项目一发动机类型识别及工作原理

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1、项目一 发动机类型识别及工作原理 【项目描述】 学习目标： 1能识别汽车发动机的类型； 2掌握汽车发动机的工作原理。 工作任务： 1识别发动机的类型； 2掌握发动机的基本结构与基本术语； 3掌握常见汽车发动机的工作原理。任务一 识别发动机类型 【任务目标】 能识别汽车发动机的类型。发动机是将某一种形式的能量转变成机械能 的机器。 现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将 燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能 转变成机械能。发动机的定义： 汽车发动机的分类 一、按照活塞运动方式不同分为往复活塞式 旋转活塞式 转子发动机与往复活塞式发动机相比 ，具有体积较小、重量轻、重心低、 高功率容积比（发

2、动机容积较小就能 输出较多动力）、曲轴平衡简单、转 速高、振动和噪声较低、故障率低等 优点。但是其制造成本高昂，耐用性 也低于往复活塞式发动机。转子发动 机成功运用于市场产品的仅有马自达 RX系列跑车。 汽车发动机的分类 二、按照所用燃料不同分为汽油机 柴油机 汽油机与柴油机相比较各有特点：汽油机转 速高，体积小、质量轻，工作中振动及噪音 小，起动容易，制造成本低，但热效率和经 济性不如柴油机，适合于中、小型汽车，尤 其是高速汽车的使用；柴油机转速低，压缩 比大，热效率高，燃料消耗率低，经济性能 和排放性能比汽油机好，但体积大、质量重 ，工作中振动及噪音较大，起动性差（尤其 是低温时），价格高

3、，超负荷运转时容易冒 黑烟，最大功率时的转速低，适合于载货汽 车的使用。 汽车发动机的分类 三、按照行程不同分为二冲程发动机 四冲程发动机 二冲程发动机体积小、重量轻、 功率大、结构简单，制造、维修 方便，可靠性高，价格便宜，但 油耗高、排放高，主要用于一些 对重量、体积和可靠性要求较高 的汽车或摩托车；四冲程发动机 体积大、结构复杂，油耗低，排 放低，制造、维修较麻烦，价格 相对较高，用于大多数汽车。 汽车发动机的分类 四、按照冷却方式不同分为水冷发动机 风冷发动机 水冷发动机冷却均匀，水路和冷却 强度可调节，工作可靠，冷却效果 好，广泛地应用于现代车用发动机 。风冷发动机结构简单，质量轻，

4、 维护使用方便，对气候变化适应性 强，起动快，不需要散热器，但缸 体和缸盖刚度差，振动大，噪声大 ，容易过热。被一些军用汽车和个 别载货汽车采用。风冷发动机还用 于缺水地区。 汽车发动机的分类 五、按照汽缸数目不同分为单缸发动机 多缸发动机 单缸发动机工作平稳性差，转速波动大，振 动大，且随着转速或排量的增加而增大，但 其结构简单，重量轻，结构尺寸小，制造成 本较低，维护方便。多缸发动机在同等缸径 下，排量和功率较大；在同等排量下，多缸 发动机的缸径小，允许转速高、升功率大， 运转平稳，振动与噪声较小。现代汽车都采 用多缸发动机。微型汽车发动机多为3缸，小 型载重汽车、客车和中型以下轿车发动机

5、多 为4缸；中型载重汽车、大型轿车及客车发动 机多为6缸；重型汽车一般为68缸。 汽车发动机的分类 六、按照汽缸排列同分为L型发动机 V型发动机 H型发动机 W型发动机 L型发动机结构简单、体积小、制造 成本低、运转平衡性和操控性好,但 是L型发动机随着缸数的增加长度也 将增加，缸数、最大功率都受到限制 ，主要有L3、L4、L5、L6型。L型 发动机在国产汽车中应用十分广泛， 几乎所有中档以下的国产车及采用四 缸发动机的车型都是直列发动机。宝 马的L6(直列六缸)发动机在技术含量 、缸数、性能表现上是直列发动机的 极致。V型发动机缩短了机体的长度和高度， 高度的降低可以提高汽车的空气动力学 性

