汽车发动机构造课件

汽车发动机构造汽车发动机构造汽车发动机构造一、目的和要求1、掌握车用发动机的基本工作原理与构造。2、系统地熟悉发动机主要零部件的典型结构、功用和工作过程3、掌握国内外汽车发动机的一些新技术、新结构4、具有初步拆装、调整、故障判断、维护使用等方面的技能5、为后继专业课程和在今后的工作中从事汽车发动机设计、研究、生产、修理打下基础。2汽车发动机构造汽车发动机构造汽车发动机构造一、目的和要求一、目的和要求1、掌握车用发动机的基本工作原理与构造。2、系统地熟悉发动机主要零部件的典型结构、功用和工作过程3、掌握国内外汽车发动机的一些新技术、新结构4、具有初步拆装、调整、故障判断、维护使用等方面的技能5、为后继专业课程和在今后的工作中从事汽车发动机设计、研究、生产、修理打下基础。

2一、目的和要求2二、学习内容主要对国产汽车常用发动机的工作原理、组成结构、工作条件、维修方法、调整原理及方法进行学习。另外对国外一些汽车发动机作一些简要介绍。三、学习方法多听多看，将书本上的理论知识与实物结合起来学习。四、参考书及参考资料《汽车构造》（上）臧杰阎岩主编机械工业出版社（教材）《汽车构造》（上）陈家瑞主编人民交通出版社《汽车发动机构造与维修》张西振韩梅主编机械工业出版社《国外内燃机》《内燃机》《小型内燃机》《内燃机工程》《汽车技术》《柴油机》《汽车杂志》等等3二、学习内容3第1章绪论1课时第2章汽车发动机的工作原理及总体构造4课时

第3章机体组及曲柄连杆机构5课时

第4章配气机构3课时

第8章发动机润滑系统1课时

第9章发动机点火系统1课时

第6章柴油机燃油系统4课时

第5章汽油机燃油系统3课时

第7章发动机冷却系统1课时

第10章发动机起动系统1课时

4第1章绪论1课时第2章汽车发动机的工作原理及总体构造4课第1章绪论汽车的组成：汽车的定义：由自身动力装置驱动，具有4个及以上车轮的非轨道无架线车辆发动机底盘车身电气设备5第1章绪论汽车的组成：汽车的定义：由自身动力装置驱动，发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏功用：输出动力发动机的定义：将某一种形式的能量转变为机械能的机器发动机的种类：外燃机、内燃机、风能发动机、太阳能发动机等6发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏功用：输出动力发动机的定义外燃机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。如蒸汽机、汽轮机、热气机（斯特林发动机）内燃机：混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。如活塞式内燃机和燃气轮机热机包括：外燃机、内燃机热力发动机（热机）：将热能转换为机械能的机器除电动车外，目前的商用汽车发动机都是热机7外燃机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转§1外燃机一、蒸汽机是一个能够将蒸汽中的热能转换为功的热机。泵、铁路机车和轮船曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工业革命中起了基本的作用。今天人们还使用汽轮机来发电。8§1外燃机一、蒸汽机8§1外燃机世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大的希罗（HeroofAlexandria）于1世纪发明的汽转球，不过它只不过是一个玩具而已。约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的主意。1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机，1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。原子反应堆、太阳能聚热器等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机。9§1外燃机世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大的希罗（H§1外燃机1769年瓦特蒸汽机1712年托马斯·纽科门蒸汽机

1769年，法国人尼古拉斯·古诺将一台简陋的蒸汽机装在一辆木制的三轮车上，发明了第一辆蒸汽汽车10§1外燃机1769年瓦特蒸汽机1712年托马斯·纽科门§1外燃机二、涡轮蒸汽机（汽轮机）一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将蒸汽的热能转换为动能的机械。相较于原由詹姆斯·瓦特发明的单级往复式蒸汽机，涡轮蒸汽机大幅改善了热效率，更接近热力学中理想的可逆过程，并能提供更大的功率，至今它几乎完全取代了往复式蒸汽机。涡轮蒸汽机特别适用于火力发电和核能发电，世界上大约80%的电是利用涡轮蒸汽机所产生。11§1外燃机二、涡轮蒸汽机（汽轮机）相较于原由詹姆斯·瓦特§1外燃机三、斯特林发动机（热气机）一种闭循环活塞式热机,是在1816年由苏格兰的R.斯特林发明。闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内,而开循环则如内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。双活塞型斯特林引擎内活塞型斯特林引擎12§1外燃机三、斯特林发动机（热气机）双活塞型斯特林引擎§2内燃机一、内燃机技术发展简史定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞并输出动力的机械。内燃机一般以汽油、柴油或煤气等作为燃料。基本工作特征：内燃机是一种工质开环式循环并以间歇方式工作的发动机。内燃机的特点：热效率高(是当今热效率最高的热力发动机)、结构简单、比质量(单位输出功率的质量)轻、移动方便。应用：用广泛应于交通运输(陆上、内河、海上和航空)、农业机械、工程机械和发电时作为动力，是现代车用发动机的主要型式。内燃机构造是本课程的主要内容13§2内燃机一、内燃机技术发展简史定义：内燃机是燃料在汽缸内§2内燃机1860年，法国工程师莱诺依尔制造出第一台以煤气为燃料的内燃机，但由于既笨重、效率又低，热效率低于5％，最大功率为4.5kW，1860—1865年共生产了约5000台，未能推广使用。14§2内燃机1860年，法国工程师莱诺依尔制造出第一台以煤气§2内燃机1876年年德国工程师尼古拉斯·奥托，试制出第一台实用活塞式四冲程煤气内燃机，并成批投入生产。在以后的十几年中，奥托共制造和出售了5万台这种内燃机，总马力达20万以上。由于奥托内燃机是第一种实用化的内燃机，所以人们一般把奥托看作是内燃机的发明人。15§2内燃机1876年年德国工程师尼古拉斯·奥托，试制出第一1884年，又推出了性能更好的立式风冷发动机（取名立钟）

