发动机知识2.doc

发动机知识目录： 1.发动机的分类2.汽油机与柴油机的对比3.发动机的基本名词术语4.汽油发动机的工作原理5.柴油发动机的工作原理 发动机的作用是使供入其中的燃料燃烧而发出动力。大多数汽车都采用往复活塞式内燃机，它一般是由机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、冷却系、润滑系、点火系(汽油发动机采用)、起动系等部分组成。 一、发动机的分类 发动机按照它不同的特点有很多种分类方法。 1.按燃料分 可分为柴油机、汽油机和天然气机等 2.按实现循环的行程数分 a)四冲程发动机：活塞移动四个行程或曲轴转两圈气缸内完成一个工作循环 b)二冲程发动机：活塞移动两个行程或曲轴转一圈气缸内完成一个工作循环 3.按冷却方式分 a)水冷式发动机：以水为冷却介质 b)风冷式发动机：以空气作为冷却介质(适合缺水地区使用，如沙漠国家) 4.按点火方式分 a)压燃式发动机：利用气缸内空气被压缩后产生的高温，使燃油自燃。如柴油机。 b)点燃式发动机：利用火花塞发出的电火花强制点燃燃料，使燃料强行着火燃烧。如汽油机、煤气机。 5.按可燃混合气形成的方法分 a)外部形成混合气的发动机：燃料和空气在外先混合然后进入气缸。如使用化油器的汽油机。 b)内部形成混合气的内燃机：燃料在临近压缩终了时才喷入气缸，在气缸内与空气混合。如柴油机。 6.按进气方式分 a)自然吸气式发动机：空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内。 b)增压式发动机：为增大功率，在发动机上装有增压器，使进入气缸的气体预先经过压气机压缩后再进入气缸。 7.按气缸数目分 a)单缸发动机 b)多缸发动机：按气缸的排列型式又可分为 i.直列立式发动机：所有气缸中心线在同一垂直平面内。 ii.直列卧式发动机：所有气缸中心线在同一水平平面内。 iii. V型发动机：气缸中心线分别在两个平面内，且两平面相交呈V型。 iv.对置式发动机：V型夹角为180时又称为对置式。 v.其它：还有H型，X型、星型等，但在车辆上应用很少. 二、汽油机与柴油机的对比 发动机按所使用的燃料进行分类，可以分为汽油机和柴油机。 汽油与柴油相比较，汽油的沸点低、容易气化，而柴油的自燃温度低。 柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃测试，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。德国人狄塞尔想出了这个办法并取得了专利权，所以柴油机又叫狄塞尔发动机。 与汽油机相比，柴油机的优点是柴油价格便宜，经济性好，并且它没有点火系统，所以故障较少。 但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。 所以，现在的轿车中主要装备汽油机。 三、发动机的基本名词术语 1.活塞止点与行程： a)活塞在气缸内作往复运动的两个极端位置称为止点。活塞离曲轴放置中心最远位置称为上止点，离曲轴放置中心的位置称为下止点。 b)上下止点之间的距离称为活塞的行程。曲轴转动半圈，相当于活塞移动一个行程。 2.排量 a)活塞在气缸内作往复运动，气缸内的容积不断变化。当活塞位于上止点位置时，活塞顶部与气缸盖内表面所形成的空间称为燃烧室。这个空间容积称为燃烧室容积。 b)活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量，如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量。 c)当活塞在下止点位置时，活塞顶上部的全部气缸容积称为气缸总容积。 3.压缩比 a)气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。压缩比表示了活塞从下止点移动到上止点时，气体在气缸内被压缩的程度。 b)压缩比越大，气体在气缸内受压缩的程度越大，压缩终点气体的压力和温度越高，功率越大，但压缩比太高容易出现爆震。 c)压缩比是发动机的一个重要结构参数。由于燃料性质不同，不同类型的发动机对压缩比有不同的要求。柴油机要求较大的压缩比，一般在12-29之间，而汽油机的压缩比较小，在6-11之间。选用高标号的汽油可以部分地提高压缩比。 四、汽油发动机工作原理 四冲程汽油机的工作过程是一个复杂的过程，它由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个行程组成。 一.进气行程 此时，活塞被曲轴带动由上止点向下上止点移动，同时，进气门开启，排气门关闭。当活塞由上止点向下止点移动时，活塞上方的容积增大，气缸内的气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，混合气被吸入气缸。当活塞移动到下止点时，气缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排出的废气。 二.压缩行程活塞由下止点移动到上止点，进排气门关闭。曲轴在飞轮等惯性力的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上移动，气缸内气体容积逐渐减小，气体被压缩，气缸内的混合气压力与温度随着升高。 三.燃烧膨胀行程此时，进排气门同时关闭，火花塞点火，混合气剧烈燃烧，气缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。在发动机工作的四个行程中，只有这个在行程才实现热能转化为机械能，所以，这个行程又称为作功行程。 四.排气行程此时，排气门打开，活塞从下止点移动到上止点，废气随着活塞的上行，被排出气缸。由于排气系统有阻力，且燃烧室也占有一定的容积，所以在排气终了地，不可能将废气排净，这部分留下来的废气称为残余废气。残余废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。 排气行程结束时，活塞又回到了上止点。也就完成了一个工作循环。随后，曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始下一个循环。如此周而复始，发动机就不断地运转起来。 五、柴油发动机的工作原理 柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。 柴油机在进气行程中吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。 普通柴油机的是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。而现在已经愈来愈普遍采用的电控柴油机的共轨喷射式系统可以较好解决了这个问题。 共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元（ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。其主要特点有以下三个方面： 1、喷油正时与燃油计量完全分开，喷油压力和喷油过程由ECU适时控制。 2、可依据发动机工作状况去调整各缸喷油压力，喷油始点、持续时间，从而追求喷油的最佳控制点。 3、能实现很高的喷油压力，并能实现柴油的