汽車(chē)結(jié)構(gòu)第01章發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造課件

《汽車(chē)構(gòu)造》電子教案

第一章發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造4/5/20231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)的分類(lèi)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性?xún)?nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱(chēng)和型號(hào)編制規(guī)則4/5/20232哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）

第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)熱機(jī)內(nèi)燃機(jī)外燃機(jī)活塞式內(nèi)燃機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)往復(fù)活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式4/5/20233哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第一節(jié)汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)熱機(jī)→內(nèi)燃機(jī)（外燃機(jī)）→活塞式內(nèi)燃機(jī)（燃?xì)廨啓C(jī)）（1）按所用的燃料分類(lèi)：液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；（2）按發(fā)火方式分類(lèi)：壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)；（3）按工作循環(huán)的沖程數(shù)分類(lèi)：四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)；（4）按氣缸數(shù)及其排列方式分類(lèi)：?jiǎn)胃装l(fā)動(dòng)機(jī)和多缸發(fā)動(dòng)機(jī)；單缸有立式與臥式，多缸有V、W型與對(duì)置式；（5）按冷卻方式分類(lèi)：水冷式和風(fēng)冷式兩種；（6）按進(jìn)氣方式分類(lèi)：非增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)和增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)；（7）按每氣缸中的氣門(mén)數(shù)分類(lèi)：二氣門(mén)、四氣門(mén)、五氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)。4/5/20235哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第一節(jié)汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)4/5/20236哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第二節(jié)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理一、四沖程汽油機(jī)工作原理二、四沖程柴油機(jī)工作原理4/5/20237哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）上止點(diǎn):活塞頂部離曲軸中心最遠(yuǎn)處，即活塞最高位置。下止點(diǎn):活塞頂部離曲軸中心最近處，即活塞最低位置?；钊谐?上、下止點(diǎn)間的距離。曲柄半徑:曲軸與連桿下端的連接中心至曲軸中心的距離。一、四沖程汽油機(jī)工作原理4/5/20239哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）氣缸工作容積（氣缸排量）:活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃 過(guò)的容積。發(fā)動(dòng)機(jī)排量:多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸工作容積的總和。

為氣缸直徑（mm）；為活塞行程（mm）;為氣缸數(shù)。4/5/202310哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）四沖程汽油機(jī)工作循環(huán)過(guò)程4/5/202311哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）

壓縮行程為使吸入氣缸的可燃混合氣能迅速燃燒，以產(chǎn)生較大的壓力，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出較大功率，必須在燃燒前將可燃混合氣壓縮，使其容積縮小、密度加大、溫度升高，故需要有壓縮過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，進(jìn)、排氣門(mén)全部關(guān)閉，曲軸推動(dòng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)行程，稱(chēng)為壓縮行程。在示功圖上，壓縮行程用曲線(xiàn) 表示?；钊_(dá)到上止點(diǎn)時(shí)壓縮終了，此時(shí)，混合氣被壓縮到活塞上方很小的空間，即燃燒室中?？扇蓟旌蠚鈮毫ι叩?.6～1.2MPa，溫度可達(dá)600～700K。

壓縮比4/5/202313哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）壓縮比:壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比。換言之，壓縮比等于氣缸總?cè)莘e（活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部以上的氣缸容積）與燃燒室容積（活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部以上的容積）之比，即

現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為6～9（轎車(chē)有的達(dá)到9～11）。如一汽-大眾捷達(dá)轎車(chē)EA827型1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為8.5，而EA113型1.6L發(fā)動(dòng)機(jī)則為9.3。4/5/202314哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）