1883年，德国人戈特利布·海因里希·戴姆勒和威廉·迈巴赫将奥托四行程发动机改进后，成功地制造出了第一台卧式汽油内燃机。戈特利布·海因里希·戴姆勒威廉·迈巴赫161883年，德国人戈特利布·海因里希·戴姆勒和威廉·迈巴赫将1885年戴姆勒将立钟发动机安装于木制双轮车上，并让儿子保罗驾驶；这辆取名“骑式双轮车”的双轮车获得德国专利，这是世界上第一辆摩托车。1886年戴姆勒把这种发动机安装在他为妻子43岁生日而购买的马车上，创造了第一辆戴姆勒汽车，并由迈巴赫成功地完成了试车。171885年戴姆勒将立钟发动机安装于木制双轮车上，并让儿子保罗§2内燃机1893年，狄塞尔制造了第一台试验样机。1892年，德国工程师狄塞尔提出了压燃式柴油机的理论。鲁道夫·狄塞尔18§2内燃机1893年，狄塞尔制造了第一台试验样机。1892§2内燃机在1890年前英国的克拉克和罗伯逊、德国的卡尔·奔驰成功地发明了二冲程内燃机。1888年，的卡尔·奔驰将发动机安装在三轮车架上，发明了世界上第一辆三轮汽车。卡尔·奔驰19§2内燃机在1890年前英国的克拉克和罗伯逊、德国的卡尔·§2内燃机1957年，德国人汪克尔发明了转子发动机。菲加士·汪克尔

马自达的首台量产型转子发动机10A-801020§2内燃机1957年，德国人汪克尔发明了转子发动机。菲加士§2内燃机在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意义的两个重要发展阶段是：20世纪50年代初兴起的增压技术20世纪70年代开始的计算机、电子技术在内燃机研制中的应用内燃机和汽车给世界带来了现代物质文明，在经过了超过一个世纪的发展之后，它的发展远远没有达到其顶点，今后内燃机的发展是以节能和环保为中心，充分兼顾可靠性的要求，全面提高内燃机的性能。21§2内燃机在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意义的两§2内燃机

二、发动机产品名称和型号编制规则按照GB725－91《内燃机产品名称和型号编制规则》统一制定内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由以下四部分组成：22§2内燃机

二、发动机产品名称和型号编制规则按照GB72323首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、行程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示24首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应TJ376Q：表示三缸，直列四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号CA488：表示四缸，直列四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号1、汽油机

1E65F1E65F单缸卧列，二行程，缸径65mm，风冷通用型汽油机4100Q44100Q-4四缸，直列四行程，缸径100mm，水冷车用汽油机，第四种变型产品CA6102CA6102六缸，直列四行程，缸径102mm，水冷通用型汽油机，CA表示系列符号8V1008V100八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型汽油机25TJ376Q：表示三缸，直列四行程，缸径76mm，水冷车用490Q：表示四缸，直列，四行程，缸径90mm，水冷车用柴油机ZS1100：表示ZS系列，单缸，四行程，缸径100mm，水冷通用型柴油机，ZS系列为：直喷、双轴平衡式2、柴油机

