汽車發(fā)動機構造

1、汽車發(fā)動機構造二、學習內容二、學習內容 主要對國產(chǎn)汽車常用發(fā)動機的工作原理、組成結構、工主要對國產(chǎn)汽車常用發(fā)動機的工作原理、組成結構、工作條件、維修方法、調整原理及方法進行學習。另外對國外作條件、維修方法、調整原理及方法進行學習。另外對國外一些汽車發(fā)動機作一些簡要介紹。一些汽車發(fā)動機作一些簡要介紹。三、學習方法三、學習方法 多聽多看，將書本上的理論知識與實物結合起來學習。多聽多看，將書本上的理論知識與實物結合起來學習。四、參考書及參考資料四、參考書及參考資料 汽車構造汽車構造（上）（上） 臧杰臧杰 閻巖閻巖 主編主編 機械工業(yè)出版社（教機械工業(yè)出版社（教材）材） 汽車構造汽車構造（上）（上）

2、陳家瑞陳家瑞 主編主編 人民交通出人民交通出 版社版社 汽車發(fā)動機構造與維修汽車發(fā)動機構造與維修張西振張西振 韓梅韓梅 主編主編 機械工業(yè)出機械工業(yè)出版社版社 國外內燃機國外內燃機 內燃機內燃機 小型內燃機小型內燃機 內燃機工內燃機工程程汽車技術汽車技術 柴油機柴油機 汽車雜志汽車雜志等等等等緒論緒論 1 1課時課時第第1 1章汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造章汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造 4 4課時課時 第第2 2章機體組及曲柄連桿機構章機體組及曲柄連桿機構 5 5課時課時 第第3 3章配氣機構章配氣機構 3 3課時課時 第第7 7章發(fā)動機潤滑系統(tǒng)章發(fā)動機潤滑系統(tǒng) 課時課時 第第8 8章發(fā)動

3、機點火系統(tǒng)章發(fā)動機點火系統(tǒng) 課時課時 第第5 5章柴油機燃油系統(tǒng)章柴油機燃油系統(tǒng) 5 5課時課時 第第4 4章汽油機燃油系統(tǒng)章汽油機燃油系統(tǒng) 4 4課時課時 第第6 6章發(fā)動機冷卻系統(tǒng)章發(fā)動機冷卻系統(tǒng) 課時課時 第第9 9章發(fā)動機起動系統(tǒng)章發(fā)動機起動系統(tǒng) 課時課時 緒緒 論論l汽車的組成：汽車的組成：l汽車的定義：汽車的定義：由自身動力裝置驅動，具有由自身動力裝置驅動，具有4個及個及以上車輪的非軌道無架線車輛以上車輪的非軌道無架線車輛發(fā)動機發(fā)動機底盤底盤車身車身電氣設備電氣設備發(fā)動機是汽車的動力源，是汽車的心臟發(fā)動機是汽車的動力源，是汽車的心臟功用：輸出動力功用：輸出動力發(fā)動機的定義：將某一種

4、發(fā)動機的定義：將某一種形式的能量轉變?yōu)闄C械能形式的能量轉變?yōu)闄C械能的機器的機器發(fā)動機的種類：熱力發(fā)動機（熱機）、電力發(fā)動機（電發(fā)動機的種類：熱力發(fā)動機（熱機）、電力發(fā)動機（電機）、風能發(fā)動機、太陽能發(fā)動機、生物發(fā)動機等機）、風能發(fā)動機、太陽能發(fā)動機、生物發(fā)動機等l外外 燃燃 機：混合氣在機器外部燃燒而產(chǎn)機：混合氣在機器外部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉變成機械能。如蒸汽機、生熱能，然后再轉變成機械能。如蒸汽機、汽輪機、熱氣機（斯特林發(fā)動機）汽輪機、熱氣機（斯特林發(fā)動機）l內內 燃燃 機：混合氣在機器內部燃燒而產(chǎn)機：混合氣在機器內部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉變成機械能。如活塞式內生熱能，然后再轉變成機械

5、能。如活塞式內燃機和燃氣輪機燃機和燃氣輪機熱機包括：外燃機、內燃機熱機包括：外燃機、內燃機熱力發(fā)動機（熱機）：將熱能轉換為機械能的機器熱力發(fā)動機（熱機）：將熱能轉換為機械能的機器除電動車外，目前的商用汽車發(fā)動機都是熱機除電動車外，目前的商用汽車發(fā)動機都是熱機1 外燃機外燃機一、蒸汽機一、蒸汽機是一個能夠將是一個能夠將蒸汽中的熱能蒸汽中的熱能轉換為功的熱轉換為功的熱機。機。泵、鐵路機車泵、鐵路機車和輪船曾使用和輪船曾使用蒸汽機驅動。蒸汽機驅動。蒸汽機在工業(yè)蒸汽機在工業(yè)革命中起了基革命中起了基本的作用。今本的作用。今天人們還使用天人們還使用汽輪機來發(fā)電。汽輪機來發(fā)電。1 外燃機外燃機l世界上第一臺

6、蒸汽機是古希臘的亞歷山大的希羅世界上第一臺蒸汽機是古希臘的亞歷山大的希羅（Hero of Alexandria）于于1 1世紀發(fā)明的汽轉球，不世紀發(fā)明的汽轉球，不過它只不過是一個玩具而已。過它只不過是一個玩具而已。l約約16791679年法國物理學家丹尼斯年法國物理學家丹尼斯巴本制造了第一臺蒸汽巴本制造了第一臺蒸汽機的工作模型。約與此同時薩繆爾機的工作模型。約與此同時薩繆爾莫蘭也提出了蒸汽莫蘭也提出了蒸汽機的主意。機的主意。l16981698年托馬斯年托馬斯塞維利、塞維利、17121712年托馬斯年托馬斯紐科門和紐科門和17691769年年詹姆斯詹姆斯瓦特制造了早期的工業(yè)蒸汽機，瓦特制造了早期

