汽车构造汽车发动机总体构造及工作原理.ppt

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1、n汽车发动机是将某种形式的能量转变为机械汽车发动机是将某种形式的能量转变为机械能并对外输出动力的机器，通过底盘驱动汽车能并对外输出动力的机器，通过底盘驱动汽车行驶。行驶。n目前汽车上目前汽车上使用的发动机使用的发动机绝大多数是往绝大多数是往复活塞式内燃复活塞式内燃机。内燃机是机。内燃机是燃料在发动机燃料在发动机内部燃烧的一内部燃烧的一种热力发动机种热力发动机。发动机组成发动机组成发动机分类发动机分类发动机基本术语发动机基本术语国产内燃机型国产内燃机型号编制规则号编制规则 发动机技术发发动机技术发展趋势展趋势四冲程发动机四冲程发动机工作原理工作原理转子发动机工转子发动机工作原理作原理发动机主要性

2、能发动机主要性能指标与特性指标与特性一、一、一、一、发动机的分类发动机的分类发动机的分类发动机的分类1 1 1 1）按所用燃料分）按所用燃料分）按所用燃料分）按所用燃料分:汽油机和柴油机等。汽油机和柴油机等。汽油机和柴油机等。汽油机和柴油机等。第一讲 发动机的基本知识火花塞火花塞喷油器喷油器一、一、一、一、发动机的分类发动机的分类发动机的分类发动机的分类2 2）按工作循环分）按工作循环分:四冲程式和二冲程式。四冲程式和二冲程式。一、一、一、一、发动机的分类发动机的分类发动机的分类发动机的分类3 3）按冷却方式分）按冷却方式分:水冷式和风冷式。水冷式和风冷式。一、一、一、一、发动机的分类发动机的

3、分类发动机的分类发动机的分类4 4）按气缸数目分）按气缸数目分:单缸和多缸式。单缸和多缸式。一、一、一、一、发动机的分类发动机的分类发动机的分类发动机的分类5 5）按气缸布置方式分）按气缸布置方式分:直列式、直列式、V V形等。形等。6 6）按点火方式分）按点火方式分:点燃式和压燃式。点燃式和压燃式。7 7）按活塞运动方式不同）按活塞运动方式不同:往复活塞式和旋转活塞式。往复活塞式和旋转活塞式。8 8）按用途分类：）按用途分类：固定式和移动式。固定式和移动式。9 9）按气缸中的气门数分类：）按气缸中的气门数分类：二气门式、四气门式和二气门式、四气门式和 五气门式等。五气门式等。1010）按照进

4、气系统是否采）按照进气系统是否采用增压方式分类：用增压方式分类：自然吸自然吸气气(非增压非增压)式发动机和强式发动机和强制进气制进气(增压式增压式)发动机。发动机。二、发动机总体构造二、发动机总体构造发动机有两大机构发动机有两大机构五大系统组成。五大系统组成。n n1.1.1.1.曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构n n功用：将活塞的往复功用：将活塞的往复功用：将活塞的往复功用：将活塞的往复n n直线运动转化为曲轴直线运动转化为曲轴直线运动转化为曲轴直线运动转化为曲轴的的的的n n旋转运动对外输出动旋转运动对外输出动旋转运动对外输出动旋转运动对外输出动力。力。力。力。n n组成：

5、主要由组成：主要由组成：主要由组成：主要由气缸体、气缸体、气缸体、气缸体、n n气缸盖、油底壳、活气缸盖、油底壳、活气缸盖、油底壳、活气缸盖、油底壳、活塞、塞、塞、塞、n n连杆、曲轴和飞轮连杆、曲轴和飞轮连杆、曲轴和飞轮连杆、曲轴和飞轮等等等等零零零零n n件组成。件组成。件组成。件组成。2.2.配气机构配气机构n功用：根据发动机的工作循环和工作过程，定时开功用：根据发动机的工作循环和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门。启和关闭进气门和排气门。n组成：一般由组成：一般由气门、气门弹簧、凸轮轴、正时齿轮、气门、气门弹簧、凸轮轴、正时齿轮、齿形皮带、摇臂、挺柱齿形皮带、摇臂、挺柱等组成。等组

6、成。3.3.燃料供给系燃料供给系n功用功用：按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或发按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时将燃油和空气及时地供给气缸，并火次序的要求，定时将燃油和空气及时地供给气缸，并将燃烧后的废气及时排除。将燃烧后的废气及时排除。n组成：主要由组成：主要由油箱、油泵、汽油滤清器、喷油器、喷油箱、油泵、汽油滤清器、喷油器、喷油泵、化油器、空气滤清器、进排气管、排气消音器油泵、化油器、空气滤清器、进排气管、排气消音器等等组成。组成。4.4.冷却系冷却系n功用：将受热零件吸功用：将受热零件吸收的部分热量及时散发收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最出去，保证发