195195单缸，卧式、四行程，缸径95mm，水冷通用型柴油机

165F165F单缸，卧式，四行程，缸径65mm，风冷通用型柴油机8P102ZC6L8PC2-6L八缸，平卧式，四行程，缸径102mm，增压、船用右机基本型柴油机YC6135ZQYC6135ZQ六缸，直列，四行程、缸径135mm，增压，水冷车用型柴油机26490Q：表示四缸，直列，四行程，缸径90mm，水冷车用柴第2章汽车发动机的工作原理及总体构造本章主要内容：汽车发动机的类型汽车发动机的基本结构及基本术语往复活塞式内燃机的工作原理发动机的总体构造发动机的性能指标27第2章汽车发动机的工作原理及总体构造本章主要内容：27按照活塞运动方式分类：可分为往复活塞式和旋转活塞式§1汽车发动机的类型活塞运动方式28按照活塞运动方式分类：可分为往复活塞式和旋转活塞式§1汽车按照燃料种类分类：可分为汽油机和柴油机、气体发动机等§1汽车发动机的类型29按照燃料种类分类：可分为汽油机和柴油机、气体发动机等§1汽水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的按照冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式30水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作二冲程发动机四冲程发动机曲轴旋转一周完成一个工作循环。由于换气不彻底，经济性较差，但结构简单，因此在摩托车上广泛使用。曲轴旋转二周完成一个工作循环。四冲程发动机有独立的进气和排气冲程，换气彻底，在汽车上广泛使用，并已逐渐用于摩托车。按照工作循环的行程数分类：可分为四行程和二行程31二冲程发动机四冲程发动机曲轴旋转一周完成一个工作循环。曲轴旋立式直列发动机V形发动机卧式对置发动机按照气缸排列方式分类：可分为立式、卧式、直列、V形和对置式等32立式直列发动机V形发动机卧式对置发动机按照气缸排列方式分类：§1汽车发动机的类型按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发动机此外，发动机还可按进气方式、气缸的气门数、凸轮轴布置位置等进行分类。33§1汽车发动机的类型按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发§2往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语一、基本结构34§2往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语一、基本结构344、曲柄半径R定义：曲轴的回转半径，对于汽缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机有：S＝2R二、基本术语1、工作循环定义：在气缸中进行的每一次将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的一系列连续过程。活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、做功、排气四个工作过程组成2、上止点（下止点）定义：活塞顶离曲轴旋转中心最远（近)处。即活塞的最高（低）位置。3、活塞冲程S定义：活塞上、下止点之间的距离。354、曲柄半径R二、基本术语1、工作循环2、上止点（下止点定义：活塞在上止点时，活塞顶以上、气缸盖底面以下所形成的空间容积。定义：上、下止点间所包容的气缸容积（活塞从上止点到下止点所扫过的容积。）定义式：常作为表征内燃机尺寸大小及动力性能的主要结构参数之一。D:气缸直径mmS:活塞行程mm(L)5、气缸工作容积（气缸排量）VS6、内燃机排量（发动机工作容积）VL定义：发动机所有气缸工作容积的总和。定义式：(L)i:气缸数7、燃烧室容积Vc36定义：活塞在上止点时，活塞顶以上、气缸盖底面以下所形成的空间物理意义：表示气缸内气体被压缩的倍数或燃气燃烧后膨胀的倍数。是发动机的重要性能参数。柴油机ε：15～22汽油机ε：6～10（轿车有的达到9～11）定义式：Va＝Vs＋Vc8、气缸总容积Va定义：气缸工作容积与燃烧室容积之和（活塞在下止点时，活塞顶以上的空间容积。）9、压缩比ε定义：气缸总容积与燃烧室容积之比（压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。）定义式：37物理意义：表示气缸内气体被压缩的倍数或燃气燃烧后膨胀的倍数。10、工况定义：内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速。11、负荷率定义：内燃机在某一转速发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常称负荷。3810、工况定义：内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻§3往复活塞式内燃机的工作原理

四冲程发动机：曲轴转两圈，活塞在气缸内上下往复各两次，完成一个工作循环的内燃机。二冲程发动机：曲轴转一圈，活塞在气缸内上下往复各一次，完成一个工作循环的内燃机。39§3往复活塞式内燃机的工作原理四冲程发动机：曲轴转两圈，一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程§3往复活塞式内燃机的工作原理

40一、四冲程汽油机的工作原理单缸四冲程汽油机的工作过程§3往排气门关闭进气门开启活塞进气终了时：温度320~380K，

压力0.08~0.09MPa大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：气缸内气体压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系。进气行程41排气门关闭进气门开启活塞进气终了时：大气压力线PVra示功图进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线c上止点下止点压缩行程压缩终了时：温度600~750K，压力0.8~1.5MPa42进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线c上止点下止进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，

压力3~6.5MPa作功终了：温度1200~1500K，

压力0.35~0.5MPa

做功行程43进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点排气终了时：温度900~1100K，压力0.105~0.12MPa排气行程44进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下二、四冲程柴油机的工作原理1、进气行程与汽油机主要区别：进入气缸的是纯空气。进气行程进气门温度310-340K压力0.085～0.095MPa

