第一章汽車發動機的工作原理及總體構造發動機概述發動機的總體構造及基本術語往復活塞式內燃機的工作原理發動機的性能指標發動機的編號規則一、發動機概述（一）發動機的概念：將某種能量轉變為機械能的裝置，稱為發動機。將熱能轉變為機械能的發動機為熱力發動機，簡稱熱機。熱機內燃機

活塞式燃氣輪式外燃機蒸汽機熱氣機等汽車上的發動機屬于活塞式內燃機（二）車用內燃機的分類按活塞行程四沖程發動機二沖程發動機按所用燃料汽油發電機柴油發動機按氣缸排列方式直列式V型平臥式

按氣缸數單缸發動機多缸發動機按活塞運動方式往復活塞式發動機旋轉活塞式發動機按冷卻方式水冷發動機風冷發動機二、發動機總體構造及基本術語（一）總體構造：

兩大機構五大系統兩大機構：曲柄連桿機構、配氣機構五大系統：冷卻系、潤滑系、燃料供給系、點火系、起動系注意：柴油機沒有點火系。兩大機構之－－曲柄連桿機構作用：1）將燃料燃燒時產生的氣體壓力能轉變為曲軸的轉矩；2）活塞往復運動轉變為曲軸的旋轉運動而對外輸出動力。組成：由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成。兩大機構之－－配氣機構作用：

使新氣及時充入氣缸并及時將廢氣從氣缸中排出。組成：它由進氣門、排氣門、挺桿、推桿、搖臂、凸輪軸、正時齒輪等組成五大系統之－－冷卻系作用：保證發動機正常工作溫度。組成：它由水泵、散熱器、風扇、分水管、水套等組成。五大系統之－－潤滑系作用：潤滑、冷卻、清洗、密封防腐等。組成：由機油泵、濾清器、限壓閥、油道等組成。五大系統之－－燃料系（汽油車）作用：按需要向氣缸內供應已配制好的可燃混合氣，燃燒后排出廢氣。組成：化油器式的由燃油箱、汽油泵、化油器、進排氣管、濾清器等組成。

五大系統之－－燃料系（柴油車）作用：向氣缸內供應純空氣并在規定時刻向氣缸內噴入柴油，燃燒后排出廢氣。組成：由燃油箱、噴油泵、噴油器、進、排氣管、濾清器等組成。五大系統之－－點火系作用：按規定時刻及時點燃氣缸內的混合氣。組成：由蓄電池、分電器、點火線圈、火花塞等組成。五大系統之－－起動系作用：使靜止的發動機起動。組成：由起動機及附屬裝置組成。（二）汽車發動機的基本構造及術語上止點下止點活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發動機排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總容積(Va)壓縮比（ε）壓縮比表示進入氣缸氣體被壓縮的程度三、往復活塞式內燃機的工作原理

（一）四沖程汽油機的工作原理1、進氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程汽油機的工作過程1.進氣行程排氣門關閉進氣門開啟活塞溫度320~380

K壓力0.08~0.09MPa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。2.壓縮行程進氣門關閉排氣門關閉活塞PVra示功圖大氣壓力線c上止點下止點溫度600~800K，壓力0.8~1.5MPa3.作功行程進氣門關閉排氣門關閉瞬時最高：溫度2200~2800K壓力3~6.5MPa作功終了：溫度1200~1500K，壓力0.35~0.5MPaPVracZb上止點下止點示功圖活塞4.排氣行程PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點進氣門關閉排氣門打開活塞溫度900~1100K壓力0.105~0.12MPa殘余廢氣a

狀態行程溫度(K)壓力（MP）進氣行程320~3800.08~0.09壓縮行程600~8000.8~1.5作功行程2200~2800(瞬時最高)1200~1500(作功終了)3~6.5(瞬時最高)0.35~0.5(作功終了)排氣行程900~11000.105~0.125汽油機工作時各行程狀態參數（二）四沖程柴油機的工作原理噴油器吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進氣門排氣門純空氣溫度310~340K壓力0.085~0.095MPa溫度750~1000K壓力3~5MPa瞬時：溫度1800~2200K壓力6~9MPa溫度700~900K壓力0.105~0.12MPa終了：1000~1200K壓力0.2~0.5MPa