6、能；长度的缩短可以增加驾乘舱的空 间，扩大汽缸直径和汽缸数来提高发动 机的排量和功率。汽缸的对向布置，可 使发动机运转更平顺。但V型发动机结 构复杂、制造成本高、保养和维修较为 困难。V型发动机从V3到V5、V6、V8、 V10、V12、V16都有，排气量可以从很 小做到很大。W型发动机比V型发动机的长度更短 ，重量更轻，体积更小。但W型发动 机结构过于复杂，制造成本高昂，其 宽度更大，发动机室更满。W型发动 机是大众的专利技术，只有大众集团 旗下的顶级车型上才使用W型发动机 ，目前主要有W12和W16。H型发动机的汽缸平放，降低了机体的 高度和汽车的重心，增强了汽车的行驶 稳定性和操控性；H

7、型发动机较V型发 动机运转平顺性更好，油耗更低、功率 损耗更小。但水平对置发动机的结构复 杂，造价和养护成本高。另外由于重力 作用汽缸的上侧得不到充分润滑。富士 WRX-Sti和保时捷911车都采用的是水平 对置发动机。汽车发动机的分类 七、按照是否增压分为自燃吸气式发动机 增压式发动机 发动机增压可以分为机械增压、气波增压、废气 涡轮增压、复合增压四种，其中废气涡轮增压是 最常见的增压装置，它是利用发动机排出废气的 惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴 的叶轮压送空气。增压使进入燃烧室内的空气量 增多，发动机的功率及扭矩可增大20%30%。 但采用增压技术后使发动机强度、机械加工精度

8、、装配技术等要求更严格。同时采用涡轮增压后 会出现动力输出反应滞后，即突然加速时，瞬间 会有提不上速度的感觉。 【任务实施】 步骤1工具准备1准备翼子板护垫三件套、方向盘套、换档手柄套、椅背 套、脚垫、抹布等。 2将上述工具在工具车上叠放整齐。 步骤2从车身标记识别发动机的类型从汽车外围标记识别发动机的类型及有关技术特征。步骤3打开车门安装三件套1打开车门； 2依次安装地板垫、方向盘套、座椅套等。 步骤4打开发动机舱盖释放杆打开打开发动机舱盖释放杆开关（不同的车型位置和形 状有所不同）。 步骤5打开发动机舱盖挂钩打开发动机舱盖挂钩。步骤6打开发动机舱盖1打开发动机舱盖； 2安装发动机舱盖支撑杆

9、。 步骤7安装翼子板布安装翼子板布。 步骤8取下发动机装饰盖 1观察发动机装饰盖上的标记； 2取下发动机装饰盖。 步骤9观察发动机1找出发动机各主要部件位置； 2判断发动机的类型并记录； 3讨论发动机的特点。 步骤10清洁1安放发动机装饰盖 2取下翼子板布并叠放整齐； 3关闭发动机舱盖； 4取下方向盘套、座椅套、地板垫等并叠放整齐。5做好车身和地面清洁工作。 任务二 掌握发动机基本结构与基本术语 【任务目标】 理解四冲程发动机的基本术语1.2 四行程发动机工作原理 一、发动机结构基本术语 上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积

10、(Va ) 压缩比发动机排量工作循环一、上止点 活塞在汽缸内作往复直线运动时，当活塞运动到距离曲轴旋转中心最 远时活塞顶所处的位置，称为上止点。 二、下止点 活塞在汽缸内作往复直线运动时，当活塞运动到距离曲轴旋转中心最 近时活塞顶所处的位置，称为下止点。 三、活塞行程 活塞从一个止点到另一个止点所移动的距离，即上、下止点之间的距 离称为活塞行程，一般用s表示。 四、曲柄半径 曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示 。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即S=2R。 五、汽缸工作容积 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为汽缸工作容积 ，一般用Vh表示。 六、燃烧室容积

11、 活塞位于上止点时，其顶部与汽缸盖之间的容积称为燃烧室容积，一 般用Vc表示。七、汽缸总容积 活塞位于下止点时，其顶部与汽缸盖之间的容积称为汽缸总容积。一般 用Va表示。汽缸总容积就是汽缸工作容积和燃烧室容积之和，即Va VcVh。 八、发动机排量 多缸发动机各汽缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般用VL表示 。 九、压缩比 压缩比是指气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即汽缸总容 积与燃烧室容积之比称为压缩比。压缩比表示了气体的压缩程度，是发 动机中一个非常重要的概念，发动机实际的压缩比往往受汽缸密封程度 的影响而改变，一般用表示。通常汽油机的压缩比为610，柴油机的 压缩比较高，一