7、动机在最适宜的温度状态下工作。适宜的温度状态下工作。n水冷发动机的冷却系水冷发动机的冷却系通常由通常由冷却水套、水泵、冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器风扇、水箱、节温器等等组成。组成。5.5.润滑系润滑系n功用：向作相对运动的零功用：向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，油，以实现液体摩擦，减小减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，摩擦阻力，减轻机件的磨损，同时还有冷却、清洁、密封、同时还有冷却、清洁、密封、防腐防腐的作用。的作用。n通常由通常由润滑油道、机油泵、润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门机油滤清器和一些阀门等组等组成。成。6.6.点火系点火

8、系n功用：是保证按规定功用：是保证按规定时刻及时点燃气缸中被时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。压缩的混合气。n组成：通常由组成：通常由蓄电池、蓄电池、发电机、分电器、点火发电机、分电器、点火线圈、点火开头和高压线圈、点火开头和高压线线等组成。等组成。7.7.起动系起动系n功用：用外力转动发功用：用外力转动发动机的曲轴，使活塞作动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功。燃混合气燃烧膨胀作功。n主要由主要由起动机及其附起动机及其附属装置属装置等组成。等组成。三、发动机基本术语三、发动机基本术语1.1.1.1.上止点上止点上止点上止点10.10.压缩比压缩比6

9、.6.燃烧室容积燃烧室容积2.2.下止点下止点3.3.活塞行程活塞行程4.4.曲柄半径曲柄半径5.5.气缸工作容积气缸工作容积7.7.气缸总容积气缸总容积8.8.发动机排量发动机排量9.9.工作循环工作循环上止点上止点下止点下止点1.1.上止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心最上止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置。远的极限位置。2.2.下止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的位置。下止点：活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的位置。3.3.活塞行程：上、下止点之间的距离。一般用活塞行程：上、下止点之间的距离。一般用s s表示，表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转对应一个活塞行程，曲轴旋转180180。曲

10、曲轴轴曲曲柄柄曲曲柄柄销销4.4.4.4.曲柄半径曲柄半径曲柄半径曲柄半径n n曲轴曲轴曲轴曲轴旋转中心到曲旋转中心到曲旋转中心到曲旋转中心到曲柄销中心之间的距离柄销中心之间的距离柄销中心之间的距离柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般称为曲柄半径，一般称为曲柄半径，一般称为曲柄半径，一般用用用用R R R R表示。通常活塞表示。通常活塞表示。通常活塞表示。通常活塞行程为曲柄半径的两行程为曲柄半径的两行程为曲柄半径的两行程为曲柄半径的两倍，即倍，即倍，即倍，即s=2Rs=2Rs=2Rs=2R 。曲柄半径曲柄半径式中：式中：D D气缸直径，单位气缸直径，单位mmmm；S S活塞行程，单位活塞行程，

11、单位mmmm。工作容积工作容积5.5.气缸工作容积气缸工作容积n活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。一般用称为气缸工作容积。一般用VhVh表示：表示：6.6.燃烧室容积燃烧室容积n活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。一般用的容积称为燃烧室容积。一般用VcVc表示。表示。7.7.气缸总容积气缸总容积n活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。一般用气缸总容积。一般用VaVa表示，显而易见，气缸总容积就表示，显

12、而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即VaVaVcVcVhVh。8.8.发动机排量发动机排量n多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般用动机排量。一般用VLVL表示：表示：式中：式中：V Vh h气缸工作容积；气缸工作容积；i i气缸数目。气缸数目。9.9.压缩比压缩比n压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前压缩比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。一般用与燃烧室容积之比称为压

13、缩比。一般用表示。表示。式中：式中：VaVa气缸总容积；气缸总容积；VhVh气缸工作容积；气缸工作容积；VcVc燃烧室容积。燃烧室容积。n通常汽油机的压缩比为通常汽油机的压缩比为6 61010，柴油机的压缩比一般为柴油机的压缩比一般为16162222。10.10.工作循环工作循环n每一个工作循环包括进气、压缩、作功每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气四个过程，即和排气四个过程，即由进气、压缩、做功、由进气、压缩、做功、排气排气4 4个过程组成的循环称为发动机的工作个过程组成的循环称为发动机的工作循环循环。四、国产内燃机型号编制规则四、国产内燃机型号编制规则四、国产内燃机型号编制规则四、国产

