汽车发动机基本结构及工作原理

1、11. 结构特点结构特点 没有火没有火花塞，花塞，设设喷油器喷油器 1-气缸 2-活塞 3-连杆 4-曲轴 5-气缸盖 6-进气门 7-进气道 8-喷油器 9-排气门 10-排气道 2（1）进气行程进入气缸的是纯空气；（2）着火方式属于压燃式。 2.工作原理工作原理34性 能汽 油 机柴 油 机着火方式点燃压燃燃油消耗高低热效率30%左右40%左右工作平稳性柔和粗暴5发动机转速高低升功率大小起动性易难制造维修成本低高比质量小大使用寿命短长排放CO 、HC大，NOX、黑烟少CO 、HC小，NOX、黑烟多6 二冲程发动机：指活塞在上、下止点间往复移动两个行程（相当曲轴旋转了一周），完成进气、压缩、

2、作功、排气一个工作循环的发动机。 71.1.二冲程汽油机结构特点二冲程汽油机结构特点 与四冲程汽油机比较：没有进、排气门及驱动机构，设进、排气孔和扫气孔，由活塞控制开闭。1-气缸 2-扫气孔 3-活塞 4-连杆 5-曲轴箱 6-曲轴 7-进气孔 8-排气孔 9-火花塞8（1）第一行程（换气-压缩行程） （2）第二行程（膨胀-换气行程） 910性 能二冲程汽油机四冲程汽油机结构简单复杂质量功率比小大燃油消耗高低11升功率大小起动性易难制造维修成本低高比质量小大使用寿命短长排放CO 、HC大，NOX、黑烟少CO 、HC小，NOX、黑烟多121.1.二冲程柴油机结构特点二冲程柴油机结构特点 1-活塞

3、 2-缸套上的空气进气孔 3-排气门 4-泵-喷嘴 5-传动轮（由柴油机驱动） 6-单向传动离合器 7-废气排出口 8-排气涡轮叶轮 9-离心式风机 10-排水口 11-增压空气冷却器 12-进水口 13-集流箱132.2.二冲程柴油二冲程柴油机工作原理机工作原理 （1）第一行程（换气-压缩行程） （2）第二行程（膨胀-换气行程）14往复活塞式旋转活塞式活塞式内燃机燃气轮机内内 燃燃 机机按热能转变为机械能的方式分按热能转变为机械能的方式分15内内 燃燃 机机16 点燃式点燃式 压燃式压燃式内内 燃燃 机机17液化石油气 沼气气体燃料发动机柴油机汽油机液体燃料发动机醇类柴油甲醇多种燃料发动机天

4、天燃燃气气内燃机内燃机18非增压非增压内内 燃燃 机机增压增压19水冷水冷内内 燃燃 机机风冷风冷20（1）单缸内燃机：只有一个气缸的内燃机。（2）多缸内燃机：具有两个或两个以上气缸的内燃机。（3）立式内燃机：气缸布置于曲轴上方且气缸中心线垂直于水平面的内燃机。（4）卧式内燃机：气缸中心线平行于水平面的内燃机。（5）直列式内燃机：具有两个或两个以上直立气缸，并呈一列布置的内燃机。21l 具 有 两 个或两列气缸，其中心线夹角呈V形，并共用一根曲轴输出功率的内燃机。（8）斜置式内燃机：气缸中心线与水平面呈一定角度(不是直角)的内燃机。按用途分类：有汽车用、机车用、船用（7）对置气缸式内燃机：两个

5、或两列气缸分别排列在同一曲轴的两边呈1800夹角的内燃机。（6）V形内燃机：22地方、企业代号系列符号换代标志首 部结构特征符号用途特征符号区分符号后 部尾部冲程符号（E表示二冲程，四冲程不标）缸径（以直径mm整数表示）气缸布置形式缸数符号中 部无符号-多缸直 列及单缸V-型P-平卧形无符号-水冷F-风冷N-凝气冷却S-十字头式Z-增压ZL-增压中冷DZ-可倒转无符号-通用型T-拖拉机用M-摩托车用G-工程机械Q-车用J-铁路机车D-发电机组C-船用主机， 右机基本型CZ-船用主机， 左机基本型Y-农用运输车L-林业机械23动力性能指标 经济性能指标运转性能指标 可靠性、耐久性能指标 1.4.

