第一章第1-2节

1、汽车发动机汽车发动机第一章第一章发动机的工作原理和总体构造发动机的工作原理和总体构造第一章第一章发动机的工作原理和总体构造发动机的工作原理和总体构造汽车发动机汽车发动机第一章第一章 发动机的工作原理和总体构造发动机的工作原理和总体构造 发动机的发动机的分类分类四冲程四冲程发动机工作原理发动机工作原理二二冲程冲程发动机工作原理发动机工作原理发动机总体构造发动机总体构造发动机主要性能指标与特性发动机主要性能指标与特性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汽车发动机汽车发动机第一节第一节 发动机的分类发动机的分类汽车发动机汽车发动机汽车的动力源是发动机。汽车的动力源是发动机。发动机

2、是将某一种形式的能量转化为机械能的机发动机是将某一种形式的能量转化为机械能的机器器 。将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的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，简称热机。装置称为热力发动机，简称热机。内燃机：如汽油机、柴油机，内燃机：如汽油机、柴油机，是热力发动机是热力发动机的一种，其特点是液体或气体燃料与空气混合后的一种，其特点是液体或气体燃料与空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再转变直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。成机械能。汽车发动机汽车发动机新蓝鸟汽车发动机汽车发动机马自达6四缸2.3L汽车发动机汽车发动机本田柴油发动机汽车发动机汽车发动

3、机汽车发动机汽车发动机外燃机：如蒸汽机，其特点是燃料在机器外部的锅炉内燃烧，将锅炉内的水加热而产生高温、高压的水蒸气，输送至机器内部，使所含的热能转变为机械能。汽车发动机汽车发动机 内燃机具有热效率高、体积小、质量小、便于移动以及起动性能好等优点，因而广泛应用于飞机、船舰以及汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。 世界上内燃机的保有量在动力机械中居首位，它在人类活动中占有非常重要的地位 但是，内燃机一般要求使用石油燃料，同时排出的废气中所台有害气体成分较高。为解决能源与大气污染的问题，目前国内、外正致力于排气净化以及其它新能源发动机的研究工作。活塞式内燃机自19世纪60年代问世。 汽车发动机汽车发动

4、机(1)按照所用燃料分类 活塞式内燃机的分类 可分为液体燃料发动机(汽油机、柴油机等)和气体燃料发动机(如天然气发动机、液化石油气发动机等)。汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点：汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。 汽车发动机汽车发动机柴油柴油的特性是在同样的条件下其自燃点比汽油的自燃点的特性是在同样的条件下其自燃点比汽油的自燃点低，因此采用压燃式低，因此采用压燃式( (自燃式自燃式) )发火。一般可通过喷油泵发火。一般

5、可通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机的气缸内，在气缸内与和喷油器将柴油直接喷入发动机的气缸内，在气缸内与压缩空气均匀混合后，在高温下得以自燃，这种发动机压缩空气均匀混合后，在高温下得以自燃，这种发动机称为压燃式发动机。称为压燃式发动机。汽油汽油的特性是其自燃的温度比柴油的要高，因此常采用的特性是其自燃的温度比柴油的要高，因此常采用点燃式发火。利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油，点燃式发火。利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油，使其发火燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。使其发火燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。(2) 按发火方式分类 可分为压燃式发动机与点燃式发动机。汽车发动机汽车发动机(3)

6、 按照行程分类 内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。 把曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机； 把曲轴转一圈(360)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。 汽车发动机广泛使用四行程内燃机。汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机(4) 按照气缸数目分类 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多

7、缸发动机。有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。 如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。发动机。汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机HONDA化油器式单缸汽油机汽车发动机汽车发动机丰田丰田VIOS威驰四缸电喷发动机威驰四缸电喷发动机汽车发动机汽车发动机内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列

8、，两列之间的夹角180(一般为90)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180称为对置式发动机。（5）按照气缸排列方式分类汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机奥迪A6V62.8L汽车发动机汽车发动机内燃机按照冷却方式不同可以分为内燃机按照冷却方式不同可以分为: :水冷发动机水冷发动机 风冷发动机。风冷发动机。水冷发动机水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；风冷发动机风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为