14、内燃机型号编制规则示示 例：例：(1)(1)汽油机汽油机 1E65F1E65F：表示单缸，二行程，缸径：表示单缸，二行程，缸径65mm65mm，风冷通用型，风冷通用型 4100Q4100Q：表示四缸，四行程，缸径：表示四缸，四行程，缸径100mm100mm，水冷车用，水冷车用 4100Q-44100Q-4：表示四缸，四行程，缸径：表示四缸，四行程，缸径100mm100mm，水冷车用，水冷车用，第四种变型产品第四种变型产品 CA6102CA6102：表示六缸，四行程，缸径：表示六缸，四行程，缸径102mm102mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符号表示系列符号 8V1008V100：

15、表示八缸四行程、缸径：表示八缸四行程、缸径100mm100mm，V V型，水冷通用型型，水冷通用型 TJ376QTJ376Q：表示三缸，四行程，缸径：表示三缸，四行程，缸径76mm76mm，水冷车用，水冷车用，TJTJ表示系列符号表示系列符号 CA488CA488：表示四缸，四行程，缸径：表示四缸，四行程，缸径88mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符号表示系列符号(2)(2)柴油机柴油机 195195：表示单缸，四行程，缸径：表示单缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F165F：表示单缸，四行程，缸径：表示单缸，四行程，缸径65mm65mm，风冷

16、通用型，风冷通用型 495Q495Q：表示四缸，四行程，缸径：表示四缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷车用，水冷车用 6135Q6135Q：表示六缸，四行程，缸径：表示六缸，四行程，缸径135mm135mm，水冷车用，水冷车用 X4105X4105：表示四缸，四行程，缸径：表示四缸，四行程，缸径105mm105mm，水冷通用，水冷通用 型，型，X X表示系列代号表示系列代号 五五五五 汽车发动机技术的现状与未来发展汽车发动机技术的现状与未来发展汽车发动机技术的现状与未来发展汽车发动机技术的现状与未来发展（一）发动机技术现状（一）发动机技术现状（一）发动机技术现状（一）发动机技术现状 1.1

17、.1.1.电子技术是发动机现代化的灵魂。电子技术是发动机现代化的灵魂。电子技术是发动机现代化的灵魂。电子技术是发动机现代化的灵魂。2.2.2.2.汽油机点火和管理系统。汽油机点火和管理系统。汽油机点火和管理系统。汽油机点火和管理系统。3.3.3.3.汽油机的可变气门定时和升程系统。汽油机的可变气门定时和升程系统。汽油机的可变气门定时和升程系统。汽油机的可变气门定时和升程系统。4.4.4.4.柴油机的高压共轨喷射和可预喷的泵喷嘴技术。柴油机的高压共轨喷射和可预喷的泵喷嘴技术。柴油机的高压共轨喷射和可预喷的泵喷嘴技术。柴油机的高压共轨喷射和可预喷的泵喷嘴技术。5.5.5.5.喷嘴截面可调的增压器。

18、喷嘴截面可调的增压器。喷嘴截面可调的增压器。喷嘴截面可调的增压器。6.6.6.6.废气再循环技术等。废气再循环技术等。废气再循环技术等。废气再循环技术等。（二）未来发动机技术在理论上的发展（二）未来发动机技术在理论上的发展汽车内燃机是通过燃料的燃烧，把燃料的化学能汽车内燃机是通过燃料的燃烧，把燃料的化学能转化为热能，再将热能转化为机械功的热动力机转化为热能，再将热能转化为机械功的热动力机械。热力学、燃烧学和机械学的理论分析表明，械。热力学、燃烧学和机械学的理论分析表明，内燃机是热效率最高的热力机械，但仍存在着巨内燃机是热效率最高的热力机械，但仍存在着巨大的大的节能及降低尾气污染节能及降低尾气污

19、染的潜力。的潜力。将汽油机的节气门调节动力输出，改为用喷油量将汽油机的节气门调节动力输出，改为用喷油量控制动力输出。采用强化双列顺序点火内燃机等。控制动力输出。采用强化双列顺序点火内燃机等。小小 结结1.1.发动机的组成：两大机构、五大系统；发动机的组成：两大机构、五大系统；2.2.基本术语。基本术语。四、四冲程发动机的工作原理四、四冲程发动机的工作原理n发动机把热能转换成机械能首先必须进气，把可燃混发动机把热能转换成机械能首先必须进气，把可燃混合气合气(或新鲜空气或新鲜空气)引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气气(或新鲜空气或新鲜空气)压缩，压缩接近终点时点

