模块1发动机基本知识

第一章发动机的基本知识概述

四行程发动机工作原理

发动机的总体构造

发动机的主要性能指标与特性

内燃机名称及型号编制规则

§1.1概述发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。1、按燃料的使用不同分汽油机柴油机一、发动机的定义：

二、发动机的分类

：

现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。3、按冷却方式不同水冷发动机风冷发动机2、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4、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§1.2四行程发动机工作原理

上止点

下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)一、发动机结构基本术语

压缩比发动机排量工作循环动态演示

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8～11(轿车有的达10以上)。柴油机压缩比一般为为16～22。Va－气缸总容积；Vh－气缸工作容积；

Vc－燃烧室容积；工作循环

对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。

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

h

×i

Vh－气缸工作容积（气缸排量）i－气缸数目二、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

四行程汽油机的工作原理汽油发动机四个行程的图示1.进气行程２.压缩行程３.作功行程4.排气行程每一行程工作的具体分析如下

1、进气行程排气门关闭进气门开启大气压力线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。进气终了时气缸内压强为0.074～0.093Mpa，温度上升至353～403K

活塞下行2、压缩行程进气门关闭排气门关闭PVra示功图大气压力线c上止点下止点压缩终了时气缸内压强上升至0.6～1.5Mpa，温度继续上升至600～700K。活塞上行3、作功行程进气门关闭排气门关闭PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点作功中气缸内最高压强可达3～5Mpa，最高温度可达2200～2800K；作功终了时气缸内压强下降至0.3～0.5Mpa，温度下降至1300～1600K。

活塞下行4、排气行程进气门关闭排气门打开PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点残余废气排气终了时气缸内压强下降至0.102～0.120Mpa，温度下降至900～1200K

a

活塞上行四行程柴油机工作原理

与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。进气行程压缩行程作功行程排气行程新鲜空气四行程柴油机各行程示意图开始喷油分析和比较汽油机、柴油机的工作异同?首先分别看一下汽油机和柴油机的图示火花塞

喷油器

思考四行程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢？？共同特点：

1.每个工作循环曲轴转两转(720°)每一行程曲轴转半转(180°)，进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭.2.四个行程中，只有作功行程产生动力，其它三个行程是为作功行程做准备工作的辅助行程，虽然作功行程是主要行程，但其它三个行程也不可缺少3.发动机运转的第一个循环，必须有外力使曲轴旋转完成进气、压缩行程，着火后，完成作功行程，依靠曲轴和飞轮贮存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。

思考四行程汽油机和柴油机的工作循环有什么不同呢？

柴油机用的是挥发性很差而燃点又较低的柴油，这种燃料适合于压燃式的柴油发动机，因为柴油粘度较大而挥发性又差，故不适宜应用化油器供油，在压燃式发动机中几乎都是使用高压燃油泵与高压喷油咀供油。1．燃料性质不同

汽油机用的是靠进气负压吸取燃油的化油器或电喷装置来供给雾化燃油，燃油雾化后还要靠发动机的结构与热量来进一步地汽化和混合成匀质燃汽；而柴油机则是靠高压燃油泵挤压供应出液态燃油，再通过高压喷油咀，向汽缸燃烧室内直接喷出雾状燃油射流。图1-402．燃料供给方式不同

柴油发动机的压缩比比汽油机大，使得发动机效益较高。柴油机少有做成小排量的；除了个别发动机是强制风冷，多数柴油机都是水冷散热方式。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)图1-423．压缩比不同

汽油机是靠瞬间高温的电火花来点燃匀质汽化燃料，对燃汽质量要求较高；而柴油机则是靠压缩缸内空气产生的高温来引燃油雾着火燃烧。柴油机由于无点火系，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。4．点火方式不同（如图1-45、1-46）5．燃烧室不同6、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。7、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。柴油机运转噪音高，但有害气体的排放优于汽油机，而微粒排放较高。8、柴油机启动困难，汽油机易启动。思考与练习：1、发动机的定义是什么？2、发动机的分类如何？3、什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？4、汽油机和柴油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同？它们在结构上有何区别？

§1.3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燃料系润滑系冷却系点火系起动系点此观看录像

桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机的曲柄连杆机构桑塔纳发动机的配气机构桑塔纳轿车汽油供给系桑塔纳发动机冷却系桑塔纳发动机润滑系示意图桑塔纳发动机点火系桑塔纳轿车起动机§1.4发动机的主要性能指标与特性一、动力性指标

1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，用Te表示。2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效功率，用Pe表示。

式中：Te－有效扭矩，单位为N·m；

n－曲轴转速，单位为r/min。

式中：Te－有效扭矩，单位为N·m；

n－曲轴转速，单位为r/min。

式中：Te－有效扭矩，单位为N·m；

n－曲轴转速，单位为r/min

式中：Te－有效扭矩，单位为N·m；

n－曲轴转速，单位为r/min

二者关系

三、发动机的速度特性

指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。

二、经济性指标

燃油消耗率：只发动机每发出1有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量，成为燃油消耗率，用be表示。

四、发动机的工况与负荷

1、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明

。2、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率与同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。

Pe/kW

n/r·min-1

05045322720200035004800ⅠⅡⅢabcde分析右图发动机的负荷

§1.5

内燃机名称及型号编制规则首部：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。一、内燃机型号由以下四部分组成二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义(1)汽油机

1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品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

(2)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表示系列代号三、型号编制举例

小结发动机常用术语工作原理