第一章-汽车发动机工作原理及总体构造

第一篇汽车发动机

第一章汽车发动机的工作原理及总体构造

§1-1

发动机类型发动机的定义：将某一种形式的能量转变为机械能的机器。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。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。车用内燃机：活塞式--往复活塞式和旋转活塞式燃气轮机发动机分类（1）按活塞运动方式：往复活塞式和旋转活塞式。（2）按每循环活塞行程数：四冲程和二冲程。（3）按使用燃料分类：汽油机、柴油机和多种燃料发动机。（4）按混合气着火方式：点燃式和压燃式。(引燃式)（5）按发动机冷却方式：水冷式和风冷式。（6）按发动机气缸数：单缸和多缸。（7）按气缸布置形式：直列式、卧式和V型。汽车上常用的是：四冲程、水冷式、往复活塞式、多缸发动机。§1-2

往复活塞式内燃机的基本构造及基本术语一、基本结构发动机由“两大机构五大系统”组成

两大机构：配气机构、曲柄连杆机构；

五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系；1.配气机构作用：使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸中排出废气。组成：它由进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成2．曲柄连杆机构功用：是往复活塞式发动机实现热功转换的主要装置。组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。3.冷却系作用：把受热零件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。

组成：它由水泵、散热器、风扇、分水管、水套等组成。4.润滑系作用：润滑、冷却、清洗、密封、防腐等。组成：由机油泵、滤清器、限压阀、油道等组成。5.燃料供给系功用：向发动机提供燃料和空气、并排除缸内废气。组成：燃料供给装置和进、排气装置。

二、基本术语（1）工作循环：每完成一次热功转换的工作过程。

（2）上止点：活塞离曲轴最远处，活塞的最高位置。（3）下止点：活塞离曲轴最近处，活塞的最低位置。（4）曲柄半径R

：连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。（5）活塞行程S

：活塞上、下止点间的距离。

S=2R。（6）四行程发动机：每工作循环，曲轴转两圈，活塞运行四个行程。（7）二行程发动机：每工作循环，曲轴转一圈，活塞运行两个行程。

（8）气缸工作容积Vh：活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称气缸排量。（9）发动机工作容积VL

：多缸发动机各缸工作容积的总和，又称发动机排量。VL=Vh×气缸数。（10）燃烧室容积Vc：活塞在上止点时，活塞上方的容积。（11）压缩比ε：气缸总容积与燃烧室容积之比，表示气缸内气体被压缩的程度。§1-3

往复活塞式内燃机工作原理一、四冲程汽油机工作原理组成：活塞、活塞环、连杆、曲轴、火花塞、进气门和排气门。工作原理1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K，压力75~90kPa大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。压缩行程排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/VcPVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa进气门关闭作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVr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3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa

排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200K压力105~125kPa残余废气

综上所述，四冲程汽油发动机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个冲程，完成一个工作循环。活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转了两周。作业

1、复习四冲程汽油发动机工作原理。

2、绘制四冲程汽油发动机的工作过程表。

3、预习下一节，柴油发动机的工作原理。二、四冲程柴油机工作原理一个工作循环：进气、压缩、作功、排气可燃混合气形成：在压缩行程终了时，柴油经喷油泵将油压提10MPa以上，再通过喷油器喷入气缸，与高温空气混合，形成可燃混合气。点火方式：自燃

与汽油机不同的是：可燃混合气的点火方式原因：柴油粘度大，不易蒸发，而其自燃温度低

压缩终了压力：3.5~4.5MPa

压缩终了温度：750~1000K

压缩比：16~22汽油机与柴油机比较：

汽油机--转速高（5000~6000r/min)、质量小、工作噪音小、启动容易、制造和维护费用低等。不足是燃料消耗率高，燃料经济差。

柴油机--燃油消耗率比汽油机低30%，且柴油价格较低，经济性好，转速可达5000r/min。不足是质量大、制造和维护费用高。三、二冲程发动机工作原理（一）二冲程汽油机工作原理结构特点：三个孔

1--进气孔

2--排气孔

3--扫气孔工作原理：第一行程--活塞上移，活塞上方是压缩过程，活塞下方是吸气过程；第二行程--活塞上方是作功和换气过程，下方是予压缩过程。

与四冲程发动机比较，二冲程发动机有如下特点：

1、理论上的功率应等于四冲程发动机的二倍；

2、运转平稳；

3、结构简单，质量小；

4、使用简便。（二）二冲程柴油机工作原理

与汽油机不同的是：进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。

第一行程：活塞上移，进气孔和排气门均已开启，气缸换气。活塞继续上移，进气孔和排气门关闭，空气被压缩，压力升高，喷入柴油，混合气自燃；

第二行程：气体膨胀作功，活塞下移2/3行程时，排气门开启，排除废气，缸内压力降低，进气孔开启，进行换气。§1-4发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给