發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理及總體構(gòu)造

1、 第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造一、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)一、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)即是將燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種動(dòng)力裝置即是將燃料的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種動(dòng)力裝置。 第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi) (2) 外燃機(jī)：外燃機(jī)：燃料在機(jī)器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋內(nèi)燃料在機(jī)器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋內(nèi) 的水加熱，使之變?yōu)楦邷馗邏旱乃魵猓乃訜?，使之變?yōu)楦邷馗邏旱乃魵猓缓笏椭翙C(jī)器內(nèi)部，使所含熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槿缓笏椭翙C(jī)器內(nèi)部，使所含熱能轉(zhuǎn)變?yōu)?機(jī)械能。機(jī)械能。 內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：熱效率高、體積小、重量輕、廣泛應(yīng)用。熱效率高、體積小、重量輕、廣泛應(yīng)用。但由于使用的是石油燃料

2、，因而污染較大。城市的大氣污但由于使用的是石油燃料，因而污染較大。城市的大氣污染相當(dāng)部分來(lái)至內(nèi)燃機(jī)所排出的廢氣。染相當(dāng)部分來(lái)至內(nèi)燃機(jī)所排出的廢氣。 熱力發(fā)動(dòng)機(jī)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)(1) 內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)燃機(jī)：可燃混合氣在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生可燃混合氣在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生 熱能，然后再轉(zhuǎn)為機(jī)械能。熱能，然后再轉(zhuǎn)為機(jī)械能。3)3)按每一工作循環(huán)的沖程數(shù)分：按每一工作循環(huán)的沖程數(shù)分：1)1)按所用燃料分：按所用燃料分：氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)1、內(nèi)燃機(jī)：、內(nèi)燃機(jī)：1) 活塞式內(nèi)燃機(jī)（本書(shū)的主要介紹對(duì)象。）活塞式內(nèi)燃機(jī)（本書(shū)的主要介紹對(duì)象。）2) 燃?xì)廨啓C(jī)：旋轉(zhuǎn)式的內(nèi)燃機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)：旋轉(zhuǎn)

3、式的內(nèi)燃機(jī)。一個(gè)工作循環(huán)一個(gè)工作循環(huán)：在氣缸中完成一次熱功轉(zhuǎn)換所進(jìn)行的一系列連續(xù)過(guò)程。在氣缸中完成一次熱功轉(zhuǎn)換所進(jìn)行的一系列連續(xù)過(guò)程。活塞式內(nèi)燃機(jī)分類(lèi)：活塞式內(nèi)燃機(jī)分類(lèi)：四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)四個(gè)單程完成一四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)四個(gè)單程完成一 個(gè)工作循環(huán)。個(gè)工作循環(huán)。 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)二個(gè)單程完成一二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)二個(gè)單程完成一 個(gè)工作循環(huán)。個(gè)工作循環(huán)。汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)液化石油發(fā)動(dòng)機(jī)液化石油發(fā)動(dòng)機(jī) 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)2)2)按點(diǎn)火方式分：按點(diǎn)火方式分：點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)）點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)）壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)）壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（柴油機(jī)） 單缸（立式、臥式）發(fā)動(dòng)機(jī)單缸

4、（立式、臥式）發(fā)動(dòng)機(jī) 多缸（直列、型、型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)多缸（直列、型、型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī) 4)4)按氣缸數(shù)及排列方式分：按氣缸數(shù)及排列方式分：型或?qū)χ檬叫突驅(qū)χ檬蕉喔祝ㄖ绷?、型、型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)多缸（直列、型、型或?qū)χ檬剑┌l(fā)動(dòng)機(jī)5)5)按冷卻方式分：按冷卻方式分：水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)水冷式發(fā)動(dòng)機(jī) 風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)6)6) 按是否裝增壓裝置分：按是否裝增壓裝置分： 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)）非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)（自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)）7)7)按每缸氣門(mén)數(shù)分：按每缸氣門(mén)數(shù)分： 二氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)二氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)多氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)多氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī) 第二節(jié)第二節(jié) 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理1、

