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1、2018/8/112018/8/11Engine 第一章 发动机的基础知 识 第一节 发动机的分类和基本构造 第二节 发动机常用术语 第三节 发动机的工作原理 第四节 发动机的主要性能指标与特 性 Engine 第一节 发动机的分类和基本 构造 分类(1) 按照所用燃料分类 汽油机（gasoline engine） 柴油机(diesel engine) Engine(2) 按照行程(stroke)分类 内燃机按照完成一个工作循环 (operating cycle)所需的行程数可分为四 行程内燃机(four - stroke cycle engine)和 二行程内燃机(two - stroke
2、cycle engine) 。 Engine四行程与两行程发动机举例Engine(3) 按照冷却方式分类内燃机按照冷却方式不同可以分为水 冷发动机(liquid - cooled engine)和风冷 发动机(air - cooled engine). Engine可分为单缸发动机(single - cylinder engine)和多缸发动机(multi - cylinder engine ) .(4) 按照气缸(cylinder)数目分类 Engine(5) 按照气缸排列方式分类 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为 单列式和双列式。单列式发动机(inline engine)的各个气缸排成一
3、列，一般是垂直布 置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置 成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸 排成两列，两列之间的夹角180(一般为 90)称为V型发动机(V-type engine)，若两列 之间的夹角=180称为对置式发动机 (opposed engine)。Engine单列式与双列式发动机举例Engine(6) 按照进气系统是否采用增压方式分类可以分为自然吸气( 非增压)式发动机 naturary aspirated engine(non - supercharged engine) 和强制进气(增压式)发 动机(supercharged engine ) .Engine 第一节 发
4、动机的分类和基本 构造曲柄连杆机构 配气机构 燃料供给系统（fuel supplying system） 润滑系统(lubricating system) 冷却系统(cooling system) 点火系统(igniting system) 起动系统(starting system) 2. 基本构造Engine曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是 发动机实现工作循环 ，完成能量转换的主 要运动零件。它由机 体组、活塞连杆组和 曲轴飞轮组等组成。 思考:右图中那些机体组、 活塞连杆组和曲轴飞轮组?Engine 配气机 构 配气机构的功用是根据发动机的工作 顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门 和排气门，
5、使可燃混合气或空气进入。Engine 燃料供给系统 fuel supplying system汽油机燃料供给系 的功用是根据发动机的 要求，配制出一定数量 和浓度的混合气，供入 气缸，并将燃烧后的废 气从气缸内排出到大气 中去. 燃料供给 系统Engine 润滑系统 lubricating system润滑系的功用是向 作相对运动的零件表面 输送定量的清洁润滑油 ，以实现液体摩擦，减 小摩擦阻力，减轻机件 的磨损。并对零件表面 进行清洗和冷却。润滑 系通常由润滑油道、机 油泵、机油滤清器和一 些阀门等组成。 润滑 系统Engine 冷却系统 cooling system冷却系的功用是 将受热零
6、件吸收的部 分热量及时散发出去 ，保证发动机在最适 宜的温度状态下工作 。水冷发动机的冷 却系通常由冷却水套 、水泵、风扇、水箱 、节温器等组成。 Engine 点火系统 igniting system能够按时在火花塞电极间产生电火花的全 部设备称为点火系 .点火系通常由 蓄电池、发电机、 分电器、点火线圈 和火花塞等组成. Engine 起动系统 starting system曲轴在外力作 用下开始转动到发 动机开始自动地怠 速运转的全过程， 称为发动机的起动 。完成起动过程所 需的装置，称为发 动机的起动系。 Engine汽油机由以上两大机构和五大系统组 成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃
7、料 供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动 系组成.柴油机由以上两大机构和四大系统组 成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料 供给系、润滑系、冷却系和起动系组成， 柴油机是压燃的，不需要点火系。 Engine第二节 发动机常用术语 上止点TDC (Top Dead Center) 下止点BDC (Bottom Dead Center) Engine第二节 发动机常用术语 活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即 上、下止点之间的距离称为活塞行程。一般用表 示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180. 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，
8、即 S =2R 。 Engine第二节 发动机常用术语 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。一般用Vh表示：式中：D气缸直径，单位mm； S活塞行程，单位mm； 活塞位于下止点时， 其顶部与气缸盖之间的容 积称为气缸总容积Va:Engine第二节 发动机常用术语多缸发动机各气缸工作容积的总和，称 为发动机排量。一般用VL表示：式中:n气缸个数； Vh单个气缸的工作容积. Engine第二节 发动机常用术语压缩比(compression ratio)表示了气体的压缩程度，它是气体压 缩前的容积与气体压缩后的容积之比值， 即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩 比。一般用表
9、示。 通常汽油机的压缩比为610，柴 油机的压缩比较高，一般为1622。 第三节 发动机的工作原理 进气行程压缩行程 排气行程作功行程四行程汽油机的工作原 理Engine四行程发动机的工作原理剪辑(1) 进气行程(1）进气行程 化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器 中进行混合，形成可燃混合气后吸人气缸。 进气过程中，进气门开启 ，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积 增大，从而气缸内的压力降低到大气压以下，即在气缸内造成真空吸力 。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸人气缸。由于进气系统 有阻力，进气终了时气缸内的气体压力约为0075009MPa。Engi
10、ne(2) 压缩行程压缩行程为使吸人气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压 力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩 ，使其容积缩小、密度加大、温度升高，故需要有压缩过程。在这 个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点 移动一个行程，称为压缩行程。在示功图上，压缩行程用曲线ac表 示。活塞达到上止点时压缩终了，此时，混合气被压缩到活塞上方 很小的空间，即燃烧室中。可燃混合气压力pc升高到061 2MPa，温度可达 600700K。Engine(3) 做功行程作功行程在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装 在气缸盖上的火花塞即发出电火花，
11、点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合 气燃烧后，放出大量的热能，其压力和温度迅速增加，所能达到的最高压 力pz约为35MPa，相应温度则为22002800K。高温、高压燃气推动活 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。它除了 用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。示功图上曲线 幼表示活塞向下移动时，气缸内容积增加，气体压力和温度都降低，在作 功行程终了的b点，压力降至0305MPa，温度则降为13001600K 。Engine(4) 排气行程排气行程可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便 进行下一个工作循环。 当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气 的压力进行自由排气，活塞腑下止点后再向上止点移动时，继续将 废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。这一 行程在示功图上用曲线br表示。在排气行程中，气缸内压力稍高于 大气压力，约为01050115MPa。排气终了时，废气温度约为 9001200K。 由于燃烧室占有一定的容积，因此在排气终了时 ，不可能将废气排尽，这一部分留下的废气称为残余废气。 综上所述，四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行 程，完成一个工作循环。这期间活塞在上、下止点间往复移动了四 个行程，曲轴旋转了两周。
