1、第一章 发动机的工作原理和总体构造发动机的分类发动机的分类四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理二冲程发动机的工作原理二冲程发动机的工作原理内燃机的的总体结构内燃机的的总体结构发动机的性能指标与特性发动机的性能指标与特性内燃机的编码规则内燃机的编码规则第一节第一节 汽车发动机的类型汽车发动机的类型一、热机：将热能转化为机械能的发动机，称为热一、热机：将热能转化为机械能的发动机，称为热力发动机（简称热机），其中的热能是燃料燃烧力发动机（简称热机），其中的热能是燃料燃烧所产生的。所产生的。 1、内燃机：直接以燃烧产物为工质、内燃机：直接以燃烧产物为工质 结构紧凑、体积小、质量轻、易起动结构紧
2、凑、体积小、质量轻、易起动 2、外燃机、外燃机 二、内燃机的分类：二、内燃机的分类： 汽油机和柴油机汽油机和柴油机 气体燃料气体燃料 代用燃料代用燃料1 按照燃料分类按照燃料分类2 按照冷却方式按照冷却方式3 按气缸排列方式：按气缸排列方式：直列式直列式v型型水平对置水平对置4 按进气是否增压：按进气是否增压：5 按照气缸数目：按照气缸数目：n单缸发动机n多缸发动机6、按照行程分类：四行、按照行程分类：四行(冲冲)程和二行程程和二行程小结：水冷、四冲程往复活塞式内燃机水冷、四冲程往复活塞式内燃机 1、汽油机：轿车和轻型客、货车 2、柴油机：大客车、重型货车 轿车和轻型客、货车有使用柴油机的趋势
3、 尤其是增压柴油机。第二节：四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理 1 发动机的基本结构及基本术语发动机的基本结构及基本术语2 四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作原理3 四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理 1、气缸、气缸 2、气缸盖、气缸盖 3、曲轴箱、曲轴箱 4、曲柄连杆机构、曲柄连杆机构 活塞、连杆活塞、连杆 曲柄、飞轮曲柄、飞轮1、基本结构、基本结构2、发动机基本术语1) 1) 上止点上止点 TDC2) 2) 下止点下止点 BDC3) 3) 活塞行程活塞行程 S S=2 R R: R:曲柄半径曲柄半径4) 4) 气缸工作容积：气缸工作容积： 5) 5) 燃烧室容积燃烧室
4、容积 Vc6) 6) 气缸总容积气缸总容积:V:Va a=V=Vs s+V+Vc c62104 SDVs 7) 7) 发动机排量发动机排量 :所有汽缸工作容积的总和所有汽缸工作容积的总和 8) 8) 压缩比：压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。 9) 9) 工作循环：工作循环： 由进气、压缩、作功和排气组成的周而复始的过程由进气、压缩、作功和排气组成的周而复始的过程10) 10) 工况：某一时刻的运行状况。由工况：某一时刻的运行状况。由(Pe(Pe、n)n)决定决定11) 11) 负荷率负荷率: :在转速在转速n n一定的前提下，一定的前提下，s
5、stViV cscaVVVV 1maxeePP二二 四行程汽油机的工作原理四行程汽油机的工作原理 进气、压缩、作功和排气行程的顺序循环反复进行进气、压缩、作功和排气行程的顺序循环反复进行的的(单缸汽油机的工作过程单缸汽油机的工作过程)示功图：示功图：raPa：0.0750.09 MPaTa：370400K工质：吸入可燃混合气工质：吸入可燃混合气 ( (空气空气+ + 汽油汽油) )1 进气行程进气行程:进气门开，排气门关进气门开，排气门关PV图2 压缩行程压缩行程示功图：示功图：ac Va VcPa： 0.61.2 MPaTa： 600700 K压缩比压缩比: 610爆燃爆燃: 末端混合气的自
6、燃末端混合气的自燃表面点火表面点火: 炽热表面点燃混合气炽热表面点燃混合气进气门关，排气门关进气门关，排气门关3 作功行程：作功行程：接近上止点时：点燃接近上止点时：点燃示功图：示功图：cZ bPZ： 35 MPaTZ： 22002800KPb： 0.30.5 MPaTb： 13001600K（膨胀）进、排气门关（膨胀）进、排气门关4 排气行程排气行程:示功图：示功图：brPr：0.1050.12 MPaTr：9001200 K残余废气：残余废气：进气门关，排气门开进气门关，排气门开1 进气行程进气行程: 进气门开，排气门关进气门开，排气门关示功图：示功图：raPa：0.0850.095 MP
7、aTa：310340K工质：吸入工质：吸入纯纯空气空气PV图三、四行程柴油机工作原理三、四行程柴油机工作原理2 柴油机柴油机压缩行程压缩行程进气门关，排气门关进气门关，排气门关示功图：示功图：ac Va VcPc： 3.54.5 MPaTc： 7501000 K压缩比压缩比: 16223 柴油机柴油机作功行程：作功行程：进、排气门关闭进、排气门关闭接近上止点时：喷油接近上止点时：喷油 压燃压燃示功图：示功图：cZ bPZ： 69 MPaTZ： 20002500KPb： 0.20.5 MPaTb： 10001200K4 柴油机柴油机排气行程排气行程:进气门关，排气门开进气门关，排气门开示功图：示
