项目一发动机总论

1、海南省交通学校海南省交通学校蒋小君蒋小君12/8/2021212/8/20213优点：与外燃机相比，优点：与外燃机相比，结构紧凑、体积小、结构紧凑、体积小、质量轻和容易起动等质量轻和容易起动等许多优点许多优点1.1.1 汽车发动机的类型(1)热热机机内燃机内燃机外燃机外燃机直接以燃料燃烧所生直接以燃料燃烧所生成的燃烧产物为工质成的燃烧产物为工质的热机为内燃机，反的热机为内燃机，反之则为外燃机之则为外燃机燃气轮机燃气轮机蒸汽机、汽轮机蒸汽机、汽轮机和热气机等和热气机等12/8/202141.1.1 汽车发动机的类型(2)由于以上诸多优点，内燃机，尤其是活塞式内燃机被极其广泛的用作汽车动力。活塞式

2、内燃机的分类：活塞式内燃机按照活塞运动方式：往复活塞式；旋转活塞式按照所用燃料：汽油机；柴油机；气体燃料发动机按照点火方式：点燃式；压燃式按照冷却方式：风冷式；水冷式按照行程数：四冲程；二冲程12/8/202151.1.1 汽车发动机的类型(3)往复活塞式和旋转活塞式往复活塞式和旋转活塞式12/8/202161.1.1 汽车发动机的类型(4)12/8/202171.1.1 汽车发动机的类型(5)12/8/202181.1.1 汽车发动机的类型(6)12/8/202191.1.1汽车发动机的类型(7)12/8/2021101.1.2 发动机总体构造汽油机：由以下两大机构和五大系统组成，即由曲柄连

3、杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机：由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。 12/8/2021111.1.2 发动机总体构造 1）.曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。12/8/2021121.1.2 发动机总体构造 2 ）.配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程12/8/202

4、1131.1.2 发动机总体构造 3 ）.冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。12/8/2021141.1.2发动机总体构造 4 ）.燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。12/8/2021151.1.2发动机总体构造 5 ）.润滑系统润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送

5、定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。12/8/2021161.1.2发动机总体构造 6 ）.点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。12/8/2021171.1.2 发动机总体构造 7 ）.起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合

6、气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机起动系。12/8/2021181.1.3 发动机基本术语基本术语1）、工作循环：四个冲程，进气，压缩，做功，排气2）、上下止点：活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点，反之为下止点3）、活塞行程：上下止点之间的距离s为活塞行程；12/8/2021191.1.3 发动机基本术语曲轴的回转半径R为曲柄半径，显然有： S=2*r12/8/2021201.1.3 发动机基本术语4）、气缸工作容积：上下止点间包含

7、的气缸容积称为气缸工作容积（Vs）5）、内燃机排量：内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量（VL，有： VL=i*Vs，其中i代表汽缸数）12/8/2021211.1.3 发动机基本术语 6）、燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积（Vc）。 7）、气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。（Va）有：Va=Vs+Vc12/8/2021221.1.3 发动机基本术语 8）、压缩比：12/8/2021231.2 发动机工作原理1.2.1、四冲程汽油机工作原理原理进气冲程：进气冲程：(1)作用：作用： 吸入

8、新鲜混合气吸入新鲜混合气(2)活塞运动活塞运动: 从上止点向下止点从上止点向下止点(3)曲轴转角曲轴转角: 0o180 o(4)气门状态气门状态: 进气门打开排气门关闭进气门打开排气门关闭(5)终了压力终了压力: 7590 kPa(6)终了温度终了温度: 80130 oC压缩冲程：压缩冲程：(1)作用：作用： 压缩混合气，为燃烧创压缩混合气，为燃烧创造条件造条件(2)活塞运动活塞运动: 从下止点向上止点从下止点向上止点(3)曲轴转角曲轴转角: 180o360 o(4)气门状态气门状态: 进、排气门均关闭进、排气门均关闭(5)终了压力终了压力: 8001400 kPa(6)终了温度终了温度: 3

9、50400 oC做功冲程：做功冲程：(1)作用：作用： 燃烧高温高压气体膨胀做燃烧高温高压气体膨胀做功功(2)活塞运动活塞运动: 从上止点向下止点从上止点向下止点(3)曲轴转角曲轴转角: 360o540 o(4)气门状态气门状态: 进气门、排气门均关闭进气门、排气门均关闭(5)最高压力最高压力: 2490 3520 kPa(6)终了压力终了压力: 300500 kPa(7)终了温度终了温度: 1200 oC排气冲程：排气冲程：(1)作用：作用： 排出膨胀做功后的废气排出膨胀做功后的废气(2)活塞运动活塞运动: 从下止点向上止点从下止点向上止点(3)曲轴转角曲轴转角: 540o720 o(4)气

10、门状态气门状态: 进气门关闭、排气门打进气门关闭、排气门打开开(5)终了压力终了压力: 105120 kPa(6)终了温度终了温度: 600900 oC12/8/2021241.2 发动机工作原理四冲程汽油机工作原理12/8/2021251.2 发动机工作原理综上所述：综上所述： 发动机每完成一个工作循发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周（环时，曲轴转动二周（720A），进、排气门各），进、排气门各开启一次，活塞完成四个开启一次，活塞完成四个行程，其中进气、压缩和行程，其中进气、压缩和排气行程是消耗动力，只排气行程是消耗动力，只有作功行程产生动力。有作功行程产生动力。 每完成一次进气、压缩

11、、每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程，称为作功、排气的过程，称为一个工作循环。一个工作循环。四行程发动机特点四行程发动机特点 ： 发动机曲轴转二周，活塞发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个工往复四个行程完成一个工作循环。作循环。12/8/2021261.2 发动机工作原理四冲程汽油机工作原理12/8/2021271.2 发动机工作原理1.2.2、 四冲程柴油机工作原理同样包括进气、压缩、作功和排气等四个过程在各个活塞行程中，进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着火方式上有着根本的差别。1）.进气行程

12、在柴油机进气行程中，被吸入气缸的只是纯净的空气。2）.压缩行程因为柴油机的压缩比大，所以压缩行程终了时气体压力高。12/8/2021281.2 发动机工作原理3）.作功行程在压缩行程结束时，喷油泵将柴油泵入喷油器，并通过喷油器喷入燃烧室。因为喷油压力很高，喷孔直径很小，所以喷出的柴油呈细雾状。细微的油滴在炽热的空气中迅速蒸发汽化，并借助于空气的运动，迅速与空气混合形成可燃混合气。由于气缸内的温度远高于柴油的自燃点，因此柴油随即自行着火燃烧。燃烧气体的压力、温度迅速升高，体积急剧膨胀。在气体压力的作用下，活塞推动连杆，连杆推动曲轴旋转作功。4）.排气行程排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，

13、燃烧后的废气排出气缸。12/8/2021291.2 发动机工作原理四行程柴油机工作原理概略表四行程柴油机工作原理概略表12/8/2021301.2 往复活塞式内燃机工作原理1.2.3、汽油机与柴油机的比较共同点：1)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气等四个活塞行程，每个行程各占180曲轴转角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。2)四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余三个是耗功行程。显然，在作功行程曲轴旋转的角速度要比其他三个行程时大得多，即在一个工作循环内曲轴的角速度是不均匀的。为改善曲轴旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较大的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺序依次工作。12/8/2021311.2 发动机工作原理不同之处是：1)汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成并延续到进气和压缩行程终了，时间较长。柴油机的可燃混合气在气缸内部形成，从压缩行程接近终了时开始，并占小部分作功行程，时间很短。2