汽车原理及结构-4-发动机构造_总体

1、第一章第一章 汽车发动机的工作原理和总体构造汽车发动机的工作原理和总体构造第一节第一节 发动机分类发动机分类第二节第二节 四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理第三节第三节 二冲程发动机工作原理二冲程发动机工作原理第四节第四节 发动机的总体构造发动机的总体构造第五节第五节 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第一节第一节 发动机分类发动机分类一、发动机的定义一、发动机的定义一部一部 机器机器 转换能量的转换能量的 某种能量某种能量-机械能机械能 热能热能 机械能机械能: :热机热机 热机热机 内燃机内燃机 汽油机汽油机 柴油机柴油机 第一节第一节 发动机分类发动机分类一、

2、发动机的定义一、发动机的定义二、发动机分类二、发动机分类 汽车发动机汽车发动机( (专指汽车用活塞式内燃机专指汽车用活塞式内燃机) )可根可根据不同的特征来分类。据不同的特征来分类。1.1.对于往复活塞式发动机，根据每一工作循环所对于往复活塞式发动机，根据每一工作循环所需活塞行程数分成：四冲程发动机、二冲程发动需活塞行程数分成：四冲程发动机、二冲程发动机。机。 一个工作循环一个工作循环：进气行程、压缩行程、作功：进气行程、压缩行程、作功行程、排气行程行程、排气行程第一节第一节 发动机分类发动机分类一、发动机的定义一、发动机的定义二、发动机分类二、发动机分类 汽车发动机汽车发动机( (专指汽车用

3、活塞式内燃机专指汽车用活塞式内燃机) )可根可根据不同的特征来分类。据不同的特征来分类。2.2.根据所用燃料种类分成：汽油发动机、柴油发根据所用燃料种类分成：汽油发动机、柴油发动机和气体燃料发动机。动机和气体燃料发动机。汽油机又有化油器式汽油机和汽油喷射式汽油机汽油机又有化油器式汽油机和汽油喷射式汽油机两种。汽油机中的可燃混合气由电火花点火燃烧，两种。汽油机中的可燃混合气由电火花点火燃烧，因此又称强制点火式或点燃式发动机。因此又称强制点火式或点燃式发动机。柴油机的可燃混合气在高温下自燃，这种发动机柴油机的可燃混合气在高温下自燃，这种发动机又称为压燃式发动机。又称为压燃式发动机。第一节第一节 发

4、动机分类发动机分类一、发动机的定义一、发动机的定义二、发动机分类二、发动机分类 汽车发动机汽车发动机( (专指汽车用活塞式内燃机专指汽车用活塞式内燃机) )可根可根据不同的特征来分类。据不同的特征来分类。 3. 3.根据冷却方式不同，发动机可分为水冷式根据冷却方式不同，发动机可分为水冷式和风冷式两种。和风冷式两种。 4. 4.按气缸数不同，发动机可分为单缸发动机，按气缸数不同，发动机可分为单缸发动机，多缸发动机。多缸发动机。 5. 5.按增压不增压，发动机可分为非增压发动按增压不增压，发动机可分为非增压发动机，增压发动机。非增压发动机是靠真空度进气机，增压发动机。非增压发动机是靠真空度进气 。

5、增压发动机使用增压器强制地把空气送到发动机增压发动机使用增压器强制地把空气送到发动机气缸中。气缸中。汽油机柴油机 二冲程机四冲程机 风冷式水冷式 单缸机多缸机 第二节第二节 四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理一、四冲程汽油机工作原理一、四冲程汽油机工作原理1.1.单缸汽油机结构单缸汽油机结构2.2.术语术语气缸工作容积气缸工作容积V Vh h( (气缸排量气缸排量) )发动机工作容积发动机工作容积V VL L( (发动机排量发动机排量) )燃烧室容积燃烧室容积V Vc c 气缸总容积气缸总容积V Va a 压缩比压缩比第二节第二节 四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理一、四冲程汽油机