8、功图：brPr：0.1050.12 MPaTr：700900 K5 柴油机与汽油机的比较n工作过程:柴油机:高n性能: 汽油机：转速高、质量小、噪音低、易起动、成本低； 油耗高、排气污染高 柴油机：油耗低20-30%，排气污染低n应用:1) 汽油机：轿车和轻型客、货车 2) 柴油机：大客车、重型货车 轿车和轻型客、货车有使用柴油机的趋势 尤其是增压柴油机。 6 单缸机与多缸机n单缸机：曲轴转速不均匀，飞轮转动惯量大n多缸机:单击上图放映单击上图放映 4缸、 6缸、V8、 V12 第三节：二冲程发动机的工作原理二冲程发动机的工作原理一、一、 二行程汽油机的工作原理二行程汽油机的工作原理:工作过程
9、工作过程图图 曲轴箱换气式：进气孔曲轴箱换气式：进气孔1、排气孔、排气孔2和扫气孔和扫气孔3。1 第一行程扫气：扫气： dh额外排气：额外排气： ha压缩：压缩：ac 2 第二行程作功：作功： cz b排气：排气： bf扫气：扫气：fd Pb： 0.30.6 MPabda: 130 150 二冲程与四冲程的比较二冲程与四冲程的比较n优点：优点： 1) 理论上，功率是四冲程的理论上，功率是四冲程的2倍倍; 2) 作功频率高，运转平稳均匀作功频率高，运转平稳均匀; 3) 结构简单，使用方便。结构简单，使用方便。n缺点：缺点： 1) 实际上，功率是四冲程的实际上，功率是四冲程的1.5 1.6倍倍;
10、2) 燃油耗高燃油耗高; 3) 排气污染高。排气污染高。二、二行程柴油机工作原理二、二行程柴油机工作原理 第四节 发动机的总体构造(1) 机体组机体组功用功用：各机构、各：各机构、各系统的装配基体系统的装配基体或组成部分。或组成部分。组成组成：气缸盖、气：气缸盖、气缸体和油底壳等缸体和油底壳等功用：功用：将活塞的往复直将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋线运动变为曲轴的旋转运动，完成动力输转运动，完成动力输出。出。组成：组成： 由活塞组、连由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组等杆组和曲轴飞轮组等组成。组成。 （2）曲柄连杆机构）曲柄连杆机构(3) 配气机构配气机构功用功用: 根据发动机的工作根据发动机的工
11、作顺序和工作过程，定顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排并使废气从气缸内排出，实现换气过程。出，实现换气过程。组成组成:气门组、气门传动气门组、气门传动组和气门驱动组组成。组和气门驱动组组成。 (4) 燃料供给系统燃料供给系统功用功用: 1、 汽油机：根据要求，汽油机：根据要求，配配制制出一定数量和浓度的出一定数量和浓度的混混合气合气，供入气缸，并从气，供入气缸，并从气缸内缸内排出排出将燃烧后的将燃烧后的废气废气； 2、柴油机：把柴油和空气、柴油机：把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室
12、分别供入气缸，在燃烧室内内形成混合气形成混合气并燃烧，最并燃烧，最后将燃烧后的后将燃烧后的废气排出废气排出。 (4) 润滑系统润滑系统功用：向作相对运动的功用：向作相对运动的零件表面输送定量的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现清洁润滑油，以实现液体润滑，减小摩擦液体润滑，减小摩擦阻力，减轻机件的磨阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进损。并对零件表面进行清洗和冷却。行清洗和冷却。组成：润滑油道、机油组成：润滑油道、机油泵、机油滤清器和限泵、机油滤清器和限压阀等。压阀等。(5) 冷却系统冷却系统功用：将受热零件功用：将受热零件吸收的部分热量吸收的部分热量及时散发出去，及时散发出去，保证发动机在最
13、保证发动机在最适宜的温度状态适宜的温度状态下工作。下工作。组成：冷却水套、组成：冷却水套、水泵、风扇、水水泵、风扇、水箱、节温器等组箱、节温器等组成。成。(7) 点火系统点火系统功用功用: 在规定时刻在规定时刻点燃气缸内被压点燃气缸内被压缩的混合气。缩的混合气。组成：由蓄电池、组成：由蓄电池、发电机、分电器、发电机、分电器、点火线圈和火花点火线圈和火花塞等组成塞等组成。 (8) 起动系统起动系统功用：起动发动功用：起动发动机并转入自行机并转入自行运转。运转。组成：起动机及组成：起动机及附属装置。附属装置。汽油机：汽油机： 由以上两大机构和五大系统组成，由以上两大机构和五大系统组成， 即即 由曲
