汽車原理及保養(yǎng)3

1、汽車原理及保養(yǎng)汽車原理及保養(yǎng)授課教師：田原嫄授課教師：田原嫄授課單位：機械工程學(xué)院授課單位：機械工程學(xué)院授課時間：第二學(xué)期授課時間：第二學(xué)期課次：課次：3汽車原理及保養(yǎng)汽車原理及保養(yǎng)(第第3次課次課)l1.4 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造l2 汽車發(fā)動機汽車發(fā)動機l2.1 發(fā)動機概述發(fā)動機概述l2.1.1發(fā)動機常用術(shù)語發(fā)動機常用術(shù)語l2.1.2發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理l2.1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造l2.1.4發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性l2.1.5 內(nèi)燃機名稱及型號編制規(guī)則內(nèi)燃機名稱及型號編制規(guī)則 1.4 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造典型轎車的總體

2、構(gòu)造典型轎車的總體構(gòu)造 1.發(fā)動機；發(fā)動機；2.前懸架；前懸架；3.前輪；前輪；4.前輪制動器；前輪制動器；5.副車架；副車架；6.離合器；離合器；7.變速變速器；器；8.傳動軸；傳動軸；9.主減速器及差速器；主減速器及差速器；10.后懸架；后懸架；11.后輪制動器；后輪制動器；12.傳動傳動軸（半軸）；軸（半軸）；13.后輪；后輪；14.消聲器；消聲器；15.油箱；油箱；16.車身；車身；17.轉(zhuǎn)向盤；轉(zhuǎn)向盤；18.車前車前板制件板制件汽車通常由汽車通常由發(fā)動機發(fā)動機、底盤底盤、車身車身、電氣設(shè)備電氣設(shè)備4部分組成。部分組成。 1.4 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造發(fā)動機發(fā)動機發(fā)動機是汽車的動

3、力裝置，其發(fā)動機是汽車的動力裝置，其作用是使輸進氣缸內(nèi)的燃料燃作用是使輸進氣缸內(nèi)的燃料燃燒而發(fā)出動力。它由燒而發(fā)出動力。它由2大機構(gòu)大機構(gòu)5大系大系組成：曲柄連桿機構(gòu)組成：曲柄連桿機構(gòu)(3、4、5、10、9、飛輪、活塞環(huán)、曲、飛輪、活塞環(huán)、曲軸油封軸油封)；配氣機構(gòu)；配氣機構(gòu)(11、8、7、12、17、14、15、16、消音器、消音器、三元催化器、增壓器、中冷器三元催化器、增壓器、中冷器)；燃料供給系；冷卻系；潤滑系；燃料供給系；冷卻系；潤滑系；點火系；起動系。點火系；起動系。 1正時齒輪正時齒輪2殼體殼體3連桿連桿4曲軸曲軸5軸瓦軸瓦6慣性慣性輪輪7凸輪凸輪8氣門頂桿氣門頂桿9活塞銷活塞銷1

4、0活塞活塞11氣氣缸缸12進氣門進氣門13火花塞火花塞14濾清器濾清器15進氣管進氣管16出氣管出氣管17排氣門排氣門 1.4 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造發(fā)動機發(fā)動機5大系大系l 1 燃料供給系：汽油箱、汽油表、汽油管、汽油燃料供給系：汽油箱、汽油表、汽油管、汽油濾清器、汽油泵、化油器、空氣濾清器、進排氣濾清器、汽油泵、化油器、空氣濾清器、進排氣歧管等組成。歧管等組成。l 2 冷卻系：水箱、水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器、冷卻系：水箱、水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器、水溫表和放水開關(guān)組成。汽車發(fā)動機采用兩種冷水溫表和放水開關(guān)組成。汽車發(fā)動機采用兩種冷卻方式，即空氣冷卻和水冷卻。一般汽車發(fā)動機卻方式，

5、即空氣冷卻和水冷卻。一般汽車發(fā)動機多采用水冷卻。多采用水冷卻。l 3 潤滑系：機油泵、集濾器、機油濾清器、油道、潤滑系：機油泵、集濾器、機油濾清器、油道、限壓閥、機油表、感壓塞及油尺等組成。限壓閥、機油表、感壓塞及油尺等組成。l 4 點火系：火花塞、高壓線、高壓線圈、分電器點火系：火花塞、高壓線、高壓線圈、分電器l 5 起動系：起動機、點火開關(guān)、蓄電池起動系：起動機、點火開關(guān)、蓄電池 1.4 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造發(fā)動機布置形式發(fā)動機布置形式現(xiàn)代汽車的布置形式：現(xiàn)代汽車的布置形式：a)發(fā)動機發(fā)動機前置后輪前置后輪驅(qū)動驅(qū)動 FR式大多數(shù)式大多數(shù)貨車貨車、部分、部分轎車轎車和部分和部分客車客

