发动机总体构造

长安大学工程机械构造课教学课件制作：展朝勇第一章工作原理及总体构造第一篇发动机构造第一章工作原理及总体构造第一节概述第二节发动机工作原理第三节发动机的总体构造第四节

发动机主要性能指标第一章发动机工作原理及总体构造一、热力发动机（热机）指将燃料的燃烧热能转化为机械能的动力装置。可分为外燃机与内燃机，后者应用最广泛。第一节概述内燃机的优点：①

机械效率高（柴油机最大为46％）；②

功率范围广（小于0.5kW～几千kW）；③

结构紧凑；④

易起动（3～6s），且使用、操作方便。二、内燃机的分类

1)按活塞的运动方式不同分活塞往复式：三角转子式：三角转子发动机工作2)按工作循环过程分四行程二行程

单缸机；多缸机。3)按气缸数分4)按气缸排列分直列立式发动机；V型发动机；对置卧式发动机。

5）按进气方式分(1)自然吸气式；(2)增压式;空气通过滤清器进入缸内空气通过废气涡轮增压器进入气缸内(1)压燃式(如柴油机)：

6）按燃料着火方式分(2)点燃式(如汽油机)：

7）按冷却方式分（2）水冷式：（1）风冷式：一、单缸柴油机

1、基本组成第二节发动机工作原理

单缸机曲轴1）上止点、下止点：①燃烧室容积：Vc2）活塞行程：上下止点间的距离S。3）三个容积：②气缸总容积：Va③气缸工作容积：Vh2、名词及术语Vh=(π／4)×D2×S×10-6

（升）

D—气缸内径(mm)

S—活塞行程(mm)Va=Vh+Vc

2、名词及术语4）发动机排量VH

：a.指气缸总容积与燃烧室容积之比。b.用以表征缸内气体被压缩的程度。c.汽油机ε为6.5～9.5；柴油机ε为11.5～22。VH=i(缸数)×Vh

（升）2、名词及术语名词和术语5）压缩比ε：ε=Va/Vc=1+Vh/Vc

3、单缸四行程柴油机工作过程3、单缸四行程柴油机工作过程3、单缸四行程柴油机工作过程3、单缸四行程柴油机工作过程状态行程活塞运动曲轴旋转进气门排气门缸内状况缸内压力（Mpa）缸内温度(

C°)

进气行程上↓下

180°

开

关

吸入新气。终了：0.09(进气阻力损失造成)终：40~70(高温机体及废气加热造成)压缩行程上↑下

180°

关

关①压迫新气。②终了缸内喷油。

终了：3~5终了：500~750做功行程上↓下

180°

关

关混合器压燃、膨胀、对外做功。始：6~12终：0.3~0.4始：1500~2000终：800~900排气行程上↑下

180°

关

开排出废气。终了：0.105~0.125(排气系统阻力造成)终：300~700（排气门附近）单缸四行程柴油机工作过程表4、示功图1）作用用来表示发动机一个工作循环中对外实际做功的大小。2）做法利用发动机试验台在发动机运转中做出。四行程柴油机二、四行程汽油机1、基本组成2、汽油与柴油的简单比较3、简单化油器1）组成2）工作过程（1）进气门开、活塞下行，在(Po－Pg)下，空气流过喉管，且喉管处vh↑↑，气压Pg＜Po，且有Po＜Ph＜Pg；（2）在(Po－Ph)下，汽油经量孔计量，经喷管喷出；（3）在混合室、进气管及缸内，汽油与空气形成可燃混合气。3）简单化油器的特性(1)起动与怠速时，节气门开度接近零，因喉管处的真空度(Po－Ph)几乎为零，缸内吸入的几乎是纯空气；(2)节气门在一定开度下由小开大时，因空气的增加量小于汽油的增加量，故混合气的浓度“由稀变浓”，不能满足汽油机实际工作中节气门不同开度对混合气浓度变化“由浓变稀”的要求。4、四行程汽油机工作过程1）进气行程发动机缸内吸入汽油可燃混合气。2）压缩行程汽油混合气被压缩。（但压缩比ε较小）4、四行程汽油机工作过程3）做功行程注：汽、柴油机工作过程的区别四行程汽油机4）排气行程气缸内排出废气。

汽油混合气被点燃，发动机对外做功。三、四行程发动机的工作原理各缸活塞往复运动四次，曲轴旋转720°，发动机经过进气、压缩、做功、排气四个行程，完成一次热能至机械能的转换过程（即一个工作循环），曲轴对外输出一次动力。周而复始，发动机则连续工作。四、二行程汽油机组成与工作过程1、组成四、二行程汽油机组成与工作过程1)活塞上行至排气口堵后再上行，缸内混合气被压缩；2)活塞上行至进气口开，混合气经进气道进入曲轴箱；2、工作过程四、二行程汽油机组成与工作过程2、工作过程3)活塞接近上止点，火花塞点燃已压缩的可燃混合气，推动活塞下行并压缩进入曲轴箱内的混合气；4)活塞在对外做功中下行至排气口开，缸内排出废气；5）扫气口开，新混合气入缸并驱赶缸内的残余废气。二行程汽油机第三节发动机的总体构造一、柴油机曲柄连杆机构及机体组件、配气机构、供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统组成。二、汽油机除上而外，还增加有一套点火系统。第四节

发动机主要性能指标1、有效转矩(Me或Te

)：（单位Nm或kgm）2、有效功率（Pe）：（单位HP或kw）发动机单位时间内对外实际做功的大小。指发动机飞轮端对外输出的实际转矩。Pe=

Me×n/716.2(HP)

n－发动机转速，rpm；

Me－发动机有效转矩，kgm

3、耗油率（ge，

g/HPh

）：发动机单位有效功率1小时的耗油量；ge=1000G/Pe

，G－耗油量（kg/h）2）长安星韵(普)：6.4L（53HP）/100km

（Vmax：115km/h）

新奥迪A6L2.0T：8.2L（171HP）/100km

(Vmax：219km/h)

CA770：20L（220HP）/100km

(Vmax：160km/h)耗油率应用实例：1)6135型≤165（g/HPh），4146型≤210（g/HPh）；故135系列柴油机较省油。故新奥迪A6L型轿车最省油。

附1：发动机转矩适应性系数发动机连续运转一定时间内（15分;1h;12h;持续）所能输出的最大有效功率及相应转速。附2：标定功率指发动机最大转矩与额定工况下的转矩之比，即：K=Tmax/TH

。其中：K柴=1.05～1.15；K汽=1.15～1.4。1）6135K-1（1h功率）：132HP/1500rpm；2）6135Q-2（15分功率）：220HP/2200rpm。4、国产发动机的标号首部：用数字表示发动机缸数。中部：前：用汉语拼音字母表示特征符号。后：用数字表示缸径（单位为mm取整。）尾部：前：V、E为V型缸、二行程发动机，否则为四行程发动机。后：用数字表示发动机变形符号。应用实例：①1E56F（单缸2行程风冷式汽油机缸径56mm）；②6130G-2（工程机械用柴油机）；③12V135-10