汽油机柴油机进气pde0.08~0.090.085~0.095Tde320~380310~34045二、四冲程柴油机的工作原理进气行程进气门温度310-340K二、四冲程柴油机的工作原理2、压缩行程压缩行程温度750-1000K压力3-5MPa纯空气汽油机柴油机压缩pco0.6~1.23.0~5.0Tdo600~700750~100046二、四冲程柴油机的工作原理压缩行程纯空气汽油机柴油机pco0二、四冲程柴油机的工作原理3、做功行程做功行程汽油机柴油机做功pmax3.0~6.56~9Tmax2200~28001800~2200pex0.35~0.50.2~0.5Tex1200~15001000~1200喷油器终了：温度1000～1200K压力0.2-0.5MPa瞬时：温度1800-2200K压力6-9MPa47二、四冲程柴油机的工作原理做功行程汽油机柴油机pmax3.0二、四冲程柴油机的工作原理4、排气行程排气行程汽油机柴油机压缩p`r0.105~0.120.105~0.12T`r900~1100700~900温度700-900K压力0.105-0.12MPa排气门48二、四冲程柴油机的工作原理排气行程汽油机柴油机p`r0.1四冲程汽油机、柴油机特点比较1、由于柴油机压缩比较高，燃料燃烧非常完全，所以柴油机的有效热效率好，经济性好。汽油机：be=270～325g/(kw.h)柴油机:be=214～285g/(kw.h)2、柴油机无点火系，所以故障少些，易保养。但柴油机有高精度零件如喷油泵、喷油器等，其成本较高，并且加工较难。3、柴油机最高爆发压力高，所以对发动机的零部件强度要求高，这样导致柴油机笨重。49四冲程汽油机、柴油机特点比较494、柴油机转速低于汽油机原因：1）由于柴油机的压缩比高，所以其受到的机械负荷较大，故其零部件的质量需较大，导致运动时惯性力较大。2）汽油机可燃混合气的混合时间和质量优于柴油机。5、柴油机运转噪音高，但有害气体的排放优于汽油机，而颗粒排放较高。6、柴油机启动困难，汽油机易启动。504、柴油机转速低于汽油机50换气机构（进气孔、排气孔、扫气孔）曲轴箱扫气活塞顶部为凸顶，以引导气流扫气活塞裙部较长，有缺口等三、二冲程汽油机的工作原理1、结构介绍51换气机构（进气孔、排气孔、扫气孔）三、二冲程汽油机的工作

2、工作原理（1）、第一行程活塞：从下止点到上止点活塞上方：换气；压缩活塞下方：进气曲轴：旋转从0℃A～180℃A（2）、第二行程活塞：从上止点到下止点活塞上方：燃烧膨胀做功；排气；扫气。活塞下方：预压缩，新鲜气体经过扫气口进入气缸。曲轴：旋转从180℃A～360℃A522、工作原理52四、二冲程柴油机的工作原理1、结构介绍有排气阀，无排气口。进气口设置在气缸上部，进气口和扫气口为同一气口。通过扫气泵扫气。53四、二冲程柴油机的工作原理有排气阀，无排气口。532、工作原理（1）、第一冲程活塞：从下止点到上止点扫气泵换气；压缩；喷油器：喷油燃烧曲轴：旋转从0℃A～180℃A（2）、第二冲程活塞：从上止点到下止点燃烧膨胀做功；排气；扫气。排气；新鲜气体经过扫气泵压缩后进入气缸。曲轴：旋转从180℃A～360℃A542、工作原理54五、二冲程汽油机的优缺点（同四冲程汽油机相比较）（一）优点：1、从工作原理上来讲，在发动机排量和转速相同的前提下，二冲程发动机的功率理论上是四冲程发动机的2倍。2、由于二冲程发动机的做功频率比较高，所以发动机运转比较平稳。3、无专门的换气机构，所以结构简单，质量小。4、由于附属机构少，所以使用、维护很方便。所以摩托车上多用。55五、二冲程汽油机的优缺点（同四冲程汽油机相比较）（一）优点：（二）缺点：1、废气不易排除干净。2、换气时减少了有效工作行程。3、部分新鲜可燃混合气随废气排出，使能源浪费，经济性下降。4、同时造成环境污染。56（二）缺点：56§4.发动机的总体构造总体构造：两大机构五大系统两大机构：曲柄连杆机构、配气机构五大系统：燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系、起动系注意：柴油机没有点火系。57§4.发动机的总体构造总体构造：两大机构五大系统57一、曲柄连杆机构

作用：将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力组成：由气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成58一、曲柄连杆机构

作用：将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往二、配气机构

作用：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。组成：气门组、气门传动组、气门驱动组等59二、配气机构

作用：根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启三、燃料供给系统作用：a、汽油机：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；组成：油箱、油泵、燃油滤清器、化油器、喷油器等b、柴油机：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。60三、燃料供给系统作用：a、汽油机：根据发动机的要求，配制出一作用：向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，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以及进行防腐、密封等。

组成：润滑油道、机油泵、机油滤清器等。四、润滑系统61作用：向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体五、冷却系统作用：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。组成：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。62五、冷却系统作用：将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证六、点火系统

作用：在汽油机中，将气缸内的可燃混合气用电火花在正确的时刻进行点燃。组成：蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞、点火模块、电控单元等。63六、点火系统