20、燃可燃混合气压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气(或或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气进气、压缩、作功、排气四个过程。把四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。n把完成一个工作循环，曲轴转两圈把完成一个工作循环，曲

21、轴转两圈(720(720)，活塞上下往，活塞上下往复运动四次的发动机，称为复运动四次的发动机，称为四冲程发动机四冲程发动机。1 1 1 1、单缸四冲程汽油机工作原理、单缸四冲程汽油机工作原理、单缸四冲程汽油机工作原理、单缸四冲程汽油机工作原理n四行程汽油机经过一次进气、压缩、作功和四行程汽油机经过一次进气、压缩、作功和排气行程完成一个工作循环。排气行程完成一个工作循环。1 1 进气喉管进气喉管 2 2 进气歧管进气歧管 3 3 进气门进气门 4 4气缸气缸 5 5 活塞活塞 6 6 连杆连杆 7 7 曲轴曲轴 8 8 火花塞火花塞 9 9 排气门排气门 10 10 排气岐管排气岐管四冲程汽油机

22、工作原理动画四冲程汽油机工作原理动画四冲程汽油机工作原理动画四冲程汽油机工作原理动画汽油机示功图动画汽油机示功图动画汽油机示功图动画汽油机示功图动画 工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况 （压力单位：（压力单位：（压力单位：（压力单位：MPaMPaMPaMPa ）活塞行活塞行活塞行活塞行程程程程活塞运动活塞运动活塞运动活塞运动气门开闭情气门开闭情气门开闭情气门开闭情况况况况气缸压力气缸压力气缸压力气缸压力气缸温度气缸温度气缸温度气缸温度备注备注备注备注进气

23、进气进气进气向下运动向下运动向下运动向下运动进进进进气门开气门开气门开气门开排排排排气门关气门关气门关气门关0.0750.0750.0750.0750.090.090.090.09 (终了终了终了终了)370K370K370K370K400K 400K 400K 400K (终了终了终了终了)可燃混合可燃混合可燃混合可燃混合气气气气压缩压缩压缩压缩向上运动向上运动向上运动向上运动进进进进气门关气门关气门关气门关排排排排气门关气门关气门关气门关 0.6 0.6 0.6 0.61.2 1.2 1.2 1.2 (终了终了终了终了)600K600K600K600K700K700K700K700K (终

24、了终了终了终了)上止点火上止点火上止点火上止点火花塞点火花塞点火花塞点火花塞点火作功作功作功作功向下运动向下运动向下运动向下运动进气门关进气门关进气门关进气门关排气门关排气门关排气门关排气门关最高压力最高压力最高压力最高压力3 3 3 35 5 5 50.30.30.30.30.50.50.50.5终了终了终了终了最高最高最高最高22002200220022002800K2800K2800K2800K13001300130013001600160016001600终了终了终了终了排气排气排气排气向上运动向上运动向上运动向上运动进进进进气门关气门关气门关气门关排排排排气门开气门开气门开气门开 0

25、.105 0.105 0.105 0.1050.1250.1250.1250.125 (终了终了终了终了)900K900K900K900K1200K1200K1200K1200K (终了终了终了终了)1 1 1 1、单缸四冲程汽油机工作原理、单缸四冲程汽油机工作原理、单缸四冲程汽油机工作原理、单缸四冲程汽油机工作原理 2 2 2 2、单缸四冲程柴油机工作原理、单缸四冲程柴油机工作原理、单缸四冲程柴油机工作原理、单缸四冲程柴油机工作原理1 1、7 7 气门导管气门导管 2 2 进气门进气门 3 3 进气管道进气管道 4 4 活塞活塞 5 5 连杆连杆 6 6 曲轴曲轴 8 8 排气门排气门 9

26、9 排气管道排气管道 机电工程学院机电工程学院柴油机示功图柴油机示功图柴油机示功图柴油机示功图 机电工程学院机电工程学院 工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况 （压力单位：（压力单位：（压力单位：（压力单位：MPaMPaMPaMPa ）活塞行程活塞行程活塞行程活塞行程活塞运动活塞运动活塞运动活塞运动气门开闭情气门开闭情气门开闭情气门开闭情况况况况压力压力压力压力温度温度温度温度/K/K/K/K备注备注备注备注进气行程进气行程进气行程进气行程向下运动向下运动