9、冷却介质进行冷却的。散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。被广泛地应用于现代车用发动机。(6) 按照冷却方式分类 汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机每气缸中设有个进气门和一个排气门的发动机，称为二气门发动机；每缸中设有2个进气门和2个排气门的，称为四气门发动机，统计起来，6个气缸有24个气门，4个气缸有16个气门。4气门结构可以加强吸入和排气的效率，并可减少有害气体的排出；每个气缸中没有3个进气门和2个排气门的称为5气门发动机。（7）按按每气缸中设有个进气门或凸轮轴类型分类

10、每气缸中设有个进气门或凸轮轴类型分类汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机根据凸轮轴而分类：根据凸轮轴而分类：主要是主要是SOHCSOHC（单顶置凸轮）（单顶置凸轮）DOHCDOHC（双顶置凸轮）两种。（双顶置凸轮）两种。汽车发动机汽车发动机(8) 按照进气系统是否采用增压方式分类 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。 汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机第二节第二节 发动机的基本术语发动机的基本术语1 1上止点上止点 活塞在气缸里

11、作往复直线运活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为上止点。极限位置，称为上止点。2 2下止点下止点 活塞在气缸里作往复直线运动时活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。位置，称为下止点。 汽车发动机汽车发动机3 3活塞行程活塞行程 S S 活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间

12、的距离称为活塞行程。对应一个活塞行程下止点之间的距离称为活塞行程。对应一个活塞行程，曲轴旋转，曲轴旋转180180。4 4曲柄半径曲柄半径 R R 曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即径。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即S=2RS=2R。汽车发动机汽车发动机 LSDVS62104式中：D气缸直径，单位mm； S活塞行程，单位mm；5 5气缸工作容积气缸工作容积V Vs s 活塞从一个止点运动到另一活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。缸工作容积。汽车发动机汽

13、车发动机 6 6燃烧室容积燃烧室容积V Vc c 活塞位于上止点时，其顶部与气缸活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。盖之间的容积称为燃烧室容积。7 7气缸总容积气缸总容积V Va a活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。一般用之间的容积称为气缸总容积。一般用V Va a表示，显而易见，气缸总容积就是表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，气缸工作容积和燃烧室容积之和， 即即 V Va aV Vc cV Vs s汽车发动机汽车发动机V Va aV Vc cV Vs s总容积总容积V Va a燃烧室容积燃

14、烧室容积V Vc c工作容积工作容积V Vs s汽车发动机汽车发动机8 8发动机排量发动机排量V VL L 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。量。式中: D为气缸直径(mm)，S为活塞行程(mm),i为气缸数 LSiDVL62104汽车发动机汽车发动机= Va /Vc= （Vc+Vs）/Vc=1+ Vs/Vc9压缩比压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用表示。汽车发动机汽车发动机压缩比表示活塞从下止点移到上止点时，气缸内

15、气体被压缩的程度，压缩比越大，则压缩终了时气缸内气体的压力和温度就越高。现代发动机汽油机一般为6 9（轿车可达9 11），柴油机一般1622。汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机10.10.工作循环工作循环每一个工作循环包括进气、压缩、每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气过程，即完成进气、压作功和排气过程，即完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环作循环11.11.动力性能指标动力性能指标动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标，包动力性能指标指曲轴对外作功能力的指标，包括有效扭矩、有效功率和曲轴转速。括有效扭矩、有效功率和曲轴转速。汽车发动机汽车发动

16、机12.12.有效扭矩有效扭矩指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，通常用通常用T Te e表示，单位为表示，单位为NmNm。有效扭矩是作用。有效扭矩是作用在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴在活塞顶部的气体压力通过连杆、传给曲轴产生的扭矩，并克服了摩擦，驱动附件等损产生的扭矩，并克服了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净扭矩。失之后从曲轴对外输出的净扭矩。汽车发动机汽车发动机13.13.有效功率有效功率 指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用常用P Pe e表示，单位为表示，单位为kWkW。有效功率同

17、样是曲轴对。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的外输出的净功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。发动机的有效功率可以在专用的试验台上乘积。发动机的有效功率可以在专用的试验台上用测功器测定，测出有效扭矩和曲轴转速，然后用测功器测定，测出有效扭矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率。用下面公式计算出有效功率。汽车发动机汽车发动机14.14.转速转速指发动机曲轴每分钟的转数，单位为指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/minr/min。发。发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动机可靠性试定功率和额定