作用：在汽油机中，将气缸内的可燃混合气用电火花七、起动系统

作用：使发动机由静止状态过渡到工作状态。组成：起动机及其附属装置64七、起动系统

作用：使发动机由静止状态过渡到工作状态。组成：§5.发动机的性能指标一、动力性指标1、有效转矩Te（N.m）定义：发动机通过飞轮对外输出的转矩。由测功机测得。其值与发动机曲轴所受到的阻力矩相等。2、发动机转速n（r/min）定义：发动机曲轴每分钟的回转数。由转速表直接读取。3、有效功率Pe（kW）定义：发动机单位时间内对外输出的有效功。计算式：4、平均有效压力pme（MPa）定义：单位气缸工作容积发出的有效功。65§5.发动机的性能指标一、动力性指标4、平均有效压力pm二、经济性指标1、有效热效率定义：燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数2、有效燃油消耗率定义：发动机每发出1kW.h的有效功，所消耗的燃油量。定义式：B：发动机在单位时间内的耗油量（kg/h）,可有试验测定。66二、经济性指标定义式：B：发动机在单位时间内的耗油量（kg/三、强化指标1、升功率定义：发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率2、强化系数定义：平均有效压力与活塞平均速度的乘积定义式：3、活塞平均速度定义：发动机在标定转速下，活塞往复运动速度的平均值S：活塞行程67三、强化指标定义式：3、活塞平均速度S：活塞行程67四、紧凑性指标1、比容积定义：发动机外廓体积与标定功率的比值2、比质量定义：发动机干质量与标定功率的比值五、环境指标1、噪声定义：由许多频率和声强变化都无规律的声波杂乱组合而成。2、排放包括CO、HC、NOX、颗粒等68四、紧凑性指标五、环境指标68六、可靠性指标定义：发动机在规定使用条件下，正常持续工作的能力七、耐久性指标定义：发动机主要零部件磨损到不能正常工作的极限时间。通常用大修里程来表示八、工艺性指标定义：评价发动机制造工艺性和维修工艺性好坏69六、可靠性指标七、耐久性指标八、工艺性指标69九、内燃机的速度特性定义：1、发动机特性：发动机的性能是随着许多因素而变化的，其变化规律称为发动机的特性。2、发动机的速度特性：发动机油门开度不变，发动机的性能指标（如发动机的功率、转矩、有效燃油消耗率等）随着曲轴转速变化的规律。3、发动机的外特性：发动机油门全开，发动机的性能指标（如发动机的功率、转矩、有效燃油消耗率等）随着曲轴转速变化的规律。又称为发动机的总功率特性。70九、内燃机的速度特性707171本章完72本章完72§1.汽车发动机的基本名词术语73§1.汽车发动机的基本名词术语73747475757676谢谢谢谢汽车发动机构造汽车发动机构造汽车发动机构造一、目的和要求1、掌握车用发动机的基本工作原理与构造。2、系统地熟悉发动机主要零部件的典型结构、功用和工作过程3、掌握国内外汽车发动机的一些新技术、新结构4、具有初步拆装、调整、故障判断、维护使用等方面的技能5、为后继专业课程和在今后的工作中从事汽车发动机设计、研究、生产、修理打下基础。2汽车发动机构造汽车发动机构造汽车发动机构造一、目的和要求一、目的和要求1、掌握车用发动机的基本工作原理与构造。2、系统地熟悉发动机主要零部件的典型结构、功用和工作过程3、掌握国内外汽车发动机的一些新技术、新结构4、具有初步拆装、调整、故障判断、维护使用等方面的技能5、为后继专业课程和在今后的工作中从事汽车发动机设计、研究、生产、修理打下基础。

79一、目的和要求2二、学习内容主要对国产汽车常用发动机的工作原理、组成结构、工作条件、维修方法、调整原理及方法进行学习。另外对国外一些汽车发动机作一些简要介绍。三、学习方法多听多看，将书本上的理论知识与实物结合起来学习。四、参考书及参考资料《汽车构造》（上）臧杰阎岩主编机械工业出版社（教材）《汽车构造》（上）陈家瑞主编人民交通出版社《汽车发动机构造与维修》张西振韩梅主编机械工业出版社《国外内燃机》《内燃机》《小型内燃机》《内燃机工程》《汽车技术》《柴油机》《汽车杂志》等等80二、学习内容3第1章绪论1课时第2章汽车发动机的工作原理及总体构造4课时

第3章机体组及曲柄连杆机构5课时

第4章配气机构3课时

第8章发动机润滑系统1课时

第9章发动机点火系统1课时

第6章柴油机燃油系统4课时

第5章汽油机燃油系统3课时

第7章发动机冷却系统1课时

第10章发动机起动系统1课时

81第1章绪论1课时第2章汽车发动机的工作原理及总体构造4课第1章绪论汽车的组成：汽车的定义：由自身动力装置驱动，具有4个及以上车轮的非轨道无架线车辆发动机底盘车身电气设备82第1章绪论汽车的组成：汽车的定义：由自身动力装置驱动，发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏功用：输出动力发动机的定义：将某一种形式的能量转变为机械能的机器发动机的种类：外燃机、内燃机、风能发动机、太阳能发动机等83发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏功用：输出动力发动机的定义外燃机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。如蒸汽机、汽轮机、热气机（斯特林发动机）内燃机：混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。如活塞式内燃机和燃气轮机热机包括：外燃机、内燃机热力发动机（热机）：将热能转换为机械能的机器除电动车外，目前的商用汽车发动机都是热机84外燃机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转§1外燃机一、蒸汽机是一个能够将蒸汽中的热能转换为功的热机。泵、铁路机车和轮船曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工业革命中起了基本的作用。今天人们还使用汽轮机来发电。85§1外燃机一、蒸汽机8§1外燃机世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大的希罗（HeroofAlexandria）于1世纪发明的汽转球，不过它只不过是一个玩具而已。约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的主意。1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机，1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。原子反应堆、太阳能聚热器等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机。86§1外燃机世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大的希罗（H§1外燃机1769年瓦特蒸汽机1712年托马斯·纽科门蒸汽机