7、的工業(yè)蒸汽機，18071807年羅伯年羅伯特特富爾頓第一個成功地用蒸汽機來驅動輪船。富爾頓第一個成功地用蒸汽機來驅動輪船。l現(xiàn)代蒸汽機的最大的優(yōu)點是它幾乎可以利用所有的燃現(xiàn)代蒸汽機的最大的優(yōu)點是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉化為機械能。原子反應堆、太陽能聚熱器料將熱能轉化為機械能。原子反應堆、太陽能聚熱器等加熱水，產(chǎn)生蒸汽推動蒸汽機等加熱水，產(chǎn)生蒸汽推動蒸汽機。1 外燃機外燃機1769年年 瓦特蒸汽機瓦特蒸汽機1712年托馬斯年托馬斯紐科門蒸汽機紐科門蒸汽機 17691769年，法國人尼古年，法國人尼古拉斯拉斯古諾將一臺簡古諾將一臺簡陋的蒸汽機裝在一輛陋的蒸汽機裝在一輛木制的三輪車上木制的三

8、輪車上 ，發(fā)明了第一輛蒸汽汽發(fā)明了第一輛蒸汽汽車車 1 外燃機外燃機二、渦輪蒸汽機（汽輪機）二、渦輪蒸汽機（汽輪機）一種用高壓蒸汽轉動渦輪葉片，將一種用高壓蒸汽轉動渦輪葉片，將蒸汽的熱能轉換為動能的機械。蒸汽的熱能轉換為動能的機械。l相較于原由詹姆斯相較于原由詹姆斯瓦特發(fā)明的瓦特發(fā)明的單級往復式蒸汽機，渦輪蒸汽機單級往復式蒸汽機，渦輪蒸汽機大幅改善了熱效率，更接近熱力大幅改善了熱效率，更接近熱力學中理想的可逆過程，并能提供學中理想的可逆過程，并能提供更大的功率，至今它幾乎完全取更大的功率，至今它幾乎完全取代了往復式蒸汽機。渦輪蒸汽機代了往復式蒸汽機。渦輪蒸汽機特別適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電，特別

9、適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電， 世界上大約世界上大約80%的電是利用渦輪的電是利用渦輪蒸汽機所產(chǎn)生。蒸汽機所產(chǎn)生。1 外燃機外燃機 三、斯特林發(fā)動機（熱氣機）三、斯特林發(fā)動機（熱氣機）一種閉循環(huán)活塞式熱機一種閉循環(huán)活塞式熱機,是在是在1816年由蘇格蘭的年由蘇格蘭的R.斯特林發(fā)斯特林發(fā)明。明。閉循環(huán)的意思是工作燃氣一直保存在氣缸內閉循環(huán)的意思是工作燃氣一直保存在氣缸內,而開循環(huán)則如而開循環(huán)則如內燃機和一些蒸氣機需要與大氣交換氣體。內燃機和一些蒸氣機需要與大氣交換氣體。雙雙活活塞塞型型斯斯特特林林引引擎擎內內活活塞塞型型斯斯特特林林引引擎擎2 內燃機內燃機一、內燃機技術發(fā)展簡史一、內燃機技術發(fā)展簡史

10、l定義：內燃機是燃料在汽缸內燃燒，產(chǎn)生高溫定義：內燃機是燃料在汽缸內燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動活塞并輸出動力的機械。內燃高壓氣體，推動活塞并輸出動力的機械。內燃機一般以汽油、柴油或煤氣等作為燃料。機一般以汽油、柴油或煤氣等作為燃料。l基本工作特征：內燃機是一種工質開環(huán)式循環(huán)基本工作特征：內燃機是一種工質開環(huán)式循環(huán)并以間歇方式工作的發(fā)動機。并以間歇方式工作的發(fā)動機。l應用：用廣泛應于交通運輸應用：用廣泛應于交通運輸(陸上、內河、海上和陸上、內河、海上和航空航空)、農(nóng)業(yè)機械、工程機械和發(fā)電時作為動力，、農(nóng)業(yè)機械、工程機械和發(fā)電時作為動力，是現(xiàn)代車用發(fā)動機的主要型式。是現(xiàn)代車用發(fā)動機的主要型式。l

11、內燃機構造是本課程的主要內容內燃機構造是本課程的主要內容l特點（相對于蒸汽機）特點（相對于蒸汽機）1 1）有效熱效率）有效熱效率etet較高較高(是當今熱效率最高的熱機是當今熱效率最高的熱機)蒸汽機蒸汽機汽油機汽油機柴油機（增壓后）柴油機（增壓后）etet111116 16 20203030303046462 2）功率范圍廣，適應性好）功率范圍廣，適應性好3 3）體積功率高，單位功率質量?。w積功率高，單位功率質量小4 4）使用操縱方便，啟動快）使用操縱方便，啟動快5 5）運行比較安全，不易引起爆炸事故）運行比較安全，不易引起爆炸事故6 6）對于燃料的要求較高，不能直接使用固體燃料）對于燃料的

12、要求較高，不能直接使用固體燃料7 7）排放、噪聲引起的危害較大）排放、噪聲引起的危害較大8 8）結構較復雜，零件的加工精度高）結構較復雜，零件的加工精度高2 內燃機內燃機l1860年，法國工程師年，法國工程師萊諾依爾萊諾依爾制造出第一臺制造出第一臺以煤氣為燃料的內燃機，以煤氣為燃料的內燃機，但由于既笨重、效率又但由于既笨重、效率又低，低，熱效率低于熱效率低于5，最大功率為，最大功率為，18601865年共生產(chǎn)了約年共生產(chǎn)了約5000臺，臺，未能推廣使未能推廣使用。用。2 內燃機內燃機l1876年年德國工程師尼年年德國工程師尼古拉斯古拉斯奧托，試制出第奧托，試制出第一臺實用活塞式四沖程一臺實用活