27、向下运动向下运动进气门开进气门开进气门开进气门开排气门关排气门关排气门关排气门关0.0790.0790.0790.0790.0930.0930.0930.093 (终了终了终了终了)300300300300370370370370 (终了终了终了终了)纯空气纯空气纯空气纯空气压缩行程压缩行程压缩行程压缩行程向上运动向上运动向上运动向上运动进气门关进气门关进气门关进气门关排气门关排气门关排气门关排气门关3.53.53.53.54.54.54.54.5 (终了终了终了终了)7507507507501000100010001000 (终了终了终了终了)上止点喷油上止点喷油上止点喷油上止点喷油压燃压燃

28、压燃压燃作功行程作功行程作功行程作功行程向下运动向下运动向下运动向下运动进气门关进气门关进气门关进气门关排气门关排气门关排气门关排气门关6 6 6 69 9 9 9（最高）（最高）（最高）（最高）0.20.20.20.20.40.40.40.4（终了）（终了）（终了）（终了）2000200020002000250025002500250012001200120012001500150015001500排气行程排气行程排气行程排气行程向上运动向上运动向上运动向上运动进气门关进气门关进气门关进气门关排气门开排气门开排气门开排气门开0.1050.1050.1050.1050.1250.1250.12

29、50.125 (终了终了终了终了)8008008008001000100010001000 (终了终了终了终了)2 2 2 2、单缸四冲程柴油机工作原理、单缸四冲程柴油机工作原理、单缸四冲程柴油机工作原理、单缸四冲程柴油机工作原理 3.3.3.3.四冲程汽油机和柴油机的共同点四冲程汽油机和柴油机的共同点四冲程汽油机和柴油机的共同点四冲程汽油机和柴油机的共同点1)1)每个工作循环曲轴转两转每个工作循环曲轴转两转(720(720)每一行程曲轴转每一行程曲轴转半转半转(180(180)，进气行程是进气门开启，排气行程是，进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。排气门

30、开启，其余两个行程进、排气门均关闭。2)2)四个行程中，只有作功行程产生动力，其它三个行四个行程中，只有作功行程产生动力，其它三个行程是辅助行程。程是辅助行程。3)3)发动机运转的第一个循环，必须有外力使曲轴旋转发动机运转的第一个循环，必须有外力使曲轴旋转完成进气、压缩行程，着火后，完成作功行程，依靠完成进气、压缩行程，着火后，完成作功行程，依靠曲轴和飞轮贮存的能量便可自行完成以后的行程，以曲轴和飞轮贮存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。4 4 4 4、四冲程汽油机与柴油机的不同点、四冲程汽油机与柴油机的不同点、四冲

31、程汽油机与柴油机的不同点、四冲程汽油机与柴油机的不同点1)1)混合气形成方式不同混合气形成方式不同 汽油机的汽油和空气在气缸外混合，进气行程进入汽油机的汽油和空气在气缸外混合，进气行程进入气缸的是可燃混合气。气缸的是可燃混合气。柴油机进气行程进入气缸的是纯空气，柴油是在作柴油机进气行程进入气缸的是纯空气，柴油是在作功行程开始阶段喷入气缸，在气缸内与空气混合。功行程开始阶段喷入气缸，在气缸内与空气混合。2)2)点火方式不同点火方式不同 汽油机用电火花点燃混合气。汽油机用电火花点燃混合气。柴油机是用高压将柴油喷入气缸内，靠高温气体加热柴油机是用高压将柴油喷入气缸内，靠高温气体加热自行着火燃烧，即着

32、火方式不同。所以汽油机有点火系，自行着火燃烧，即着火方式不同。所以汽油机有点火系，因而柴油机则无点火系。因而柴油机则无点火系。5.5.汽油发动机和柴油发动机的比较汽油发动机和柴油发动机的比较 1)1)汽油机转速高，质量小，噪音小，汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低。在轿车、轻型起动容易，制造成本低。在轿车、轻型货车等应用广泛。货车等应用广泛。2)2)柴油机的压缩比高，热效率高，柴油机的压缩比高，热效率高，燃油消耗率低，同时柴油价格较低，因燃油消耗率低，同时柴油价格较低，因此，柴油机的燃料经济性能好，而且柴此，柴油机的燃料经济性能好，而且柴油机的排气污染少，排放性能较好。但油机的