1769年，法国人尼古拉斯·古诺将一台简陋的蒸汽机装在一辆木制的三轮车上，发明了第一辆蒸汽汽车87§1外燃机1769年瓦特蒸汽机1712年托马斯·纽科门§1外燃机二、涡轮蒸汽机（汽轮机）一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将蒸汽的热能转换为动能的机械。相较于原由詹姆斯·瓦特发明的单级往复式蒸汽机，涡轮蒸汽机大幅改善了热效率，更接近热力学中理想的可逆过程，并能提供更大的功率，至今它几乎完全取代了往复式蒸汽机。涡轮蒸汽机特别适用于火力发电和核能发电，世界上大约80%的电是利用涡轮蒸汽机所产生。88§1外燃机二、涡轮蒸汽机（汽轮机）相较于原由詹姆斯·瓦特§1外燃机三、斯特林发动机（热气机）一种闭循环活塞式热机,是在1816年由苏格兰的R.斯特林发明。闭循环的意思是工作燃气一直保存在气缸内,而开循环则如内燃机和一些蒸气机需要与大气交换气体。双活塞型斯特林引擎内活塞型斯特林引擎89§1外燃机三、斯特林发动机（热气机）双活塞型斯特林引擎§2内燃机一、内燃机技术发展简史定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞并输出动力的机械。内燃机一般以汽油、柴油或煤气等作为燃料。基本工作特征：内燃机是一种工质开环式循环并以间歇方式工作的发动机。内燃机的特点：热效率高(是当今热效率最高的热力发动机)、结构简单、比质量(单位输出功率的质量)轻、移动方便。应用：用广泛应于交通运输(陆上、内河、海上和航空)、农业机械、工程机械和发电时作为动力，是现代车用发动机的主要型式。内燃机构造是本课程的主要内容90§2内燃机一、内燃机技术发展简史定义：内燃机是燃料在汽缸内§2内燃机1860年，法国工程师莱诺依尔制造出第一台以煤气为燃料的内燃机，但由于既笨重、效率又低，热效率低于5％，最大功率为4.5kW，1860—1865年共生产了约5000台，未能推广使用。91§2内燃机1860年，法国工程师莱诺依尔制造出第一台以煤气§2内燃机1876年年德国工程师尼古拉斯·奥托，试制出第一台实用活塞式四冲程煤气内燃机，并成批投入生产。在以后的十几年中，奥托共制造和出售了5万台这种内燃机，总马力达20万以上。由于奥托内燃机是第一种实用化的内燃机，所以人们一般把奥托看作是内燃机的发明人。92§2内燃机1876年年德国工程师尼古拉斯·奥托，试制出第一1884年，又推出了性能更好的立式风冷发动机（取名立钟）

1883年，德国人戈特利布·海因里希·戴姆勒和威廉·迈巴赫将奥托四行程发动机改进后，成功地制造出了第一台卧式汽油内燃机。戈特利布·海因里希·戴姆勒威廉·迈巴赫931883年，德国人戈特利布·海因里希·戴姆勒和威廉·迈巴赫将1885年戴姆勒将立钟发动机安装于木制双轮车上，并让儿子保罗驾驶；这辆取名“骑式双轮车”的双轮车获得德国专利，这是世界上第一辆摩托车。1886年戴姆勒把这种发动机安装在他为妻子43岁生日而购买的马车上，创造了第一辆戴姆勒汽车，并由迈巴赫成功地完成了试车。941885年戴姆勒将立钟发动机安装于木制双轮车上，并让儿子保罗§2内燃机1893年，狄塞尔制造了第一台试验样机。1892年，德国工程师狄塞尔提出了压燃式柴油机的理论。鲁道夫·狄塞尔95§2内燃机1893年，狄塞尔制造了第一台试验样机。1892§2内燃机在1890年前英国的克拉克和罗伯逊、德国的卡尔·奔驰成功地发明了二冲程内燃机。1888年，的卡尔·奔驰将发动机安装在三轮车架上，发明了世界上第一辆三轮汽车。卡尔·奔驰96§2内燃机在1890年前英国的克拉克和罗伯逊、德国的卡尔·§2内燃机1957年，德国人汪克尔发明了转子发动机。菲加士·汪克尔

马自达的首台量产型转子发动机10A-801097§2内燃机1957年，德国人汪克尔发明了转子发动机。菲加士§2内燃机在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意义的两个重要发展阶段是：20世纪50年代初兴起的增压技术20世纪70年代开始的计算机、电子技术在内燃机研制中的应用内燃机和汽车给世界带来了现代物质文明，在经过了超过一个世纪的发展之后，它的发展远远没有达到其顶点，今后内燃机的发展是以节能和环保为中心，充分兼顾可靠性的要求，全面提高内燃机的性能。98§2内燃机在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意义的两§2内燃机