13、塞式四沖程煤氣內燃機，并成批投煤氣內燃機，并成批投入生產(chǎn)。在以后的十幾入生產(chǎn)。在以后的十幾年中，奧托共制造和出年中，奧托共制造和出售了售了5萬臺這種內燃機，萬臺這種內燃機，總馬力達總馬力達20萬以上。萬以上。 l由于奧托內燃機是第一由于奧托內燃機是第一種實用化的內燃機，所種實用化的內燃機，所以人們一般把奧托看作以人們一般把奧托看作是內燃機的發(fā)明人。是內燃機的發(fā)明人。l1884年，又推出了年，又推出了性能更好的立式風性能更好的立式風冷發(fā)動機（取名立冷發(fā)動機（取名立鐘）鐘） l1883年，德國人戈特利布年，德國人戈特利布海海因里希因里希戴姆勒和威廉戴姆勒和威廉邁巴赫邁巴赫將奧托四行程發(fā)動機改進后，

14、將奧托四行程發(fā)動機改進后，成功地制造出了第一臺臥式汽成功地制造出了第一臺臥式汽油內燃機。油內燃機。戈特利布戈特利布海因里希海因里希戴姆勒戴姆勒威廉威廉邁巴赫邁巴赫1885年戴姆勒將立鐘發(fā)動年戴姆勒將立鐘發(fā)動機安裝于木制雙輪車上，并機安裝于木制雙輪車上，并讓兒子保羅駕駛；這輛取名讓兒子保羅駕駛；這輛取名“騎式雙輪車騎式雙輪車”的雙輪車獲的雙輪車獲得德國專利，這是世界上第得德國專利，這是世界上第一輛摩托車。一輛摩托車。 1886年戴姆勒把這種發(fā)動年戴姆勒把這種發(fā)動機安裝在他為妻子機安裝在他為妻子43歲生歲生日而購買的馬車上，創(chuàng)造日而購買的馬車上，創(chuàng)造了第一輛戴姆勒汽車，并了第一輛戴姆勒汽車，并由邁

15、巴赫成功地完成了試由邁巴赫成功地完成了試車。車。 2 內燃機內燃機1893年，狄塞爾年，狄塞爾制造了第一臺制造了第一臺試驗樣機試驗樣機。1892年，德國工程師狄塞爾提出了壓燃式柴油機年，德國工程師狄塞爾提出了壓燃式柴油機的理論。的理論。魯?shù)婪螋數(shù)婪虻胰麪柕胰麪?2 內燃機內燃機在在1890年前英國的克拉克和羅伯年前英國的克拉克和羅伯遜、德國的卡爾遜、德國的卡爾奔馳成功地發(fā)明奔馳成功地發(fā)明了二沖程內燃機。了二沖程內燃機。1888年，年，的卡爾的卡爾奔馳奔馳將將發(fā)動機安裝在三輪車架發(fā)動機安裝在三輪車架上，發(fā)明了世界上第一上，發(fā)明了世界上第一輛三輪汽車。輛三輪汽車。 卡卡爾爾奔奔馳馳2 內燃機內燃機

16、1957年，德國人汪克爾年，德國人汪克爾發(fā)明了轉子發(fā)動機。發(fā)明了轉子發(fā)動機。菲菲加加士士汪汪克克爾爾 馬自達的首臺量產(chǎn)型轉子發(fā)動機馬自達的首臺量產(chǎn)型轉子發(fā)動機10A-80102 內燃機內燃機在內燃機一百多年的發(fā)展歷史中，具有劃時代意在內燃機一百多年的發(fā)展歷史中，具有劃時代意義的兩個重要發(fā)展階段是：義的兩個重要發(fā)展階段是：20世紀世紀50年代初興起的增壓技術年代初興起的增壓技術 20世紀世紀70年代開始的計算機、電子技術在內燃機年代開始的計算機、電子技術在內燃機研制中的應用研制中的應用 內燃機和汽車給世界帶來了現(xiàn)代物質文明，在經(jīng)過內燃機和汽車給世界帶來了現(xiàn)代物質文明，在經(jīng)過了超過一個世紀的發(fā)展之

17、后，它的發(fā)展遠遠沒有達到了超過一個世紀的發(fā)展之后，它的發(fā)展遠遠沒有達到其頂點，其頂點，今后內燃機的發(fā)展是以節(jié)能和環(huán)保為中心，今后內燃機的發(fā)展是以節(jié)能和環(huán)保為中心，充分兼顧可靠性的要求，全面提高內燃機的性能。充分兼顧可靠性的要求，全面提高內燃機的性能。2 內燃機內燃機 二、發(fā)動機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則二、發(fā)動機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則按照按照GB72591 內燃機產(chǎn)品名稱和型號內燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則編制規(guī)則統(tǒng)一制定統(tǒng)一制定內燃機名稱均按所使用的主要燃料命名，內燃機名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機、柴油機、煤氣機等。例如汽油機、柴油機、煤氣機等。 內燃機型號由阿拉伯數(shù)字和漢語拼音字母內

18、燃機型號由阿拉伯數(shù)字和漢語拼音字母組成。組成。 內燃機型號由以下四部分組成：內燃機型號由以下四部分組成：首部：首部：為產(chǎn)品系列符號和換代標志符號，由為產(chǎn)品系列符號和換代標志符號，由制造廠根據(jù)需要自選相應字母表示，但需主制造廠根據(jù)需要自選相應字母表示，但需主管部門核準。管部門核準。 中部：中部：由缸數(shù)符號、行程符號、氣缸排列形由缸數(shù)符號、行程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。式符號和缸徑符號等組成。 后部：后部：結構特征和用途特征符號，以字母表結構特征和用途特征符號，以字母表示。示。 尾部：尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進等原區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當