壓縮比越大，在壓縮終了時(shí)混合氣壓力和溫度越高，燃燒速度增快，因而發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率增大，熱效率提高，經(jīng)濟(jì)性越好。但壓縮比過(guò)大時(shí)。不僅不能進(jìn)一步改善燃燒情況，反而會(huì)出現(xiàn)爆燃和表面點(diǎn)火不正常的燃燒現(xiàn)象。爆燃是由于氣體壓力和溫度過(guò)高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。爆燃時(shí)，火焰以極高的速率傳播，溫度和壓力急劇升高，形成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)這種壓力波撞擊燃燒室壁面時(shí)就發(fā)出尖銳的敲缸聲。同時(shí)，還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱、功率下降、燃油消耗量增加等一些不良后果。嚴(yán)重爆燃時(shí)甚至造成氣門(mén)燒毀、軸瓦破裂、活塞燒頂、火花塞絕緣體被擊穿等機(jī)件損壞現(xiàn)象。表面點(diǎn)火是由于燃燒室內(nèi)熾熱表面（如排氣門(mén)頭，火花塞電極，積碳）點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。表面點(diǎn)火發(fā)生時(shí)，也伴有強(qiáng)烈的敲擊聲（較沉悶），產(chǎn)生的高壓會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件承受的機(jī)械負(fù)荷增加，壽命降低。因此，在提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的同時(shí)，必須注意防止爆燃和表面點(diǎn)火的發(fā)生。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的提高還受到排氣污染法規(guī)的限制。4/5/202315哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）排氣行程可燃混合氣燃燒后生成的廢氣，必須從氣缸中排除，以便進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。當(dāng)膨脹接近終了時(shí)，排氣門(mén)開(kāi)啟，靠廢氣的壓力進(jìn)行自由排氣，活塞到達(dá)下止點(diǎn)后再向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，繼續(xù)將廢氣強(qiáng)制排到大氣中?；钊缴现裹c(diǎn)附近時(shí)，排氣行程結(jié)束。這一行程在示功圖上用曲線(xiàn)表示。在排氣行程中，氣缸內(nèi)壓力稍高于大氣壓力，約為0.105~0.115MPa。排氣終了時(shí)，廢氣溫度約為900~1200K。由于燃燒室占有一定的容積，因此在排氣終了時(shí)，不可能將廢氣排盡，這一部分留下的廢氣稱(chēng)為殘余廢氣。4/5/202317哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）四個(gè)沖程-五個(gè)過(guò)程4/5/202318哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）總結(jié)四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)包括四個(gè)活塞行程，即進(jìn)氣行程、壓縮行程、膨脹行程（作功行程）和排氣行程。經(jīng)過(guò)這四個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)。這期間活塞在上、下止點(diǎn)間往復(fù)了四個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。(在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，每一次將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能都必須經(jīng)過(guò)吸入空氣、壓縮和輸入燃料，使之發(fā)火燃燒而膨脹作功，然后將生成的廢氣排除這樣一系列連續(xù)過(guò)程，稱(chēng)為一個(gè)工作循環(huán)。)4/5/202319哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）柴油機(jī)在進(jìn)氣行程吸入的是純空氣，在壓縮行程終了時(shí)，柴油機(jī)噴油泵1將油壓提高到10～15MPa以上，通過(guò)噴油器2噴入氣缸，在很短時(shí)間內(nèi)與壓縮后的高溫空氣混合，形成可燃混合氣。因此，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的可燃混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的。由于柴油機(jī)的壓縮比高（一般為16～22），所以壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的空氣壓力可達(dá)3.5～4.5MPa，同時(shí)溫度高達(dá)750～1000K，大大超過(guò)柴油機(jī)的自燃溫度。因此，柴油噴入氣缸后，在很短時(shí)間內(nèi)與空氣混合后便立即自行發(fā)火燃燒，氣缸內(nèi)氣壓急劇上升至6～9MPa，溫度也升到2000～2500K。在高壓氣體推動(dòng)下，活塞向下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)而作功。廢氣同樣經(jīng)排氣管排入大氣中。4/5/202321哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）柴油機(jī)汽油機(jī)轉(zhuǎn)速較汽油機(jī)低質(zhì)量大制造和維修費(fèi)用高壓縮比高，燃油消耗率低，燃油經(jīng)濟(jì)性好轉(zhuǎn)速高質(zhì)量小工作噪聲小起動(dòng)容易制造和維修費(fèi)用低燃油消耗率高，燃油經(jīng)濟(jì)性差4/5/202322哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）總結(jié)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)活塞行程中，只有一個(gè)行程是作功的，其余三個(gè)則是作功行程的輔助行程。因此，在單缸發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，曲軸每轉(zhuǎn)兩周中只有半周是由于膨脹氣體的作用使曲軸旋轉(zhuǎn)，其余一周半則依靠飛輪慣性維持轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然，作功行程時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)速比其它三個(gè)行程內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)速要高，所以曲軸轉(zhuǎn)速是不均勻的，因而發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)就不平穩(wěn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，飛輪必須做成具有更大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，而這樣做將使整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量和尺寸增加。顯然，單缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作振動(dòng)大，采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。因此，現(xiàn)在汽車(chē)上基本不用單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，用的最多的是4缸、6缸、8缸發(fā)動(dòng)機(jī)。在多缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)氣缸內(nèi)，所有的工作過(guò)程是相同的，并按上述次序進(jìn)行，但所有氣缸的作功行程并不同時(shí)發(fā)生。例如，在4缸發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，曲軸每轉(zhuǎn)半周便有一個(gè)氣缸在作功；在8缸發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，曲軸每轉(zhuǎn)1/4周便有一個(gè)作功行程。氣缸數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作越。平穩(wěn)。但發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)增多，一般將使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸及質(zhì)量增加。4/5/202323哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）二沖程汽油機(jī)工作原理4/5/202325哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）4/5/202326哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）如圖c，活塞接近上止點(diǎn)時(shí)火花塞發(fā)出電火花，點(diǎn)燃被壓縮的混合氣。高溫、高壓氣體膨脹迫使活塞向下移動(dòng)。進(jìn)氣孔1逐漸被關(guān)閉，流入曲軸箱的混合氣則應(yīng)活塞的下移而被預(yù)先壓縮。4/5/202329哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）如圖d，當(dāng)活塞接近下止點(diǎn)時(shí)，排氣管2開(kāi)啟，廢氣經(jīng)過(guò)孔2、排氣管、消聲器流到大氣中，受到預(yù)壓的新鮮混合氣便自曲軸箱經(jīng)孔3流入缸內(nèi)，并掃除廢氣。廢氣從氣缸內(nèi)被新鮮混合氣掃除并代替的過(guò)程，稱(chēng)為氣缸的換氣過(guò)程，故孔3被稱(chēng)為掃氣孔或換氣孔。4/5/202330哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）結(jié)論

