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1、第 1 章 汽 车 发 动 机 总 论 第 一 节 汽车发动机的类型及工作原理 一、汽车发动机的类型 现代汽车所用发动机,除个别转子式发动 机外,绝大多数是往复活塞式内燃机。其分类 如下； 按完成一个工作循环活塞的往复次数不同 ,分为四冲程与二冲程发动机；按冷却方式不 同,分为水冷式与风冷式发动机。按气缸数不 同,分为单缸与多缸发动机(其中多缸发动机又 可按气缸排列形式分为直列、V形和对置式发 动机) ；按所用燃料不同,分为汽油机和柴油 机(其中汽油机又可分为化油器式与电喷式发 动机) ；按进气是否增压又可分为增压式与非 增压式发动机。 现代汽车大多采用四冲程、多缸(直列或V 形排列) 、水冷
2、式汽油或柴油发动机。 n往复活塞式n转子式 二冲程、风冷式 发动机 n四冲程、水冷式 发动机 直列式发动机V形发动机 二、发动机工作原理 1， 发动机能量转换机构的基本组成,运动特 点和基本术语 发动机的工作过程是周期性地将燃料燃烧 的热能,转变为机械能的过程。经过进气、压 缩、作功、排气，每进行一次称为一个工作循 环。 曲轴旋转两周，活塞往复运动四次完成一 个工作循环，称为四冲程发动机。 曲轴旋转一周，活塞往复运动二次完成一 个工作循环，称为二冲程发动机。 单缸四冲程汽油机基本结构示意图 n1-机油泵； n2-曲轴正时齿轮； n3-凸轮轴正时齿轮； n4-凸轮轴； n6-排气歧管； n7-进
3、气歧管； n8-进气门； n9-排气门； n10-化油器； n11-火花塞； n12-气缸盖； n14-气缸； n15-活塞； n18-活塞销； n21-飞轮； n22-曲轴； n24-油底壳 发动机基本术语 1 上止点： 活塞离 曲轴回转中 心最远处， 即指活塞上 行到最高位 置，称为上 止点心。 2 下止点 ： 活塞离曲 轴回转中心 最近处，即 指活塞下行 到最低位置 ，称为下止 点。 3 活塞行程（s） ： 即上、下止点间的距 离 单位（mm）。 4 曲柄半径 （R）： 曲轴连杆 轴颈的中心（ 即连杆大头） 至曲轴主轴颈 中心的距离,称 为曲柄半径。 （mm） 显然， S=2R。曲轴 每
4、转一周，活 塞移动两个行 程。 5 气缸工作 容积（Vh） ： 指活塞从上止 点到下止点所 让出的空间容 积（L）。 Vh=D2s/410 6 （L） 式中：D 气缸直径，mm 。 6燃烧室容 积（Vc ）： 指活塞在上 止点时，活塞 上方的空间叫 做燃烧室，它 的容积叫燃烧 室容积（L） 。 7发动机排量（VL）： 指发动机所有气缸工作容积之和（L）。 设发动机的气缸数为i，则 VL = Vh i 8 气缸总容 积（Va） ： 当活塞在 下止点时， 活塞上方的 容积称为气 缸总容积（L ）。它等于 气缸工作容 积与燃烧室 容积之和， 即 Va= Vh +Vc 9 压缩比（）： ()译音:衣普
5、西龙 气缸总容积与燃烧室 容积的比值，即 = Va/Vc vavhvc 1 压缩比（）：它表示活 塞由下止点运动到上止点时， 气缸内气体被压缩的程度。压 缩比越大，压缩终了时气缸内 的气体压力和温度也就越高。 一般车用汽油机的压缩比为 710之间，柴油机的压缩比 为1522之间。 四冲程汽油机工作原理 1进气行程： 当活塞由曲轴带动 , 从上止点向下止点运 动。此时进气门打开， 排气门关闭。活塞上腔 容积增大，在真空吸力 的作用下，经过空气滤 清器滤清的清洁空气与 汽油形成混合气，经进 气门被吸入气缸，至活 塞运动到下止点时，进 气门关闭，停止进气， 进气行程结束。此时气 缸内的气体压力约为
6、0.0750.09MKP 四冲程汽油机工作原理 2压缩行程： 活塞在曲轴的带动下，从 下止点向上止点运动。进、排 气门均关闭，活塞上腔容积不 断减小，混合气被压缩，至活 塞到达上止点时，压缩行程结 束。气体压力和温度同时升高 ，混合气进一步混合，形成可 燃混合气。此时，气缸内压力 为6001500kPa，温度 600800K ，远高于汽油的点 燃温度，因而很容易点燃。 四冲程汽油机工作原理 3作功行程： 压缩行程末，火花塞 产生电火花，点燃气缸内 的可燃混合气，并迅速着 火燃烧，气体产生高温、 高压，推动活塞由上止点 向下止点运动，再通过连 杆驱动曲轴旋转向外输出 作功。 四冲程汽油机工作原理