二、发动机产品名称和型号编制规则按照GB725－91《内燃机产品名称和型号编制规则》统一制定内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由以下四部分组成：99§2内燃机

二、发动机产品名称和型号编制规则按照GB710023首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、行程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示101首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应TJ376Q：表示三缸，直列四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号CA488：表示四缸，直列四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号1、汽油机

1E65F1E65F单缸卧列，二行程，缸径65mm，风冷通用型汽油机4100Q44100Q-4四缸，直列四行程，缸径100mm，水冷车用汽油机，第四种变型产品CA6102CA6102六缸，直列四行程，缸径102mm，水冷通用型汽油机，CA表示系列符号8V1008V100八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型汽油机102TJ376Q：表示三缸，直列四行程，缸径76mm，水冷车用490Q：表示四缸，直列，四行程，缸径90mm，水冷车用柴油机ZS1100：表示ZS系列，单缸，四行程，缸径100mm，水冷通用型柴油机，ZS系列为：直喷、双轴平衡式2、柴油机

195195单缸，卧式、四行程，缸径95mm，水冷通用型柴油机

165F165F单缸，卧式，四行程，缸径65mm，风冷通用型柴油机8P102ZC6L8PC2-6L八缸，平卧式，四行程，缸径102mm，增压、船用右机基本型柴油机YC6135ZQYC6135ZQ六缸，直列，四行程、缸径135mm，增压，水冷车用型柴油机103490Q：表示四缸，直列，四行程，缸径90mm，水冷车用柴第2章汽车发动机的工作原理及总体构造本章主要内容：汽车发动机的类型汽车发动机的基本结构及基本术语往复活塞式内燃机的工作原理发动机的总体构造发动机的性能指标104第2章汽车发动机的工作原理及总体构造本章主要内容：27按照活塞运动方式分类：可分为往复活塞式和旋转活塞式§1汽车发动机的类型活塞运动方式105按照活塞运动方式分类：可分为往复活塞式和旋转活塞式§1汽车按照燃料种类分类：可分为汽油机和柴油机、气体发动机等§1汽车发动机的类型106按照燃料种类分类：可分为汽油机和柴油机、气体发动机等§1汽水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的按照冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式107水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作二冲程发动机四冲程发动机曲轴旋转一周完成一个工作循环。由于换气不彻底，经济性较差，但结构简单，因此在摩托车上广泛使用。曲轴旋转二周完成一个工作循环。四冲程发动机有独立的进气和排气冲程，换气彻底，在汽车上广泛使用，并已逐渐用于摩托车。按照工作循环的行程数分类：可分为四行程和二行程108二冲程发动机四冲程发动机曲轴旋转一周完成一个工作循环。曲轴旋立式直列发动机V形发动机卧式对置发动机按照气缸排列方式分类：可分为立式、卧式、直列、V形和对置式等109立式直列发动机V形发动机卧式对置发动机按照气缸排列方式分类：§1汽车发动机的类型按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发动机此外，发动机还可按进气方式、气缸的气门数、凸轮轴布置位置等进行分类。110§1汽车发动机的类型按气缸数分类：可分为单缸发动机和多缸发§2往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语一、基本结构111§2往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语一、基本结构344、曲柄半径R定义：曲轴的回转半径，对于汽缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机有：S＝2R二、基本术语1、工作循环定义：在气缸中进行的每一次将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的一系列连续过程。活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、做功、排气四个工作过程组成2、上止点（下止点）定义：活塞顶离曲轴旋转中心最远（近)处。即活塞的最高（低）位置。3、活塞冲程S定义：活塞上、下止点之间的距离。1124、曲柄半径R二、基本术语1、工作循环2、上止点（下止点定义：活塞在上止点时，活塞顶以上、气缸盖底面以下所形成的空间容积。定义：上、下止点间所包容的气缸容积（活塞从上止点到下止点所扫过的容积。）定义式：常作为表征内燃机尺寸大小及动力性能的主要结构参数之一。D:气缸直径mmS:活塞行程mm(L)5、气缸工作容积（气缸排量）VS6、内燃机排量（发动机工作容积）VL定义：发动机所有气缸工作容积的总和。定义式：(L)i:气缸数7、燃烧室容积Vc113定义：活塞在上止点时，活塞顶以上、气缸盖底面以下所形成的空间物理意义：表示气缸内气体被压缩的倍数或燃气燃烧后膨胀的倍数。是发动机的重要性能参数。柴油机ε：15～22汽油机ε：6～10（轿车有的达到9～11）定义式：Va＝Vs＋Vc8、气缸总容积Va定义：气缸工作容积与燃烧室容积之和（活塞在下止点时，活塞顶以上的空间容积。）9、压缩比ε定义：气缸总容积与燃烧室容积之比（压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。）定义式：114物理意义：表示气缸内气体被压缩的倍数或燃气燃烧后膨胀的倍数。10、工况定义：内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速。11、负荷率定义：内燃机在某一转速发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常称负荷。11510、工况定义：内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻§3往复活塞式内燃机的工作原理