6、工作原理一、四冲程汽油机工作原理1.1.单缸汽油机结构单缸汽油机结构2.2.术语术语3.3.工作原理工作原理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 进气门进气门 排气门排气门 活塞活塞 气缸气缸 曲轴转角曲轴转角第二节第二节 四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理一、四冲程汽油机工作原理一、四冲程汽油机工作原理1.1.单缸汽油机结构单缸汽油机结构2.2.术语术语3.3.工作原理工作原理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 进气门进气门 排气门排气门 活塞活塞 气缸气缸 曲轴转曲轴转角角 开开 关关 上上下下 真空真空 180180 吸入混

7、合气吸入混合气关关 关关 下下上上 混合气被缩混合气被缩 180180气压及温度增高气压及温度增高 关关 关关 上上下下 混合气被点燃混合气被点燃 180180气压及温度急剧增高气压及温度急剧增高关关 开开 下下上上 废气排出废气排出 180180气压及温度下降气压及温度下降第二节第二节 四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理 一、四冲程汽油机工作原理一、四冲程汽油机工作原理1.1.单缸汽油机结构单缸汽油机结构2.2.术语术语3.3.工作原理工作原理 四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环，活塞在上、排气四个行程，完成一个工

8、作循环，活塞在上、下止点间往复运动四次，各缸进、排气门各开下止点间往复运动四次，各缸进、排气门各开启启1 1次，相应曲轴旋转两周次，相应曲轴旋转两周(720(720) )。第二节第二节 四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理一、四冲程汽油机工作原理一、四冲程汽油机工作原理二、四冲程二、四冲程柴油机柴油机(diesel engine)(diesel engine)工作原理工作原理 柴油机使用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，柴油机使用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，故可燃混不易蒸发，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不同。合气的形成及点火

9、方式都与汽油机不同。 柴油机进气行程进入气缸内的是纯空气，在柴油机进气行程进入气缸内的是纯空气，在压缩行程接近终了时，与喷入的高压柴油在气缸压缩行程接近终了时，与喷入的高压柴油在气缸内形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高，压缩内形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高，压缩终了气缸内空气压力、温度很高，其温度大大超终了气缸内空气压力、温度很高，其温度大大超过柴油的自燃温度，因此可燃混合气被压燃。过柴油的自燃温度，因此可燃混合气被压燃。柴油机与汽油机的区别柴油机与汽油机的区别第二节第二节 四冲程发动机工作原理四冲程发动机工作原理一、四冲程汽油机工作原理一、四冲程汽油机工作原理二、四冲程二、四冲程柴油机柴

10、油机(diesel engine)(diesel engine)工作原理工作原理 三、现代汽车发动机采用多缸发动机工作三、现代汽车发动机采用多缸发动机工作 四冲程发动机工作循环的四个行程中，只有四冲程发动机工作循环的四个行程中，只有一个行程作功，其余三个行程为作功作准备。单一个行程作功，其余三个行程为作功作准备。单缸发动机曲轴转速是不均匀的，因而发动机运转缸发动机曲轴转速是不均匀的，因而发动机运转不平稳，工作振动大，现代汽车采用多缸发动机不平稳，工作振动大，现代汽车采用多缸发动机就可以提高发动机运转的平稳性。就可以提高发动机运转的平稳性。第三节第三节 二冲程发动机工作原理二冲程发动机工作原理1

11、.1.二冲程汽油发动机结构二冲程汽油发动机结构 活塞上行活塞上行: :上方上方压缩压缩 下方下方-吸气吸气2.2.工作原理工作原理活塞下行活塞下行( (上半程上半程):): 上方上方作功作功 下方下方-预压预压活塞下行活塞下行( (下半程下半程):): 上方上方换气换气 下方下方-预压预压第四节第四节 发动机的总体构造发动机的总体构造一、汽油机组成：两个机构和五个系统。一、汽油机组成：两个机构和五个系统。 两个机构：两个机构：1.1.曲柄连杆机构曲柄连杆机构(crank mechanism)(crank mechanism)（含机体组）（含机体组）2.2.配气机构配气机构(valve trai

