃混合氣能迅速燃燒，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出更大功率，燃燒前必須將可燃混合氣壓縮，使其容積縮小，密度加大，溫度升高。此時(shí)，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，曲軸旋轉(zhuǎn)180 CA。,（a）爆燃： 由于壓縮比過高導(dǎo)致

23、壓縮終了時(shí)氣體壓力和溫度過高，在火花塞點(diǎn)火之后燃燒室內(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現(xiàn)象，稱為爆燃。 爆燃現(xiàn)象：,爆燃時(shí)，火焰以極高的速率傳播，溫度和壓力急劇升高，形成壓力波，以聲速推進(jìn)，當(dāng)這種壓力波撞擊燃燒室壁時(shí)就發(fā)出尖銳的敲缸聲。同時(shí)還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果，嚴(yán)重爆燃時(shí)甚至造成排氣門燒廢、軸瓦破裂、活塞頂熔穿、火花塞絕緣體被擊穿等機(jī)件損壞現(xiàn)象。,（b）表面點(diǎn)火： 在火花塞點(diǎn)火之前，由于燃燒室內(nèi)灼熱表面（如排氣門頭部、火花塞電極處、積碳處）點(diǎn)燃可燃混合氣而產(chǎn)生的另一種不正常燃燒現(xiàn)象，稱為表面點(diǎn)火。 表面點(diǎn)火現(xiàn)象： 表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)

24、，也伴有強(qiáng)烈的敲缸聲（較沉悶），產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件機(jī)械負(fù)荷增加，壽命降低。,（c）汽油機(jī)壓縮比的選擇： 應(yīng)在避免引起爆燃和表面點(diǎn)火的前提下盡可能提高壓縮比，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。,進(jìn)、排氣門仍關(guān)閉。當(dāng)壓縮行程接近終了時(shí)，火花塞發(fā)出電火花，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣，放出大量的熱能，使氣缸內(nèi)的壓力和溫度迅速增加，所能達(dá)到的最大壓力PZ約為35MPa，相應(yīng)溫度為22002800K。.,（c）作功（膨脹）行程,（3）作功（膨脹）行程： （360540CA）,高溫、高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并通過飛輪輸出機(jī)械能，除了一部分用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外，其余大部分

25、機(jī)械能用于對(duì)外作功，期間曲軸旋轉(zhuǎn)180CA，膨脹終了時(shí)，壓力降至0.30.5MPa，相應(yīng)溫度則降為13001600K。,（d）排氣行程,（4）排氣行程（540720 CA ）：,當(dāng)膨脹接近終了時(shí)，排氣門打開，靠廢氣的壓力進(jìn)行自由排氣（排氣門開啟時(shí)廢氣壓力與大氣壓力之比大于臨界壓力比），大部分廢氣自行排出?；钊竭_(dá)下止點(diǎn)后再向上止點(diǎn)移動(dòng)，繼續(xù)將廢氣強(qiáng)制排到大氣中，排氣終了時(shí)缸內(nèi)壓力稍大于大氣壓力（排氣阻力存在），約為0.1050.115MPa，廢氣溫度約為9001200K。,由于燃燒室占有一定容積，因此在排氣終了時(shí)（上止點(diǎn)），不可能將廢氣排盡，留下的這一部分廢氣稱為殘余廢氣。,柴油的粘度比汽油大

26、，不易蒸發(fā)，不可能用氣缸外部的化油器進(jìn)行霧化，因此不可能采用氣缸外部形成可燃混合氣的方法，唯有在高溫、高壓的氣缸內(nèi)采用高壓噴射才能將柴油在很短的時(shí)間內(nèi)完全霧化。,柴油機(jī)壓縮比較高（一般為1622），所以壓縮終了時(shí)的壓力可達(dá)3.54.5MPa，溫度高達(dá)7501000K，大大超過柴油的 自燃溫度，故柴油高壓（10MPa以上）噴入氣缸后，在很短時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便自行著火燃燒，最大爆發(fā)壓力可達(dá)69MPa，最高燃?xì)鉁囟瓤蛇_(dá)20002500K。,二、四沖程柴油機(jī)工作原理 四沖程柴油機(jī)每個(gè)工作循環(huán)也經(jīng)歷進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)行程，相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。,柴油的自燃溫度比汽油低，因此，可燃混合氣的著火方

27、式可采用自燃（壓燃）方式，與汽油機(jī)的點(diǎn)燃方式不同（否則會(huì)產(chǎn)生爆炸性燃燒，使柴油機(jī)工作粗暴）。,圖中噴油泵2凸輪軸一端的傳動(dòng)齒輪由曲軸正時(shí)齒輪經(jīng)過中間齒輪驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，泵油機(jī)構(gòu)產(chǎn)生高壓燃油，經(jīng)過高壓油管進(jìn)入氣缸蓋上的噴油器1，在壓縮終了附近，由伸入氣缸內(nèi)的噴油嘴頭部噴孔噴入霧化良好的燃油，在燃燒室內(nèi)與空氣混合成可燃混合氣后自燃。 噴油泵凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的12。,（一）柴油機(jī)壓縮比的選擇依據(jù) 柴油機(jī)壓縮比遠(yuǎn)較汽油機(jī)的壓縮比高，這是因?yàn)椴裼蜋C(jī)采用壓燃的著火方式，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)良好的冷起動(dòng)性能，壓縮比遠(yuǎn)較汽油機(jī)的高。 柴油機(jī)壓縮比應(yīng)在保證良好的冷起動(dòng)性能前提下盡可能低，因?yàn)檫^高的壓縮比會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工