5、上止點(diǎn)：、上止點(diǎn)：活塞頂部離曲軸中心最遠(yuǎn)處。活塞頂部離曲軸中心最遠(yuǎn)處。 2、下止點(diǎn)：、下止點(diǎn)：活塞頂部離曲軸中心最近處?；钊敳侩x曲軸中心最近處。3、活塞沖程：、活塞沖程：上、下止點(diǎn)間的距離上、下止點(diǎn)間的距離S。（發(fā)動(dòng)機(jī)基本術(shù)語(yǔ)）（發(fā)動(dòng)機(jī)基本術(shù)語(yǔ)） 活塞由上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的氣缸容積活塞由上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的氣缸容積Vh。 Vh=（D / 4 103） S (L) ( D：氣缸直徑，：氣缸直徑，cm. S：活塞沖程，：活塞沖程，cm.) 4、氣缸排量（氣缸工作容積）：、氣缸排量（氣缸工作容積）： 5、發(fā)動(dòng)機(jī)排量：、發(fā)動(dòng)機(jī)排量：VL=Vh (-氣缸數(shù)氣缸數(shù)) 6、燃燒室容積、燃燒室容積：當(dāng)活

6、塞在上止點(diǎn)時(shí)當(dāng)活塞在上止點(diǎn)時(shí),活塞上方與缸蓋圍成的容積活塞上方與缸蓋圍成的容積Vc。7、氣缸總?cè)莘e：、氣缸總?cè)莘e： Va=Vc+Vh8、壓縮比：、壓縮比：發(fā)動(dòng)機(jī)工作示意圖發(fā)動(dòng)機(jī)工作示意圖汽油機(jī)：汽油機(jī)：汽油粘度小，蒸發(fā)性好，在氣缸外部形成汽油粘度小，蒸發(fā)性好，在氣缸外部形成 混合氣，自燃溫度高于混合氣，自燃溫度高于 380C，外火源點(diǎn)燃。，外火源點(diǎn)燃。汽油機(jī)又稱汽油機(jī)又稱點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。二、可燃混合氣的形成及發(fā)火方式：二、可燃混合氣的形成及發(fā)火方式：柴油機(jī)又稱柴油機(jī)又稱壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油機(jī)：柴油機(jī)：柴油粘度大，蒸發(fā)性差，在氣缸內(nèi)部形成柴油粘度大，蒸發(fā)性差，在氣缸內(nèi)部形

7、成 混合氣，自燃度為混合氣，自燃度為250C左右，左右， 壓縮自燃。壓縮自燃。汽油機(jī)（化油器式）燃料供給汽油機(jī)（化油器式）燃料供給演示演示汽油機(jī)（電噴式）燃料供給汽油機(jī)（電噴式）燃料供給演示演示柴油機(jī)燃料供給柴油機(jī)燃料供給演示演示噴射干脆利落噴射干脆利落無(wú)后滴現(xiàn)象無(wú)后滴現(xiàn)象霧化均勻霧化均勻柱塞式噴油泵、噴油器工作柱塞式噴油泵、噴油器工作演示演示汽油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖汽油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1、進(jìn)氣行程：、進(jìn)氣行程： V，P 氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空度氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空度柴油機(jī)：柴油機(jī)：新鮮空氣被吸入氣缸新鮮空氣被吸入氣缸 汽油機(jī)：汽油機(jī)：汽油與空氣的混合氣吸入氣缸汽油與空氣的混合氣吸入氣缸三、三、四沖程（汽油機(jī)，柴

