第一章发动机基础

谈谈你对汽车发动机的了解1学习内容曲柄连杆机构配气机构冷却系润滑系燃料供给系2考核方式+学习方法理论（40%）+实操（40%）+小组作业（20%）课后预习、现场提问、总结讲解、实际动手操作3主要学习任务:1.发动机基本术语；2.四行程发动机的工作原理；3.发动机各总体结构与内燃机型号编制规则；4.发动机性能指标。单元一发动机认知与评价4

学习任务一：发动机基本术语5

发动机是能量转换的机器，将某一种形式的能量转化为机械能的机器。一、发动机的定义6二、发动机的分类1、按使用燃料分为汽油机柴油机气体燃料发动机天然气液化石油气其他气体72、按活塞运动方式不同分往复活塞式旋转活塞式(转子活塞式)83、按活塞行程数分为二行程发动机四行程发动机94、按气缸数及气缸的布置分单缸发动机多缸发动机直列式V型对置式Ｖ型对置式直列式105、按冷却方式分水冷发动机风冷发动机116、按进气状态分增压发动机非增压(自然吸气式)发动机12三、发动机结构及基本术语1.基本结构火花塞凸轮轴进气门排气门活塞连杆曲轴机体（所有黄色部位）气缸13气缸总容积Va压缩比ε排量VL燃烧室容积Vc气缸工作容积Vs曲轴半径R活塞行程s上、下止点2.发动机基本术语1415

1.连杆弯曲：分析连杆弯曲对上下止点的影响？分析连杆弯曲对燃烧室容积和气缸工作容积的影响？分析连杆弯曲对压缩比的影响？16学习任务二：四行程发动机的工作原理17一、四行程汽油机工作原理活塞往复四个行程完成一个循环的发动机称四行程发动机，每个循环由进气、压缩、作功、排气四个行程组成。1876年德国人奥托发明了往复活塞式四冲程汽油机181、进气行程工作原理及示功图排气门关闭进气门开启活塞下行大气压力线PVra示功图上止点下止点温度353-403K，压力0.075-0.09MPa。19活塞上行PVra示功图大气压力线c上止点下止点2、压缩行程工作原理及示功图温度600-700K，压力0.6-1.5MPa。进气门关闭排气门关闭20压缩比过大对发动机的不良后果21活塞下行PVr示功图cZb上止点下止点大气压力线3、作功行程工作原理及示功图排气门关闭进气门关闭瞬时最高：温度2200-2800K，压力3-5MPa；终了：温度1300-1600K，压力0.3-0.5MPa.22活塞上行PVr示功图cZb上止点下止点a大气压力线4、排气行程工作原理及示功图进气门关闭排气门打开残余废气：温度900-1200K，压力0.105-0.125MPa。23二、四行程发动机工作循环24三、四行程柴油机工作原理25新鲜空气终了喷油进气行程压缩行程作功行程排气行程1892年德国工程师狄赛尔发明了压燃式发动机即柴油机。26

进气门开,排气门关,活塞自上止点至下止点运动,气缸产生真空,吸入纯空气。纯空气1、进气行程工作原理温度300~370K压力0.8~0.9MPa27温度750~1000K压力3.5~4.5MPa纯空气压缩比：ε=16~222、压缩行程工作原理

进气门关,排气门关，活塞自下止点至上止点运动，气缸内空气被压缩，气压及温度增高。28

瞬时：温度2000~2500K，压力6~9MPa3、作功行程工作原理

喷油泵将柴油压力提高到10MPa以上，通过喷油器以细小油雾状高压喷入气缸，在很短时间内与高温高压空气混合(形成可燃混合气)后便立即自行发火燃烧。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而做功。29温度800~1000K压力105~400kPa4、排气行程工作原理

进气门关,排气门开,活塞自下止点至上止点运动,气缸内废气经排气管排出,气压及温度下降。30

汽油机与柴油机的区别

1、工作原理⑴混合气的形成方式不同：⑵着火方式不同：

2、结构方面3、性能方面

汽油机缸外混合；柴油机缸内混合。汽油机点燃式；柴油机是压燃式。汽油机无喷油泵，有点火系；柴油机有喷油泵，无点火系。工作原理结构方面性能方面31

汽油机与柴油机性能方面上的区别32总结1、四个行程的速度是否均匀？2、有几个行程对外输出机械能？3、为什么示功图上的起始点在大气压力线以上？4、为什么进气行程结束，缸内压力还低于大气压？33

学习任务三：发动机各总体结构与内燃机型号编制规则34一、发动机总体结构汽油发动机两大机构五大系统曲柄连杆机构配气机构润滑系燃料供给系点火系起动系冷却系柴油发动机两大机构四大系统曲柄连杆机构配气机构润滑系燃料供给系点火系起动系冷却系351、曲柄连杆机构作用：将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动对外输出动力的机构。组成：由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等。362、配气机构作用：是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，使可燃混合气及时充入气缸，并将燃烧后生成的废气及时排出气缸。组成：一般由气门组、气门传动组组成。373、起动系统作用：使发动机由静止状态过渡到工作状态，并达到规定的转速。组成：蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关等。384、燃料供给系统作用（汽油）：根据发动机各种工况要求，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：燃油供给装置、空气供给装置、可燃混合气供给和废气排出装置。395、润滑系统作用：是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，同时对零件表面进行清洗和冷却。组成：由油底壳、机油集滤器、限压阀、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、油温和油压表、油标尺、润滑油道及油管等。406、冷却系统作用：是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：由散热器、水泵、水套、风扇、水温表、节温器等组成。417、点火系统作用：按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的可燃混合气。组成：蓄电池、点火线圈、分电器和火花塞等组成。42前端面后端面二、发动机方向43三、内燃机型号编制规则

