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1、四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 2009年8月 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 张 黎 骅 AUTOMOBILE AND TRACTORAUTOMOBILE AND TRACTOR 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 主要内容 1.1 内燃机的总体构造 1.2 内燃机的基本工作原理 1.3 内燃机的主要性能指标 1.4 影响内燃机工作性能的主要因素 1.5 小 结 四川农业大学农机
2、系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 1.1 1.1 内燃机的总体构造内燃机的总体构造 发动机是将燃料燃烧释放的热能转变成机械能的机械；凡是将燃料燃 烧所产生的热能转变成机械能的机器统称为热力发动机，简称发动机 。 热力发动机分类：根据燃料燃烧部位不同分为 （1）外燃机：燃料在发动机外部燃烧的称为外燃机，如蒸汽机、 汽轮机等等； （2）内燃机：燃料直接在发动机内部燃烧的称为内燃机，如柴油 机、汽油机等等； 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 内燃机的分类内燃机的
3、分类 转子式内燃机转子式内燃机往复活塞式内燃机往复活塞式内燃机 目前，汽车拖拉机主要采用往复活塞式内燃机。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 往复活塞式内燃机分类往复活塞式内燃机分类 1、按所用燃料分：汽油机、柴油机、石油液化气机、沼气机等； 2、按循环行程数分：二行程发动机、四行程发动机； 3、按气缸数分：单缸发动机、多缸发动机 4、按冷却方式分：水冷式发动机、风冷式发动机； 5、按着火方式分：点燃式发动机、压燃式发动机； 6、按气缸排列方式分：立式发动机、卧式发动机、V型发动机、对置式 发动机； 四川农业大学农机
4、系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 发动机是汽车最 主要的总成之一 ，动力的来源。 被称为汽车的“ 心脏”。 内燃机的总体构造 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 两大机构 曲柄连连杆机构 配气机构 五大系统统供给给系 点火系(汽油机专专用) 冷却系 润润滑系 起动动系 发动机的总体构造 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 连杆飞轮曲轴活塞 进气门排气门推杆挺柱 正时齿轮 四川农业大学
5、农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 1、组成：气缸盖、气缸体及油 底壳。 一、机体组 2、作用：作为发动机各机构、各系统 的装配基体，而且其本身的许多部件 有分别是曲柄连杆机构、配气机构、 供给系、冷却系和润滑系的组成部分 ； 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 二、曲柄连杆机构 1、组成：主要包括活塞连杆组、曲轴飞轮组等。 2、作用：是发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲 轴的旋转运动而输出动力。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机
6、学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 三、配气机构 1、组成：主要包括进气门、排气门、挺柱、推杆、摇臂、凸轮轴、 以及凸轮轴正时齿轮（由曲轴正时齿轮驱动）。 2、作用：使可燃 混和气及时充入气 缸并及时从气缸排 出废气。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 1、组成：主要包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、喷油器、空气滤清 器，进气管、排气管，排气消声器等。 四、燃油供给系 2、作用：把汽油和空气混合成 合适的可燃混合气供入气缸，以 供燃烧，并将燃烧生成的废气排 出发动机。 四川农业大学农机
7、系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 1、组成：主要包括供给低压电流的蓄电池和发电机；将低压电流变成高 压电流的断电器（与分电装置等组合成为分电器）和点火线圈，把高压电 流按规定时刻通过分电装置通到各气缸的火花塞等。 五、点火系 2、作用：保证按规定时刻及时 点燃气缸中被压缩的混合气。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 1、组成：主要包括水泵、散热器、风扇、分水管、气缸体放水阀以 及气缸体和气缸盖里铸出得空腔水套等。 六、冷却系 2、作用:把受热机件的热 量散
8、到空气中去，以保证 发动机正常工作。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 七、润滑系 1、组成：主要包括机油泵、集滤 器、限压阀、润滑油道、机油粗 滤器、机油细滤器和机油冷却器 等。 2、作用：是将润滑油供给作相对 运动的零件以减少它们之间的摩 擦阻力，减轻机件的磨损，并部 分的冷却摩擦零件，清洗摩擦表 面。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 八、起动系 1.组成：主要包括蓄电池、起 动机及其控制电路组成。 2.作用：用以使静止的发动 机起动