8、油機(jī)）的工作原理四沖程（汽油機(jī)，柴油機(jī)）的工作原理 進(jìn)開(kāi)進(jìn)開(kāi) 排關(guān)排關(guān) 活塞由上活塞由上 下下進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟排氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉 活塞被曲軸帶動(dòng)由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉?；钊磺S帶動(dòng)由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，此時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉。2、壓縮行程：、壓縮行程： VP，T進(jìn)關(guān)進(jìn)關(guān)排關(guān)排關(guān)活塞由下活塞由下 上上 “汽汽” 壓縮接近終了，可燃混合氣體由火花塞壓縮接近終了，可燃混合氣體由火花塞 電極發(fā)出的電火花點(diǎn)燃。電極發(fā)出的電火花點(diǎn)燃?！安癫瘛?壓縮接近終了，由噴油器把經(jīng)噴油泵壓縮接近終了，由噴油器把經(jīng)噴油泵加壓的霧狀柴油噴入氣缸，使之與壓縮后的加壓的霧狀柴油噴入氣缸，

9、使之與壓縮后的高溫空氣混合，達(dá)自然溫度自行發(fā)燃燒。高溫空氣混合，達(dá)自然溫度自行發(fā)燃燒。進(jìn)、進(jìn)、排氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉 為使混合氣體能迅速燃燒，產(chǎn)生較大的壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出較大的功為使混合氣體能迅速燃燒，產(chǎn)生較大的壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出較大的功率，必須在燃燒前對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮，使之率，必須在燃燒前對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮，使之V，T。越大，壓縮終了的越大，壓縮終了的P、T越高，燃燒快，膨脹作功越高，燃燒快，膨脹作功充分。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、充分。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性好。但經(jīng)濟(jì)性好。但過(guò)高，對(duì)過(guò)高，對(duì)汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，會(huì)引起汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，會(huì)引起T過(guò)過(guò)高而造成不正常燃燒即：高而造成不正常燃燒即：爆燃爆燃或或表面點(diǎn)火

10、。表面點(diǎn)火。 壓縮比壓縮比:=Va/ Vc= 1+Vh/ Vc 是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。成成 因因產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降低。功率下降，燃油消低。功率下降，燃油消耗量增加。耗量增加。伴有強(qiáng)烈的較沉悶敲伴有強(qiáng)烈的較沉悶敲擊聲。擊聲。表面表面點(diǎn)火點(diǎn)火引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，功率引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，功率下降，燃油消耗量增加下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴(yán)等一系列不良后果。嚴(yán)重爆燃時(shí)甚至造成氣門(mén)重爆燃時(shí)甚至造成氣門(mén)燒毀、軸瓦破裂，火花燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等。塞絕緣體擊穿等。爆燃時(shí)火焰以爆燃時(shí)火焰以15002000m

11、/s的速度向外傳的速度向外傳播，播，P、T極劇增加，極劇增加，形成壓力波，撞擊燃形成壓力波，撞擊燃燒室壁，發(fā)出尖銳的燒室壁，發(fā)出尖銳的敲缸聲。敲缸聲。爆燃爆燃后后 果果現(xiàn)現(xiàn) 象象名稱名稱由于由于過(guò)大過(guò)大 P、T過(guò)高，在電火花之過(guò)高，在電火花之前可燃混合氣就被前可燃混合氣就被燃燒室熾熱的表面燃燒室熾熱的表面點(diǎn)燃的另一種不正點(diǎn)燃的另一種不正常燃燒。常燃燒。由于由于過(guò)大過(guò)大 P、T過(guò)高，遠(yuǎn)離火焰中過(guò)高，遠(yuǎn)離火焰中心的可燃混合氣在心的可燃混合氣在火焰尚未到達(dá)就自火焰尚未到達(dá)就自行發(fā)火燃燒的一種行發(fā)火燃燒的一種不正常燃燒。不正常燃燒。 1) 現(xiàn)代汽油機(jī)的壓縮比一般為現(xiàn)代汽油機(jī)的壓縮比一般為= 69（個(gè)別