6、車采用這種形式采用這種形式 ；b)發(fā)動機發(fā)動機前置前輪前置前輪驅(qū)動驅(qū)動 FF式在式在轎車轎車上盛行的布置形式，具有結(jié)構(gòu)緊湊、減小轎車質(zhì)上盛行的布置形式，具有結(jié)構(gòu)緊湊、減小轎車質(zhì)量、降低地板高度、改善高速行駛時的操縱穩(wěn)定性等優(yōu)點量、降低地板高度、改善高速行駛時的操縱穩(wěn)定性等優(yōu)點 ；c)發(fā)動機發(fā)動機后置后輪后置后輪驅(qū)動驅(qū)動 RR式式大、中型客車大、中型客車盛行的布置形式，具有降低室內(nèi)噪聲、有利于車身內(nèi)部布置等優(yōu)盛行的布置形式，具有降低室內(nèi)噪聲、有利于車身內(nèi)部布置等優(yōu)點。少數(shù)點。少數(shù)轎車轎車也采用這種形式也采用這種形式 ；d)發(fā)動機發(fā)動機中置后輪中置后輪驅(qū)動驅(qū)動 MR式多數(shù)式多數(shù)跑車跑車及方程式及方

7、程式賽賽車車所采用的形式所采用的形式 ；e)全輪驅(qū)動全輪驅(qū)動 4wD式式越野越野汽車特有的形式汽車特有的形式 1.4 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造底盤底盤底盤底盤傳動系傳動系行駛系行駛系轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向系制動系制動系離離合合器器變變速速器器萬萬向向節(jié)節(jié)傳傳動動軸軸驅(qū)驅(qū)動動桿桿車車架架車車橋橋懸懸架架車車輪輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向傳傳動動機機構(gòu)構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向器器轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向操操縱縱機機構(gòu)構(gòu)制制動動操操縱縱機機構(gòu)構(gòu)制制動動器器底盤底盤作用作用是支承、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽是支承、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動機的動力，使汽車產(chǎn)生運動，保證車的整體造型，并接受發(fā)動機的動力，使汽車

8、產(chǎn)生運動，保證正常行駛。底盤正常行駛。底盤組成組成如下：如下： 1.4 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造車身車身車身內(nèi)裝飾車身內(nèi)裝飾座座椅椅地地毯毯儀儀表表板板頂頂蓬蓬側(cè)側(cè)壁壁窗窗簾簾車身車身車身殼體車身殼體車門車門車窗車窗車前鈑制件車前鈑制件車身外裝飾車身外裝飾橫橫梁梁縱縱梁梁支支架架鈑鈑件件隔音隔音隔熱隔熱防腐防腐密封密封涂層涂層鈑鈑制制制制件件鉸鉸鏈鏈裝裝飾飾條條標(biāo)標(biāo)志志浮浮雕雕式式文文字字散散熱熱器器面面罩罩保保險險杠杠燈燈具具后后視視鏡鏡骨骨架架座座墊墊靠靠背背調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)機機構(gòu)構(gòu)車身附件車身附件附件附件門門鉸鉸鏈鏈門門鎖鎖遮遮陽陽板板玻玻璃璃升升降降器器各各種種密密封封件件風(fēng)風(fēng)窗窗刮刮水水

9、器器風(fēng)風(fēng)窗窗洗洗凈凈器器安安全全帶帶氣氣囊囊空空調(diào)調(diào)通通風(fēng)風(fēng)暖暖氣氣冷冷氣氣 1.4 汽車的總體構(gòu)造汽車的總體構(gòu)造電氣設(shè)備電氣設(shè)備電氣設(shè)備電氣設(shè)備電電 源源用電設(shè)備用電設(shè)備蓄電池蓄電池發(fā)電機發(fā)電機發(fā)動機的起動系發(fā)動機的起動系汽油機的點火系汽油機的點火系其它用電裝置其它用電裝置2.1 發(fā)動機概述發(fā)動機概述l 1 發(fā)動機發(fā)動機：汽車發(fā)動機是將熱能轉(zhuǎn)變成機械能的機器，也稱為熱力發(fā)：汽車發(fā)動機是將熱能轉(zhuǎn)變成機械能的機器，也稱為熱力發(fā)動機（簡稱熱機）。汽車的動力來自發(fā)動機。動機（簡稱熱機）。汽車的動力來自發(fā)動機。l 2 發(fā)動機發(fā)動機的的分類分類 熱力發(fā)動機熱力發(fā)動機根據(jù)燃料根據(jù)燃料在機外還是機內(nèi)在機外還

10、是機內(nèi)燃燒燃燒分為外燃機和內(nèi)燃機兩種。分為外燃機和內(nèi)燃機兩種。 外燃機外燃機：蒸汽機是典型的外燃機，其特點是燃料在機器外部的鍋爐內(nèi)：蒸汽機是典型的外燃機，其特點是燃料在機器外部的鍋爐內(nèi)燃燒，將鍋爐內(nèi)的水加熱而產(chǎn)生高溫、高壓水蒸氣，輸送到機器內(nèi)部燃燒，將鍋爐內(nèi)的水加熱而產(chǎn)生高溫、高壓水蒸氣，輸送到機器內(nèi)部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。外燃機由于機體龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法用在現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。外燃機由于機體龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法用在現(xiàn)代汽車上。上。 內(nèi)燃機內(nèi)燃機：將液體或氣體燃料和空氣混合后直接輸入機器內(nèi)部燃燒產(chǎn)生熱：將液體或氣體燃料和空氣混合后直接輸入機器內(nèi)部燃燒產(chǎn)生熱能，熱能再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。內(nèi)燃機具有體積小、