19、符號表示因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當符號表示第第1章章 汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造汽車發(fā)動機的工作原理及總體構造l本章主要內容：本章主要內容：l汽車發(fā)動機的類型汽車發(fā)動機的類型l汽車發(fā)動機的基本結構及基本術語汽車發(fā)動機的基本結構及基本術語l往復活塞式內燃機的工作原理往復活塞式內燃機的工作原理 l發(fā)動機的性能指標發(fā)動機的性能指標l發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的總體構造 l內燃機分為往復活塞式內燃機、燃氣輪機、轉子發(fā)動機等內燃機分為往復活塞式內燃機、燃氣輪機、轉子發(fā)動機等1 汽車發(fā)動機的類型汽車發(fā)動機的類型螺旋槳發(fā)動機螺旋槳發(fā)動機奎西發(fā)動機奎西發(fā)動機噴氣發(fā)動機噴氣發(fā)動機按照燃料種類分類：可分為液體

20、發(fā)動機、氣體發(fā)動機、多燃按照燃料種類分類：可分為液體發(fā)動機、氣體發(fā)動機、多燃料發(fā)動機等料發(fā)動機等往復活塞式發(fā)動機的類型往復活塞式發(fā)動機的類型按燃料在氣缸內的著火方式分按燃料在氣缸內的著火方式分 1 1、點燃式內燃機、點燃式內燃機 2 2、壓燃式內燃機、壓燃式內燃機 汽油燃點較高約汽油燃點較高約470470攝氏度，采用火花塞強制點火，汽油機為點燃式發(fā)動機。攝氏度，采用火花塞強制點火，汽油機為點燃式發(fā)動機。柴油燃點較低約柴油燃點較低約220220攝氏度，采用高壓縮比壓燃，柴油機為壓燃式發(fā)動機。攝氏度，采用高壓縮比壓燃，柴油機為壓燃式發(fā)動機。二沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機四沖程發(fā)動機四沖程發(fā)動機曲軸旋轉一

21、周完成一個工作循環(huán)。曲軸旋轉一周完成一個工作循環(huán)。由于換氣不徹底，經(jīng)濟性較差，但由于換氣不徹底，經(jīng)濟性較差，但結構簡單，因此在摩托車上廣泛使結構簡單，因此在摩托車上廣泛使用。用。曲軸旋轉二周完成一個工作循環(huán)。曲軸旋轉二周完成一個工作循環(huán)。四沖程發(fā)動機有獨立的進氣和排氣四沖程發(fā)動機有獨立的進氣和排氣沖程，換氣徹底，在汽車上廣泛使沖程，換氣徹底，在汽車上廣泛使用，并已逐漸用于摩托車。用，并已逐漸用于摩托車。按照工作循環(huán)的行程數(shù)分類：可分為四行程和二行程按照工作循環(huán)的行程數(shù)分類：可分為四行程和二行程發(fā)動機各發(fā)動機各氣缸完成氣缸完成進氣、壓進氣、壓縮、做功、縮、做功、排氣四個排氣四個過程稱為過程稱為一

22、個工作一個工作循環(huán)。循環(huán)。水冷發(fā)動機是利用在氣缸體和氣缸水冷發(fā)動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環(huán)的冷卻液作蓋冷卻水套中進行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質進行冷卻的為冷卻介質進行冷卻的風冷發(fā)動機是利用流動于氣缸體風冷發(fā)動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的氣作為冷卻介質進行冷卻的按照冷卻方式分類：可分為水冷式和風冷式按照冷卻方式分類：可分為水冷式和風冷式立式直列發(fā)動機立式直列發(fā)動機V形發(fā)動機形發(fā)動機臥式對置發(fā)動機臥式對置發(fā)動機按照氣缸排列方式分類：可分為立式、臥式、直按照氣缸排列方式分類：可分為立式、臥式、直列、列、V形和對置式

23、等形和對置式等按進氣方式分按進氣方式分 非增壓內燃機非增壓內燃機 增壓內燃機增壓內燃機按氣缸數(shù)分類：可分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機按氣缸數(shù)分類：可分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機此外，發(fā)動機還可按氣缸的氣門數(shù)、凸輪軸布置位置等進行分類。此外，發(fā)動機還可按氣缸的氣門數(shù)、凸輪軸布置位置等進行分類。2 往復活塞式內燃機的基本結構及基本術語往復活塞式內燃機的基本結構及基本術語一、一、基基本本結結構構4 4、曲柄半徑、曲柄半徑 R R 定義：曲軸的回轉半徑，對于汽缸中心線通過曲軸回轉中定義：曲軸的回轉半徑，對于汽缸中心線通過曲軸回轉中心的內燃機有：心的內燃機有： S S2R2R二、基本術語二、基本術語1 1、工

24、作循環(huán)、工作循環(huán) 定義：在氣缸中進行的每一次將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉定義：在氣缸中進行的每一次將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉化為機械能的一系列連續(xù)過程?；钊絻热紮C的工作循環(huán)是化為機械能的一系列連續(xù)過程。活塞式內燃機的工作循環(huán)是由進氣、壓縮、做功、排氣四個工作過程組成由進氣、壓縮、做功、排氣四個工作過程組成2 2、上止點（下止點）、上止點（下止點） 定義：活塞頂離曲軸旋轉中心最遠（近定義：活塞頂離曲軸旋轉中心最遠（近) )處。即活塞處。即活塞的最高（低）位置的最高（低）位置。3 3、活塞沖程、活塞沖程 S S 定義：活塞上、下止點之間的距離。定義：活塞上、下止點之間的距離。定義：活塞在上止點時，活塞頂以