12、轎車(chē)可達(dá)（個(gè)別轎車(chē)可達(dá)911）。）。 2) 柴油機(jī)靠壓縮自燃，所以壓縮比設(shè)計(jì)等較高柴油機(jī)靠壓縮自燃，所以壓縮比設(shè)計(jì)等較高=1622。具有較好的。具有較好的 經(jīng)濟(jì)性。但高的壓縮比帶來(lái)高的壓縮壓力、燃燒壓力，使柴油機(jī)各部經(jīng)濟(jì)性。但高的壓縮比帶來(lái)高的壓縮壓力、燃燒壓力，使柴油機(jī)各部 件要承受高的機(jī)械負(fù)荷，因而需要增加強(qiáng)度及剛度。故件要承受高的機(jī)械負(fù)荷，因而需要增加強(qiáng)度及剛度。故柴油機(jī)的尺寸、柴油機(jī)的尺寸、 重量指標(biāo)不如汽油機(jī)。重量指標(biāo)不如汽油機(jī)。* 進(jìn)關(guān)進(jìn)關(guān) 排關(guān)排關(guān) 高溫高壓氣體推動(dòng)活塞由上高溫高壓氣體推動(dòng)活塞由上 下下 3、作功行程：、作功行程：壓縮終了，氣缸容積很小，壓縮終了，氣缸容積很小，

13、迅速燃燒的混合氣使缸內(nèi)迅速燃燒的混合氣使缸內(nèi)P、T 急劇升高。急劇升高。 進(jìn)關(guān)進(jìn)關(guān) 排開(kāi)排開(kāi) 活塞由下活塞由下 上上 廢氣經(jīng)排氣門(mén)排出氣缸廢氣經(jīng)排氣門(mén)排出氣缸進(jìn)、進(jìn)、排氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉進(jìn)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉氣門(mén)關(guān)閉排排氣門(mén)氣門(mén)開(kāi)啟開(kāi)啟 4、排氣行程：、排氣行程：可燃混合氣燃燒后變成廢氣，為了進(jìn)行下一循環(huán)，可燃混合氣燃燒后變成廢氣，為了進(jìn)行下一循環(huán)， 必須把廢氣排出氣缸。必須把廢氣排出氣缸。熱能熱能 機(jī)械能機(jī)械能旋轉(zhuǎn)作功旋轉(zhuǎn)作功曲軸強(qiáng)制曲軸強(qiáng)制 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程完成四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)。此期間，活塞在上、下止點(diǎn)間一個(gè)工作循環(huán)。此期間

14、，活塞在上、下止點(diǎn)間往復(fù)移動(dòng)了往復(fù)移動(dòng)了四個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周四個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周(720)(720)。*無(wú)點(diǎn)火系無(wú)點(diǎn)火系有點(diǎn)火系有點(diǎn)火系高溫氣體加熱柴油燃燒高溫氣體加熱柴油燃燒電火花點(diǎn)燃混合氣電火花點(diǎn)燃混合氣吸進(jìn)氣缸的是純空氣吸進(jìn)氣缸的是純空氣汽油與空氣在缸外混合，汽油與空氣在缸外混合，吸進(jìn)氣缸的是可燃混合氣吸進(jìn)氣缸的是可燃混合氣柴油機(jī)柴油機(jī) 汽油機(jī)汽油機(jī)四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī)與與四沖程的柴油機(jī)四沖程的柴油機(jī)不同點(diǎn)不同點(diǎn) 曲線包圍的面積即為發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功。曲線包圍的面積即為發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功。5、示功圖、示功圖：表示發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，其表示發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，其P、V的變化情況，的變化

15、情況，VP P0VcVa 排氣終了排氣終了P： “汽汽” ” 1.05-1.251.05-1.25 “柴柴” 1.05-1.05-1.251.25 （個(gè)大氣壓）（個(gè)大氣壓）“ 柴柴 ” ” 0 . 8 0 0 . 8 0 0.950.95 進(jìn)氣終了進(jìn)氣終了P： “汽汽” ” 0.750.900.750.90 a b壓縮終了壓縮終了 P： “汽汽” ” 612612 “柴柴” 35453545c 燃燒時(shí)的最高燃燒時(shí)的最高P： “汽汽” ” 30503050 “柴柴” ” 60-9060-90d作功終了作功終了P： “汽汽” ” 3-53-5“柴柴” ” 2-42-4e汽油機(jī)：汽油機(jī)：（優(yōu)點(diǎn)）（優(yōu)

