1、汽汽 车车 拖拖 拉拉 机机 学学 （上册：发动机）主讲：王会明 山东农业大学 机械与电子工程学院前言1、课程特点：结构复杂、零件多，各有其特点，章节的前后连贯性、逻、课程特点：结构复杂、零件多，各有其特点，章节的前后连贯性、逻辑性差。理论推理逻辑性强，需前后知识的连贯，逻辑思维和较强的空间辑性差。理论推理逻辑性强，需前后知识的连贯，逻辑思维和较强的空间想象力。想象力。2、教学方法：由于结构复杂，采用先实习后讲课方法；由于课时的不足，、教学方法：由于结构复杂，采用先实习后讲课方法；由于课时的不足，将部分内容（连接装配方法，间隙调整等）安排在实习中。将部分内容（连接装配方法，间隙调整等）安排在实
2、习中。3、学习方法：重视实习，掌握零件的名称、形状、连接关系、工作原理，、学习方法：重视实习，掌握零件的名称、形状、连接关系、工作原理，间隙位置、调整方法。注意课前预习和课后复习。间隙位置、调整方法。注意课前预习和课后复习。4、成绩由理论闭卷考试和平时成绩两部分组成，课堂提问、考勤、随堂、成绩由理论闭卷考试和平时成绩两部分组成，课堂提问、考勤、随堂考试计入平时成绩。考试计入平时成绩。5、教材：、教材：120学时教材，课程学时教材，课程45学时，新内容补充，不完全按教材章节、学时，新内容补充，不完全按教材章节、内容讲述，有删减和增加。内容讲述，有删减和增加。目目 录录绪论绪论：第一章：内燃机的基
3、本构造与原理第一章：内燃机的基本构造与原理 第二章：机体零件与曲柄连杆机构第二章：机体零件与曲柄连杆机构第三章：内燃机的换气系统第三章：内燃机的换气系统 第四章：柴油机燃油供给系第四章：柴油机燃油供给系 第五章：汽油机燃油供给系第五章：汽油机燃油供给系 第六章：内燃机的润滑系第六章：内燃机的润滑系第七章：内燃机的冷却系第七章：内燃机的冷却系 第八章：汽油机点火系第八章：汽油机点火系 第九章：内燃机的特性第九章：内燃机的特性 一、拖拉机汽车的发展概况一、拖拉机汽车的发展概况 （一）拖拉机的发展概况（一）拖拉机的发展概况 19591959年建成洛阳第一拖拉机制造厂，东方年建成洛阳第一拖拉机制造厂，
4、东方红牌拖拉机。红牌拖拉机。60607070年代相继建成年代相继建成100100余家大余家大中小型拖拉机厂，从中小型拖拉机厂，从2.62.673.6kw,73.6kw,从轮式到从轮式到链式拖拉机品种齐全。近年来我国链式拖拉机品种齐全。近年来我国80KW80KW以上的以上的大型四轮驱大型四轮驱拖拉动机型号增多，拖拉机产品已拖拉动机型号增多，拖拉机产品已进入国际市场。进入国际市场。绪论：绪论：（二）汽车的发展概况（二）汽车的发展概况1950年前，中国的汽车是战争后各国丢下杂牌车，称年前，中国的汽车是战争后各国丢下杂牌车，称“万国车万国车”。我国汽车工业的发展经历了四个阶段：我国汽车工业的发展经历了
5、四个阶段：第一个阶段第一个阶段：是是5070年代的建立发展时期，满足国内经济建设的需要。年代的建立发展时期，满足国内经济建设的需要。1956年建成长春第一汽车制造厂。从6070年代以北京、上海、天津、南京、济南、陕西、四川大足等相继建成20几家汽车制造厂。80年建成湖北第二汽车制造厂。第二个阶段是第二个阶段是8090年代，改型换代与国际接轨时期，满足国内轿车的需年代，改型换代与国际接轨时期，满足国内轿车的需求，提高质量，求，提高质量，增加国际竞争增加国际竞争时期时期。由货车为主转入轿、货并重，大规模生产轿车。第三个阶段是第三个阶段是0006年，发展和参与国际竞争时期。年，发展和参与国际竞争时期