6、1 1.4.1 动力性能指标动力性能指标1.有效转距（Te）：发动机曲轴输出的平均转矩称为有效转矩 。2.平均有效压力（ Pme ）：单位气缸工作容积所输出的有效功。243.有效功率（Pe）：发动机曲轴输出的功率称为有效功率。 9550106023nTnTPeeeTe-有效转距（N m）n-曲轴转速（r/min）Pme-平均有效压力（kPa）Vs-气缸工作容积（m3）i-气缸数 -冲程数（二冲程2，四冲程4） 30niVPPsmee25(1)标定功率：发动机制造厂按国家规定标定的有效功率（发动机产品名牌上标明的功率）。(2)标定转速：标定功率对应的转速。(3)我国内燃机功率标定分以下四级： 1

7、5min功率：在标准环境条件下，内燃机能连续稳定运转15min时的最大有效功率 。 1h功率 12h功率 持续功率26l在标定工况下每升气缸工作容积所发出的有效功率。 iVPPsec)/(lkw271.燃油消耗率：每小时单位有效功率消耗的燃油质量（以g/kw.h为单位）。B-发动机每小时消耗的燃油质量（kg/h）Pe-发动机的有效功率（kw） 310eePBb282.有效热效率：燃料中所含的热量转变为有效功的比例。 l 1QWeeBHuPee3106 . 3Q1-燃料中所含的热量（kJ）We-发动机有效功（kJ） Hubee.106 . 36Pe-发动机有效功率（kw）B-发动机每小时消耗的燃

8、油质 量（kg/h）be-燃油消耗率（g/（kw h）Hu-燃料低热值（kJ/kg） e ：汽油机一般0.30 左右 柴油机一般0.40左右291.4.3 1.4.3 运转性能指标运转性能指标 排放指标 噪声 起动性能 可靠性 耐久性 30（1）COl 无色、无臭的有毒气体，吸入人体后，就能以比氧强210倍的亲和力同血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，阻碍血液向心、脑等器官输送氧气，使人会发生恶心、头晕、疲劳等缺氧症状，严重时窒息死亡。 31（2）Noxl 氮氧化物的总称，其中NO2毒性较大，它是一种赤褐色带剌激性的气体，被人体吸收后会变为硝酸，硝酸与血红蛋白结合会变成变性血红蛋白，因而降

9、低了血流的输氧能力，对心、肝、肾等都有不良影响。l NO2的另一大危害是它参与光化学反应会形成臭氧和醛等。臭氧有一种独特的臭味，氧化力极强，会使植物变黑，橡胶发裂。动物在臭氧1PPm浓度环境中停留4h，就会出现轻微肺气肿现象。 32（3）HCl 包括未燃和未完全燃烧的燃油，润滑油及其裂解产物和部分氧化产物，人体内吸入较多的HC，会破坏造血机能，造成贫血、神经弱，并会降低肺对传染病的抵抗力。l HC的另一危害是它与NO2经光化反应后会形成臭氧。 33（4）光化学烟雾光化学烟雾 l 它是HC与NOx在阳光作用下所形成的烟雾，有刺激性 。l 光化学烟雾会降低大气可见度，伤害眼睛、咽喉，影响植物生长

10、34（5 5）醛类）醛类l 是燃料未完全氧化的产物，它包括甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛、丁醛等，它会使排气产生臭味，具有较强的剌激性。长时间受浓度较大的甲醛的作用，将使眼睛、上呼吸道系统中枢神经受到损害。 （6 6）微粒（含碳烟）微粒（含碳烟） 燃用无铅汽油的汽油机可以认为不产生微粒。微粒主要来自柴油机排放物，它被人体吸入呼吸道及肺组织，并在其中沉积，从而引起人体肺组织等的病变。36（7 7）二氧化硫（）二氧化硫（SO2）l 是一种无色的气体，对人体的呼吸系统具有剌激作用。当SO2的浓度达到8ppm时，人开始感到难受，它会使呼吸道内腔缩小，呼吸量少，并剌激鼻喉，引起咳嗽。如浓度进一步增大，则会引起