16、點(diǎn)）較小，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速較高，動(dòng)力性好。較小，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)速較高，動(dòng)力性好。 制造維修成本低，噪聲小，起動(dòng)容易。主要用于轎車(chē)、微型制造維修成本低，噪聲小，起動(dòng)容易。主要用于轎車(chē)、微型 車(chē)（客車(chē)、貨車(chē)）、軍用越野車(chē)。車(chē)（客車(chē)、貨車(chē)）、軍用越野車(chē)。四：四沖程四：四沖程汽油機(jī)汽油機(jī)和和柴油機(jī)柴油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較的優(yōu)缺點(diǎn)比較多缸：多缸：與單缸相反。發(fā)火間隔角與單缸相反。發(fā)火間隔角 =720 / i i （ i i 缸數(shù)）。缸數(shù)）。同排量的單缸與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較：同排量的單缸與多缸發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較：（缺點(diǎn)）（缺點(diǎn)）燃料經(jīng)濟(jì)差，排污大（燃料經(jīng)濟(jì)差，排污大（HC、N0 x、CO）柴油機(jī)：柴油機(jī)

17、：（優(yōu)點(diǎn)）（優(yōu)點(diǎn)） 較大，燃料燃燒完全，經(jīng)濟(jì)性好。較大，燃料燃燒完全，經(jīng)濟(jì)性好。 （缺點(diǎn)）（缺點(diǎn)）由于由于較大較大 P、T較高，所以體積大、重量大，轉(zhuǎn)速較高，所以體積大、重量大，轉(zhuǎn)速 較低，制造維修成本高（噴油泵、噴油器加工精度要求高）。較低，制造維修成本高（噴油泵、噴油器加工精度要求高）。 常用于中、重型貨車(chē)。（對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求高，動(dòng)力性要求較低）常用于中、重型貨車(chē)。（對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求高，動(dòng)力性要求較低）單缸：?jiǎn)胃祝航Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕。運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、沖擊振動(dòng)大。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕。運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、沖擊振動(dòng)大。現(xiàn)代汽車(chē)上一般不用單缸機(jī)，用得最多的是四缸、六缸、八缸?，F(xiàn)代汽車(chē)上一般不用單缸機(jī)，用得最多的是四缸、六

18、缸、八缸。 1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：無(wú)進(jìn)排氣門(mén)及配氣機(jī)構(gòu)，無(wú)進(jìn)排氣門(mén)及配氣機(jī)構(gòu)， 由三孔控制進(jìn)、排氣，活塞為凸頂由三孔控制進(jìn)、排氣，活塞為凸頂 。一：二沖程汽油機(jī)的工作原理：一：二沖程汽油機(jī)的工作原理： 第三節(jié)第三節(jié) 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)也包括進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個(gè)行程。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)也包括進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個(gè)行程。只不過(guò)這些行程的完成僅需活塞在兩個(gè)行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成。只不過(guò)這些行程的完成僅需活塞在兩個(gè)行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成。掃氣孔掃氣孔進(jìn)氣孔進(jìn)氣孔排氣孔排氣孔 2、工作原理：、工作原理：(2)高溫高壓氣體推動(dòng)高

19、溫高壓氣體推動(dòng) 活塞下行，活塞下行，孔孔1逐漸關(guān)閉；逐漸關(guān)閉；曲軸箱內(nèi)氣體被預(yù)壓，曲軸箱內(nèi)氣體被預(yù)壓，接近下止點(diǎn)接近下止點(diǎn) （孔（孔2開(kāi)啟，廢氣排出，開(kāi)啟，廢氣排出，接著孔接著孔3 開(kāi)啟，新鮮混合氣自孔開(kāi)啟，新鮮混合氣自孔3流流入氣缸，并驅(qū)除廢氣。）（入氣缸，并驅(qū)除廢氣。）（d ) (1)活塞上行活塞上行（三孔均閉），壓縮上一循環(huán)吸入（三孔均閉），壓縮上一循環(huán)吸入氣缸的可燃混合氣，活塞上方氣缸的可燃混合氣，活塞上方 曲軸箱曲軸箱V，P產(chǎn)生真空度；上行產(chǎn)生真空度；上行2/3行程（孔行程（孔1開(kāi)啟），可燃開(kāi)啟），可燃混合氣吸入曲軸箱接近上止點(diǎn)，由火花塞發(fā)火點(diǎn)混合氣吸入曲軸箱接近上止點(diǎn)，由火花塞發(fā)火