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。1、内燃机型号由以下四部分组成442、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义45(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

3、型号编制举例

46学习任务四：发动机的主要性能指标与特性

作用：衡量发动机性能好坏的标准。主要性能指标

环保性能指标经济性能指标动力性能指标

47速度性能一、动力性指标

定义：曲轴对外作功能力的指标。1、有效转矩Te发动机通过飞轮对外输出的转矩，单位为N·m。

来源：发动机的转矩是由气体作用在活塞上的力通过连杆推动曲轴而产生的。有效转矩与外界施加于发动机上的阻力矩相平衡。动力性能指标

升功率有效功率有效转矩48一、动力性指标

2、有效功率Pe发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，单位为kW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积，即Pe=Te*ωPe=Te(2πn/60)×10-3

=Ten/9550(kW)

Te—有效扭矩，单位为N·m

n—曲轴转速，单位为r/min

3、升功率（利用率）

每升气缸工作容积所发出的功率，即“升功率”。（标定功率与发动机排量的比值）

49标定功率

对于非增压发动机来说,最大功率要受到平均有效压力和转速两方面的限制。一台发动机的功率究竟标定多大才适合,这要根据发动机特性和具体用途、使用特点及寿命和可靠性要求而人为确定,根据我国情况,国家标准规定了发动机标定功率分为下列四级:1、15分钟功率—允许发动机连续运转15分钟的最大有效功率。2、1小时功率—允许发动机连续运转1小时的最大有效功率。3、12小时功率—允许发动机连续运转12小时的最大有效功率。4、持续功率—允许发动机长期连续运转的最大有效功率。50二、经济性指标

通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率be:在一小时内,发动机每发出一千瓦有效功率所消耗的燃油质量（以g为单位）。

be=(Gf/Pe)×103(g/(kW•h))Gf—每小时的燃油消耗量，kg/h；

Pe—有效功率，kW

通常发动机铭牌上给出的燃油消耗率be是最小值51三、环保性指标有害排放物：对汽油机，主要是废气中的CO和HC的量；对柴油机，主要是废气中的NOx

和颗粒的排放量。发动机的噪声：是汽车噪声的主要来源约占城市噪声的75%。环保性能指标

发动机噪声发动机有害排放物52发动机可靠性指标：可靠性是指在规定的运转条件下，发动机具有持续工作、不会因故障而影响正常运转的能力。发动机耐久性指标：耐久性是指发动机的寿命，即发动机主要磨损件磨损到大修极限时的汽车运行里程数。发动机工艺性指标四、其它指标53五、发动机速度特性是指负荷一定时,发动机有效转矩Te

、有效功率Pe、燃油消耗率be，随曲轴转速变化而变化的规律。该特性在测功器试验台上测得。速度特性发动机部分特性：节气门其他开度情况下，得到的速度特性。发动机外特性：节气门开度达到最大时，所得到的速度特性。54发动机外特性外特性表示了发动机所具有最高动力性能。55Ⅰ外特性Ⅱ部分特性Ⅲ部分特性发动机部分特性56五、发动机的工况和负荷发动机工况：用功率和曲轴转速或负荷和曲轴转速表示。负荷：发动机在某一转速发出的有效功率与相同转速下所发出的最大有效功率的比值，以百分数表示。（负荷≠功率）57工况a：负荷为0工况b：负荷（20/45）×100%工况c：负荷（32/45）×100%工况d：负荷（45/45）×100%发动机全负荷Pe/kW

n/r·min-1

05045322720200035004800Ⅰ：节气门全开ⅡⅢabcdef58PQ35:SAGITAR/MAGOTAN外特性曲线2.0L2V85KWBJZ发动机59PQ35:SAGITAR外特性曲线1.8T5V110KWBPL发动机60PQ46:MAGOTAN1.8TSI61小结发动机常用术语工作原理发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。分类定义按不同的分类方法大致分为六大类九个基本术语汽油发动机柴油发动机（重点）区别于汽油机的工作过程四个行程的工作过程62发动机总体构造：汽油机（两大机构五大系统）柴油机（两大机构四大系统）

内燃机名称及型号编制规则熟练识认内燃机名称和规格

主要性能指标与特性动力性指标：有效转距，有效功率经济性指标：燃油消耗率速度特性工况与负荷

631、能正确区分汽油发动机与柴油发动机

2、在不同发动机上找到两大机构五大系统本章知识技能点你掌握了吗6465机动内容大众系列产品常识多气门技术电子节气门汽油缸内直喷二次空气废气再循环涡轮增压可变进气相位66TDI：是英文TurboDirectInjection的缩写，意为涡轮增压直接喷射（柴油发动机）。

SDI：是英文SuctionDirectInjection的缩写，意为自然吸气直接喷射（柴油发动机）。FSI：它所代表的单词直译为燃油分层喷射，它是大众汽车直喷发动机的标志代码。

FuelStratifiedInjection

671.6L2V68KWBJG(T)发动机PQ32:JETTA系列681.9LSDI47KWAQM发动机PQ32:JETTA系列69其他发动机回顾PQ32:JETTA系列70PQ32:JETTA系列化油器式发动机C/CL/GL/CE/CEX/GEX燃油喷射式发动机CT/GT/CTX/GTX/AT燃油喷射式发动机CI/GI/CIX/GI燃油喷射式发动机CIF/GI吸入式柴油发动机GDFC普通型；G豪华型；X外改型；F二次改型；L化油器；