25、上、氣缸蓋底面以下所形成的空間容積。定義：活塞在上止點時，活塞頂以上、氣缸蓋底面以下所形成的空間容積。SDVS62104定義：上、下止點間所包容的氣缸容積（活塞從上止點到下止點所掃定義：上、下止點間所包容的氣缸容積（活塞從上止點到下止點所掃過的容積。）過的容積。） 定義式：定義式：常作為表征內燃機尺寸大小及動力性能的主要結構參數(shù)之一。常作為表征內燃機尺寸大小及動力性能的主要結構參數(shù)之一。D: 氣缸直徑氣缸直徑 mmS: 活塞行程活塞行程 mm(L)(L)5、氣缸工作容積（氣缸排量）、氣缸工作容積（氣缸排量）VS6、內燃機排量（發(fā)動機工作容積）、內燃機排量（發(fā)動機工作容積） VL定義：發(fā)動機所有

26、氣缸工作容積的總和。定義：發(fā)動機所有氣缸工作容積的總和。定義式：定義式：SLiVV (L)(L)i: 氣缸數(shù)氣缸數(shù)7、燃燒室容積、燃燒室容積 Vc物理意義：表示氣缸內氣體被壓縮的倍數(shù)或燃氣燃燒后物理意義：表示氣缸內氣體被壓縮的倍數(shù)或燃氣燃燒后膨脹的倍數(shù)。是發(fā)動機的重要性能參數(shù)。膨脹的倍數(shù)。是發(fā)動機的重要性能參數(shù)。 柴油機柴油機：1422 汽油機汽油機：69（轎車有的達到（轎車有的達到911）定義式：定義式：VaVsVc8、氣缸總容積、氣缸總容積 Va定義：氣缸工作容積與燃燒室容積之和（活塞在下止點時，活塞定義：氣缸工作容積與燃燒室容積之和（活塞在下止點時，活塞頂以上的空間容積。）頂以上的空間容

27、積。）9、壓縮比、壓縮比 定義：氣缸總容積與燃燒室容積之比（壓縮前氣缸中氣體的最大容定義：氣缸總容積與燃燒室容積之比（壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比。）積與壓縮后的最小容積之比。）定義式：定義式：cscaVVVV13 往復活塞式內燃機的工作原理往復活塞式內燃機的工作原理 l四沖程發(fā)動機：曲軸轉兩圈，活塞在氣四沖程發(fā)動機：曲軸轉兩圈，活塞在氣缸內上下往復各兩次，完成一個工作循缸內上下往復各兩次，完成一個工作循環(huán)的內燃機。環(huán)的內燃機。l二沖程發(fā)動機：曲軸轉一圈，活塞在氣二沖程發(fā)動機：曲軸轉一圈，活塞在氣缸內上下往復各一次，完成一個工作循缸內上下往復各一次，完成一個工作循環(huán)的內燃機

28、。環(huán)的內燃機。一、四沖程汽油機的工作原理一、四沖程汽油機的工作原理J 1、進氣行程進氣行程J 2、壓縮行程壓縮行程J 3、作功行程作功行程J 4、排氣行程排氣行程單缸四沖程汽油機的工作過程單缸四沖程汽油機的工作過程3 往復活塞式內燃機的工作原理往復活塞式內燃機的工作原理 排氣門關閉排氣門關閉進氣門開啟進氣門開啟活塞活塞進氣終了進氣終了: :溫度溫度370370400 K400 K， 壓力壓力大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖示功圖上止點上止點下止點下止點示功圖：表示活塞在示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內氣不同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況。體壓力的變化情況。進氣沖程進氣沖程曲軸旋轉曲軸旋轉:

29、 :0A0A180A180A進氣門關閉進氣門關閉排氣門關閉排氣門關閉活塞活塞壓縮終了：壓縮終了：溫度溫度600600700K700K， 壓力壓力2.0 MPa2.0 MPaPVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點上止點下止點下止點壓縮行程壓縮行程曲軸旋轉曲軸旋轉: :180A180A360A360A火花塞點火火花塞點火火花塞火花塞爆爆 燃燃表面點火表面點火定定義義由于氣體壓力和溫度過高，由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內離點燃中心較遠在燃燒室內離點燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃而處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。造成的一種不正常燃燒。由燃燒室內熾熱表面由燃燒室內熾熱表面（

30、如排氣門頭、火花塞（如排氣門頭、火花塞電極、積碳）點燃混合電極、積碳）點燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。燃燒?，F(xiàn)現(xiàn)象象有尖銳的金屬敲擊聲傳出。有尖銳的金屬敲擊聲傳出。有沉悶的敲擊聲傳出。有沉悶的敲擊聲傳出。后后果果輕微爆燃，發(fā)動機功率有所輕微爆燃，發(fā)動機功率有所升高；但過度，則會使發(fā)動升高；但過度，則會使發(fā)動機過熱，功率下降，經(jīng)濟性機過熱，功率下降，經(jīng)濟性變差，零件壽命下降等。變差，零件壽命下降等。發(fā)動機的性能下降，零發(fā)動機的性能下降，零部件壽命降低。部件壽命降低。進氣門關閉進氣門關閉排氣門關閉排氣門關閉活塞活塞P PV Vr ra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c cZ

31、Zb b上止點上止點下止點下止點瞬時最高：溫度瞬時最高：溫度22002800 K22002800 K， 壓力壓力作功終了：溫度作功終了：溫度120012001500 K1500 K， 壓壓力力0.6 MPa 0.6 MPa 做功行程做功行程曲軸旋轉曲軸旋轉: :360A540A360A540A進氣門關閉進氣門關閉排氣門打開排氣門打開活塞活塞P PV Vr r示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c cZ Zb b上止點上止點下止點下止點排氣終了排氣終了: :溫度溫度9009001200 K, 1200 K, 壓壓力力0.115 MPa0.115 MPa排氣行程排氣行程曲軸旋轉曲軸旋轉: :540A5