20、點(diǎn)燃。（燃。（a、b、c) V,P二沖程汽油機(jī)的工作原理二沖程汽油機(jī)的工作原理氣氣* 活塞上行：壓縮，進(jìn)氣。活塞上行：壓縮，進(jìn)氣。 下行：作功，換氣。下行：作功，換氣。二沖程汽油機(jī)工作過(guò)程演示二沖程汽油機(jī)工作過(guò)程演示二、二沖程柴油機(jī)的工作原理：二、二沖程柴油機(jī)的工作原理： 1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)： 有一排氣門(mén)，有一進(jìn)氣孔，活塞頂部為凹頂。有一排氣門(mén)，有一進(jìn)氣孔，活塞頂部為凹頂。 進(jìn)孔開(kāi)進(jìn)孔開(kāi)排門(mén)開(kāi)排門(mén)開(kāi) 2、工作過(guò)程：、工作過(guò)程：上行上行1/3行程（進(jìn)孔關(guān)，排門(mén)關(guān)）行程（進(jìn)孔關(guān)，排門(mén)關(guān)）1) 活塞由下活塞由下 上（空氣進(jìn)入，廢氣排出）上（空氣進(jìn)入，廢氣排出）上行接近上止點(diǎn)，由噴油器噴入高壓霧狀柴上行

21、接近上止點(diǎn)，由噴油器噴入高壓霧狀柴油與高壓空氣迅速混合，發(fā)火自燃。油與高壓空氣迅速混合，發(fā)火自燃。2) 高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行至高溫高壓氣體推動(dòng)活塞下行至2/3行程。（排氣門(mén)開(kāi)，廢氣排出，行程。（排氣門(mén)開(kāi)，廢氣排出，接著，進(jìn)氣孔開(kāi)，接著，進(jìn)氣孔開(kāi)， 進(jìn)行換氣。）進(jìn)行換氣。）* 活塞上行：換氣，壓縮活塞上行：換氣，壓縮 。 活塞下行：作功，換氣?；钊滦校鹤鞴Γ瑩Q氣。掃氣泵掃氣泵排氣門(mén)排氣門(mén)進(jìn)氣孔進(jìn)氣孔二沖程柴油機(jī)工作過(guò)程演示二沖程柴油機(jī)工作過(guò)程演示 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)如下：二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)如下： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）曲軸每轉(zhuǎn)一周就有一

22、個(gè)作功行程，因此，當(dāng)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工）曲軸每轉(zhuǎn)一周就有一個(gè)作功行程，因此，當(dāng)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工 作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同時(shí)，在理論上它的功率應(yīng)等于作容積和轉(zhuǎn)速與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相同時(shí)，在理論上它的功率應(yīng)等于 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍。 2）由于發(fā)生作功過(guò)程的頻率較高，故二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。）由于發(fā)生作功過(guò)程的頻率較高，故二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。 3）由于沒(méi)有專門(mén)的換氣機(jī)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量也比較小。）由于沒(méi)有專門(mén)的換氣機(jī)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，質(zhì)量也比較小。 4）由于附屬機(jī)構(gòu)少，所以受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量也）由于附屬機(jī)構(gòu)少，所以受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)