11、重量輕、熱效率高等能，熱能再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。內(nèi)燃機具有體積小、重量輕、熱效率高等一系列優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于飛機、輪船、汽車等各種機械上。一系列優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于飛機、輪船、汽車等各種機械上。 內(nèi)燃機分類內(nèi)燃機分類：根據(jù)其將熱能轉(zhuǎn)變成機械能的工作原理不同，可分為：根據(jù)其將熱能轉(zhuǎn)變成機械能的工作原理不同，可分為活塞式活塞式內(nèi)燃機和內(nèi)燃機和燃氣輪機燃氣輪機兩大類?；钊絻?nèi)燃機按活塞運動的方式又兩大類?；钊絻?nèi)燃機按活塞運動的方式又可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式兩種。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機在汽車上應(yīng)可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式兩種。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機在汽車上應(yīng)用最廣泛。用最廣泛。 根據(jù)其燃料不同分為汽油機和柴油

12、機。汽油機是利用化油器將一定根據(jù)其燃料不同分為汽油機和柴油機。汽油機是利用化油器將一定數(shù)量的汽油和空氣混合，或?qū)⑵椭苯訃娙脒M氣管道使汽油和空氣混數(shù)量的汽油和空氣混合，或?qū)⑵椭苯訃娙脒M氣管道使汽油和空氣混合后再吸入發(fā)動機氣缸內(nèi)，用電火花強制點燃使其燃燒，產(chǎn)生熱能而合后再吸入發(fā)動機氣缸內(nèi)，用電火花強制點燃使其燃燒，產(chǎn)生熱能而膨脹做功。柴油機是利用噴油泵是柴油在高壓下由噴油器直接噴入發(fā)膨脹做功。柴油機是利用噴油泵是柴油在高壓下由噴油器直接噴入發(fā)動機氣缸內(nèi)，并與氣缸內(nèi)已經(jīng)被壓縮的高溫空氣混合形成混合氣，自動機氣缸內(nèi)，并與氣缸內(nèi)已經(jīng)被壓縮的高溫空氣混合形成混合氣，自燃后產(chǎn)生熱能而膨脹做功。燃后產(chǎn)生熱

13、能而膨脹做功。2.1.1 發(fā)動機常用術(shù)語發(fā)動機常用術(shù)語上止點：活塞頂離曲軸中心最遠處即活塞最高位置。上止點：活塞頂離曲軸中心最遠處即活塞最高位置?；钊倪\動速度為零?；钊倪\動速度為零。下止點：活塞頂離曲軸中心最近處下止點：活塞頂離曲軸中心最近處即活塞最低位置?；钊倪\動速度為零。即活塞最低位置。活塞的運動速度為零?；钊谐蹋荷?、下止點間的距離活塞行程：上、下止點間的距離S。曲柄半徑曲柄半徑R：曲柄與連桿大頭連接中：曲柄與連桿大頭連接中心至曲軸中心的距離。心至曲軸中心的距離。氣缸工作容積氣缸工作容積Vh：上、下止點間所包容的氣缸容積：上、下止點間所包容的氣缸容積或氣缸排量。多缸發(fā)動機各氣缸工作

14、容積的總和，或氣缸排量。多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機工作容積或發(fā)動機排量稱為發(fā)動機工作容積或發(fā)動機排量VL。式中，式中，D氣缸直徑氣缸直徑(cm)S活塞行程活塞行程(cm)；i氣缸數(shù)。氣缸數(shù)。 iLSDV321042.1.1發(fā)動機常用術(shù)語發(fā)動機常用術(shù)語燃燒室容積燃燒室容積Vc ：活塞在上止點時，活塞頂上面的空間為燃燒室，：活塞在上止點時，活塞頂上面的空間為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積(單位為單位為L)。 氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘eVa ：活塞在下止點時，活塞頂上面整個空間的容積：活塞在下止點時，活塞頂上面整個空間的容積(單位為單位為L)

15、。壓縮比壓縮比 ：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。它表示活塞由下止點氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。它表示活塞由下止點 移動到上止點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮移動到上止點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比愈大，則壓縮終了時氣缸內(nèi)的壓力和溫度就愈高，燃燒速度愉比愈大，則壓縮終了時氣缸內(nèi)的壓力和溫度就愈高，燃燒速度愉快，發(fā)動機功率增大，熱效率高，經(jīng)濟性好；但壓縮比過大，汽快，發(fā)動機功率增大，熱效率高，經(jīng)濟性好；但壓縮比過大，汽油機會產(chǎn)生爆燃和表面點火等不正常燃燒現(xiàn)象。車用汽油機的壓油機會產(chǎn)生爆燃和表面點火等不正常燃燒現(xiàn)象。車用汽油機的壓縮比約為縮比約為6-10(也有高達也有高達10以上以上)，柴油機

16、的壓縮比約為，柴油機的壓縮比約為15-22。工況：內(nèi)燃機在某一時刻的運行狀況簡稱工況，以該時刻內(nèi)燃機工況：內(nèi)燃機在某一時刻的運行狀況簡稱工況，以該時刻內(nèi)燃機輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速。輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。曲軸轉(zhuǎn)速即為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速。負(fù)荷率：內(nèi)燃機在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效負(fù)荷率：內(nèi)燃機在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值稱為負(fù)荷率，以百分?jǐn)?shù)表示。負(fù)荷率的比值稱為負(fù)荷率，以百分?jǐn)?shù)表示。負(fù)荷率通常簡稱負(fù)荷。通常簡稱負(fù)荷。 chaVVVchcchcaVVVVVVV12.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作