33、排气污染少，排放性能较好。但缺点是转速低，质量大，噪声大，振动缺点是转速低，质量大，噪声大，振动大，制造和维修费用高。在货车上大量大，制造和维修费用高。在货车上大量使用，也应用在一些轿车上。使用，也应用在一些轿车上。l完成一个工作循环，曲轴转一圈完成一个工作循环，曲轴转一圈(360(360)，活塞上下，活塞上下往复运动两次，称为二行程发动机。往复运动两次，称为二行程发动机。1 1特点特点二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程即曲轴二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程即曲轴旋转一圈的时间内完成的。经过两个冲程完成一个工旋转一圈的时间内完成的。经过两个冲程完成一个工作循环，包括进气、压缩、作功、

34、排气四个过程；没作循环，包括进气、压缩、作功、排气四个过程；没有专门的配气机构。有专门的配气机构。2 2换气机构换气机构没有进排气门，换气是通过三个孔（进气孔、排气没有进排气门，换气是通过三个孔（进气孔、排气孔、扫气孔）来实现孔、扫气孔）来实现五、二冲程发动机工作原理五、二冲程发动机工作原理 机电工程学院机电工程学院3 3工作过程工作过程采用曲轴箱扫气的单缸二冲程汽油机为例：采用曲轴箱扫气的单缸二冲程汽油机为例：上行冲程：上行冲程：活塞上移，三个孔均关，开始压缩活塞上移，三个孔均关，开始压缩气体，同时，活塞上移使曲轴箱出现真空，上行气体，同时，活塞上移使曲轴箱出现真空，上行到进气孔打开时，新鲜

35、混合气进入曲轴箱。到进气孔打开时，新鲜混合气进入曲轴箱。下行冲程：下行冲程：活塞接近上止点时，电火花产生点活塞接近上止点时，电火花产生点燃可燃混合气，使其温度、压力上升，推动活塞燃可燃混合气，使其温度、压力上升，推动活塞下行作功，行致排气口打开，废气排出。另外，下行作功，行致排气口打开，废气排出。另外，进气口关闭，下行活塞使其压缩，受压气体经扫进气口关闭，下行活塞使其压缩，受压气体经扫气口进入气缸，完成换气过程。气口进入气缸，完成换气过程。二冲程汽油机工作原理示意图二冲程汽油机工作原理示意图 换气换气 压缩压缩 燃烧燃烧 排气排气二冲程柴油机工作原理示意图二冲程柴油机工作原理示意图 六、转子发

36、动机工作原理六、转子发动机工作原理六、转子发动机工作原理六、转子发动机工作原理1.1.1.1.转子发动机的结构特点：转子发动机的结构特点：转子发动机的结构特点：转子发动机的结构特点：转子发动机有一个转子发动机有一个转子发动机有一个转子发动机有一个转子而不是活塞，它之转子而不是活塞，它之转子而不是活塞，它之转子而不是活塞，它之所以被称为转子发动机，所以被称为转子发动机，所以被称为转子发动机，所以被称为转子发动机，是因为转子作行星运动是因为转子作行星运动是因为转子作行星运动是因为转子作行星运动而不是往复运动。转子而不是往复运动。转子而不是往复运动。转子而不是往复运动。转子形状类拟一个三角形，形状类

37、拟一个三角形，形状类拟一个三角形，形状类拟一个三角形，在一个具有双弧长短弧在一个具有双弧长短弧在一个具有双弧长短弧在一个具有双弧长短弧旋门线外形的特殊几何旋门线外形的特殊几何旋门线外形的特殊几何旋门线外形的特殊几何形状的气缸壁旋转。因形状的气缸壁旋转。因形状的气缸壁旋转。因形状的气缸壁旋转。因为它是旋转而不是上下为它是旋转而不是上下为它是旋转而不是上下为它是旋转而不是上下运动，发动机运动非常运动，发动机运动非常运动，发动机运动非常运动，发动机运动非常平稳，振动很小。平稳，振动很小。平稳，振动很小。平稳，振动很小。2.2.2.2.工作情况工作情况工作情况工作情况 :l汽车上实际应用的是多缸发动机

38、，它是由若干个相汽车上实际应用的是多缸发动机，它是由若干个相同的单缸排列在一个机体上共用一根曲轴输出动力所同的单缸排列在一个机体上共用一根曲轴输出动力所组成。现代汽车上用的较多是四缸、六缸、八缸发动机。组成。现代汽车上用的较多是四缸、六缸、八缸发动机。多缸发动机是在曲轴转角多缸发动机是在曲轴转角720720内内(四冲程发动机四冲程发动机)或曲轴转角或曲轴转角360360内内(二冲程发动机二冲程发动机)，各缸都要象单缸，各缸都要象单缸发动机一样完成一个工作循环。为了使发动机运转平稳，发动机一样完成一个工作循环。为了使发动机运转平稳，各缸作功间隔角大都均等。如四冲程六缸发动机各缸作各缸作功间隔角大

