发动机课件完整版本

发动机基本结构与工作原理发动机的定义

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。如果把汽车比作成人，那么发动机就是汽车的心脏。发动机发动机的分类

1、按发动机的结构形式不同分2、按照使用的燃料不同分为往复活塞式发动机转子发动机汽油机柴油机3、按照完成一个工作循环所需的行程数4、按照冷却方式不同分为四行程发动机二行程发动机水冷发动机风冷发动机5、按气缸数及排列方式单缸发动机多缸发动机单列式Ｖ型对置式单列式Ｖ型对置式

四行程发动机工作原理

上止点

下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)发动机结构基本术语

压缩比发动机排量工作循环压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示。

例如：现代化油器式发动机压缩比一般为8～11(轿车有的达10以上)。柴油机压缩比一般为为16～22。Va

－气缸总容积；

Vh

－气缸工作容积；

Vc

－燃烧室容积；

多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量，用表示VL

。发动机排量VL=V

h

×i

Vh－气缸工作容积（气缸排量）

i－气缸数目

工作循环（汽油机）

对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。

1.进气行程２.压缩行程３.作功行程4.排气行程1、进气行程排气门关闭进气门开启大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。进气终了时气缸内压强为0.074～0.093Mpa，温度上升至353～403K

活塞下行2、压缩行程进气门关闭排气门关闭PVra示功图大气压力线c上止点下止点压缩终了时气缸内压强上升至0.6～1.5Mpa，温度继续上升至600～700K

。活塞上行3、作功行程进气门关闭排气门关闭PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点作功中气缸内最高压强可达3～5Mpa，最高温度可达2200～2800K；作功终了时气缸内压强下降至0.3～0.5Mpa，温度下降至1300～1600K。

活塞下行4、排气行程进气门关闭排气门打开PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点残余废气排气终了时气缸内压强下降至0.102～0.120Mpa，温度下降至900～1200K

a

活塞上行四行程柴油机工作原理

与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。进气行程压缩行程作功行程排气行程新鲜空气四行程柴油机各行程示意图开始喷油发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统燃料系润滑系冷却系点火系（汽油机）起动系发动机结构示意图发动机的曲柄连杆机构一、曲柄连杆机构的功用将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

二、组成1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组曲轴箱气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳气缸体气缸盖罩机体组曲柄飞轮组连杆轴瓦气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆盖活塞连杆组曲柄飞轮组皮带轮扭转减振器起动爪曲轴正时齿轮飞轮主轴瓦发动机的配气机构功用

按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。视频演示实物图进气门（大）排气门（小）气门安装位置图凸轮轴轴颈斜齿轮凸轮正时齿轮

液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧被压缩液压挺柱配气机构的主要零部件气门组

发动机润滑系示意图润滑系功用润滑作用：润滑运动零件表面，减小摩擦阻力和磨损，减小发动机的功率消耗。

清洗作用：机油在润滑系内不断循环，清洗摩擦表面，带走磨屑和其它异物。

冷却作用：机油在润滑系内循环带走摩擦产生的热量，起到冷却作用。

密封作用：在运动零件之间形成油膜，提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油。

防锈蚀作用：在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈。

液压作用：润滑油可用作液压油，起液压作用，如液压挺柱。

减震缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓冲作用。

润滑方式压力润滑飞溅润滑润滑系的组成

润滑系一般由油底壳，机油泵，限压阀及旁通阀，机油滤清器，机油散热器，传感器和机油压力表、温度表等组成。润滑系统辅助部分润滑油路报警系统旁通阀机油压力传感器限压阀警报指示灯汽车燃油供给系（汽油机）汽油喷射式汽油机燃料供给系主要结构基本概念

汽油喷射是用喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到气缸或进气歧管中，与进入的空气混合而形成可燃混合气。

汽油喷射优点1.提高了发动机的充气效率；2.可采用较高的压缩比；3.可使发动机燃用稀薄的可燃混合气；4.冷起动性和加速性能较好；5.使发动机在任何工况下都处于最佳工作状态；6.使各缸可燃混合气分配更加均匀；7.可节省燃油并减少废气中的有害成分电子控制汽油喷射系统的组成1、燃油供给系统汽油泵回油管汽油滤清器油压调节器输油管路喷油器功用：向气缸内供给供给燃烧时所需一定量的燃油.

2、空气供给系统

功用：为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气，并测量和控制空气量。节气门体空气滤清器空气流量计怠速控制阀电子控制单元空气阀3、电子控制系统

电控单元：接受来自各个传感器传来的信号，并完成对这些信息的处理和发出指令控制执行器的动作各种传感器：把各种反映发动机工况和汽车运行状况的参数（非电量参数）转变为电信号（电压或电流）提供给电控单元，使电控单元正确地控制发动机运转或汽车运行。

执行器：用来完成电控单元发出的各种指令，是电控单元指令的执行者。传感器与ECU（电控单元）

蓄电池水温传感器节气门位置传感器起动信号空气流量计(或进气压力传感器)转速传感器车速传感器氧传感器稳压电源输入接口A/D转换器喷油控制点火控制怠速控制EGR控制蒸发排放控制故障诊断CPU存储器输出接口传感器ECU执行器电控部分示意图发动机冷却系水冷却系是以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前汽车发动机上采用的水冷系大都是强制循环式水冷系，利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。冷却系统组成部件散热器点火系统示意图

汽油发动机气缸内的可燃混合气在压缩行程终了时，利用电火花点燃后燃烧所产生的强大能量，推动活塞运动，使发动机完成做功过程。能适时在燃烧室内产生电火花的装置就是点火系统。电火系统的组成起动系统示意图