17、原理四沖程汽油機四沖程汽油機a)進氣行程進氣行程活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時排氣門關(guān)閉，進氣活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時排氣門關(guān)閉，進氣門開啟。在活塞移動過程中，氣缸容積逐漸增大，氣缸內(nèi)形成一定門開啟。在活塞移動過程中，氣缸容積逐漸增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度?？諝夂推偷幕旌衔锿ㄟ^進氣門被吸入氣缸，并在氣缸的真空度?？諝夂推偷幕旌衔锿ㄟ^進氣門被吸入氣缸，并在氣缸內(nèi)進一步混合形成可燃混合氣。內(nèi)進一步混合形成可燃混合氣。因為進氣系統(tǒng)有阻力，所以進氣終了時氣缸內(nèi)的氣體因為進氣系統(tǒng)有阻力，所以進氣終了時氣缸內(nèi)的氣體壓力壓力低于大氣低于大氣壓力，約為壓力，約為0.080.

18、09 MPa。由于進氣門、氣缸壁、活塞等高溫零。由于進氣門、氣缸壁、活塞等高溫零件以及前一個循環(huán)殘留在氣缸內(nèi)的高溫廢氣對混合氣的加熱，致使件以及前一個循環(huán)殘留在氣缸內(nèi)的高溫廢氣對混合氣的加熱，致使進氣終了時氣缸內(nèi)的氣體溫度高于大氣進氣終了時氣缸內(nèi)的氣體溫度高于大氣溫度溫度，約為，約為320-380K。2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理四沖程汽油機四沖程汽油機b）進氣行程結(jié)束后，曲軸繼續(xù)帶動活塞由下止點移至上）進氣行程結(jié)束后，曲軸繼續(xù)帶動活塞由下止點移至上止點。這時，進、排氣門均關(guān)閉。隨著活塞移動，氣缸容止點。這時，進、排氣門均關(guān)閉。隨著活塞移動，氣缸容積不斷減小，氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮

19、，其壓力和溫度同時積不斷減小，氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時升高。壓縮終了時，氣缸內(nèi)氣體的壓力約為升高。壓縮終了時，氣缸內(nèi)氣體的壓力約為0.81.5MPa，溫度約為溫度約為600750K。壓縮行程有利于混合氣的迅速燃燒。壓縮行程有利于混合氣的迅速燃燒并可提高內(nèi)燃機的有效熱效率。一般壓縮比并可提高內(nèi)燃機的有效熱效率。一般壓縮比：710，太大容易發(fā)生不正常燃燒。太大容易發(fā)生不正常燃燒。 2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理四沖程汽油機四沖程汽油機C）作功行程）作功行程壓縮行程結(jié)束時，安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣壓縮行程結(jié)束時，安裝在氣缸蓋上的火花塞產(chǎn)生電火

20、花，將氣缸內(nèi)的可燃混合氣點燃，火焰迅速傳遍整個燃燒室，同時放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨點燃，火焰迅速傳遍整個燃燒室，同時放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞由上止點移至下止點，并脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞由上止點移至下止點，并通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。這時，進、排氣門仍舊關(guān)閉。在作功行程中，燃燒通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。這時，進、排氣門仍舊關(guān)閉。在作功行程中，燃燒氣體的最大壓力可達氣體的最大壓力可達3.0-6.5MPa，最高溫度可達，最高溫度可達2200-2800K。隨著活塞向下止。隨著活塞向下止點移動，氣缸容積不斷

21、增大，氣體壓力和溫度逐漸降低。在作功行程結(jié)束時，壓點移動，氣缸容積不斷增大，氣體壓力和溫度逐漸降低。在作功行程結(jié)束時，壓力約為力約為0.350.5MPa，溫度約為，溫度約為1200-1500K。2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理四沖程汽油機四沖程汽油機d）排氣行程）排氣行程排氣行程開始，排氣門開啟，進氣門仍然關(guān)閉，曲軸通過連桿帶動排氣行程開始，排氣門開啟，進氣門仍然關(guān)閉，曲軸通過連桿帶動活塞由下止點移至上止點，此時膨脹過后的燃燒氣體活塞由下止點移至上止點，此時膨脹過后的燃燒氣體(或稱廢氣或稱廢氣)在在其自身剩余壓力和在活塞的推動下，經(jīng)排氣門排出氣缸之外。當(dāng)活其自身剩余壓力和在活塞的推

22、動下，經(jīng)排氣門排出氣缸之外。當(dāng)活塞到達上止點時，排氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉。排氣行程終了時，塞到達上止點時，排氣行程結(jié)束，排氣門關(guān)閉。排氣行程終了時，在燃燒室內(nèi)尚殘留少量廢氣，稱其為殘余廢氣。因為排氣系統(tǒng)有阻在燃燒室內(nèi)尚殘留少量廢氣，稱其為殘余廢氣。因為排氣系統(tǒng)有阻力，所以殘余廢氣的壓力比大氣壓力略高，約為力，所以殘余廢氣的壓力比大氣壓力略高，約為0.1050.12MPa，溫度約為溫度約為900-1100K。 2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理四沖程汽油機四沖程汽油機 至此，四沖程汽油機經(jīng)過至此，四沖程汽油機經(jīng)過進氣進氣、壓縮壓縮、作功作功和和排氣排氣等四個行程而完成一個工作循環(huán)。這期