32、40A720A720A二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理1、進氣行程、進氣行程與汽油機主要區(qū)別：與汽油機主要區(qū)別： 進入氣缸的是純空氣。進入氣缸的是純空氣。進氣行程進氣行程進 氣 門進 氣 門溫度溫度340-380K340-380K壓力壓力汽油機汽油機柴油機柴油機進進 氣氣pde0.080.090.0850.095Tde370400340380二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理2、壓縮行程、壓縮行程壓縮行程壓縮行程溫度溫度750-750-1000K1000K壓力壓力3-5 3-5 MPaMPa純 空 氣純 空 氣汽油機汽油機柴油機柴油機壓壓 縮縮pco0.8

33、2.03.05.0Tdo6007007501000噴油器噴油器u 壓縮的是純空氣壓縮的是純空氣; ; u壓縮比高于汽油機；壓縮比高于汽油機；u在壓縮過程快要結束的時候，噴油在壓縮過程快要結束的時候，噴油器向氣缸內噴入柴油器向氣缸內噴入柴油; ;u當油與空氣混合后在高壓下達到其當油與空氣混合后在高壓下達到其自燃點就開始著火燃燒。自燃點就開始著火燃燒。二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理3、做功行程、做功行程做功行程做功行程汽油機汽油機柴油機柴油機做做功功pmax3.06.54.59.0Tmax2200280018002500pex0.30.60.20.5Tex1200150010

34、001200噴油器噴油器終了：溫度終了：溫度10001200K壓力壓力0.2-0.5 MPa瞬時：溫度瞬時：溫度1800-2500K壓力壓力4.5-9 MPa 柴油機由于是邊噴油、柴油機由于是邊噴油、邊混合、邊燃燒，所以，邊混合、邊燃燒，所以，最開始雖然活塞有所下最開始雖然活塞有所下行，但氣缸內的壓力基行，但氣缸內的壓力基本不變。本不變。二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理4、排氣行程、排氣行程排氣行程排氣行程汽油機汽油機柴油機柴油機壓壓 縮縮 pr0.1050.1150.1050.12 Tr9001200700900溫度溫度700-900K壓力壓力Pa排氣門排氣門J四沖程汽油

35、機、柴油機特點比較四沖程汽油機、柴油機特點比較 1、由于柴油機壓縮比較高，燃料燃燒非常完、由于柴油機壓縮比較高，燃料燃燒非常完全，所以柴油機的有效熱效率好，經(jīng)濟性好。全，所以柴油機的有效熱效率好，經(jīng)濟性好。 汽油機：汽油機：be=270325 g/(kw . h) 柴油機柴油機: be=214285 g/(kw . h) 2、柴油機無點火系，所以故障少些，易保養(yǎng)。、柴油機無點火系，所以故障少些，易保養(yǎng)。但柴油機有高精度零件如噴油泵、噴油器等，但柴油機有高精度零件如噴油泵、噴油器等，其成本較高，并且加工較難。其成本較高，并且加工較難。 3、柴油機最高爆發(fā)壓力高，所以對發(fā)動機的、柴油機最高爆發(fā)壓力

36、高，所以對發(fā)動機的零部件強度要求高，這樣導致柴油機笨重。零部件強度要求高，這樣導致柴油機笨重。 4、柴油機轉速低于汽油機柴油機轉速低于汽油機原因：原因：1）由于柴油機的壓縮比高，所以其受到的）由于柴油機的壓縮比高，所以其受到的 機械負荷較大，故其零部件的質量需較機械負荷較大，故其零部件的質量需較 大，導致運動時慣性力較大。大，導致運動時慣性力較大。 2）汽油機可燃混合氣的混合時間和質量優(yōu)）汽油機可燃混合氣的混合時間和質量優(yōu) 于柴油機。于柴油機。 5、柴油機運轉噪音高，但有害氣體的排放優(yōu)于、柴油機運轉噪音高，但有害氣體的排放優(yōu)于 汽油機，而顆粒排放較高。汽油機，而顆粒排放較高。 6、柴油機啟動困

37、難，汽油機易啟動。、柴油機啟動困難，汽油機易啟動。 換氣機構（進氣孔、排氣孔、換氣機構（進氣孔、排氣孔、掃氣孔）掃氣孔） 曲軸箱掃氣曲軸箱掃氣 活塞頂部為凸頂，以引導氣活塞頂部為凸頂，以引導氣流掃氣流掃氣 活塞裙部較長，有缺口等活塞裙部較長，有缺口等三、二沖程汽油機的工作原理三、二沖程汽油機的工作原理 1、結構介紹、結構介紹 2、工作原理、工作原理 （1）、第一行程）、第一行程 活塞：從下止點到上止點活塞：從下止點到上止點 活塞上方：換氣；壓縮活塞上方：換氣；壓縮 活塞下方：進氣活塞下方：進氣 曲軸：旋轉從曲軸：旋轉從0A180A （2）、第二行程）、第二行程 活塞：從上止點到下止點活塞：從上

38、止點到下止點 活塞上方：燃燒膨脹做功；排氣；掃氣?；钊戏剑喝紵蛎涀龉Γ慌艢猓粧邭?。 活塞下方：預壓縮，新鮮氣體經(jīng)過掃氣口進入氣缸?；钊路剑侯A壓縮，新鮮氣體經(jīng)過掃氣口進入氣缸。 曲軸：旋轉從曲軸：旋轉從180A360A四、二沖程柴油機的工作原理四、二沖程柴油機的工作原理 1、結構介紹、結構介紹 有排氣閥，無排氣口。有排氣閥，無排氣口。 進氣口設置在氣缸上部，進氣口設置在氣缸上部，進氣口和掃氣口為同一氣口。進氣口和掃氣口為同一氣口。 通過掃氣泵掃氣。通過掃氣泵掃氣。2、工作原理、工作原理 （1）、第一沖程）、第一沖程 活塞：從下止點到上止點活塞：從下止點到上止點 掃氣泵換氣；壓縮；掃氣泵換氣