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)所包含兩個(gè)行程是：（1）第一行程

活塞自下止點(diǎn)向上移動(dòng)，事先已充入活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又自化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。（2）第二行程

活塞自上止點(diǎn)向下移動(dòng)，活塞上方進(jìn)行著作功過(guò)程和換氣過(guò)程，而活塞下方則進(jìn)行可燃混合氣的預(yù)壓縮。為了防止新鮮混合氣大量與廢氣混合并隨廢氣一起排出氣缸而造成浪費(fèi)，活塞頂做成特殊的形狀，使新鮮混合氣的氣流被引向上部，這樣還可以利用新鮮混合氣來(lái)掃除廢氣，使排氣更為徹底。但是在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，要完全避免可燃混合氣的損失是很困難的。4/5/202331哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)將排氣孔（a點(diǎn)）關(guān)閉時(shí)，壓縮過(guò)程開(kāi)始。到上止點(diǎn)前開(kāi)始點(diǎn)火（或噴油）燃燒，缸內(nèi)壓力迅速增高，c～f段即燃燒過(guò)程。接著活塞下行膨脹作功，一直到b點(diǎn)，排氣孔被打開(kāi)，開(kāi)始排氣。示功圖上bda曲線(xiàn)為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程，大約占130°～150°曲軸轉(zhuǎn)角。接著活塞繼續(xù)向上，便重復(fù)壓縮過(guò)程，進(jìn)行新的循環(huán)。4/5/202332哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）二沖程化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)（1）曲軸每轉(zhuǎn)一周就有一個(gè)作功行程。在理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的2倍。（2）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。（3）構(gòu)造較簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小。（4）使用方便。（5）由于構(gòu)造上的關(guān)系，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的最大缺點(diǎn)是不易將廢氣自氣缸內(nèi)排出得較干凈，并且在換氣時(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)不如四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)。4/5/202333哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造

