第一章：汽车发动机的工作原理及总体构造[课堂课资]

1、发动机的类型发动机的类型 1.1.按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可 分为往复活塞式和旋转活塞式两种。分为往复活塞式和旋转活塞式两种。 1 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 转子发动机的优缺点转子发动机的优缺点: : 1 1、体积小重量轻、体积小重量轻 2 2，精简结构，精简结构 3 3、均匀的扭矩特性、均匀的扭矩特性 4 4、运行更安静，噪音更小、运行更安静，噪音更小 5 5、可靠性和耐久性、可靠性和耐久性 1 1、工艺和成本要求高、工艺和成本要求高 2 2、转子发动机的耗油量比较大、转子发动机的耗油量比较大 3 3、功率输出轴位置比较高，令整

2、车布置安排不便。、功率输出轴位置比较高，令整车布置安排不便。 4 4、国内没有维修此类发动机的厂家、国内没有维修此类发动机的厂家 2 章节内容章节内容 2.2.根据所用燃料种类，活塞式内燃机主要分根据所用燃料种类，活塞式内燃机主要分 为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。 发动机的类型发动机的类型 3 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 汽油发动机的优点：汽油发动机的优点： 体积小、噪声低、转速高、速度快等。体积小、噪声低、转速高、速度快等。 汽油发动机的缺点：汽油发动机的缺点： 动力小、扭力小、排放高、易出故障等。动力小、扭力小、排放高、易出故障

3、等。 柴油发动机的优点：柴油发动机的优点： 动力强、扭力大、排放低、故障率低等。动力强、扭力大、排放低、故障率低等。 柴油发动机的缺点：柴油发动机的缺点： 体积大、噪声大、转速低、速度慢等。体积大、噪声大、转速低、速度慢等。 4 章节内容章节内容 3.3.按冷却方式的不同，活塞式内燃机分为水按冷却方式的不同，活塞式内燃机分为水 冷式和风冷式两种。冷式和风冷式两种。 发动机的类型发动机的类型 5 章节内容章节内容 4 4、往复活塞式内燃机还按其在一个工作循、往复活塞式内燃机还按其在一个工作循 环期间活塞往复运动的行程数进行分类：环期间活塞往复运动的行程数进行分类： 四冲程往复活塞式内燃机二冲程往

4、复活塞四冲程往复活塞式内燃机二冲程往复活塞 式内燃机式内燃机 发动机的类型发动机的类型 6 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 5 5、按照气缸数目分类可以分为单缸发动机和、按照气缸数目分类可以分为单缸发动机和 多缸发动机。多缸发动机。 7 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 6 6、内燃机按照气缸排列方式不同可以分为、内燃机按照气缸排列方式不同可以分为 单列式和双列式。单列式和双列式。 8 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 直列式发动机优点：直列式发动机优点： 1 1、它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个、它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个 汽缸盖，制造成本较低。

5、汽缸盖，制造成本较低。 2 2，稳定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，稳定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少， 尺寸紧凑，应用比较广泛。尺寸紧凑，应用比较广泛。 缺点：功率较低。缺点：功率较低。 “直列直列”可用可用L L代表，后面加上汽缸数就是发代表，后面加上汽缸数就是发 动机号，现代汽车上主要有动机号，现代汽车上主要有L3L3、L4L4、L5L5、 L6L6型发动机。型发动机。 9 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 V V型发动机：优缺点型发动机：优缺点 优点：优点： 1 1，V V型发动机的高度和长度尺寸小，布置起来较为方便。型发动机的高度和长度尺寸小，布置起来较为方便。 2 2

