第一章发动机

1、发动机的工作原理和总体构造 第一章 1.1 发动机的分类发动机的分类 1.2 四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理 1.3 二冲程发动机工作原理二冲程发动机工作原理 1.4 发动机的总体构造发动机的总体构造 1.5 发动机主要性能指标与特性发动机主要性能指标与特性 1.6 内燃机产品名称和型号编制规则内燃机产品名称和型号编制规则 1.1 发动机的分类 发动机发动机是将某一种形式的能量转化为机械能的机器，是汽车的动力源。是将某一种形式的能量转化为机械能的机器，是汽车的动力源。 将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置称为热力发动机，简称热将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置称为热力发动机

2、，简称热 机机 。它分为内燃机和外燃机。它分为内燃机和外燃机。 内燃机根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式，可分为活塞式内燃内燃机根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式，可分为活塞式内燃 机和燃气轮机。机和燃气轮机。 活塞式内燃机按活塞活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式。往复活塞式内燃机按活塞活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式。往复 式在汽车上应用最广泛。式在汽车上应用最广泛。 内燃机内燃机 活塞式活塞式燃气轮机燃气轮机 往复活塞式往复活塞式旋转活塞式旋转活塞式 按所用的燃料分类按所用的燃料分类 按发火方式分类按发火方式分类 按工作循环的冲程数分类按工作循环的冲程数分类 按气缸数

3、及其排列方式分类按气缸数及其排列方式分类 按冷却方式分类按冷却方式分类 按气门数分类按气门数分类 1.2 四冲程发动机工作原理 四冲程汽油机工作原理：四冲程汽油机工作原理： 上止点：活塞顶部离曲轴中心最上止点：活塞顶部离曲轴中心最 远处，即活塞最高位置。远处，即活塞最高位置。 下止点：活塞顶部离曲轴中心最下止点：活塞顶部离曲轴中心最 近处，即活塞最低位置。近处，即活塞最低位置。 活塞行程：上、下止点间的距离活塞行程：上、下止点间的距离S。 曲柄半径：曲轴与连杆下端的曲柄半径：曲轴与连杆下端的 连接中心至曲轴中心的距离连接中心至曲轴中心的距离 R。 活塞从上止点到下止点所扫过的容活塞从上止点到下

4、止点所扫过的容 积称为气缸工作容积或气积称为气缸工作容积或气 缸排量。缸排量。 多缸发动机各气缸工作容积的总和多缸发动机各气缸工作容积的总和 称为发动机排量。称为发动机排量。 上止点上止点 下止点下止点 活塞行程活塞行程S 四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程： 进气行程进气行程 压缩行程压缩行程 作功行程作功行程 排气行程排气行程 图图 进气行程进气行程 进气过程中，进气门进气过程中，进气门开启开启，排气门，排气门关闭关闭。 随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方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的气缸容积增

5、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，可燃混合气便经过进气管道和进气门被样，可燃混合气便经过进气管道和进气门被 吸入气缸。吸入气缸。 压缩行程 在这个过程中，进、排气门在这个过程中，进、排气门全部关闭全部关闭， 曲轴推动活塞由下止点向下止点移动一个曲轴推动活塞由下止点向下止点移动一个 行程，称为压缩行程。使吸入气缸的可燃行程，称为压缩行程。使吸入气缸的可燃 混和气能迅速燃烧，以产生较大的压力，混和气能迅速燃烧，以产生较大的压力， 从而使发动机发出较大功率。从而使发动机发出较大功率。 作功行程作功行程 在这个行程中，进、排气

6、门在这个行程中，进、排气门仍就关闭仍就关闭。 当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火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，点燃被压缩的可燃混花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混 合气。高温、高压燃气推动活塞从上止点合气。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向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输 出机械能。出机械能。 排气行程排气行程 当膨胀接近终了时，排气门当膨胀接近终了时，排气门开启开启，靠废气，靠废气 的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再 向上止点移动时，继续将废气强制排到大气向上止点移动时，继续将废气强

7、制排到大气 中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。 由于燃烧室占有一定的容积，因此在排气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，这一部分留下终了时，不可能将废气排尽，这一部分留下 的废气称为的废气称为残余废气残余废气。 综上所述，四冲程汽油机经过综上所述，四冲程汽油机经过 进气、压缩、燃烧作功、排气进气、压缩、燃烧作功、排气 四个行程，完成一个工作循环。四个行程，完成一个工作循环。 这期间活塞在上、下止点间往这期间活塞在上、下止点间往 复移动了复移动了四个行程四个行程，曲轴旋转，曲轴旋转 了了两周两周。 (视频视频) 四冲程柴油机工

