第一章發動機的基本知識概述

四行程發動機工作原理

發動機的總體構造

發動機的主要性能指標與特性

內燃機名稱及型號編制規則

§1.1概述發動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。1、按燃料的使用不同分汽油機柴油機一、發動機的定義：

二、發動機的分類

：

現代汽車大多使用往復活塞式內燃機。它將燃料在發動機氣缸內部進行燃燒，把產生的熱能轉變成機械能。3、按冷卻方式不同水冷發動機風冷發動機2、按完成一個工作循環所需行程數四行程發動機二行程發動機4、按氣缸數及排列方式單缸發動機多缸發動機單列式Ｖ型對置式單列式Ｖ型對置式§1.2四行程發動機工作原理

上止點

下止點活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)燃燒室容積(Vc)氣缸總容積(Va)一、發動機結構基本術語

壓縮比發動機排量工作循環動態演示

壓縮比氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比，用ε表示。

例如：現代化油器式發動機壓縮比一般為8～11(轎車有的達10以上)。柴油機壓縮比一般為為16～22。Va－氣缸總容積；Vh－氣缸工作容積；

Vc－燃燒室容積；工作循環

對于往復活塞式發動機，每進行一次能量轉換，均要經過進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周而復始的連續過程，稱為發動機的一個工作循環。

多缸發動機各氣缸工作容積的總和，稱為發動機排量，用表示VL。發動機排量VL=V

h

×i

Vh－氣缸工作容積（氣缸排量）i－氣缸數目二、四行程發動機工作原理觀看演示

1、進氣行程

2、壓縮行程

3、作功行程

4、排氣行程

四行程汽油機的工作原理汽油發動機四個行程的圖示1.進氣行程２.壓縮行程３.作功行程4.排氣行程每一行程工作的具體分析如下

1、進氣行程排氣門關閉進氣門開啟大氣壓力線PVra示功圖上止點下止點示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況。進氣終了時氣缸內壓強為0.074～0.093Mpa，溫度上升至353～403K

活塞下行2、壓縮行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線c上止點下止點壓縮終了時氣缸內壓強上升至0.6～1.5Mpa，溫度繼續上升至600～700K。活塞上行3、作功行程進氣門關閉排氣門關閉PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點作功中氣缸內最高壓強可達3～5Mpa，最高溫度可達2200～2800K；作功終了時氣缸內壓強下降至0.3～0.5Mpa，溫度下降至1300～1600K。

活塞下行4、排氣行程進氣門關閉排氣門打開PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點殘余廢氣排氣終了時氣缸內壓強下降至0.102～0.120Mpa，溫度下降至900～1200K

a

活塞上行四行程柴油機工作原理

與汽油機工作原理相比，只有一個行程即作功行程中，柴油機由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸發，且自然溫度又較汽油低，所以采用的是壓縮自燃式點火。進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程新鮮空氣四行程柴油機各行程示意圖開始噴油分析和比較汽油機、柴油機的工作異同?首先分別看一下汽油機和柴油機的圖示火花塞

噴油器

思考四行程汽油機和柴油機的工作循環有什么相同之處呢？？共同特點：

1.每個工作循環曲軸轉兩轉(720°)每一行程曲軸轉半轉(180°)，進氣行程是進氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門均關閉.2.四個行程中，只有作功行程產生動力，其它三個行程是為作功行程做準備工作的輔助行程，雖然作功行程是主要行程，但其它三個行程也不可缺少3.發動機運轉的第一個循環，必須有外力使曲軸旋轉完成進氣、壓縮行程，著火后，完成作功行程，依靠曲軸和飛輪貯存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循環發動機無需外力就可自行完成。

思考四行程汽油機和柴油機的工作循環有什么不同呢？

柴油機用的是揮發性很差而燃點又較低的柴油，這種燃料適合于壓燃式的柴油發動機，因為柴油粘度較大而揮發性又差，故不適宜應用化油器供油，在壓燃式發動機中幾乎都是使用高壓燃油泵與高壓噴油咀供油。1．燃料性質不同