6、，发动机盖低、迎风面越小。，发动机盖低、迎风面越小。 3 3，驾乘舱留出更大的空间，从而提高舒适性。，驾乘舱留出更大的空间，从而提高舒适性。 4 4，从而迎合车身设计的要求。，从而迎合车身设计的要求。 5 5，汽缸之间有较大的空间，这样便于通过扩大汽缸直径来，汽缸之间有较大的空间，这样便于通过扩大汽缸直径来 提高排量和功率。提高排量和功率。 6 6，V V型发动机的汽缸均成一角度对向布置，可抵消部分振动。型发动机的汽缸均成一角度对向布置，可抵消部分振动。 缺点：缺点： 1 1，是必须使用两个缸盖，结构较为复杂。，是必须使用两个缸盖，结构较为复杂。 2 2，其宽度加大，发动机两侧空间较小，不易安

7、排其它装置，其宽度加大，发动机两侧空间较小，不易安排其它装置 10 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 水平对置发动机优缺点：水平对置发动机优缺点： 1 1、是其产生的横向震动容易为支架吸收能、是其产生的横向震动容易为支架吸收能 效地全车较重的发动机重心降低，使得在效地全车较重的发动机重心降低，使得在 设计全车配重时更容易达到整体平衡。设计全车配重时更容易达到整体平衡。 2 2、是活塞运动的平衡良好（、是活塞运动的平衡良好（180180度左右抵消）度左右抵消） 相比直列式在曲轴方面所需的平衡配重因素相比直列式在曲轴方面所需的平衡配重因素 减少，从而有助于转速的提升。减少，从而有助于转速

8、的提升。 缺点：易磨损缺点：易磨损 11 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 按进气状态不同，活塞式内燃机还可分为增按进气状态不同，活塞式内燃机还可分为增 压和非增压两类。压和非增压两类。 12 章节内容章节内容 发动机的类型发动机的类型 按点火方式分：点燃式内燃机和压燃式内燃按点火方式分：点燃式内燃机和压燃式内燃 机机 13 章节内容章节内容 发动机基本结构发动机基本结构 14 章节内容章节内容 发动机基本术语发动机基本术语 v工作循环工作循环 v活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、 作功和排气等四个工作过程组成的封闭过作功和排气等四个工作过程

9、组成的封闭过 程。周而复始地进行这些过程，内燃机才程。周而复始地进行这些过程，内燃机才 能持续地作功。能持续地作功。 15 章节内容章节内容 发动机基本术语发动机基本术语 v2.2.上、下止点上、下止点 v活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点； 活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。 在上、下止点处，活塞的运动速度为零。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。 16 章节内容章节内容 发动机基本术语发动机基本术语 v3. .活塞行程活塞行程 v上、下止点间的距离上、下止点间的距离 S S 称为活塞行程。称为活塞行程。 17 章节内

10、容章节内容 v4.4.气缸工作容积气缸工作容积 v上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸 工作容积。工作容积。 发动机基本术语发动机基本术语 18 章节内容章节内容 v5.5.内燃机排量内燃机排量 v内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃 机排量。机排量。 发动机基本术语发动机基本术语 19 章节内容章节内容 v6.6.燃烧室容积燃烧室容积 v活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖 底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容 积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。积称为

11、燃烧室容积，也叫压缩容积。 发动机基本术语发动机基本术语 20 章节内容章节内容 v7.7.气缸总容积气缸总容积 v气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总 容积。容积。 发动机基本术语发动机基本术语 21 章节内容章节内容 v8.8.压缩比压缩比 发动机基本术语发动机基本术语 22 章节内容章节内容 v9.9.工况工况 v内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，内燃机在某一时刻的运行状况简称工况， 以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转 速表示。曲轴转速即为内燃机转速。速表示。曲轴转速即为内燃机转速。 v10.10.负荷率负荷率

12、v内燃机在某一转速下发出的有效功率与相内燃机在某一转速下发出的有效功率与相 同转速下所能发出的最大有效功率的比值同转速下所能发出的最大有效功率的比值 称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常 简称负荷。简称负荷。 发动机基本术语发动机基本术语 23 章节内容章节内容 发动机工作原理发动机工作原理 四冲程汽油机工作原理：四冲程汽油机工作原理： 24 章节内容章节内容 发动机工作原理发动机工作原理 四冲程汽油机的示功图：四冲程汽油机的示功图： 25 章节内容章节内容 发动机工作原理发动机工作原理 v四冲程柴油机的工作四冲程柴油机的工作 原理原理 26 章节内容章节内