23、間等四個行程而完成一個工作循環(huán)。這期間活塞活塞在上、下在上、下止點間止點間往復(fù)往復(fù)運動運動四個四個行程，行程，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，即每個行程，即每個行程有有180曲軸轉(zhuǎn)角。曲軸轉(zhuǎn)角。 但但在實際進氣過程中，進氣門早于上止點開啟，遲在實際進氣過程中，進氣門早于上止點開啟，遲于下止點關(guān)閉。在排氣過程中，排氣門早于下止點開啟，于下止點關(guān)閉。在排氣過程中，排氣門早于下止點開啟，遲于上止點關(guān)閉。即進、排氣過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角均超遲于上止點關(guān)閉。即進、排氣過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角均超過過180。 進氣門早開晚關(guān)的目的是為了增加進入氣缸內(nèi)的混進氣門早開晚關(guān)的目的是為了增加進入氣缸內(nèi)的混合氣量和減少進氣過程所消

24、耗的功。合氣量和減少進氣過程所消耗的功。 排氣門早開晚關(guān)的目的是為了減少氣缸內(nèi)的殘余廢排氣門早開晚關(guān)的目的是為了減少氣缸內(nèi)的殘余廢氣量和排氣過程消耗的功。減少殘余廢氣量，會相應(yīng)地氣量和排氣過程消耗的功。減少殘余廢氣量，會相應(yīng)地增加進氣量。增加進氣量。 2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理四沖程柴油機四沖程柴油機a)在柴油機進氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈的空在柴油機進氣行程中，被吸入氣缸的只是純凈的空氣。由于柴油機進氣系統(tǒng)阻力較小，殘余廢氣的溫度氣。由于柴油機進氣系統(tǒng)阻力較小，殘余廢氣的溫度較低，因此進氣行程結(jié)束時氣缸內(nèi)氣體的壓力較高，較低，因此進氣行程結(jié)束時氣缸內(nèi)氣體的壓力較高，約為

25、約為00850095MPa，溫度較低，約為，溫度較低，約為310340K。 2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理四沖程柴油機四沖程柴油機b）壓縮行程）壓縮行程因為柴油機的壓縮比大，所以壓縮行程終了時氣因為柴油機的壓縮比大，所以壓縮行程終了時氣體壓力可高達體壓力可高達35MPa，溫度可高達，溫度可高達7501000K。 2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理四沖程柴油機四沖程柴油機c)作功行程作功行程在壓縮行程結(jié)束時，噴油泵將柴油泵入噴油器，并通過噴油器噴入燃燒室。因為在壓縮行程結(jié)束時，噴油泵將柴油泵入噴油器，并通過噴油器噴入燃燒室。因為噴油壓力很高，噴孔直徑很小，所以噴出的柴油呈

26、細霧狀。細微的油滴在熾熱的噴油壓力很高，噴孔直徑很小，所以噴出的柴油呈細霧狀。細微的油滴在熾熱的空氣中迅速蒸發(fā)汽化，并借助于空氣的運動，迅速與空氣混合形成可燃混合氣?？諝庵醒杆僬舭l(fā)汽化，并借助于空氣的運動，迅速與空氣混合形成可燃混合氣。由于氣缸內(nèi)的溫度遠高于柴油的自燃點，因此柴油隨即自行著火燃燒。燃燒氣體由于氣缸內(nèi)的溫度遠高于柴油的自燃點，因此柴油隨即自行著火燃燒。燃燒氣體的壓力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹。在氣體壓力的作用下，活塞推動連桿，的壓力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹。在氣體壓力的作用下，活塞推動連桿，連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。 在作功行程中，燃燒氣體的最大壓力可達在

27、作功行程中，燃燒氣體的最大壓力可達69MPa，最高溫度可達，最高溫度可達18002200K。作功行程結(jié)束時，壓力約為。作功行程結(jié)束時，壓力約為02-05MPa，溫度約為，溫度約為10001200K。 2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理四沖程柴油機四沖程柴油機d)排氣行程排氣行程排氣終了時氣缸內(nèi)殘余廢氣的壓力約為排氣終了時氣缸內(nèi)殘余廢氣的壓力約為0.105-0.12MPa，溫度約為溫度約為700900K。 2.1.2 發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的工作原理汽油機與柴汽油機與柴油機的比較油機的比較四沖程汽油機與四沖程柴油機的四沖程汽油機與四沖程柴油機的共同點共同點是：是：1)每個工作循環(huán)都包含

28、進氣、壓縮、作功和排氣等四個活塞行程，每個每個工作循環(huán)都包含進氣、壓縮、作功和排氣等四個活塞行程，每個行程各占行程各占180曲軸轉(zhuǎn)角，即曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周完成一個工作循環(huán)。曲軸轉(zhuǎn)角，即曲軸每旋轉(zhuǎn)兩周完成一個工作循環(huán)。 2)四個活塞行程中，只有一個作功行程，其余三個是耗功行程。顯然，四個活塞行程中，只有一個作功行程，其余三個是耗功行程。顯然，在作功行程曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度要比其它三個行程時大得多，即在一個工在作功行程曲軸旋轉(zhuǎn)的角速度要比其它三個行程時大得多，即在一個工作循環(huán)內(nèi)曲軸的角速度是不均勻的。為了改善曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性，可作循環(huán)內(nèi)曲軸的角速度是不均勻的。為了改善曲軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性，可在曲軸上安裝轉(zhuǎn)