28、作粗暴，而且，發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)熱效率隨著壓縮比的增加已接近緩慢，增加不明顯，對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性并沒有帶來多大改善,（二）柴油機(jī)與汽油機(jī)工作原理的不同： 1、著火方式不同：汽油機(jī)是點(diǎn)燃式，柴油機(jī)是壓燃式；,2、可燃混合氣形成方式不同： 汽油機(jī)是氣缸外部化油器內(nèi)均勻混合（傳統(tǒng)化油器式和現(xiàn)代轎車進(jìn)氣管內(nèi)電控汽油噴射式），柴油機(jī)是氣缸內(nèi)部燃燒室內(nèi)不均勻混合；（均勻性體現(xiàn)在燃料的蒸發(fā)性、混合氣形成時(shí)間的長短）,3、發(fā)動(dòng)機(jī)功率調(diào)節(jié)方式不同： 汽油機(jī)是通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度的大小改變可燃混合氣的數(shù)量而改變發(fā)動(dòng)機(jī)功率的大小，屬“量”的調(diào)節(jié)；柴油機(jī)是通過改變噴油泵每循環(huán)的供油量即改變每循環(huán)噴入氣缸內(nèi)的燃油量，從而改變可燃混合

29、氣的濃度而改變發(fā)動(dòng)機(jī)功率的大小，屬“質(zhì)”的調(diào)節(jié)。,（三）柴油機(jī)與汽油機(jī)性能比較： 汽油機(jī)具有轉(zhuǎn)速高（轎車高達(dá)50006000r/min）、質(zhì)量小、工作柔和、起動(dòng)容易、制造成本低和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，不足之處是燃油消耗率較高，燃油經(jīng)濟(jì)性較差，適用于轎車型乘做人員車輛； 柴油機(jī)燃油消耗率較汽油機(jī)低30%左右，且柴油價(jià)格低，所以燃油經(jīng)濟(jì)性好，而且輸出扭矩較大，但冷起動(dòng)困難、工作粗暴、工作轉(zhuǎn)速較低（一般4000r/min以下）、制造成本高、維修困難，適用于運(yùn)輸型汽車。,（四）飛輪的作用： 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的四個(gè)活塞行程中，只有一個(gè)行程是作功的，其余三個(gè)行程是依靠飛輪的慣性作用完成的，飛輪的作用就是儲(chǔ)存

30、作功行程時(shí)的動(dòng)能，克服活塞上行時(shí)的壓縮負(fù)功，維持工作循環(huán)周而復(fù)始，并使曲軸轉(zhuǎn)速均勻。 飛輪的另一作用就是通過飛輪上的齒圈起起動(dòng)和輸出機(jī)械能的作用。,多缸發(fā)動(dòng)機(jī)每循環(huán)作功的曲軸轉(zhuǎn)角間隔小，工作較均勻，轉(zhuǎn)速較平穩(wěn)，飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小。因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用的較多的是四缸、六缸和八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。,第三節(jié) 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,一、二沖程汽油機(jī)工作原理 （一）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán): 是在兩個(gè)活塞行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)完成的。 （二）二沖程汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,二沖程汽油機(jī)采用曲軸箱掃氣，曲軸箱是密封的，對(duì)多缸機(jī)而言，各曲柄軸室相互之間是密封的，氣缸壁上開有矩形掃氣口和排氣口，氣缸壁上開有進(jìn)氣口（右圖所

31、示最早的活塞閥進(jìn)氣方式）。,（三）二沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)： 1、第一行程： 活塞自下止點(diǎn)開始向上止點(diǎn)移動(dòng)，曲軸箱內(nèi)在上一行程中被預(yù)壓縮的新鮮可燃混合氣自氣缸壁上的掃氣口繼續(xù)向氣缸內(nèi)掃氣，活塞頂將掃氣口關(guān)閉后，由于排氣口仍未關(guān)閉，氣缸內(nèi)的新鮮可燃混合氣被活塞強(qiáng)行從排氣口擠出，此謂燃料的過后排氣損失，不可避免；由于掃氣過程中或多或少有新氣與廢氣的混合，存在燃料的掃氣損失，因此，二沖程汽油機(jī)的燃油消耗率遠(yuǎn)較四沖程汽油機(jī)的高，HC排放嚴(yán)重。,（1）第一行程 （掃氣口關(guān)閉）,排氣口關(guān)閉后，氣缸內(nèi)才開始真正的壓縮，活塞上移到接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞點(diǎn)火，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣。,掃氣口關(guān)閉后，隨著活塞的上移，曲軸箱內(nèi)形成一定真空，當(dāng)活塞底端打