四冲程发动机：曲轴转两圈，活塞在气缸内上下往复各两次，完成一个工作循环的内燃机。二冲程发动机：曲轴转一圈，活塞在气缸内上下往复各一次，完成一个工作循环的内燃机。116§3往复活塞式内燃机的工作原理四冲程发动机：曲轴转两圈，一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程§3往复活塞式内燃机的工作原理

117一、四冲程汽油机的工作原理单缸四冲程汽油机的工作过程§3往排气门关闭进气门开启活塞进气终了时：温度320~380K，

压力0.08~0.09MPa大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：气缸内气体压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系。进气行程118排气门关闭进气门开启活塞进气终了时：大气压力线PVra示功图进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线c上止点下止点压缩行程压缩终了时：温度600~750K，压力0.8~1.5MPa119进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线c上止点下止进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，

压力3~6.5MPa作功终了：温度1200~1500K，

压力0.35~0.5MPa

做功行程120进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点排气终了时：温度900~1100K，压力0.105~0.12MPa排气行程121进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下二、四冲程柴油机的工作原理1、进气行程与汽油机主要区别：进入气缸的是纯空气。进气行程进气门温度310-340K压力0.085～0.095MPa

汽油机柴油机进气pde0.08~0.090.085~0.095Tde320~380310~340122二、四冲程柴油机的工作原理进气行程进气门温度310-340K二、四冲程柴油机的工作原理2、压缩行程压缩行程温度750-1000K压力3-5MPa纯空气汽油机柴油机压缩pco0.6~1.23.0~5.0Tdo600~700750~1000123二、四冲程柴油机的工作原理压缩行程纯空气汽油机柴油机pco0二、四冲程柴油机的工作原理3、做功行程做功行程汽油机柴油机做功pmax3.0~6.56~9Tmax2200~28001800~2200pex0.35~0.50.2~0.5Tex1200~15001000~1200喷油器终了：温度1000～1200K压力0.2-0.5MPa瞬时：温度1800-2200K压力6-9MPa124二、四冲程柴油机的工作原理做功行程汽油机柴油机pmax3.0二、四冲程柴油机的工作原理4、排气行程排气行程汽油机柴油机压缩p`r0.105~0.120.105~0.12T`r900~1100700~900温度700-900K压力0.105-0.12MPa排气门125二、四冲程柴油机的工作原理排气行程汽油机柴油机p`r0.1四冲程汽油机、柴油机特点比较1、由于柴油机压缩比较高，燃料燃烧非常完全，所以柴油机的有效热效率好，经济性好。汽油机：be=270～325g/(kw.h)柴油机:be=214～285g/(kw.h)2、柴油机无点火系，所以故障少些，易保养。但柴油机有高精度零件如喷油泵、喷油器等，其成本较高，并且加工较难。3、柴油机最高爆发压力高，所以对发动机的零部件强度要求高，这样导致柴油机笨重。126四冲程汽油机、柴油机特点比较494、柴油机转速低于汽油机原因：1）由于柴油机的压缩比高，所以其受到的机械负荷较大，故其零部件的质量需较大，导致运动时惯性力较大。2）汽油机可燃混合气的混合时间和质量优于柴油机。5、柴油机运转噪音高，但有害气体的排放优于汽油机，而颗粒排放较高。6、柴油机启动困难，汽油机易启动。1274、柴油机转速低于汽油机50换气机构（进气孔、排气孔、扫气孔）曲轴箱扫气活塞顶部为凸顶，以引导气流扫气活塞裙部较长，有缺口等三、二冲程汽油机的工作原理1、结构介绍128换气机构（进气孔、排气孔、扫气孔）三、二冲程汽油机的工作

2、工作原理（1）、第一行程活塞：从下止点到上止点活塞上方：换气；压缩活塞下方：进气曲轴：旋转从0℃A～180℃A（2）、第二行程活塞：从上止点到下止点活塞上方：燃烧膨胀做功；排气；扫气。活塞下方：预压缩，新鲜气体经过扫气口进入气缸。曲轴：旋转从180℃A～360℃A1292、工作原理52四、二冲程柴油机的工作原理1、结构介绍有排气阀，无排气口。进气口设置在气缸上部，进气口和扫气口为同一气口。通过扫气泵扫气。130四、二冲程柴油机的工作原理有排气阀，无排气口。532、工作原理（1）、第一冲程活塞：从下止点到上止点扫气泵换气；压缩；喷油器：喷油燃烧曲轴：旋转从0℃A～180℃A（2）、第二冲程活塞：从上止点到下止点燃烧膨胀做功；排气；扫气。排气；新鲜气体经过扫气泵压缩后进入气缸。曲轴：旋转从180℃A～360℃A1312、工作原理54五、二冲程汽油机的优缺点（同四冲程汽油机相比较）（一）优点：1、从工作原理上来讲，在发动机排量和转速相同的前提下，二冲程发动机的功率理论上是四冲程发动机的2倍。2、由于二冲程发动机的做功频率比较高，所以发动机运转比较平稳。3、无专门的换气机构，所以结构简单，质量小。4、由于附属机构少，所以使用、维护很方便。所以摩托车上多用