9、并转入自行转动。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 燃烧室容积 (Vc ) 气缸总容积 (Va ) VL= V h i Vh= D2S 10-6/4 （L） D气缸直径，mm S活塞行程，mm 1.基本术语 发动机排量(VL) 气缸工作容积(V h ) 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压 缩比。用表示。 现代汽油机压缩比一般为911。
10、 柴油机压缩比一般为1622。 压缩比 = Va/Vc 压缩比是内燃机重要 的技术指标。压缩比 的大小反映了气体在 汽缸内被压缩的程度 。压缩比越大其动力 性和经济性越好。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 名 称成 因 现现 象后 果 爆燃 由于气体压压力和温 度过过高，在燃烧烧室 内离点燃中心较远较远 处处的末端可燃混合 气自燃而造成的一 种不正常燃烧烧。 火焰以极高的速率 向外传传播，形成压压 力波，以声速向前 推进进。当压压力波撞 击击燃烧烧室壁时时就发发 出尖锐锐的敲缸声。 还还会引起发动发动 机过热过热
11、， 功率下降，燃油消耗量增 加等一系列不良后果。严严 重爆燃时时甚至造成气门门 烧烧毁、轴轴瓦破裂，火花 塞绝缘绝缘 体击击穿等。 表面点火 由于燃烧烧室内炽热炽热 表面与炽热处炽热处 (如 排气门头门头 ，火花塞 电电极，积积炭处处)点 燃混合气产产生的另 一种不正常燃烧烧。 伴有强烈的较较沉闷闷 敲击击声。 产产生的高压压会使发动发动 机 机件负负荷增加，寿命降低 。 压缩比过大的不良后果 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 工作循环 工作循环：发动机完成一次能量交换的过程。称为完 成一个工作循环。即发动机历经了进
12、气、压缩、燃烧、作功 、排气五个顺序一定的连续工作过程。 四行程内燃机：活塞在汽缸内往复四次(四个行程)，完 成一个工作循环。 二行程内燃机：活塞在汽缸内往复二次(二个行程)，完 成一个工作循环。 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 2.2.四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作原理 a、进气行程 b、压缩行程 c、作功行程 d、排气行程 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 进气行程 示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化 情况。
13、排气门关闭 进气门开启 活塞 温度370440 K， 压 力7590 kPa 大气压力线 P V r a 示功图 上止点 下止点 a、进气行程 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 进气门关闭 排气门关闭 活塞 压缩比： =Va/Vc P V r a 示功图 大气压力线 c 上止点 下止点 温度600800K， 压力6001500 kPa b、压缩行程 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 作功行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 P V r a 示
14、功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 瞬时最高：温度 22002800 K， 压力 35MPa 作功终了：温度 15001700 K， 压 力300500 kPa c、作功行程 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 排气行程 进气门关闭 排气门打开 活塞 P V r 示功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 温度9001200 K 压力 105125 kPa 残余废气 d、排气行程 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 四冲程发动机工
15、作状态 状态态 行程 温 度(K) 压压 力 进进气行程3704407590 kPa 压缩压缩 行程6008006001500 kPa 作功行程 22002800(瞬时时最高 ) 15001700(作功终终了 ) 35MPa (瞬时时最高) 300500 kPa (作功终终了 ) 排气行程9001200105125 kPa 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 3.四冲程柴油机的工作原理 喷油器 进气门 排气门 纯空气 温度300370K压 力800900 kPa 温度8001000K压 力35 MPa 温度800100
16、0K 压力105400 kPa 终了：温8001000K 压力105400 kPa 瞬时：温度18002200K压 力510 MPa 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 柴油机工作时各行程状态参数 状态态 行程 温度(K)柴油机工作时时各 行程状态态参数 压压力 进进气行程320350800900 kPa 压缩压缩 行程800100035MPa 作功行程 22002800(瞬时时最高) 15001700(作功终终了) 510MPa (瞬时时最高) 300500 kPa (作功终终了) 排气行程8001000105125 kPa 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构造和工作原理发动机总体构造和工作原理 思考 四冲程汽油机和柴 油机的工作循环有 什么异同之处呢？ 四川农业大学农机系 汽车拖拉机学汽车拖拉机学 第第1 1章章 发动机总体构