29、動慣量較大的飛輪或采用多缸內(nèi)燃機并使其按一定的工在曲軸上安裝轉(zhuǎn)動慣量較大的飛輪或采用多缸內(nèi)燃機并使其按一定的工作順序依次進行工作。作順序依次進行工作。兩者兩者不同不同之處是：之處是：1)汽油機的可燃混合氣在氣缸外部開始形成并延續(xù)到進氣和壓縮行程終汽油機的可燃混合氣在氣缸外部開始形成并延續(xù)到進氣和壓縮行程終了，時間較長。柴油機的可燃混合氣在氣缸內(nèi)部形成，從壓縮行程接近了，時間較長。柴油機的可燃混合氣在氣缸內(nèi)部形成，從壓縮行程接近終了時開始，并占小部分作功行程，時間很短。終了時開始，并占小部分作功行程，時間很短。2)汽油機的可燃混合氣用電火花點燃，柴油機則是自燃。所以又稱汽油汽油機的可燃混合氣用電

30、火花點燃，柴油機則是自燃。所以又稱汽油機為點燃式內(nèi)燃機，稱柴油機為壓燃式內(nèi)燃機。機為點燃式內(nèi)燃機，稱柴油機為壓燃式內(nèi)燃機。 3)汽油機具有轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量小、工作噪聲小、啟動容易、制造和維修費汽油機具有轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量小、工作噪聲小、啟動容易、制造和維修費用低等特點，其不足之處是燃油消耗率高，燃油經(jīng)濟性差。柴油機因壓用低等特點，其不足之處是燃油消耗率高，燃油經(jīng)濟性差。柴油機因壓縮比高，且柴油價格較低，所以燃油經(jīng)濟性好，缺點是轉(zhuǎn)速較汽油機低、縮比高，且柴油價格較低，所以燃油經(jīng)濟性好，缺點是轉(zhuǎn)速較汽油機低、質(zhì)量大、制造和維修費用高。質(zhì)量大、制造和維修費用高。2.1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造汽油機

31、由兩大機構(gòu)五大汽油機由兩大機構(gòu)五大系統(tǒng)組成，柴油機由兩系統(tǒng)組成，柴油機由兩大機構(gòu)四大系統(tǒng)組成大機構(gòu)四大系統(tǒng)組成(無無點火系點火系)。如左圖一汽奧。如左圖一汽奧迪迪100型轎車發(fā)動機為例。型轎車發(fā)動機為例?？傮w構(gòu)造而言，都是由總體構(gòu)造而言，都是由機體組、曲柄連桿機構(gòu)、機體組、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、進排氣系統(tǒng)、配氣機構(gòu)、進排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起動系統(tǒng)起動系統(tǒng)和和有害排放物控制裝置等有害排放物控制裝置等組成。組成。 2.1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造起動系統(tǒng)例起動系統(tǒng)例1起動系包括起動機、冷啟動加熱器及其附屬裝置，用以使靜止的發(fā)動機啟動并轉(zhuǎn)

32、起動系包括起動機、冷啟動加熱器及其附屬裝置，用以使靜止的發(fā)動機啟動并轉(zhuǎn)入自行運轉(zhuǎn)。如圖所示紅旗入自行運轉(zhuǎn)。如圖所示紅旗CA7220型轎車裝用的型轎車裝用的CA488-3型發(fā)動機的縱、橫剖型發(fā)動機的縱、橫剖面。該發(fā)動機為四沖程、直列四缸、水冷、頂置氣門、化油器式發(fā)動機。面。該發(fā)動機為四沖程、直列四缸、水冷、頂置氣門、化油器式發(fā)動機。2.1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造起動系統(tǒng)例起動系統(tǒng)例2汽油發(fā)動機如圖所示上海桑塔納轎車裝用的汽油發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)與汽油發(fā)動機如圖所示上海桑塔納轎車裝用的汽油發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)與一汽奧迪一汽奧迪100型轎車發(fā)動機基本相同。凸輪軸安裝在氣缸蓋上，簡型轎車發(fā)動機基本相同

33、。凸輪軸安裝在氣缸蓋上，簡化了配氣機構(gòu)的傳動裝置，有利于提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。曲軸通過同步化了配氣機構(gòu)的傳動裝置，有利于提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。曲軸通過同步齒形帶驅(qū)動凸輪軸，噪聲小、不需潤滑、且張緊方便。齒形帶驅(qū)動凸輪軸，噪聲小、不需潤滑、且張緊方便。2.1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造起動系統(tǒng)例起動系統(tǒng)例3夏利夏利TJ7100、 TJ7100U型轎車型轎車裝用的裝用的TJ376Q型型汽油機的結(jié)構(gòu)示汽油機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。意圖如圖所示。該發(fā)動機質(zhì)量小、該發(fā)動機質(zhì)量小、油耗低、噪聲小、油耗低、噪聲小、轉(zhuǎn)速高，是目前轉(zhuǎn)速高，是目前我國微型轎車使我國微型轎車使用較多的汽油發(fā)用較多的汽油發(fā)動機。動機。2.