39、；壓縮； 噴油器：噴油燃燒噴油器：噴油燃燒 曲軸：旋轉從曲軸：旋轉從0A180A （2）、第二沖程）、第二沖程 活塞：從上止點到下止點活塞：從上止點到下止點 燃燒膨脹做功；排氣；掃氣。燃燒膨脹做功；排氣；掃氣。 排氣；新鮮氣體經(jīng)過掃氣排氣；新鮮氣體經(jīng)過掃氣泵壓縮后泵壓縮后進入氣缸。進入氣缸。 曲軸：旋轉從曲軸：旋轉從180A360A五、二沖程汽油機的優(yōu)缺點五、二沖程汽油機的優(yōu)缺點（同四沖程汽油機相比較）（同四沖程汽油機相比較）（一）優(yōu)點：（一）優(yōu)點： 1、從工作原理上來講，在發(fā)動機排量和轉速相、從工作原理上來講，在發(fā)動機排量和轉速相同的前提下，二沖程發(fā)動機的功率理論上是四沖程同的前提下，二沖程

40、發(fā)動機的功率理論上是四沖程發(fā)動機的發(fā)動機的2倍。倍。 2、由于二沖程發(fā)動機的做功頻率比較高，所以、由于二沖程發(fā)動機的做功頻率比較高，所以發(fā)動機運轉比較平穩(wěn)。發(fā)動機運轉比較平穩(wěn)。 3、無專門的換氣機構，所以結構簡單，質量小。、無專門的換氣機構，所以結構簡單，質量小。 4、由于附屬機構少，所以使用、維護很方便。、由于附屬機構少，所以使用、維護很方便。 所以摩托車上多用。所以摩托車上多用。（二）缺點：（二）缺點：1、廢氣不易排除干凈。、廢氣不易排除干凈。2、換氣時減少了有效工作行程。、換氣時減少了有效工作行程。3、部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，使能源浪、部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，使能源浪 費，經(jīng)

41、濟性下降。費，經(jīng)濟性下降。4、同時造成環(huán)境污染。、同時造成環(huán)境污染。4. 發(fā)動機的性能指標與特性發(fā)動機的性能指標與特性一）動力性指標一）動力性指標 1、有效轉矩、有效轉矩Te（）（） 定義：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉矩。定義：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉矩。 由測功機測得。其值與發(fā)動機曲軸所受到的阻力矩相等。由測功機測得。其值與發(fā)動機曲軸所受到的阻力矩相等。 2、發(fā)動機轉速、發(fā)動機轉速n（r/min） 定義：發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉數(shù)。定義：發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉數(shù)。 由轉速表直接讀取。由轉速表直接讀取。 3、有效功率、有效功率Pe （kW） 定義：發(fā)動機單位時間內對外輸出的有效功。定義：發(fā)動機單

42、位時間內對外輸出的有效功。 計算式：計算式：9550106023nTnTPeee4、平均有效壓力、平均有效壓力 pme （MPa） 定義：單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功。定義：單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功。一、性能指標一、性能指標二）經(jīng)濟性指標二）經(jīng)濟性指標1、有效熱效率、有效熱效率 定義：燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉化為有效功的百定義：燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉化為有效功的百分數(shù)分數(shù)2、有效燃油消耗率、有效燃油消耗率 定義：發(fā)動機每發(fā)出的有效功，所消耗的燃油量。定義：發(fā)動機每發(fā)出的有效功，所消耗的燃油量。310eePBb定義式：定義式：B：發(fā)動機在單位時間內的耗油量（：發(fā)動機在單位時間內的耗油量（kg/

43、h）,可有試驗測定?？捎性囼灉y定。eebhkWg三）強化指標三）強化指標1、升功率、升功率 定義：發(fā)動機在標定工況下，單位發(fā)動機排量輸定義：發(fā)動機在標定工況下，單位發(fā)動機排量輸出的有效功率出的有效功率2、強化系數(shù)、強化系數(shù) 定義：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積定義：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積31030nSvm定義式：定義式：3、活塞平均速度、活塞平均速度 定義：發(fā)動機在標定轉速下，活塞往復運動速度定義：發(fā)動機在標定轉速下，活塞往復運動速度 的平均值的平均值S：活塞行程：活塞行程mmevpLPmv四）緊湊性指標四）緊湊性指標1、比容積、比容積 定義：發(fā)動機外廓體積與標定功率的比值定義：發(fā)

44、動機外廓體積與標定功率的比值2、比質量、比質量 定義：發(fā)動機干質量與標定功率的比值定義：發(fā)動機干質量與標定功率的比值五）環(huán)境指標五）環(huán)境指標1、噪聲、噪聲 定義：由許多頻率和聲強變化都無規(guī)律的聲波雜定義：由許多頻率和聲強變化都無規(guī)律的聲波雜亂組合而成。亂組合而成。2、排放、排放 包括包括CO、HC、NOX、顆粒等、顆粒等六）可靠性指標六）可靠性指標 定義：發(fā)動機在規(guī)定使用條件下，正常持續(xù)工作定義：發(fā)動機在規(guī)定使用條件下，正常持續(xù)工作的能力的能力七）耐久性指標七）耐久性指標 定義：發(fā)動機主要零部件磨損到不能正常工作的定義：發(fā)動機主要零部件磨損到不能正常工作的極限時間。通常用大修里程來表示極限時間