發(fā)動(dòng)機(jī)是一部由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器?，F(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，即使是同一類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)，其具體構(gòu)造也是多種多樣的。4/5/202334哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造4/5/202335哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）圖1-11CA488發(fā)動(dòng)機(jī)由下面兩個(gè)機(jī)構(gòu)和五個(gè)系統(tǒng)組成：（1）機(jī)體組發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體組包括氣缸蓋14、氣缸體7及油底殼37。有的發(fā)動(dòng)機(jī)將氣缸體分鑄成上下兩部分，上部稱(chēng)為氣缸體、下部稱(chēng)為曲軸箱。機(jī)體的作用是作為發(fā)動(dòng)機(jī)缸各機(jī)構(gòu)、各系統(tǒng)的裝配基體，而且其本身的許多部分又分別是曲軸連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系和潤(rùn)滑系的組成部分。氣缸蓋和氣缸體的內(nèi)壁共同組成方燃燒室的一部分，是承受高溫、高壓的機(jī)件。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，常把機(jī)體組列入曲柄連桿機(jī)構(gòu)。（2）曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括活塞13、連桿10、帶有飛輪28的曲軸5等。這是將活塞的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并輸出動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。（3）配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)包括進(jìn)氣門(mén)19、排氣門(mén)15、搖臂45、氣門(mén)間隙調(diào)節(jié)器46、凸輪軸25以及凸輪軸定時(shí)帶輪20（由曲軸定時(shí)帶輪6驅(qū)動(dòng)）。其作用是使可燃混合氣及時(shí)充入氣缸并及時(shí)從氣缸排出廢氣。（4）供給系供給系包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器38、空氣濾清器、進(jìn)氣管39、排氣管53、排氣消聲器等。其作用是把汽油和空氣混合成成分合適的可燃混合氣供入氣缸，以供燃燒，并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動(dòng)機(jī)。4/5/202336哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）（續(xù)）（5）點(diǎn)火系點(diǎn)火系的功用是保證按規(guī)定時(shí)刻及時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧字斜粔嚎s的混合氣。其中包括供給低壓電流的蓄電池和發(fā)動(dòng)機(jī)以及分電器、點(diǎn)火線(xiàn)圈與火花塞等。（6）冷卻系冷卻系主要包括水泵、散熱器、風(fēng)扇22、分水管以及氣缸體和氣缸蓋里鑄出的空腔——水套等。其功用是把受熱機(jī)件的熱量散到大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。（7）潤(rùn)滑系潤(rùn)滑系包括機(jī)油泵50、機(jī)油集濾器51、限壓閥、潤(rùn)滑油道、機(jī)油濾清器等。其功用是將潤(rùn)滑油供給作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件，以減少它們之間的摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并部分地冷卻摩擦零件，清洗摩擦表面。（8）起動(dòng)系包括起動(dòng)機(jī)及其附屬裝置，用以使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)。4/5/202337哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第五節(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)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況4/5/202338哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)動(dòng)力性指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)有效轉(zhuǎn)矩有效功率燃油消耗率排氣品質(zhì)噪聲起動(dòng)性能4/5/202339哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）動(dòng)力性指標(biāo)1.有效轉(zhuǎn)矩——發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)飛輪對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為有效轉(zhuǎn)矩，以表示，單位為N?m。有效轉(zhuǎn)矩與外界施加于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的阻力矩相平衡。2.有效功率——發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)飛輪對(duì)外輸出的功率稱(chēng)為有效功率用表示，單位為KW。它等于有效轉(zhuǎn)矩與曲軸角速度的乘積。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率可以用臺(tái)架試驗(yàn)方法測(cè)定，也可用測(cè)功器測(cè)定有效轉(zhuǎn)矩和曲軸角速度，然后運(yùn)用下面的公式計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率（KW），其中為曲軸轉(zhuǎn)速（r/min）。4/5/202340哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）燃油消耗率發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1KW有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量（以g為單位），稱(chēng)為燃油消耗率。很明顯，燃油消耗率越低，經(jīng)濟(jì)性越好。燃油消耗率[g/(kW?h)]按下式計(jì)算

（1-2）式中，為發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)的耗油量（kg/h），可由試驗(yàn)測(cè)定；為發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率（KW）。4/5/202341哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性

發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性指發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。這個(gè)特性可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上（例如測(cè)功器試驗(yàn)臺(tái)）進(jìn)行試驗(yàn)而得。試驗(yàn)時(shí)，先保持一定的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，同時(shí)用測(cè)功器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸施加一定的阻力矩。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，即阻力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的有效轉(zhuǎn)矩相等時(shí)，可用轉(zhuǎn)速表測(cè)出此時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，同時(shí)在測(cè)功器上測(cè)出該轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩，根據(jù)式（1-1）即可計(jì)算出有效功率。另外，可測(cè)出消耗一定量汽油所經(jīng)歷的時(shí)間，用以換算出發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)耗油量，從而按式（1-2）計(jì)算出燃油消耗率。改變測(cè)功器的阻力矩?cái)?shù)值，用與上述相同的方法，又可以得到相應(yīng)于另一轉(zhuǎn)速的一組、、的數(shù)值。如此重復(fù)若干次，即可得到一定節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下的一系列、、、 的數(shù)值。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可畫(huà)出、、隨變化的關(guān)系曲線(xiàn)，即相應(yīng)于這一節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的速度特性曲線(xiàn)。如果改變節(jié)氣門(mén)開(kāi)度又可得到另外一組特性曲線(xiàn)，則當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度最大時(shí)所得到的是總功率特性，也稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性（圖1-13）；而把節(jié)氣門(mén)其它開(kāi)度情況下得到的特性稱(chēng)為部分速度特性。4/5/202342哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性指發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。4/5/202343哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況（簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況）一般是用它的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來(lái)表征，有時(shí)也用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來(lái)表征。下面舉一個(gè)例子：注意：不要把負(fù)荷和功率的概念混淆4/5/202344哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）