12、n)(valve train)五个系统：五个系统： 1.1.供给系供给系(fuel supple system (fuel supple system ；diesel- engine diesel- engine fuel system)fuel system) 2. 2.冷却系冷却系(cooling system)(cooling system) 3. 3.润滑系润滑系(lubrication system)(lubrication system) 4. 4.点火系点火系(ignition system)(ignition system) 5. 5.起动系起动系(starting syste

13、m)(starting system)第四节第四节 发动机的总体构造发动机的总体构造一、汽油机组成：两个机构和五个系统。一、汽油机组成：两个机构和五个系统。 二、柴油机组成：二、柴油机组成：两个机构和四个系统。两个机构和四个系统。 柴油机没有点火系，供给系与汽油机也有区柴油机没有点火系，供给系与汽油机也有区别。柴油机供给系有喷油泵。其它机构和系统与别。柴油机供给系有喷油泵。其它机构和系统与汽油机一样。汽油机一样。发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造第五节第五节 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 GB725-82 GB725-82主要内容如下：

14、主要内容如下： 1.1.内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，例如柴油机、汽油机，煤气机，沼气机。双例如柴油机、汽油机，煤气机，沼气机。双( (多多 种种) )燃料发动机等。燃料发动机等。 2.2.内燃机型号由阿拉伯数码和汉语拼音字内燃机型号由阿拉伯数码和汉语拼音字母组成。母组成。 第五节第五节 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 3. 3.内燃机型号由下列四部分组成：内燃机型号由下列四部分组成： (1)(1)首部：为产品系列符号和首部：为产品系列符号和( (或或) )换代标志符换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需号，由制

15、造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部或由部主管标准化机构核准。主管部或由部主管标准化机构核准。 (2)(2)中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号组成。形式符号和缸径符号组成。 (3)(3)后部：结构特征和用途特征符号，以字母后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。表示。 (4)(4)尾部：区分符号。同一系列产品因改进等尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂和适当符号表示。原因需要区分时，由制造厂和适当符号表示。第五节第五节 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第五节第五节 内燃机产品名称和型号

16、编制规则内燃机产品名称和型号编制规则型号编制示例：型号编制示例： 柴油机：柴油机： (1)165F(1)165F表示单缸，四冲程，缸径表示单缸，四冲程，缸径65mm65mm，风，风冷。冷。 (2)R175(2)R175表示单缸，四冲程，缸径表示单缸，四冲程，缸径75mm75mm、水、水冷，通用型冷，通用型( (这里取这里取R R表示表示175175的换代标志符号的换代标志符号 ) ) 汽油机：汽油机： (1)1E65F(1)1E65F表示单缸、二冲程、缸径表示单缸、二冲程、缸径65mm65mm、风冷、通用型风冷、通用型 (2)4100Q(2)4100Q表示四缸、四冲程、缸径表示四缸、四冲程、缸

17、径100mm100mm、水冷、车用水冷、车用三菱混合动力电动汽车三菱混合动力电动汽车第六节第六节 发动机主要性能指标发动机主要性能指标 发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。一、动力性指标一、动力性指标 动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的动机的有效转矩、有效功率有效转矩、有效功率、转速

18、等作为评价发动机动力、转速等作为评价发动机动力性好坏的指标。性好坏的指标。1.1.有效转矩有效转矩 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作 TeTe，单位为，单位为 Nm Nm 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。出的有效功。第六节第六节 发动机主要性能指标发动机主要性能指标一、动力性指标一、动力性指标2.2.有效功率有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作PePe，单位为，单位为 kWkW。发动机的有效功率可以用台架试验方法。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后用公式计算出发动机的有效功率公式计算出发动机的有效功率PePe：式中：Te有效转矩（Nm）； n发动机转速（r/min）260 10009550eeenTT nP第六节第六节 发动机主要性能指标发动机主要性能指标二、经济性指标二、经济性指标1.1.有效热效率有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热燃料燃烧所产