狀態行程溫度(K)壓力（MP）進氣行程310~3400.085~0.095壓縮行程750~10003~5作功行程1800~2200(瞬時最高)1000~1200(作功終了)6~9(瞬時最高)0.2~0.5(作功終了)排氣行程700~90003105~0.12柴油機工作時各行程狀態參數四沖程汽油機和柴油機的一個工作循環當中有什么異同之處呢？相同：每個工作循環中曲軸都轉兩周，每一行程曲軸都轉半周。只有在作功行程產生動力。不同點：

汽油機柴油機汽油與空氣在缸外混合，吸進氣缸的是可燃混合氣吸進氣缸的是純空氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油自燃有點火系無點火系無噴油器有噴油器（三）二沖程汽油機工作原理壓縮混合氣進氣點火燃燒排氣掃氣孔進氣孔排氣孔火花塞1、結構（四）二沖程柴油機工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門二沖程發動機和四沖程發動機相比有何優缺點？1.理論上它的功率應等于四沖程發動機的二倍。2.由于作功頻率較大，二沖程發動機的運轉比較均勻平穩。3.構造簡單，質量較小。4.易受磨損和經常需要修理的運動部件數量較少。四、發動機的性能指標一、發動機的性能指標是用來衡量發動機性能好壞的標準。發動機的主要性能指標有：動力性能指標，經濟性能指標和排放性能指標（環境指標）。

（一）動力性能指標——動力性能指標指曲軸對外作功能力的指標，包括有效扭矩、有效功率和發動機轉速。1、有效扭矩Te

（N.M）

：指發動機通過曲軸或飛輪對外輸出的扭矩，通常用Te表示，單位為N·m。有效扭矩是作用在活塞頂部的氣體壓力通過連桿、傳給曲軸產生的扭矩，并克服了摩擦，驅動附件等損失之后從曲軸對外輸出的凈扭矩。

3、有效功率Pe

（KW）

：指發動機通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉速的乘積。發動機的有效功率可以在專用的試驗臺上用測功器測定，測出有效扭矩和曲軸轉速，然后用下面公式計算出有效功率。

計算式：Pe＝Te*2пn/60*10-3＝Te*n/95502、發動機轉速n（r/min）：指發動機曲軸每分鐘的轉數，單位為r/min。發動機產品銘牌上標明的功率及相應轉速稱為額定功率和額定轉速。按照汽車發動機可靠性試驗方法的規定汽車發動機應能在額定工況下連續運行300～1000小時。

（二）經濟性能指標通常用燃油消耗率來評價內燃機的經濟性能。燃油消耗率是指發動機每發出1kW有效功率在1小時內所消耗的燃油質量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kW·h，計算公式如下

ge＝1000GT/Pe

（g/KW.h）式中：GT－每小時的燃油消耗量，kg/h；

Pe－有效功率，kW。（三）排放性能（環境指標）排放性能指標包括排氣品質、噪聲水平。二、發動機的速度特性（一）定義1、發動機特性：發動機的性能是隨著許多因素而變化的，其變化規律稱為發動機的特性。2、發動機的速度特性：發動機油門開度不變，發動機的性能指標（如發動機的功率、轉矩、有效燃油消耗率等）隨著曲軸轉速變化的規律。3、發動機的外特性：發動機油門全開，發動機的性能指標（如發動機的功率、轉矩、有效燃油消耗率等）隨著曲軸轉速變化的規律。又稱為發動機的總功率特性。（二）發動機外特性曲線。分析：此特性代表了發動機所具有的最高動力性能。1、可以從此曲線上找出發動機所能發出的最高功率和最高轉矩及其相應轉速。2、最高轉矩和最高功率所對應的轉速不同。3、發動機的最低燃油消耗率并不是出現在最高功率或最高轉矩對應的轉速下，此說明發動機的最高動力性與最好經濟性不能兼得。最低燃油消耗率所對應的轉速介于最高功率和轉矩對應的轉速之