39、都均等。如四冲程六缸发动机各缸作功间隔角为功间隔角为=720=720/6=120/6=120七、多缸发动机的工作原理七、多缸发动机的工作原理 即曲轴每转即曲轴每转120120度就有一个缸作功，各缸作功行度就有一个缸作功，各缸作功行程略有搭接，这样发动机运转较单缸发动机平程略有搭接，这样发动机运转较单缸发动机平稳得多。另外，由于各缸的作功行程为其它缸稳得多。另外，由于各缸的作功行程为其它缸的准备行程提供能量，所以贮存能量的飞轮也的准备行程提供能量，所以贮存能量的飞轮也较单缸发动机小得多。四缸发动机从理论上讲较单缸发动机小得多。四缸发动机从理论上讲作功冲程就已连续，而六、八缸发动机都有作作功冲程就

40、已连续，而六、八缸发动机都有作功重叠，且缸数越多、重叠得就越大，发动机功重叠，且缸数越多、重叠得就越大，发动机运转得就越平稳。运转得就越平稳。五、发动机的主要性能指标和特性五、发动机的主要性能指标和特性五、发动机的主要性能指标和特性五、发动机的主要性能指标和特性 （一）发动机的主要性能指标（一）发动机的主要性能指标（一）发动机的主要性能指标（一）发动机的主要性能指标 1 1 1 1、有有有有效效效效转转转转矩矩矩矩MeMeMeMe和和和和有有有有效效效效功功功功率率率率PePePePe ：是是是是动动动动力力力力性性性性能能能能指指指指标标标标，发发发发动动动动机机机机通通通通过过过过飞飞飞飞

41、轮轮轮轮对对对对外外外外输输输输出出出出的的的的转转转转矩矩矩矩称称称称为为为为有有有有效效效效转转转转矩矩矩矩，用用用用TeTeTeTe表表表表示示示示。发发发发动动动动机机机机通通通通过过过过飞飞飞飞轮轮轮轮对对对对外外外外输输输输出出出出的的的的功功功功率率率率称称称称为为为为有有有有效效效效功率，用功率，用功率，用功率，用PePePePe表示。表示。表示。表示。PePePePeMeMeMeMen n n n9550(kW)9550(kW)9550(kW)9550(kW)其中：其中：其中：其中：MeMeMeMe有效转矩，有效转矩，有效转矩，有效转矩，N N N Nm m m m；n n

42、n n发动机转速，发动机转速，发动机转速，发动机转速，r r r rminminminmin。有效转矩的最大值称为最大转矩，有效功率的最有效转矩的最大值称为最大转矩，有效功率的最有效转矩的最大值称为最大转矩，有效功率的最有效转矩的最大值称为最大转矩，有效功率的最大值称为最大功率。大值称为最大功率。大值称为最大功率。大值称为最大功率。2.2.2.2.燃油消耗率燃油消耗率燃油消耗率燃油消耗率gegegege：是经济性能指标。它是发动机：是经济性能指标。它是发动机：是经济性能指标。它是发动机：是经济性能指标。它是发动机每发出一千瓦的有效功率，在一小时内所消耗的燃每发出一千瓦的有效功率，在一小时内所消

43、耗的燃每发出一千瓦的有效功率，在一小时内所消耗的燃每发出一千瓦的有效功率，在一小时内所消耗的燃油质量（以克为单位）。油质量（以克为单位）。油质量（以克为单位）。油质量（以克为单位）。3 3、排放性能指标：包括、排放性能指标：包括排放烟度、有害气体排放烟度、有害气体(CO(CO，HCHC，NOxNOx)排放量、噪声排放量、噪声等。等。（二）发动机的特性（二）发动机的特性 1 1、速度特性速度特性：表示有效功率、转矩、燃料：表示有效功率、转矩、燃料消耗率随发动机转速变化的规律。消耗率随发动机转速变化的规律。l节气门全开时的速度特性叫发动机的外特性；节气门全开时的速度特性叫发动机的外特性；l节气门不

44、全开的任意位置所得到的速度特性都节气门不全开的任意位置所得到的速度特性都称为部分特性。发动机的外特性代表了发动机所称为部分特性。发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。具有的最高动力性能。2 2、负荷特性负荷特性：表示有效功率、转矩、燃料：表示有效功率、转矩、燃料消耗率随发动机负荷变化的规律。消耗率随发动机负荷变化的规律。（三）发动机外特性曲线（三）发动机外特性曲线分析：此特性代表了发动机所具有的最高动力性能。分析：此特性代表了发动机所具有的最高动力性能。1 1、可以从此曲线上找出发动机所能发出的最高功率、可以从此曲线上找出发动机所能发出的最高功率和最高转矩及其相应转速。和最高转矩及其