13、容 发动机工作原理发动机工作原理 v四冲程汽油机与四冲程柴油机的共同点是：四冲程汽油机与四冲程柴油机的共同点是： v1)1)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气 等四个活塞行程，每个行程各占等四个活塞行程，每个行程各占180180曲轴转角，曲轴转角， 即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。 v2)2)四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余三四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余三 个是耗功行程。显然，在作功行程曲轴旋转的角个是耗功行程。显然，在作功行程曲轴旋转的角 速度要比其他三个行程时大得多，即在一个工作速度要比其他三

14、个行程时大得多，即在一个工作 循环内曲轴的角速度是不均匀的。为了改善曲轴循环内曲轴的角速度是不均匀的。为了改善曲轴 旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较大旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较大 的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺 序依次进行工作。序依次进行工作。 27 章节内容章节内容 发动机工作原理发动机工作原理 v两者不同之处是：两者不同之处是： v1)1)汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形 成并延续到进气和压缩行程终了，时间较成并延续到进气和压缩行程终了，时间较 长。柴油机的可燃混合气在气缸内部形

15、成，长。柴油机的可燃混合气在气缸内部形成， 从压缩行程接近终了时开始，并占小部分从压缩行程接近终了时开始，并占小部分 作功行程，时间很短。作功行程，时间很短。 v2)2)汽油机的可燃混合气用电火花点燃，柴汽油机的可燃混合气用电火花点燃，柴 油机则是自燃。所以又称汽油机为点燃式油机则是自燃。所以又称汽油机为点燃式 内燃机，称柴油机为压燃式内燃机。内燃机，称柴油机为压燃式内燃机。 28 章节内容章节内容 发动机工作原理发动机工作原理 v二冲程发动机工作原二冲程发动机工作原 理理 29 章节内容章节内容 发动机工作原理发动机工作原理 v二冲程内燃机与四冲程内燃机相比具有下列一些二冲程内燃机与四冲程内

16、燃机相比具有下列一些 特点。特点。 v1)1)曲轴每转一周完成一个工作循环，作功一次。曲轴每转一周完成一个工作循环，作功一次。 当曲轴转速相同时，二冲程内燃机单位时间的作当曲轴转速相同时，二冲程内燃机单位时间的作 功次数是四冲程内燃机的两倍。由于曲轴每转一功次数是四冲程内燃机的两倍。由于曲轴每转一 周作功一次，因此曲轴旋转的角速度比较均匀。周作功一次，因此曲轴旋转的角速度比较均匀。 v2)2)二冲程内燃机的换气过程时间短，仅为四冲程二冲程内燃机的换气过程时间短，仅为四冲程 内燃机的内燃机的1/31/3左右。另外，进、排气过程几乎同时左右。另外，进、排气过程几乎同时 进行，利用新气扫除废气，新气

17、可能流失，废气进行，利用新气扫除废气，新气可能流失，废气 也不易清除干净。因此，二冲程内燃机的换气质也不易清除干净。因此，二冲程内燃机的换气质 量较差。量较差。 v3)3)曲轴箱换气式二冲程内燃机因为没有进、排气曲轴箱换气式二冲程内燃机因为没有进、排气 门，而使结构大为简化。门，而使结构大为简化。 30 章节内容章节内容 发动机的工作原理发动机的工作原理 v转子发动机工作原理转子发动机工作原理 31 章节内容章节内容 发动机工作原理发动机工作原理 v相关视频相关视频 v四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理 v二冲程汽油机工作原理二冲程汽油机工作原理 v四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理 v二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作原理 v转子发动机工作原理转子发动机工作原理 32 章节内容章节内容 发动机的总体构造发动机的总体构造 v曲柄连杆机构：发动机实现工作循环，完曲柄连杆机构：发动机实