45、。通常用大修里程來表示八）工藝性指標八）工藝性指標 定義：評價發(fā)動機制造工藝性和維修工藝性好壞定義：評價發(fā)動機制造工藝性和維修工藝性好壞其他各種評價指標，如啟動指標、運行指標等其他各種評價指標，如啟動指標、運行指標等二、發(fā)動機的特性二、發(fā)動機的特性一）定義：一）定義：1、發(fā)動機特性：發(fā)動機的性能是隨著許多因素而變化的，、發(fā)動機特性：發(fā)動機的性能是隨著許多因素而變化的，其變化規(guī)律稱為發(fā)動機的特性。其變化規(guī)律稱為發(fā)動機的特性。2、發(fā)動機的速度特性：發(fā)動機油門開度不變，發(fā)動機的、發(fā)動機的速度特性：發(fā)動機油門開度不變，發(fā)動機的性能指標（如發(fā)動機的功率、轉矩、有效燃油消耗率性能指標（如發(fā)動機的功率、轉矩

46、、有效燃油消耗率等）隨著曲軸轉速變化的規(guī)律。等）隨著曲軸轉速變化的規(guī)律。3、發(fā)動機的外特性：發(fā)動機油門全開，發(fā)動機的性能指、發(fā)動機的外特性：發(fā)動機油門全開，發(fā)動機的性能指標（如發(fā)動機的功率、轉矩、有效燃油消耗率等）隨標（如發(fā)動機的功率、轉矩、有效燃油消耗率等）隨著曲軸轉速變化的規(guī)律。又稱為發(fā)動機的總功率特性。著曲軸轉速變化的規(guī)律。又稱為發(fā)動機的總功率特性。發(fā)動機速度特性曲線發(fā)動機速度特性曲線二）發(fā)動機外特性曲線二）發(fā)動機外特性曲線最高功率及最高功率及對應轉速對應轉速最高扭矩最高扭矩及對應轉及對應轉速速最低油耗率及最低油耗率及對應轉速對應轉速u最高動力性與最好經(jīng)最高動力性與最好經(jīng)濟性不能兼得。濟

47、性不能兼得。u最低燃油消耗率所對應最低燃油消耗率所對應的轉速介于最高功率和轉的轉速介于最高功率和轉矩對應的轉速之間。矩對應的轉速之間。三）發(fā)動機工作狀況三）發(fā)動機工作狀況發(fā)動機工作狀況發(fā)動機工作狀況( (簡稱發(fā)動機工況簡稱發(fā)動機工況):):發(fā)動機在某一時發(fā)動機在某一時刻的運行狀況簡稱工況，刻的運行狀況簡稱工況，一般用發(fā)動機的功率與一般用發(fā)動機的功率與曲軸轉速來表示；有時也用負荷與發(fā)動機曲軸轉曲軸轉速來表示；有時也用負荷與發(fā)動機曲軸轉速來表示。速來表示。負荷率：負荷率：發(fā)動機在某一轉速發(fā)出的有效功率與相同轉發(fā)動機在某一轉速發(fā)出的有效功率與相同轉速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值稱為負荷率，以速下所

48、能發(fā)出的最大有效功率的比值稱為負荷率，以百分數(shù)表示。負荷率通常稱負荷。百分數(shù)表示。負荷率通常稱負荷。根據(jù)上述定義，可求出根據(jù)上述定義，可求出 a a、b b、c c 和和 d d 四個工況下的負荷值：四個工況下的負荷值：工況工況 a a 負荷為零負荷為零( (稱為發(fā)動機空轉工況稱為發(fā)動機空轉工況) )；工況工況 b b 負荷負荷20/4520/45100100；工況工況 c c 負荷負荷32/45 32/45 100100；工況工況 d d 負荷負荷45/4545/45100100100100( (即發(fā)動機全負荷即發(fā)動機全負荷) )。注意：負荷注意：負荷與功率不是與功率不是同一概念。同一概念。

49、發(fā)動機的發(fā)動機的PePen n特性特性5. 發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的總體構造l總體構造：兩大機構五大系統(tǒng)總體構造：兩大機構五大系統(tǒng)兩大機構：曲柄連桿機構、配氣兩大機構：曲柄連桿機構、配氣機構機構五大系統(tǒng)：燃料供給系、潤滑系、五大系統(tǒng)：燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系、起動系冷卻系、點火系、起動系l注意：柴油機沒有點火系。注意：柴油機沒有點火系。一、曲柄連桿機構一、曲柄連桿機構 作用：作用：將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量轉變?yōu)榛钊鶑瓦\動的機將燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量轉變?yōu)榛钊鶑瓦\動的機械能，再通過連桿將活塞往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動而械能，再通過連桿將活塞往復運動變?yōu)榍S的旋轉運動而對外輸出動力對外輸

50、出動力組成：由氣缸體和曲軸箱組、組成：由氣缸體和曲軸箱組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成活塞連桿組、曲軸飛輪組組成二、配氣機構二、配氣機構作用：根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定作用：根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實現(xiàn)換氣過程現(xiàn)換氣過程。組成：氣門組、組成：氣門組、氣門傳動組、氣門傳動組、氣門驅動組等氣門驅動組等 三、燃料供給系統(tǒng)三、燃料供給系統(tǒng)作用：作用：a、汽油機：根據(jù)發(fā)動機的要求，配制出一定數(shù)量汽油機：根據(jù)發(fā)動機的要求，配制出一定數(shù)

51、量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去；排出到大氣中去；組成（化油器式汽油組成（化油器式汽油機）：油箱、油泵、燃機）：油箱、油泵、燃油濾清器、化油器、噴油濾清器、化油器、噴油器等油器等組成（電子控制燃油噴射式汽油機）：油箱、電動汽油組成（電子控制燃油噴射式汽油機）：油箱、電動汽油泵、燃油濾清器、噴油器、油壓調節(jié)器、分配管等。泵、燃油濾清器、噴油器、油壓調節(jié)器、分配管等。作用（柴油機）：把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒作用（柴油機）：把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。室內形成混合氣并燃燒，最后