23、動(dòng)部件數(shù)量也 比較少。比較少。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1）不易將氣缸內(nèi)的廢氣排除干凈，而且在換氣時(shí)減少了有效工作行）不易將氣缸內(nèi)的廢氣排除干凈，而且在換氣時(shí)減少了有效工作行 程。因此，在同樣的工作容積和曲軸轉(zhuǎn)速下，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率程。因此，在同樣的工作容積和曲軸轉(zhuǎn)速下，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 并不等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍，只等于并不等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍，只等于1.51.6倍。倍。 2）在換氣時(shí)有一部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，因此，二沖程）在換氣時(shí)有一部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，因此，二沖程 發(fā)動(dòng)機(jī)不如四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)不如四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)。點(diǎn)火系：點(diǎn)火系：（汽油機(jī)獨(dú)有）在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)

24、火系即在火花塞電極（汽油機(jī)獨(dú)有）在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)火系即在火花塞電極 間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。 冷卻系冷卻系：降低氣缸及高溫部件的高溫，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的工作溫度。降低氣缸及高溫部件的高溫，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的工作溫度。潤(rùn)滑系潤(rùn)滑系：減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。起動(dòng)系：起動(dòng)系：用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 兩大機(jī)構(gòu)：兩大機(jī)構(gòu)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。配氣機(jī)構(gòu)：配氣機(jī)構(gòu)：控制

25、進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)刻及延續(xù)時(shí)間?？刂七M(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)刻及延續(xù)時(shí)間。 燃料供給系：燃料供給系： 汽油機(jī)：汽油機(jī)：由由化油器化油器向氣缸供給由汽油與空氣混合的混合氣。向氣缸供給由汽油與空氣混合的混合氣。 柴油機(jī)：柴油機(jī)：由噴油泵提供霧狀柴油，通過(guò)由噴油泵提供霧狀柴油，通過(guò)噴油器噴油器噴入氣缸。噴入氣缸。五大系統(tǒng)五大系統(tǒng)（包括）：（包括）： 配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)連桿連桿飛輪飛輪曲軸曲軸活塞活塞進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)排氣門(mén)推桿推桿挺柱挺柱凸輪軸凸輪軸氣缸體氣缸體1)曲柄連桿機(jī)構(gòu)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)：進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。進(jìn)行熱功轉(zhuǎn)換。2)配氣機(jī)構(gòu)：配氣機(jī)構(gòu)：控制進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)刻及延續(xù)時(shí)間。控

26、制進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)刻及延續(xù)時(shí)間。 3)燃料供給系：燃料供給系：汽油機(jī)：汽油機(jī)：由由化油器化油器向氣缸供給由汽油與空氣混合的混合氣。向氣缸供給由汽油與空氣混合的混合氣。柴油機(jī)：柴油機(jī)：由由噴油泵噴油泵提供霧狀柴油，通過(guò)噴油器噴入氣缸。提供霧狀柴油，通過(guò)噴油器噴入氣缸。柴油機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)汽油機(jī) 4)點(diǎn)火系點(diǎn)火系:（汽油機(jī)獨(dú)有）在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)火系即在火花塞電極（汽油機(jī)獨(dú)有）在壓縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)火系即在火花塞電極 間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。間產(chǎn)生電火花以點(diǎn)燃混合氣。 5)冷卻系冷卻系：降低氣缸及高溫部件的高溫，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的工作溫度。降低氣缸及高溫部件的高溫，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持正常的

27、工作溫度。 6)潤(rùn)滑系潤(rùn)滑系：減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，減輕磨損。7)起動(dòng)系：起動(dòng)系：用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以達(dá)到燃燒作功所需的條件。 第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)包括： 動(dòng)力性指標(biāo)：動(dòng)力性指標(biāo)：有效扭矩有效扭矩Te 、有效功率、有效功率Pe 、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速 n 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：be 運(yùn)轉(zhuǎn)性指標(biāo)：運(yùn)轉(zhuǎn)性指標(biāo)：排氣品質(zhì)、噪聲、起動(dòng)性。排氣品質(zhì)、噪聲、起動(dòng)性。 一、動(dòng)力性指標(biāo)：一、動(dòng)力性指標(biāo)： 1、有效扭矩、有效扭矩Te：發(fā)

