发动机的基本构造

车主将一辆排量为2.0的汽车开到维修服务站，2002年出厂，该车行驶15万公里，车主反映行驶中感觉发动机无力，特别是高速时很明显，有时排气管发出腾、腾的声音，经初步检查发动机耗油异常发动机动力不足，耗油增加的故障检修学习任务任务描述发动机概述北京现代AlphaII发动机简介AlphaII发动机的主要特点：

-使用CVVT系统

-独立点火系统

-稳压箱容积

-进气歧管曲率半径和管径

-节气门喉口尺寸由48mm扩大到

52mm-增加缸体强度

-DTCCAN通讯

-2片芯片

集成一体PCM(ECM与

TCM)

-PCM位置化学能热能机械能电能光能做功发动机能量转化过程发动机是汽车的心脏，它是将某种形式的能量转换成机械能，为汽车提供足够的动力。按燃料种类分内燃机气体燃料发动机液体燃料发动机多种燃料发动机：液化石油（LPG）压缩天然气（CNG）沼气柴油机汽油机醇类化油器式电控燃油喷射式柱塞式高压油泵分配式高压油泵共轨电控喷射式柴油、甲醇发动机的分类按照使用燃料分类柴油机汽油机按冷却方式不同水冷发动机风冷发动机按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机二行程发动机按气缸数及排列方式单缸发动机多缸发动机单列式Ｖ型对置式单列式Ｖ型对置式W型按照进气系统是否采用增压方式分类自然吸气（非增压）式发动机和强制进气（增压式）发动机。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。发动机基本结构发动机结构参数曲柄半径（R）气缸总容积（Va）上止点

下止点活塞行程（S）

气缸工作容积（Vh）燃烧室容积（Vc）

压缩比发动机排量工作循环动态演示

多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量，用VL表示。7发动机排量VL=V

h

×i

Vh－气缸工作容积（气缸排量）

i－气缸数目

式中D—气缸直径，mm；

S—活塞行程，mm。8压缩比

气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示。

例如：现代化油器式发动机压缩比一般为8～12,柴油机压缩比一般为为16～29。

Va

－气缸总容积；Vh

－气缸工作容积；

Vc

－燃烧室容积；名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。四行程发动机工作原理观看演示

1、进气行程

2、压缩行程

3、作功行程

4、排气行程

进气过程作用：吸入新鲜混合气活塞运动:

从上止点向下止点曲轴转角:0o~180o气门状态:

进气门打开排气门关闭终了压力:

75~90kPa终了温度:80~130oC活塞

压缩过程作用：压缩混合气，为燃烧创造条件活塞运动:

从下止点向上止点曲轴转角:180o~360o气门状态:

进、排气门均关闭终了压力:800~1400

kPa终了温度:350~400oC活塞做功过程作用：燃烧高温高压气体膨胀做功活塞运动:

从上止点向下止点曲轴转角:360o~540o气门状态:

进气门、排气门均关闭最高压力:2490~3520kPa终了压力:300~500kPa终了温度:1200oC活塞排气过程作用：排出膨胀做功后的废气活塞运动:

从下止点向上止点曲轴转角:540o~720o气门状态:

进气门关闭、排气门打开终了压力:105~120

kPa终了温度:600~900oC活塞综上所述：发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周（720℃），进、排气门各开启一次，活塞完成四个行程，其中进气、压缩和排气行程是消耗动力，只有作功行程产生动力。发动机一个工作循环：每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程，称为一个工作循环。四行程发动机特点：发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个工作循环。工作循环发动机完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫做一个工作循环四行程发动机完成一个工作循环曲轴转两圈(720°)，活塞上下往复运动四次发动机的主要性能指标动力性能指标经济性能指标

排放性能动力性能指标有效扭矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩，通常用Te表示，单位为N·m转速：指发动机曲轴每分钟的转数，通常用n表示，单位为r/min有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示，单位为kW升功率