8、作原理：四冲程柴油机工作原理： 四冲程柴油机（压燃式发动机）的每个工作循环也经四冲程柴油机（压燃式发动机）的每个工作循环也经 历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机 的燃料是柴油，其粘度比汽油大，而其自燃温度却较的燃料是柴油，其粘度比汽油大，而其自燃温度却较 汽油低，故可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机汽油低，故可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机 不同。不同。 柴油机在进气行程吸入的是纯空气。在压缩行程接近柴油机在进气行程吸入的是纯空气。在压缩行程接近 终了时，行程可燃混合气。终了时，行程可燃混合气。 由于柴油机的压缩比高，所以压缩终了

9、时气缸内的空由于柴油机的压缩比高，所以压缩终了时气缸内的空 气压力可达气压力可达3.54.5MPa，同时温度高达，同时温度高达7501000K， 大大超过柴油的自燃温度。因此，柴油喷入汽缸后，大大超过柴油的自燃温度。因此，柴油喷入汽缸后， 在很短时间内与空气混合便立即自行发火燃烧。在很短时间内与空气混合便立即自行发火燃烧。 柴油机与汽油机比较 汽油机汽油机 优点：优点： 转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、制转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、制 造和维修费用低等。造和维修费用低等。 缺点：缺点： 燃油消耗率高，燃油经济性差。燃油消耗率高，燃油经济性差。 柴油机柴油机 优点：优点： 燃油经

10、济性好。燃油经济性好。 缺点：缺点： 转速较汽油机低、质量大、制造和维修费用转速较汽油机低、质量大、制造和维修费用 高。高。 四冲程发动机在一个工作循环的四个活塞行程中，只有一个行四冲程发动机在一个工作循环的四个活塞行程中，只有一个行 程是作功的，其余三个行程则是作功的辅助行程。程是作功的，其余三个行程则是作功的辅助行程。 1.3 1.3 二冲程发动机工作原理二冲程发动机工作原理 二冲程汽油机工作原理二冲程汽油机工作原理 二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内，即二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内，即 曲轴旋转一周的时间内完成的。曲轴旋转一周的时间内完成的。 一个工作循环所包含的两个行

11、程：一个工作循环所包含的两个行程： 1.1.第一行程第一行程 活塞自下止点向上移动，事先已冲入活塞自下止点向上移动，事先已冲入 活塞上方气缸内的混合气被压缩。活塞上方气缸内的混合气被压缩。 2.2.第二行程第二行程 活塞自上止点向下移动，活塞上方进活塞自上止点向下移动，活塞上方进 行着作功过程和换气过程，而活塞下方则进行可燃行着作功过程和换气过程，而活塞下方则进行可燃 混合气的预压缩。混合气的预压缩。 二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作原理 进入柴油机气缸的不是可燃进入柴油机气缸的不是可燃 混合气，而是纯空气。混合气，而是纯空气。 第一行程：第一行程： 活塞自下止点向活塞自下止点向 上止点移

12、动。上止点移动。 第二行程：第二行程： 活塞受燃烧气体活塞受燃烧气体 的膨胀作用自上止点的膨胀作用自上止点 向下止点移动而向下止点移动而 作功。作功。 1.4 发动机的总体构造 机机 体体 组组 曲曲 柄柄 连连 杆杆 机机 构构 配配 气气 机机 构构 供供 给给 系系 点点 火火 系系 冷冷 却却 系系 润润 滑滑 系系 起起 动动 系系 1.5 1.5 发动机主要性能指标与特性发动机主要性能指标与特性 1.1.动力性指标动力性指标 2.2.经济性指标经济性指标 3.3.发动机的运转性能指发动机的运转性能指 标标 4.4.发动机的速度特性发动机的速度特性 5.5.发动机工作状况发动机工作状况 1.6 内燃机产品名称和型号编制规则 首 部 系列代号系列代号 换代符号换代符号 中中 部部 缸数符号缸数符号气缸布置形式符号气缸布置形式符号 冲程符号冲程符号缸径符号缸径符号 符号符号 含义含义 无符号无符号 多缸直列及单缸卧式多缸直列及单缸卧式 V V形形 P 平卧式平卧式 后后 部部 结构特征符号结构特征符号 用途特征符号用途特征符号区分符号区分符号 尾尾 部部 符号符号结构特征结构特征 无符号无符号 水冷水冷 F风冷风冷