6、。01年为239万辆，居全球第七位。05年570万辆，跃居全球第三。08年产销量达938万辆，超过日本居世界第二位。09年汽车产销量达1378万辆居世界第一。n第四个阶段第四个阶段 07年开始以奇瑞、吉利为龙头的我国自主品牌企业，进入自年开始以奇瑞、吉利为龙头的我国自主品牌企业，进入自主品牌的创建时期。主品牌的创建时期。从07年春季的北京汽车展和上海汽车展可见，以奇瑞为龙头的国产汽车品牌汽车大量涌现，我国汽车发展已进入国产汽车品牌的创立和发展时期。二、拖拉机汽车的类型二、拖拉机汽车的类型（一）拖拉机的类型（一）拖拉机的类型 1、按用途分类：按用途分类：普通型、园艺型、中耕型、特殊用途型拖拉机。
7、普通型、园艺型、中耕型、特殊用途型拖拉机。2、按行走装置分类：按行走装置分类：履带式、轮式、手扶式拖拉机。履带式、轮式、手扶式拖拉机。3、按功率大小分类：按功率大小分类：大型、中型、小型拖拉机。大型、中型、小型拖拉机。（二）汽车的类型（二）汽车的类型 1、按用途分按用途分：运输汽车、特种汽车。运输汽车、特种汽车。2、按动力装置形式分按动力装置形式分：内燃机汽车、电动汽车。内燃机汽车、电动汽车。3、按车体结构分按车体结构分:客车：小客乘客客车：小客乘客58人；中客：人；中客：19人以下；大客：人以下；大客：20人以上。人以上。轿车：微型轿车轿车：微型轿车V IL;普通轿车普通轿车1 V 1.6L
8、;中级轿车中级轿车1.6 V 2.5L；中高级轿车中高级轿车2.5 V 4L；高级轿车；高级轿车4L V。货车：微型车货车：微型车Ga1.8t;轻型车轻型车1.8Ga6t;中型车中型车 6tGa14t;重型重型 车车14t。4、按使用能源分按使用能源分:汽油车、柴油车、电动汽车（电车、太阳能汽车、燃料电池汽油车、柴油车、电动汽车（电车、太阳能汽车、燃料电池汽车、氢气汽车）、燃气汽车（天然气、煤气、石油液化气、沼气等）、汽车、氢气汽车）、燃气汽车（天然气、煤气、石油液化气、沼气等）、其他燃料车（酒精、植物油）。其他燃料车（酒精、植物油）。5、按用途分按用途分:营运车辆、营运车辆、非营运车辆、专用
9、车（扫地车、起重车）、特种车非营运车辆、专用车（扫地车、起重车）、特种车（救（救 护车、消防车、警车、工程抢险车等）。护车、消防车、警车、工程抢险车等）。（一）拖拉机的型号（一）拖拉机的型号 拖拉机型号由系列代号、功率代号、形式代号、功能代拖拉机型号由系列代号、功率代号、形式代号、功能代号和区别标志组成。号和区别标志组成。三、国产拖拉机汽车的型号三、国产拖拉机汽车的型号 区别标志区别标志（数字表示，改进次数）功能代号功能代号（符号表示，G工业用，H高地隙中耕用，J集材用，L林业用，S山地用，T运输用，GU果园用，Z沼泽地用，无符号 普通型）型式代号型式代号（数字表示，0四轮后驱动，1手扶，2履
10、带式，3三轮式，4四轮驱动，5自走式，9船式。）功率代号功率代号（数字表示，kw或马力）系列代号系列代号（两个符号表示，可以省略）例：TS254：泰山牌，25马力，4轮驱动，普通型。（二）汽车的型号（二）汽车的型号专用车分类号与企业自定代号，前部用字母后部专用车分类号与企业自定代号，前部用字母后部用字母或数字表示。用字母或数字表示。产品序号，数字表示。产品序号，数字表示。特征参数好，数字表示。特征参数好，数字表示。类型代号，数字表示。类型代号，数字表示。企业名称代号，字母表示。企业名称代号，字母表示。企业代号：企业代号：CA-一汽，EQ-二汽，BJ-北京汽车制造厂，SH-上海汽车制造厂，TJ-