18、转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连验方法的规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行续运行30030010001000小时。小时。15.15.燃油消耗率燃油消耗率通常用来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率通常用来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出每发出1kW1kW有效功率在有效功率在1 1小时内所消耗的燃油质小时内所消耗的燃油质量量( (以以g g为单位为单位) )，燃油消耗率通常用，燃油消耗率通常用g ge e表示，其表示，其单位为单位为g/kWhg/kWh。汽车发动机汽车发动机1

19、616排放性能排放性能 排放性能指标包括排放烟度、有害气体排放性能指标包括排放烟度、有害气体( (COCO，HCHC，NONOx x) )排放量、噪声等。排放量、噪声等。汽车发动机汽车发动机汽车汽车发动机发动机型式型式排量排量(L)缸径缸径行程行程（mm）压缩比压缩比最大功率最大功率(kW)最大扭矩最大扭矩(Nm)燃油消燃油消耗量耗量(L/100km)供油供油方式方式0100km/h加速时间加速时间(s)凯迪拉克凯迪拉克-塞威塞威V84.565938410.3223/6000393/4400电喷电喷汽车发动机汽车发动机汽车汽车发动机发动机型式型式排量排量(L)缸径缸径行行程程（mm）压缩比压缩

20、比最大功率最大功率(kW)最大扭矩最大扭矩(Nm)燃油燃油消耗量消耗量(L/100km)供油供油方式方式0100km/h加速时间加速时间(s)奔驰奔驰S600V125.786848710270/5500530/425013.4电喷电喷6.5汽车发动机汽车发动机汽车汽车发动机型发动机型式式排量排量(L)缸径缸径行程行程（mm）压缩比压缩比最大功率最大功率(kW)最大扭矩最大扭矩(Nm)燃油燃油消耗量消耗量(L/100km)供油方供油方式式0100km/h加速时间加速时间(s)神龙富康神龙富康9884缸直列缸直列1.678.5829.665/5600135/30006。5电喷电喷15汽车发动机汽车

21、发动机汽车汽车发动机型发动机型式式排量排量(L)缸径缸径行行程程（mm）压缩比压缩比最大功率最大功率(kW)最大扭矩最大扭矩(Nm)燃油消耗燃油消耗量量(L/100km)供油方供油方式式0100km/h加速时间加速时间(s)上海通用上海通用BUICK(别克别克)V型型6缸缸2.4981.086.49.5112/5600208/44006.7/10.9电喷电喷13汽车发动机汽车发动机汽车汽车发动机型发动机型式式排量排量(L)缸径缸径行行程程（mm）压缩比压缩比最大功率最大功率(kW)最大扭矩最大扭矩(Nm)燃油消耗量燃油消耗量(L/100km)供油方供油方式式0100km/h加速时间加速时间(s

22、)广州本田广州本田ODYSSEY(奥德赛奥德赛)4缸直列缸直列2.25486979.5110/5800206/4800电控电控13 汽车发动机汽车发动机汽车汽车发动机发动机型式型式排量排量(L)缸径缸径行行程程（mm）压缩比压缩比最大功率最大功率(kW)最大扭最大扭矩矩(Nm)燃油消耗燃油消耗量量(L/100km)供油方式供油方式0100km/h加速时间加速时间(s)NISSAN新蓝鸟新蓝鸟4缸缸直列直列1.99886869.5106.6/6400178/480010.9电喷电喷汽车发动机汽车发动机汽车汽车发动机发动机型式型式排量排量(L)缸径缸径行程行程（mm）压缩比压缩比最大功率最大功率(kW)最大扭矩最大扭矩(Nm)燃油消耗燃油消耗量量(L/100km)供油方式供油方式0100km/h加速时间加速时间(s)宝马宝马M5V84.9494.089.09.5294/6600500/380013.9电喷电喷5.3汽车发动机汽车发动机汽车汽车发动机发动机型式型式排量排量(L)缸径缸径行程行程（mm）压缩比压缩比最大功率最大功率(kW)最大扭矩最大扭矩(Nm)燃油消耗燃油消耗量量(L/100km)供油方式供油方式0100km/h加速时间加速时间(s)丰