34、1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造起動系統(tǒng)例起動系統(tǒng)例4南京依維柯南京依維柯(IVECO)輕型載貨汽車裝用的柴油發(fā)動機如圖所示。輕型載貨汽車裝用的柴油發(fā)動機如圖所示。2.1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造起動系統(tǒng)例起動系統(tǒng)例5東風(fēng)東風(fēng)EQ1090E型載貨汽車用的東風(fēng)型載貨汽車用的東風(fēng)EQ6100-1型汽油機的縱、橫剖面如圖示。其型汽油機的縱、橫剖面如圖示。其結(jié)構(gòu)特點是：凸輪軸布置在氣缸體側(cè)面的中部，且采用齒輪傳動。結(jié)構(gòu)特點是：凸輪軸布置在氣缸體側(cè)面的中部，且采用齒輪傳動。2.1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造起動系統(tǒng)例起動系統(tǒng)例6如圖所示北京如圖所示北京BJ2023越野汽車應(yīng)用的北

35、京越野汽車應(yīng)用的北京BJ492QA型汽油發(fā)動機。型汽油發(fā)動機。2.1.3發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的總體構(gòu)造起動系統(tǒng)例起動系統(tǒng)例7如圖所示為意大利產(chǎn)佩如圖所示為意大利產(chǎn)佩爾里尼爾里尼T20自卸汽車上采自卸汽車上采用的二沖程柴油發(fā)動機。用的二沖程柴油發(fā)動機。其特點是采用噴油泵和其特點是采用噴油泵和噴油器合為一體的燃料噴油器合為一體的燃料供給系。供給系。2.1.4發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性性一、動力性指標(biāo)一、動力性指標(biāo) 有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，記作記作Ttq，單位為，單位為Nm。有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移

36、的乘積即為發(fā)。有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角位移的乘積即為發(fā)動機對外輸出的有效功。有效轉(zhuǎn)矩與外界施加于發(fā)動機上的動機對外輸出的有效功。有效轉(zhuǎn)矩與外界施加于發(fā)動機上的阻力矩相平衡。發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩是由氣體作用在活塞上的力通阻力矩相平衡。發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩是由氣體作用在活塞上的力通過連桿推動曲軸而產(chǎn)生的。過連桿推動曲軸而產(chǎn)生的。 有效功率：發(fā)動機在單位時間對外輸出的有效功稱為有效有效功率：發(fā)動機在單位時間對外輸出的有效功稱為有效功率，記作戶功率，記作戶Pe，單位為，單位為kW。它等于有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度。它等于有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度的乘積。發(fā)動機的有效功率可以用臺架試驗方法測定，也可的乘積。發(fā)動機的有效功率可以用臺架試驗方

37、法測定，也可用測功器測定有效轉(zhuǎn)矩和曲軸角速度，然后用如下公式計算用測功器測定有效轉(zhuǎn)矩和曲軸角速度，然后用如下公式計算出發(fā)動機的有效功率：出發(fā)動機的有效功率：式中：式中：Te-一有效轉(zhuǎn)矩，一有效轉(zhuǎn)矩，Nm； n曲軸轉(zhuǎn)速，曲軸轉(zhuǎn)速，rmin。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速：發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，發(fā)動機轉(zhuǎn)速：發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，用用n表示，單位為表示，單位為rmin。 平均有效壓力：單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功稱為平均平均有效壓力：單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功稱為平均有效壓力，記作有效壓力，記作Pme，單位為，單位為MPa。顯然，平均有效壓力越。顯然，平均有效壓力越大，發(fā)動機的作

38、功能力越強。大，發(fā)動機的作功能力越強。 )(9550106023kwnTnTpeee2.1.4發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性二、經(jīng)濟性指標(biāo)二、經(jīng)濟性指標(biāo) 有效熱效率：燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百分有效熱效率：燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百分?jǐn)?shù)稱為有效熱效率，記作數(shù)稱為有效熱效率，記作e。顯然，為獲得一定數(shù)量的有效。顯然，為獲得一定數(shù)量的有效功所消耗的熱量越少，有效熱效率越高，發(fā)動機的經(jīng)濟性越功所消耗的熱量越少，有效熱效率越高，發(fā)動機的經(jīng)濟性越好。好。 有效燃油消耗率：發(fā)動機每輸出有效燃油消耗率：發(fā)動機每輸出lkWh的有效功所消耗的的有效功所消耗的燃油量稱為有

39、效燃油消耗率，記作燃油量稱為有效燃油消耗率，記作be。，單位為。，單位為g(kWh)。be可按下式計算：可按下式計算：式中：式中：發(fā)動機在單位時間內(nèi)的耗油量，發(fā)動機在單位時間內(nèi)的耗油量，ksh，可由試，可由試驗測定；驗測定； 發(fā)動機的有效功率，發(fā)動機的有效功率，kW。顯然，有效燃油消耗率越低，經(jīng)濟性越好。顯然，有效燃油消耗率越低，經(jīng)濟性越好。 310eepbbebep2.1.4發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性三、強化指標(biāo)三、強化指標(biāo) 升功率：升功率： 發(fā)動機在標(biāo)定工況下，單位發(fā)動機排發(fā)動機在標(biāo)定工況下，單位發(fā)動機排量輸出的有效功率稱為升功率，記作量輸出的有效功率稱為升功率，