14、柄连杆机构，配气机构、供给系、润滑由曲柄连杆机构，配气机构、供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机：柴油机： 由以上两大机构和四大系统组成，即由由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、供给系、润滑系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不不需要点火系需要点火系。 汽油机与柴油机的结构特点汽油机与柴油机的结构特点第五节、发动机主要性能指标和特性第五节、发动机主要性能指标和特性发动机的性能指标：用来衡量发动机性能好坏的标准。发动机的性能指标：用来衡量发动机性能好
15、坏的标准。主要性能指标有：动力性能、经济性能和运转性能指标。主要性能指标有：动力性能、经济性能和运转性能指标。 一、动力性能指标一、动力性能指标 ：对外作功能力的指标，对外作功能力的指标，Ttq、Pe、n 1、有效扭矩、有效扭矩Ttq ：发动机通过飞轮对外输出的：发动机通过飞轮对外输出的 平均转矩，单位：平均转矩，单位：Nm。 2、有效功率有效功率Pe ：指发动机通过飞轮对外：指发动机通过飞轮对外 输出的功率，单位：输出的功率，单位：kW。9550106023nTnTTPtqtqtqe 二、经济性能指标二、经济性能指标 燃油消耗率燃油消耗率be：发动机每发出发动机每发出1kW有效功率在有效功率
16、在1小时内所小时内所 消耗的燃油质量，单位为消耗的燃油质量，单位为g/(kWh)。 式中：式中：B 每小时的燃油消耗量，每小时的燃油消耗量，kg/h； Pe 有效功率，有效功率，kW。 有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所有效燃油消耗率越小，表示发动机曲轴输出净功率所消耗的燃油越少，其经济性越好。消耗的燃油越少，其经济性越好。310 eePBb三、运转性能指标运转性能指标1、排气品质：、排气品质： 污染物：污染物： CO，HC，NOX和颗粒和颗粒2、噪音、噪音3、起动性能、起动性能四、发动机的速度特性四、发动机的速度特性 1、定义：、定义：当燃料供给调节机构当燃料供给调节机构位置固定
17、不变时位置固定不变时， 发动机的性发动机的性能参数（能参数（Ttq，Pe，be）随转速）随转速改变而变化的曲线，称为改变而变化的曲线，称为速度速度特性曲线特性曲线。 当燃料供给调节机构位置达当燃料供给调节机构位置达到最大时得到的特性称到最大时得到的特性称发动机发动机外特性外特性；燃料供给调节机构其；燃料供给调节机构其他位置下得到的特性称为部分他位置下得到的特性称为部分特性。特性。 2、最大功率点、最大功率点 最大转最大转矩矩点点 五、发动机工作状况运转状态或工作状况运转状态或工作状况（简称发动机工况）。（简称发动机工况）。 负荷。负荷。 六、发动机编号规则六、发动机编号规则1、名称和型号、名称
18、和型号名称：按所使用的燃料命名，名称：按所使用的燃料命名，如汽油机、柴油机、煤气机等。如汽油机、柴油机、煤气机等。 型号：由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成型号：由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。2、内燃机型号由四部分组成：、内燃机型号由四部分组成：n首部：首部：为产品系列符号、换代标志符号和企业代号为产品系列符号、换代标志符号和企业代号n中部：中部：由缸数、冲程、气缸排列形式和缸径等组成。由缸数、冲程、气缸排列形式和缸径等组成。n后部：后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。结构特征和用途特征符号，以字母表示。n尾部：尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分区分符号。同一系列产品因改进等
19、原因需要区分 时，由制造厂选用适当符号表示时，由制造厂选用适当符号表示2. 内燃机型号编制规则内燃机型号编制规则内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：3. 型号编制举例型号编制举例 (1) 汽油机汽油机 1E65F： 单缸，二行程，缸径单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型，风冷通用型 4100Q-4： 四缸，四缸，4，缸径，缸径100mm，水冷车用，第四种变型，水冷车用，第四种变型 CA6102： 六缸，六缸，4，缸径，缸径102mm，水冷通用型，水冷通用型，CA企业名称企业名称 8V100： 八缸，八缸，4、缸径、缸径100mm，V型，水冷通用型型，水冷通用型 TJ376Q： 三缸，三缸，4，缸径，缸径76mm，水冷车用，水冷车用，TJ企业名称企业名称 CA488： 四缸，四缸，4，缸径，缸径88mm，水冷通用型，水冷通用型，CA企业名称企业名称 (2) 柴油机柴油机 195： 单缸，单缸，4，缸径，缸径95mm，水冷通用型，水冷通用型 165F： 单缸，单缸，4，缸径，缸径65mm，风冷通用型，风冷通用型 6135Q： 六缸，六缸，4，缸径，缸径135mm，水冷车用，水冷车用 X4105： 四缸，四缸，4，缸径，缸径105mm，水冷通用型，水冷通用型，X：系列代号：系列代号