發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷，就是當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所可能發(fā)出的最大功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示。如某一轉(zhuǎn)速是全負(fù)荷，并不意味著是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的是最大功率。就是說(shuō)，功率的大小并不代表負(fù)荷的大小。此外，外特性曲線(xiàn)上各點(diǎn)都表示在各轉(zhuǎn)速下的全負(fù)荷工況，但在同一根部分特性曲線(xiàn)上各點(diǎn)的負(fù)荷值卻不相同。在同一轉(zhuǎn)速下，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越大表示負(fù)荷越大，但是兩者并不成比例。重點(diǎn)4/5/202345哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）右圖為某發(fā)動(dòng)機(jī)的一組特性曲線(xiàn)。Ⅰ表示相應(yīng)與節(jié)氣門(mén)全開(kāi)啟時(shí)的外特性曲線(xiàn)，Ⅱ、Ⅲ分別表示節(jié)氣門(mén)保持在開(kāi)度依次減小的位置Ⅱ和位置Ⅲ所得到部分特性。a、b、c和d四個(gè)工況下的負(fù)荷值：工況a負(fù)荷為零（稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)工況）工況b負(fù)荷=工況c負(fù)荷=工況d負(fù)荷=（全負(fù)荷）4/5/202346哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第六節(jié)內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱(chēng)和型號(hào)編制規(guī)則為了便于內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)管理和使用，我國(guó)對(duì)內(nèi)燃機(jī)名稱(chēng)和型號(hào)編制方法重新審定并頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB725-91。該標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容如下：（1）內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱(chēng)均按所采用的燃料命名，例如柴油機(jī)、汽油機(jī)、煤氣機(jī)、沼氣機(jī)；（2）內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)碼和漢語(yǔ)拼音字母組成；（3）內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由下列四部分組成：1）首部：產(chǎn)品特征代號(hào)，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需經(jīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化歸口單位核準(zhǔn)、備案。2）中部：由缸數(shù)符號(hào)、氣缸布置形式符號(hào)、沖程符號(hào)和缸徑符號(hào)組成。3）后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號(hào)，分別按上表規(guī)定。4）尾部：區(qū)分符號(hào)。同一系列產(chǎn)品應(yīng)改進(jìn)等原因需要區(qū)分時(shí)，由制造廠選用適當(dāng)符號(hào)表示。下面舉一個(gè)型號(hào)編制示例：4/5/202347哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）內(nèi)

燃

機(jī)

型

號(hào)

說(shuō)

明4/5/202348哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）（1）柴油機(jī)165F—單缸、四沖程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型。R175A—單缸、四沖程、缸徑75mm、水冷、通用型（R表示175產(chǎn)品換代符號(hào)，型A為系列產(chǎn)品改進(jìn)的去分符號(hào)）。R175ND—單缸、四沖程、缸徑75mm、凝氣冷卻、發(fā)電機(jī)組用。496T—四缸、直列、四沖程、缸徑95mm，水冷、拖拉機(jī)用。12V135ZG—12缸、V型、四沖程、缸徑135mm、水冷增壓、工程機(jī)械用。6E135C—6缸、二沖程、缸徑135mm、水冷、船用主機(jī)、左機(jī)基本型。12VE230—12缸、V型、二沖程、缸徑230mm、水冷、增壓、船用主機(jī)、左機(jī)基本型。6E430SZ—6缸、二沖程、缸徑430mm、水冷、十字頭式、可倒轉(zhuǎn)、增壓、船用主機(jī)、左機(jī)基本型。G6300C—G系列、6缸、四沖程、缸徑300mm、可倒轉(zhuǎn)、船用主機(jī)、右機(jī)基本型。（2）汽油機(jī)1E65F—單缸、二沖程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型。4100Q—四缸、四沖程、缸徑100mm、水冷、汽車(chē)用。4/5/202349哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）思考題1、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)通常是由哪些機(jī)構(gòu)與系統(tǒng)組成的？它們各有什么功用？2、柴油機(jī)與汽油機(jī)在可燃混合氣形成方式與著火方式上有何不同？它們所用的壓縮比為何不一樣？3、四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)在總體構(gòu)造上有何異同？4、CA-488汽油機(jī)有4個(gè)氣缸，汽缸直徑87.5mm，活塞沖程92mm，壓為縮比8.1，試計(jì)算其氣缸工作容積、燃燒室容積及發(fā)動(dòng)機(jī)排量（容積以L(fǎng)為單位）。4/5/202350哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)通常是由哪些機(jī)構(gòu)與系統(tǒng)組成的？它們各有什么功用？答：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)通常是由兩個(gè)機(jī)構(gòu)和五個(gè)系統(tǒng)組成的。其中包括：機(jī)體組、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、