45、相应转速。2 2、最高转矩和最高功率所对应的转速不同、最高转矩和最高功率所对应的转速不同3 3、发动机的最低燃油消耗率并不是出现在最高功率、发动机的最低燃油消耗率并不是出现在最高功率或最高转矩对应的转速下，此说明发动机的最高动或最高转矩对应的转速下，此说明发动机的最高动力性与最好经济性不能兼得。最低燃油消耗率所对力性与最好经济性不能兼得。最低燃油消耗率所对应的转速介于最高功率和转矩对应的转速之间。应的转速介于最高功率和转矩对应的转速之间。（四）发动机工作状况（四）发动机工作状况发动机工作状况发动机工作状况(简称发动机工况简称发动机工况):):一般用发动一般用发动机的功率与曲轴转速来表示；有时也

46、用负荷与发机的功率与曲轴转速来表示；有时也用负荷与发动机曲轴转速来表示。动机曲轴转速来表示。发动机在某一转速下的负荷发动机在某一转速下的负荷：就是当时发动机发：就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比。以百分数表示。比。以百分数表示。注意注意：负荷与功率不是同一概念。：负荷与功率不是同一概念。BJ492BJ492汽油机外特性汽油机外特性 6100Q6100Q汽油机负荷特性曲线汽油机负荷特性曲线 小小 结结 1.1.1.1.汽车发动机的作用是将燃料燃烧的能量转变为机汽车发动机的作用是将燃料燃烧的能量转变为机汽车发动机的作用是将燃料燃烧

47、的能量转变为机汽车发动机的作用是将燃料燃烧的能量转变为机械能并对外输出动力，通过底盘驱动汽车行驶。械能并对外输出动力，通过底盘驱动汽车行驶。械能并对外输出动力，通过底盘驱动汽车行驶。械能并对外输出动力，通过底盘驱动汽车行驶。2.2.2.2.发动机由曲柄连杆、配气两个机构和燃料供给、发动机由曲柄连杆、配气两个机构和燃料供给、发动机由曲柄连杆、配气两个机构和燃料供给、发动机由曲柄连杆、配气两个机构和燃料供给、润滑、冷却、起动、点火（柴油机无）五个系统组成。润滑、冷却、起动、点火（柴油机无）五个系统组成。润滑、冷却、起动、点火（柴油机无）五个系统组成。润滑、冷却、起动、点火（柴油机无）五个系统组成。

48、3.3.3.3.四冲程发动机的四个行程是进气、压缩、做功和四冲程发动机的四个行程是进气、压缩、做功和四冲程发动机的四个行程是进气、压缩、做功和四冲程发动机的四个行程是进气、压缩、做功和排气。排气。排气。排气。4.4.4.4.二二二二冲冲冲冲程程程程发发发发动动动动机机机机是是是是二二二二个个个个行行行行程程程程，在在在在两两两两个个个个行行行行程程程程中中中中包包包包括括括括进进进进气、压缩、做功和排气四个过程。气、压缩、做功和排气四个过程。气、压缩、做功和排气四个过程。气、压缩、做功和排气四个过程。5.5.5.5.发发发发动动动动机机机机的的的的有有有有效效效效动动动动力力力力性性性性指指指

49、指标标标标主主主主要要要要有有有有：有有有有效效效效功功功功率率率率PePePePe 和有效转矩和有效转矩和有效转矩和有效转矩TeTeTeTe。6.6.6.6.发动机的有效经济性指标主要是有效耗油率发动机的有效经济性指标主要是有效耗油率发动机的有效经济性指标主要是有效耗油率发动机的有效经济性指标主要是有效耗油率GeGeGeGe。作作 业：业：1.1.发动机有那几部分组成？各组成部分有何功用？发动机有那几部分组成？各组成部分有何功用？2.2.什么是气缸工作容积、发动机排量、压缩比、什么是气缸工作容积、发动机排量、压缩比、工作循环？工作循环？3.3.简述四冲程汽油机的基本工作原理。简述四冲程汽油机的基本工作原理。4.CA4884.CA488汽油机活塞冲程为汽油机活塞冲程为92mm92mm，压缩比为，压缩比为8.18.1，试计算其试计算其气缸工作容积、燃烧室容积和发动机排气缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量（容积以升为单位）。量（容积以升为单位）。