7、 4排气行程： 在作功行程终了时， 排气门被打开，活塞在 曲轴的带动下由下止点 向上止点运动。废气在 自身的剩余压力和活塞 的驱赶作用下，自排气 门排出气缸，至活塞运 动到上止点时，排气门 关闭，排气行程结束。 小 结 1. 发动机自行运转之前需要外力完成进气和压缩 两个冲程，通常用人力或起动机等带动发动机曲轴运 转。 2. 在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转 动，其他三个冲程都是曲轴带动活塞运动 。 3. 在整个循环过程中，进气门、排气门各开启一 次。 一个工作循环曲轴旋转720（2圈）；活塞上、下运 动四次（4个行程）。 小 结 4. 发动机着火运转的基本条件是： a 油：有油，混合
8、气浓度合适。 b 电：能产生足够的火花,点燃可燃混合气 。 c 气：气缸有足够压力可燃混合气。 d 点火正时：压缩冲程上止点前点火。 e 配气正时：定时将进、排气门开关。 四冲程柴油机工作原理 进气行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气缸 内活 塞上腔容积逐渐增大，形成真空度，在真空吸力作用下，新鲜空气被吸入气 缸。 压缩行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气 缸内 活塞上腔容积逐渐减小，空气被压缩，压力、温度升高。 作功行程 压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器喷入气缸内的高压空气 中， 迅速汽化并与空气形成可燃混合气，柴油自行着火燃烧
9、，气缸内压 力、 温度急剧升高，推动活塞由上止点向下止点运动，带动曲轴旋转作 功。 排气行程 在作功终了时，排气门被打开，曲轴带动活塞由下止点向上止点 运 动，废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气 缸。 学习目标 知识目标： 1.能正确描述发动机的基本结构、作用 和发动机的常用术语定义； 2.能简单叙述发动机基本工作原理； 3.能够正确描述发动机的总体构造。 第二节 发动机的总体构造 1: 机体组 2: 曲柄连杆机构 3: 配气机构 4: 供油系统 5: 冷却系统 6: 润滑系统 7: 起动系统 8: 点火系统等 EQ6100-1发动机剖面图 第三节 发动机的主要性能指标 及
10、编号规则 一、发动机的主要性能指标及编号规则 发动机的主要性能指标包括动力性指标(有 效转矩、有效功率及升功率)和经济性指标(有 效燃油消耗率) 。 1有效转矩 发动机曲轴对外输出的转矩称为有效转矩 ，用Me表示，单位为Nm。 2有效功率 发动机曲轴对外输出的功率称为有效功率，用Pe表示 ，单位为kW。 它等于有效转矩与角速度的乘积。有效转矩Me和曲轴 转速n可用测功器和转速计测定，然后用以下的公式计算 出发动机有效功率 3升功率 在标定工况(标定功率、标定转速)下发动机每升 气缸工作容积所发出的有效功率称为升功率，用PL 表示，单位是kW/L。 4有效燃油消耗率 发动机在l h内持续发出lkW有效功率所消耗的燃油 量，称为有效燃油消耗率，也称有效比油耗或有效耗 油率，用ge表示，单位是g(kWh)。 二、国产内燃机编制规则 发动机型号编制举例： (1) EQ 61001型汽油机：表示二汽生产、六 缸、四冲程、缸径100mm、水冷、通用型、 第一种变型产品。 (2) 6120 Q柴油机：表示6缸、四冲程、缸径 120mm、水冷、车用。 (3) 12V135Z柴油机：表示12缸、V形、四冲 程、缸径135mm、水冷、增压。 END