汽油機用的是靠進氣負壓吸取燃油的化油器或電噴裝置來供給霧化燃油，燃油霧化后還要靠發動機的結構與熱量來進一步地汽化和混合成勻質燃汽；而柴油機則是靠高壓燃油泵擠壓供應出液態燃油，再通過高壓噴油咀，向汽缸燃燒室內直接噴出霧狀燃油射流。圖1-402．燃料供給方式不同

柴油發動機的壓縮比比汽油機大，使得發動機效益較高。柴油機少有做成小排量的；除了個別發動機是強制風冷，多數柴油機都是水冷散熱方式。由于柴油機壓縮比較高，燃料燃燒非常完全，所以柴油機的有效熱效率好，經濟性好。汽油機：be=270～325g/(kw.h)柴油機:be=214～285g/(kw.h)圖1-423．壓縮比不同

汽油機是靠瞬間高溫的電火花來點燃勻質汽化燃料，對燃汽質量要求較高；而柴油機則是靠壓縮缸內空氣產生的高溫來引燃油霧著火燃燒。柴油機由于無點火系，所以故障少些，易保養。但柴油機有高精度零件如噴油泵、噴油器等，其成本較高，并且加工較難。4．點火方式不同（如圖1-45、1-46）5．燃燒室不同6、柴油機轉速低于汽油機原因：1）由于柴油機的壓縮比高，所以其受到的機械負荷較大，故其零部件的質量需較大，導致運動時慣性力較大。2）汽油機可燃混合氣的混合時間和質量優于柴油機。7、柴油機最高爆發壓力高，所以對發動機的零部件強度要求高，這樣導致柴油機笨重。柴油機運轉噪音高，但有害氣體的排放優于汽油機，而微粒排放較高。8、柴油機啟動困難，汽油機易啟動。思考與練習：1、發動機的定義是什么？2、發動機的分類如何？3、什么是發動機的排量、燃燒室容積和壓縮比？4、汽油機和柴油機在可燃混合氣形成方式和點火方式上有何不同？它們在結構上有何區別？

§1.3發動機的總體構造兩大機構曲柄連桿機構配氣機構五大系統燃料系潤滑系冷卻系點火系起動系點此觀看錄像

桑塔納發動機結構示意圖桑塔納發動機的曲柄連桿機構桑塔納發動機的配氣機構桑塔納轎車汽油供給系桑塔納發動機冷卻系桑塔納發動機潤滑系示意圖桑塔納發動機點火系桑塔納轎車起動機§1.4發動機的主要性能指標與特性一、動力性指標

1、有效轉矩：發動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為發動機的有效轉矩，用Te表示。2、有效功率：發動機通過飛輪對外輸出的功率成為發動機的有效功率，用Pe表示。

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉速，單位為r/min。

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉速，單位為r/min。

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉速，單位為r/min

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉速，單位為r/min

二者關系

三、發動機的速度特性

指發動機的功率、轉矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉速變化的規律。

二、經濟性指標

燃油消耗率：只發動機每發出1有效功率，在1小時內所消耗的燃油質量，成為燃油消耗率，用be表示。

四、發動機的工況與負荷

1、工況（指發動機的工作狀況）：一般用它的功率與曲軸轉速來表征，有時也用負荷與曲軸轉速來表明

。2、發動機在某一轉速下的負荷：是當時發動機發出的功率與同一轉速下所有可能發出的最大功率之比，以百分數表示。

Pe/kW

n/r·min-1

05045322720200035004800ⅠⅡⅢabcde分析右圖發動機的負荷

§1.5

內燃機名稱及型號編制規則首部：為產品系列符號和換代標志符號，由制造廠根據需要自選相應字母表示，但需主管部門核準。中部：由缸數符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。

后部：結構特征和用途特征符號，以字母表示。尾部：區分符號。同一系列產品因改進等原因需要區分時，由制造廠選用適當符號表示。一、內燃機型號由以下四部分組成二、內燃機型號的排列順序及符號所代表的意義(1)汽油機

1E65F：表示單缸，二行程，缸徑65mm，風冷通用型4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產品TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號CA488：表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號

(2)柴油機

195：表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型165F：表示單缸，四行程，缸徑65mm，風冷通用型6135Q：表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用X4105：表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號三、型號編制舉例

小結發動機常用術語工作原理