28、動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的扭矩。可在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上測(cè)出。可在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上測(cè)出。 2、有效功率、有效功率Pe：發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的功率。發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的功率。 Pe=（Te n）/ 9550 ( kw ) ； Te (Nm)、n (r/min)可測(cè)定可測(cè)定 二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)： 1、 燃油消耗率燃油消耗率be：發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1KW有效功率，在有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油量。內(nèi)所消耗的燃油量。 be=x1000 (g / kwh ) ； B發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)的耗油量發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)的耗油量(kg/h)可測(cè)定可測(cè)定BPe 三、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)：三、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)： 1、 排氣

29、品質(zhì)：排氣品質(zhì)：有害氣體成分的限制標(biāo)準(zhǔn)。有害氣體成分的限制標(biāo)準(zhǔn)。P36（表（表1-1、表、表1-2） 3、起動(dòng)性能：、起動(dòng)性能：標(biāo)準(zhǔn)：汽油機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)：汽油機(jī)在-10C，柴油機(jī)在，柴油機(jī)在-5C以下氣溫以下氣溫 條件下，接通起動(dòng)機(jī)條件下，接通起動(dòng)機(jī)15s 內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)要能自行運(yùn)轉(zhuǎn)。內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)要能自行運(yùn)轉(zhuǎn)。2、 噪聲：噪聲：車(chē)外噪聲標(biāo)準(zhǔn)車(chē)外噪聲標(biāo)準(zhǔn)美日歐韓：美日歐韓：74-80 dB(A) 中國(guó)：中國(guó)：82-89 dB(A) 部分速度特性：部分速度特性：節(jié)氣門(mén)部分開(kāi)度所測(cè)得的速度特性。節(jié)氣門(mén)部分開(kāi)度所測(cè)得的速度特性。四、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性：四、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性： 1、定義：、定義：指發(fā)動(dòng)機(jī)的指發(fā)動(dòng)機(jī)的Pe、

30、Te、be隨曲軸轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。隨曲軸轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。 這個(gè)特性可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)這個(gè)特性可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)而求。上進(jìn)行試驗(yàn)而求。外特性：外特性：節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)所測(cè)得到的速度特性。代表發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)所測(cè)得到的速度特性。代表發(fā)動(dòng)機(jī) 不同轉(zhuǎn)速下的最高性能。不同轉(zhuǎn)速下的最高性能。 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：保持一定的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，保持一定的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度， 變更發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，經(jīng)測(cè)定，計(jì)算得到變更發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，經(jīng)測(cè)定，計(jì)算得到 一系列相應(yīng)一系列相應(yīng)Pe、Te、be值，然后以轉(zhuǎn)速值，然后以轉(zhuǎn)速 橫坐標(biāo)，橫坐標(biāo)，Pe、Te、be為縱坐標(biāo)，按比例為縱坐標(biāo)，按比例繪制它們的變化規(guī)律，即得發(fā)動(dòng)機(jī)在這一節(jié)氣門(mén)

31、開(kāi)度的速度特性曲線。繪制它們的變化規(guī)律，即得發(fā)動(dòng)機(jī)在這一節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的速度特性曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷負(fù)荷 = 100% 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際發(fā)出的功率發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際發(fā)出的功率 在同一轉(zhuǎn)速下可能發(fā)出的最大功率在同一轉(zhuǎn)速下可能發(fā)出的最大功率 * 全負(fù)荷并不意味著是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。全負(fù)荷并不意味著是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。 （全負(fù)荷（全負(fù)荷最大功率）。最大功率）。 在同一轉(zhuǎn)速下，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越大，負(fù)荷越大。在同一轉(zhuǎn)速下，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越大，負(fù)荷越大。如圖表示發(fā)動(dòng)機(jī)的一組特性曲線：如圖表示發(fā)動(dòng)機(jī)的一組特性曲線： I為節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)的外特性。為節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)的外特性。、為節(jié)氣門(mén)部分開(kāi)啟時(shí)的部分特性。為節(jié)氣門(mén)部分開(kāi)啟時(shí)的部分特性。在在a，b，c，d 四個(gè)工況下的負(fù)荷值如下：四個(gè)工況下的負(fù)荷值如下