11、天津汽车制造厂，NJ-南京汽车制造厂，JN-济南汽车制造厂，CQ-重庆汽车制造厂，SX-陕西汽车制造厂。类型代号：类型代号：1货车，2越野车，3自卸车，4牵引车，5专用车，6客车，7轿车，9半挂车。特征参数：特征参数：货车用总质量t表示，客车用长度m表示，轿车用排量L表示。产品序号：产品序号：1第一次改型。专用车分类号：专用车分类号：X厢式，G罐式。如：CA1091：一汽货车，质量9t，序号1；TJ6181：天津客车厂，长度18m,序号1。四、拖拉机汽车的总体构造四、拖拉机汽车的总体构造（一）拖拉机的总体构造（一）拖拉机的总体构造 由发动机、底盘、工作装置及电气设备由发动机、底盘、工作装置及电
12、气设备组成。组成。发动机：发动机：将汽缸内燃料燃烧产生的热能转变成机械能，提供拖拉机行驶所需的动力。底盘：底盘：将发动机的动力转变为行驶驱动力，完成变速、转向、制动等。由传动系、行走系、转向系和制动系组成。工作装置：工作装置：携带农具，完成各种农田作业。由液压悬挂机构组成。电气设备：电气设备：作用是起动、照明和行驶安全信号。由蓄电池、发电机、调节器、起动照明等设备组成。（二）汽车的总体构造（二）汽车的总体构造n汽车由发动机、底盘、车身、电气设备组成。汽车由发动机、底盘、车身、电气设备组成。发动机发动机：有柴油机、汽油机、天然气机、石油液化气机。底盘底盘 ：传动系、行走系、转向系、制动系。车身：
13、车身：驾驶室、车箱。电气设备：电气设备：起动系统、照明系统、安全信号、全车线路。第一章：发动机的基本构造与原理第一章：发动机的基本构造与原理n第一节第一节：发动机的分类与构造：发动机的分类与构造n一、发动机一、发动机的的分类分类n按所用燃料分：按所用燃料分：汽油机、柴油机、石油液化气机、沼气机。n按每循环行程数分：按每循环行程数分：二行程发动机、四行程发动机。n按汽缸数分：按汽缸数分：单缸发动机、多缸发动机。n按冷却方式分：按冷却方式分：水冷式、风冷式发动机。n按着火方式分：按着火方式分：点燃式、压燃式发动机。n按转速分：按转速分：高速、低速发动机。n按汽缸排列方式：按汽缸排列方式：立式、卧式
14、、V型对置式发动机。二、内燃机产品名称和型号编制规则二、内燃机产品名称和型号编制规则n首部首部 中部中部 后部后部 尾部尾部系列符号（系列号、地方、企业号）系列符号（系列号、地方、企业号）换代标志符号（换代标志符号（R表示改进型）表示改进型）缸数符号（如：缸数符号（如：1、2、4、6）气缸排列形式符号（如气缸排列形式符号（如V、P）冲程符号（如：冲程符号（如：E)缸径符号缸径符号(如：如：40、95、102）结构特征符号（如：结构特征符号（如：F、Z、S）用途特征符号（如：用途特征符号（如：T、J、Q、G)T拖拉机，拖拉机，J铁路，铁路，Q汽车，汽车，G工程，工程，M摩托车，摩托车，D发电，发
15、电，C船，船，Y农用运输，农用运输，L林业。林业。例：例：495T、12V135ZG、1E40F、4100QVV形，形，P卧式，卧式，E二行程，无二行程，无E为四行程。为四行程。F风冷，风冷，Z增压，增压，ZL 增压中冷，增压中冷，S对置，无符合为普通型。对置，无符合为普通型。三、发动机的总体构造三、发动机的总体构造发动机由六大部分组成：发动机由六大部分组成：（一）机体与曲柄连杆机构：实现（一）机体与曲柄连杆机构：实现工作循环，完成工作循环，完成 热能与机械热能与机械能的转换。能的转换。（二）换气系统：排除废气，吸入（二）换气系统：排除废气，吸入新气。新气。（三）燃油供给系统：定时供给气（三）
