第二章发动机的基本知识

1、课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院第二章 发动机的基本知识课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院复习 汽车的基本组成 汽车轮距与轴距的含义及对汽车性能的影响 最高车速、平均燃油消耗量所表示的汽车性能 汽车驱动方式的表示方法 汽车行驶时总阻力与驱动力的关系 汽车的附着条件课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院 作业 P22 3 6课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院 发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。发动

2、机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。1 1）、按燃料的使用不同分）、按燃料的使用不同分汽油机汽油机柴油机柴油机发动机的定义发动机的定义： 发动机的分类发动机的分类 ： 现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在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。发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。一、发动机的分类与基本构造课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院3 3）、按冷却方式不同）、按冷却方式不同水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机2 2）、按完成一个工作循环所需行程数）、按完

3、成一个工作循环所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院4 4、按气缸数及排列方式、按气缸数及排列方式单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式单列式单列式型型对置式对置式课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院发动机的基本构造发动机的基本构造两大机构：两大机构： 曲柄连杆机构 配气机构五大系统：五大系统： 燃料供给系统 点火系统 润滑系统 冷却系统 起动系统课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学

4、院机电分院上止点上止点 下止点下止点 活塞行程活塞行程(S) (S) 曲柄半径曲柄半径(R) (R) 气缸工作容积气缸工作容积(V h ) (V h ) 燃烧室容积燃烧室容积(Vc ) (Vc ) 气缸总容积气缸总容积(Va ) (Va ) 压缩比压缩比发动机排量发动机排量工作循环工作循环二、发动机的常用术语课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院动态演示动态演示 课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院压缩比压缩比 气缸总容积与

5、燃烧室容积之比称为压缩气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用比，用表示表示。 例如：例如：现代化油器式发动机压缩比一般为现代化油器式发动机压缩比一般为8 811(11(轿车有的轿车有的达达1010以上以上) )。柴油机压缩比一般为为。柴油机压缩比一般为为16162222。V Va a 气缸总容积；气缸总容积； V Vh h 气缸工作容积；气缸工作容积； V Vc c 燃烧室容积；燃烧室容积；课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院工作循环工作循环 对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，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、

6、作功、排气四个过程。这种周均要经过进气、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。而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量排量 ，用用表示表示V VL L 。发动机排量发动机排量VL= V h i V Vh h气缸工作容积气缸工作容积 （气缸排量）（气缸排量） i i 气缸数目气缸数目课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院 四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理观观看看演演示示 1 1、进气行程、进气行程 2 2、压缩行程

7、、压缩行程 3 3、作功行程、作功行程 4 4、排气行程、排气行程 三、发动机的工作原理课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院汽油发动机四个行程的图示1.1.进气行程进气行程. .压缩行程压缩行程. .作功行程作功行程4.4.排气行程排气行程每一行程工作的具体分析如下每一行程工作的具体分析如下 课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院1 1、进气行程、进气行程排气门关闭排气门关闭进气门开启进气门开启大气压力线大气压力线PVra示功图示功图上止点上止点下止点下止点示功图示功图：表示活塞表示活塞在不同位置时气缸内

8、在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。气体压力的变化情况。进气终了时气缸内进气终了时气缸内压强压强为为0.0740.0740.093Mpa0.093Mpa，温度温度上升至上升至353353403K403K 活活塞塞下下行行课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院进气行程 由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽

9、油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.0750.09MPa，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到370400K。实际汽油机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭，以便吸入更多的可燃混合气。 课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院2 2、压缩行程、压缩行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线c上止点上止点下止点下止点压缩终了时气缸内压缩终

10、了时气缸内压强压强上升至上升至0.60.61.5Mpa1.5Mpa，温度温度继续上升至继续上升至600600700K 700K 。活活塞塞上上行行课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院压缩行程 曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。此时气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.61.2MPa，温度可达600700K。 压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发动机功率也越大。但压缩比太高，容

11、易引起爆燃。所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲缸声。会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及机件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的，汽油机的压缩比一般为610。 课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院3 3、作功行程、作功行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点作功中气缸内作功中气缸内最高压强最高压强可达可达3 35Mpa5Mpa，最最高温度高温度可达可达22002

12、2002800K2800K；作功终了时气；作功终了时气缸内缸内压强压强下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，温度温度下降下降至至130013001600K1600K。 活活塞塞下下行行课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院作功行程 作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达35MPa，最高温度可达22002800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下

13、止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.30.5MPa，气体温度降低到13001600K。 课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院4 4、排气行程、排气行程进气门关闭进气门关闭排气门打开排气门打开PVr示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点残余废气残余废气排气终了时气缸内排气终了时气缸内压强压强下降至下降至0.1020.1020.120Mpa0.120Mpa，温度温度

14、下降至下降至9009001200K1200K a 活活塞塞上上行行课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院排气行程 可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个进气行程。当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。实际汽油机的排气行程也是排气门提前打开，延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.105

15、0.115MPa，温度约为9001200K。 曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。 课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院总结 发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。那么，四冲程汽油发动机是怎样完成这个能量转换过程呢？也就是说它是怎样把热能转换成机械能的呢？要完成这个能量转换必须经过进气，把可燃混合气引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气压缩，压缩接近终点时点燃可燃混

16、合气；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把这四个过程叫做发动机的一个工作循环，工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720)，活塞上下往复运动四次，称为四行程发动机。课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院复习 发动机基本基本术语课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院复习 1、四行程发动机有哪四个行程。 2、汽油机进气行程、压缩行程各有什么特点。课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽

17、车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院四行程四行程柴油机柴油机工作原理工作原理 与汽油机工作与汽油机工作原理相比，只有一原理相比，只有一个行程即作功行程个行程即作功行程中，柴油机由于用中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且大、不易蒸发，且自然温度又较汽油自然温度又较汽油低，所以采用的是低，所以采用的是 压缩自燃式点火压缩自燃式点火。课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院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新鲜空气新鲜空气四行程柴油机各行程示意图四行程柴油机各行程示意图开始喷油开始喷油课程内容课

18、程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院分析和比较汽油机、柴油机的工作分析和比较汽油机、柴油机的工作异同异同?火花塞火花塞 喷油器喷油器 课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院汽油机、柴油机的工作汽油机、柴油机的工作相同相同点：点： 每个工作循环曲轴转两周每个工作循环曲轴转两周; ; 每一行程曲轴转半周每一行程曲轴转半周; ; 只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火

19、花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器汽油机、柴油机的工作汽油机、柴油机的工作不同不同点：点：课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院四、内燃机的名称及型号四、内燃机的名称及型号 首部首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。 中部中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。径符号等组成。

20、后部：后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。结构特征和用途特征符号，以字母表示。 尾部尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。时，由制造厂选用适当符号表示。内燃机型号由以下四部分组成：内燃机型号由以下四部分组成：课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院(1) (1) 汽油机汽油机 1E65F1E65F： 表示单缸，

21、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 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，第四种变型产品，水冷车用，第四种变型产品 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，

22、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，风冷通用型，风冷通用型 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，水冷通用型，水冷通用型，X X表示系列代号表示系列代号 型号编制举例型号编制举例 ：课程内容课程内容 汽车发动机构造与检修汽车发动机构造与检修-宁波大红鹰学院机电分院五、五、发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标与特性一、动力性指标一、动力性指标 1 1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，用效转矩，用TeTe表示表示 。2 2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效功率，用功率，用PePe表示。表示。 式中：式中：T Te e 有效扭矩，单位为有效扭矩，单位为NmNm； n n 曲轴转速，单位为曲轴转速，单位为r/minr/min 二者关系二者关系 课程内容课程内容 汽车发动