12、般为1622。 十、工作循环 每一个工作循环包括进气、压缩、做功和排气过程，即完成进气、压缩 、做功和排气四个过程叫一个工作循环。任务三 掌握汽车发动机的工作原理【任务目标】 掌握汽车发动机的工作原理一、四冲程汽油机的工作原理 1进气行程：随着曲轴的旋转， 活塞从上止点向下止点运动，这时 进气门打开，排气门关闭。进气过 程开始时，汽缸内残存有上一循环 未排净的废气，因此，汽缸内的压 力稍高于大气压力。随着活塞下移 ，汽缸内容积增大，压力减小，当 压力低于大气压时，在汽缸内产生 真空吸力，空气经空气滤清器、进 气管道、进气门等被吸入汽缸。由 于进气系统的阻力，进气终了时， 汽缸内气体压力略低于大

13、气压，约 为0.0750.09Mpa。同时由于受 残余废气和高温机件的加热，气体 温度升至370400K。 2压缩行程：进气行程结束 后，活塞在旋转曲轴的带动 下，从下止点向上止点运动 ，这时进气门和排气门都关 闭，汽缸内成为封闭容积， 进入汽缸内的可燃混合气受 到压缩，压力和温度不断升 高，当活塞到达上止点时压 缩行程结束。此时气体的压 力和温度主要随压缩比的大 小而定，气体压力约为0.6 1.2MPa，温度可达600700K。 3做功行程：当活塞位于 压缩行程接近上止点(即点 火提前角)位置时，火花塞 产生电火花点燃混合气并 迅速燃烧，这时进气门和 排气门仍然保持关闭，混 合气燃烧放出大量

14、的热使 汽缸内的气体温度和压力 急剧升高，从而推动活塞 从上止点向下止点运动， 通过连杆使曲轴旋转并输 出机械能。4排气行程：当做功接近终了时 ，排气门开启，进气门仍然关闭 ，如图1-21所示，靠废气的残余压 力先进行自由排气，活塞到达下 止点再向上止点运动时，继续把 废气强制排出到大气中去，活塞 越过上止点后，排气门关闭，排 气行程结束。由于燃烧室容积的 存在，不可能将废气全部排出汽 缸。受排气阻力的影响，排气终 止时，气体压力仍高于大气压力 ，约为0.1050.115MPa，温度约 为9001200K。 曲轴继续旋转，活塞从上止点向 下止点运动，又开始了下一个新的工作循环。 二、四冲程柴油

15、机与四冲程汽油机的主要区别1在进气行程，柴油机进入汽缸的是纯空气；而汽油机进入汽缸的是可燃混合气。柴油发动机混合气形成的 时间比汽油发动机混合气形成时间短。 2在压缩行程，柴油发动机的压缩比大，而汽油发动机的压缩比小。 3点火方式不同，柴油机使用压燃式点火方式，汽油机使用点燃式点火方式。 4柴油发动机和汽油发动机燃烧室的构造不同。 5柴油发动机转速低，汽油发动机转速高。三、二冲程发动机的工作原理和工作过程曲轴箱换气式二冲程汽油机，汽缸上有三排孔，利用这三排孔分别在一定 时刻被活塞打开或关闭来进行进气、换气和排气的。当活塞向上运动到将 三排孔都关闭时，活塞上部形成了密闭的空间并开始压缩混合气，此

16、时压 缩过程开始；活塞继续上行，活塞下方进气孔开始打开，可燃混合气进入 曲轴箱，此时进气过程开始；活塞接近上止点时，火花塞点燃混合气，气 体燃烧膨胀，推动活塞向下运动，此时做功过程开始；进气孔关闭，曲轴 箱内的混合气受到压缩，当活塞接近下止点时，排气孔打开，排出废气， 此时排气过程开始；活塞再向下运动，换气孔打开，受到压缩的混合气便 从曲轴箱经进气孔流入汽缸内，并扫除废气，此时换气过程开始。转子发动机的工作原理和工作过程转子发动机是由德国科学家汪克 尔发明的。转子发动机全称为三 角活塞转子发动机，是一种特殊 的活塞式发动机。转子发动机的 活塞是一个凸弧边三角形，当转 子在近似椭圆的缸体内旋转时， 弧边三角形的三个顶点与缸壁保 持接触，从而使转子弧面同缸壁 之间形成三个相互分隔的工作室 。这三个工作室的容积大小随转 子的转动而周期性变化，转子每 旋转一周，各个工作室都能完成 一次进气、压缩、点火、做功、 排气四个冲程的工作过程，这四 个冲程同活塞往复式发动机的四 个冲程相对应，