16、燃油供给系统：定时供给气缸燃油。缸燃油。（四）润滑系统：润滑摩擦机件。（四）润滑系统：润滑摩擦机件。（五）冷却系统：冷却受热机件。（五）冷却系统：冷却受热机件。（六）点火系统：定时点燃混合气。（六）点火系统：定时点燃混合气。第二节：发动机第二节：发动机的工作原理的工作原理一、单缸四行程发动机的工作原理单缸四行程发动机的工作原理上止点：上止点：活塞上行到最高位置时的一点。下止点：下止点：活塞下行到最低位置时的一点。活塞行程活塞行程(S)：活塞由上止点到下止点所走过的路程。燃烧室容积（燃烧室容积（Vc)：活塞在上止点时活塞上部的容积。气缸工作容积（气缸工作容积（Vh)：上下止点之间的容积。排量排量
17、L：所有气缸工作容积之和。气缸总容积（气缸总容积（Va）：）：Va Vc Vh压缩比（压缩比（）：）：Va/Vc，汽 610，柴1422。活塞行程（活塞行程（气缸直径（气缸直径（式中：式中：mm)S );mmD L)(10S4DV62h 为了使燃料燃烧为了使燃料燃烧的热能转化为机械的热能转化为机械能，发动机必须经能，发动机必须经过一系列的连续工过一系列的连续工作过程，即：进气、作过程，即：进气、压缩、作功、排气。压缩、作功、排气。进气行程进气行程排气门关闭进气门开启Pa=78.593.2KPa Ta=320340KVP上止点下止点大气压力线大气压力线ra示功图示功图：表示活塞在不同位置时 气缸
18、内气体压力的变化情况。活塞从上止点下行，气缸内容积增活塞从上止点下行，气缸内容积增大，压力降低，进气门开，排气门大，压力降低，进气门开，排气门关，空气进入气缸，到下止点为止。关，空气进入气缸，到下止点为止。活塞从上至点到下至点走完一个活塞从上至点到下至点走完一个行程，称进气行程。进气终了行程，称进气行程。进气终了Pa=78.593.2KPa Ta=320340K压缩行程压缩行程进气门关闭排气门关闭压缩比：=Va/Vc PVra示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点Pc=29004900KPa Tc=750950K 活塞从下止点上行，进排气门都处活塞从下止点上行，进排气门都处于关闭，气缸容积减
19、小，压力、温度升于关闭，气缸容积减小，压力、温度升高高，到上止点为止压缩结束，活塞走完，到上止点为止压缩结束，活塞走完一个行程，称压缩行程。压缩结了，一个行程，称压缩行程。压缩结了，Pc=29004900KPa Tc=750950K作功行程作功行程进气门关闭排气门关闭ZPVra示功图大气压力线大气压力线cb上止点下止点瞬时最高温度：18002200k，压力59008800kPa作功终了：Pb=290580KPa Tb=10001300K压缩接近结束时，由火花塞跳火点燃混合气，燃烧压力、压缩接近结束时，由火花塞跳火点燃混合气，燃烧压力、温度上升，高压气体推动活塞下行，经连杆推动曲轴旋温度上升，高
20、压气体推动活塞下行，经连杆推动曲轴旋转对外做功，到下至点为止。作功过程进排气门处于关转对外做功，到下至点为止。作功过程进排气门处于关闭状态。活塞由上至点到下至点走完一个行程，为做功闭状态。活塞由上至点到下至点走完一个行程，为做功行程。做功终了行程。做功终了 Pb=290580KPa Tb=10001300K排气行程排气行程进气门关闭排气门打开温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气活塞由下止点向上行，排气门开、进气门活塞由下止点向上行，排气门开、进气门关，将燃烧后的废气排出，到上至点为止。关，将燃烧后的废气排出，到上至点为止。活塞走完一个行程，为排气行程。排气终活塞走完一个行程