11、呼吸困难，呼吸道红肿、脑闷，形成支气管炎、哮喘病甚至肺气肿等。 37l 噪声是发动机工作时发出的一种声强和频率无一定规律的声音。l 它损害人的听觉器官、神经系统、心血管系统、消化系统和内分泌系统，容易使人性情烦躁，反应迟钝，甚至耳聋，诱发高血压和神经系统的疾病。l 发动机进气、压缩、燃烧、排气等都将产生噪声。我国的噪声标准中规定，小型水冷汽油机噪声不大于110dB（A），轿车的噪声不大于82dB（A）。 38l 起动性能是表征发动机起动难易的指标。l 我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油机在-10、柴油机在-5以下的气温条件下起动发动机，在15s以内发动机要能自行运转。 391.可靠性

12、：是指发动机在规定的运转条件下，具有持续工作，不至因为故障而影响正常运转的能力。2.耐久性：是指发动机在规定的运转条件下，长期工作而不大修的能力。 40l一个机体上安装一个机构和六大系统一个机体上安装一个机构和六大系统( (汽油机）（柴油机汽油机）（柴油机是五大系统）：是五大系统）：机体组件、曲柄连杆机构、换气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统、点火系统（汽油机）、起动系统。 411-凸轮轴 2-摇臂 3 -排气门 4-火花塞 5-电控喷油器 6-燃油滤清器 7-电动燃油泵 8-燃油箱 9-点火线圈组件 10-燃油压力调节阀 11-进气门 12-水温传感器 13-爆振传感器 14-进气管 15

13、-进气温度传感器 16-节气门 17-节气门传感器 18-空气滤清器 19-空气质量计 20-控制单元（ECU） 21-冷却水套 22-发动机转速传感器 23-点火开关 24-蓄电池 25-起动马达 26-飞轮 27-油底壳 28-机油 29-曲轴 30-连杆 31-曲轴皮带轮 32-传动皮带 33-气缸 34-排气三元催化转化器 35-氧传感器 36-活塞 37-凸轮轴皮带轮 421.1.机体组件机体组件: :发动机的骨架，支承着发动机的所有零部件。 主要部件 ：机体、气缸、气缸盖、气缸垫等. 432.2.曲柄连杆曲柄连杆机构机构： 将活塞顶的燃气压力转变为曲轴的转矩，输出机械能。 主要部件

14、 ：活塞、连杆、曲轴、飞轮等 443.3.换气系统换气系统：按照发动机要求，定时开闭进、排气门， 吸入干净空气，排除废气 。 主要部件 ：空气滤清器、进排气管系、配气机构（气门组件、凸轮轴、驱动机构）、排气消音器等。4.4.燃油供给系统燃油供给系统：按照发动机要求，定时、定量供给所需要的燃料 。燃油供给系统燃油供给系统汽油机柴油机化油器式电控燃油喷射461-空气滤清器 2-化油器 3-主腔浮子室 4-单向阀（怠速断油阀） 5-油气管 6-双向阀 7-汽油箱盖 8-汽油箱 9-汽油滤清器 10-汽油蒸气 11-汽油蒸气储藏罐 12-汽油泵 13-汽油管 14-进气管 15-副腔浮子室 4748495.5.点火系统：点火系统：按规定的时刻，准时点燃汽油机气缸内的可燃混合气 。传统点火系统：1-电容器 2-断电器 3-配电器 4-点火线圈 5-附加电阻 6-点火开关 7-电流表 8-蓄电池 9-起动机 10-高压导线 11-阻尼电阻 12-火花塞50516.6.润滑系统润滑系统：润滑、减摩、延长寿命、密封、清洁、冷却、防锈蚀 。1-摇臂轴 2-凸