在标定工况下每升气缸工作容积所发出的有效功率。

充气系数

在一个工作循环中，实际充入气缸的空气质量与大气状态下气缸工作容积内能够充入的空气质量之比称为充气系数。不同类型的发动机其充气系数有较大的差别。汽油机约为0.7～0.85，柴油机约为0.75～0.90。只有涡轮增压发动机大于1.0。提高充气系数的措施：可变配气相位；多气门技术；VTEC可变进气歧管长度等；目前最有效的是蜗轮增压技术，多应用在柴油机上，现在汽油机也开始使用。混合气浓度混合气的浓度是发动机工作时空气与燃油的比例，混合气的浓度通常用空燃比和过量空气系数表示。空燃比：是指混合气中空气质量与燃料质量之比。空燃比=空气质量/燃料质量理论上，1千克汽车完全燃烧大约需要14.7千克的空气，即空燃比为14.7。这种混合气称为标准混合气。

过量空气系数： 燃烧1kg燃料实际供给的空气量

=————————————————————

理论上完全燃烧1kg燃料时所需要的空气质量

可燃混合气成分对发动机性能的影响混合气的分类：1）标准混合气=114.7

理论上能完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧正好使混合气中全部燃料燃烧完毕。2）稀混合气>1﹥14.7

实际上可以完全燃烧的混合气，其中所含的空气中的氧能保证混合气中燃料全部燃烧完毕。3）浓混合气<1﹤14.7

混合气中燃料不能保证完全燃烧，但由于燃料分子密集，火焰传播快，发动机的平均有效压力和功率大。

混合气的浓度对发动机性能的影响混合气不燃烧，发动机不工作1.4火焰传播下限回火、发动机过热、加速性变坏显著增大显著减小1.13-1.33过稀混合气输出最大功率增大10-15%最大0.88功率混合气最小减小8%1.11经济混合气增大4%减小2%1.0标准混合气燃烧室积炭、排气管冒黑烟，放炮激增减小0.43-0.87过浓混合气混合气不燃烧，发动机不工作0.4火焰传播上限性能耗油率发动机功率空气过量系数混合气种类燃烧过程诱导期速燃期补燃期汽油机燃烧过程：

汽油机不正常燃烧现象：爆震燃烧表面点火

经济性能指标燃油消耗率是指发动机每发出1kw有效功率在1小时内所消耗的燃油质量燃油消耗率通常用ge表示，单位为g/kw·h排放性能固体颗粒（铅及铅化物、碳烟）一氧化碳（CO）碳氢化合物（HC）氮氧化物（NOx）二氧化硫（SO2）醛类欧洲排放标准

CO%HC%NxO%PM%（微粒碳烟）Ⅰ4.51.180.36Ⅱ41.170.15Ⅲ2.10.6650.1Ⅳ1.50.463.50.02汽油机柴油机CO%HC%+NxO%PM%（微粒碳烟）Ⅰ2.721.360.196Ⅱ1.00.90.1Ⅲ0.640.560.05Ⅳ0.50.30.0025发动机编号规则首部：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、冲程符号、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发动机编号规则汽油机

1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型4100Q：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品CA6102：表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号8V100：表示八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号CA488：表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号柴油机195：表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用6135Q：表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用X4105：表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号康明斯柴油机编号规则康明斯柴油机的型号由以下6个部分组成。

1．柴油机系列：用字母B、C、N、V、K等表示发动机系列。其中对B、C系列须加上汽缸数，如4B、6C。

2．吸气方式：用字母组表示：T-增压；TA-增压并中冷；TT-两极增压；TTA-两极增压并中冷。无字母组者为自然吸气。

3．工作总容量（总排量）：柴油机工作纵容积用数字表示，单位为L。

4．应用符号：用字母表示柴油机的用途。A-农业；B-公共汽车；C-工程；F-消防G-发电机组；G0-连续发电机组；GS-备用发电机组；L-机车；N-船舶；P-发电站。

5．额定功率：用数字表示，