40、記作PL。升功率大。升功率大,表明每升氣缸工作容積發(fā)出的有效功率大，發(fā)動機表明每升氣缸工作容積發(fā)出的有效功率大，發(fā)動機的熱負(fù)荷和機械負(fù)荷都高。的熱負(fù)荷和機械負(fù)荷都高。 強化系數(shù)：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積強化系數(shù)：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱為強化系數(shù)。稱為強化系數(shù)。 活塞平均速度：是指發(fā)動機在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下工作時，活塞平均速度：是指發(fā)動機在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下工作時，活塞往復(fù)運動速度的平均值。它與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)活塞往復(fù)運動速度的平均值。它與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：系為：式中：式中：Cm活塞平均速度，活塞平均速度，ms； S活塞行程，活塞行程，mm；n發(fā)動機標(biāo)定轉(zhuǎn)速，發(fā)動機標(biāo)定轉(zhuǎn)速，rmin。 31

41、030SnCm2.1.4發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性四、緊湊性指標(biāo)四、緊湊性指標(biāo) 比容積：發(fā)動機外廓體積與其標(biāo)定功率的比容積：發(fā)動機外廓體積與其標(biāo)定功率的比值稱為比容積。比值稱為比容積。 比質(zhì)量：發(fā)動機的干質(zhì)量與其標(biāo)定功率的比質(zhì)量：發(fā)動機的干質(zhì)量與其標(biāo)定功率的比值稱為比質(zhì)量。干質(zhì)量是指未加注燃油、比值稱為比質(zhì)量。干質(zhì)量是指未加注燃油、機油和冷卻液的發(fā)動機質(zhì)量。機油和冷卻液的發(fā)動機質(zhì)量。注：比容積和比質(zhì)量越小，發(fā)動機結(jié)構(gòu)越緊注：比容積和比質(zhì)量越小，發(fā)動機結(jié)構(gòu)越緊湊。湊。 2.1.4發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性五、環(huán)境指標(biāo)五、環(huán)境指標(biāo)環(huán)境指標(biāo)主要指發(fā)

42、動機排氣品質(zhì)和噪聲水平。由于它關(guān)系到環(huán)境指標(biāo)主要指發(fā)動機排氣品質(zhì)和噪聲水平。由于它關(guān)系到人類的健康及其賴以生存的環(huán)境，因此各國政府都制定出嚴(yán)人類的健康及其賴以生存的環(huán)境，因此各國政府都制定出嚴(yán)格的控制法規(guī)，以期消減發(fā)動機排氣和噪聲對環(huán)境的污染。格的控制法規(guī)，以期消減發(fā)動機排氣和噪聲對環(huán)境的污染。當(dāng)前，排放性和噪聲水平已成為發(fā)動機的重要性能指標(biāo)。當(dāng)前，排放性和噪聲水平已成為發(fā)動機的重要性能指標(biāo)。在排放性方面，目前主要限制一氧化碳在排放性方面，目前主要限制一氧化碳(CO)、各種碳氫化合、各種碳氫化合物物(HC)、氮氧化合物、氮氧化合物(NOX)及除水以外的任何液體或固體微及除水以外的任何液體或固體

43、微粒的排放量。粒的排放量。噪聲是指對人的健康造成不良影響及對學(xué)習(xí)、工作和休息等噪聲是指對人的健康造成不良影響及對學(xué)習(xí)、工作和休息等正?；顒影l(fā)生干擾的聲音。正常活動發(fā)生干擾的聲音。 由于汽車是城市中的主要噪聲由于汽車是城市中的主要噪聲源之一，而發(fā)動機又是汽車的主要噪聲源，因此控制發(fā)動機源之一，而發(fā)動機又是汽車的主要噪聲源，因此控制發(fā)動機的噪聲就顯得十分重要。如我國的噪聲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，轎車的的噪聲就顯得十分重要。如我國的噪聲標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，轎車的噪聲不得大于噪聲不得大于82dB(A)。 2.1.4發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性六、可靠性指標(biāo)六、可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)是表征發(fā)動機在規(guī)定

44、的使用條件可靠性指標(biāo)是表征發(fā)動機在規(guī)定的使用條件下，正常持續(xù)工作能力的指標(biāo)?？煽啃杂卸嘞?，正常持續(xù)工作能力的指標(biāo)。可靠性有多 種評價方法，如首發(fā)故障行駛里程、平均故種評價方法，如首發(fā)故障行駛里程、平均故障間隔里程、主要零件的損壞率等。障間隔里程、主要零件的損壞率等。 2.1.4發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動機的主要性能指標(biāo)與特性七、耐久性指標(biāo)七、耐久性指標(biāo)耐久性指標(biāo)是指發(fā)動機主要零件磨損到不能耐久性指標(biāo)是指發(fā)動機主要零件磨損到不能繼續(xù)正常工作的極限時間。通常用發(fā)動機的繼續(xù)正常工作的極限時間。通常用發(fā)動機的 大修里程，即發(fā)動機從出廠到第一次大修之大修里程，即發(fā)動機從出廠到第一次大修之間汽車行駛的里程數(shù)來衡量。間汽車行駛的里程數(shù)來衡量。大修里程的長短與發(fā)動