21、，为排气行程。排气终了了 Pr=100120KPa，Tr=500800KrPVr示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点a 每完成一次连续的进气、压缩、作功、每完成一次连续的进气、压缩、作功、排气工作过程，称为一个工作循环。活塞排气工作过程，称为一个工作循环。活塞往复四个行程完成一个工作循环底，称为往复四个行程完成一个工作循环底，称为四冲程发动机。四冲程发动机。二、多缸发动机工作原理二、多缸发动机工作原理将多个气缸组合排列在将多个气缸组合排列在一起，用一根曲轴输出功一起，用一根曲轴输出功率，为多缸发动机。率，为多缸发动机。多缸发动机曲轴每转多缸发动机曲轴每转180各缸完成自己的行各缸完成自
22、己的行程，曲轴转程，曲轴转720各缸做各缸做功功1次。次。三、发动机的工作三、发动机的工作顺序与发火间隔角顺序与发火间隔角各缸之间的先后做功次序叫工作顺序各缸之间的先后做功次序叫工作顺序(点火顺序）。点火顺序）。4缸：缸：1342；6缸：缸：153624。从一个缸点火开始到另一个缸点火时的曲轴转角，叫发火从一个缸点火开始到另一个缸点火时的曲轴转角，叫发火间隔角。间隔角。Q720/-缸数。缸数。柴油机工作时各行程状态参数柴油机工作时各行程状态参数 状态状态 行程行程温度温度(K)压力压力进气行程进气行程320350800900 kPa压缩行程压缩行程800100035MPa作功行程作功行程220
23、02800(瞬时最高瞬时最高)15001700(作功终了作功终了)35MPa(瞬时最高瞬时最高)300500 kPa(作功终了作功终了)排气行程排气行程8001000105125 kPa视频：单缸机工作原理视频：单缸机工作原理汽车视频汽车视频 货车驾驶货车驾驶 单缸机原理单缸机原理四、二行程发动机的工作原理四、二行程发动机的工作原理（一）结构特点：（一）结构特点：（1）、进排气口在缸体上，）、进排气口在缸体上，气口的开闭由活塞完成。气口的开闭由活塞完成。（2）、排气口最高，其次）、排气口最高，其次是换气口，进气口最低。是换气口，进气口最低。（3）、排气为曲轴箱扫气）、排气为曲轴箱扫气式。式。换
24、气孔曲轴箱进气孔排气孔火花塞（二）工作过程（二）工作过程第一行程：第一行程：活塞在下止点，裙部密封进气口，排气口和换气口打开，气缸充满气体活塞在下止点，裙部密封进气口，排气口和换气口打开，气缸充满气体.（1）上部：活塞上行，驱赶气体，先关换气口再关排气口，压缩，压力上部：活塞上行，驱赶气体，先关换气口再关排气口，压缩，压力温度升高。温度升高。（2）下部：曲轴箱的体积增大、压力减小，打开进气口，曲轴箱进气）下部：曲轴箱的体积增大、压力减小，打开进气口，曲轴箱进气 第一个行程完成压缩、燃烧和曲轴箱进气第一个行程完成压缩、燃烧和曲轴箱进气第二行程第二行程 燃料燃烧压力增大、温度升高，活塞下行作功燃料
25、燃烧压力增大、温度升高，活塞下行作功（1）上部：在燃气高压下活塞下行作功，下行）上部：在燃气高压下活塞下行作功，下行2/3处排气门处排气门 打开，排气；然后换气门打开，换气。打开，排气；然后换气门打开，换气。（2）下部：裙部先关进气口、压缩曲轴箱气体。）下部：裙部先关进气口、压缩曲轴箱气体。第二行程完成作功、排气、换气三个过程第二行程完成作功、排气、换气三个过程五、汽油机、柴油机的工作原理比较五、汽油机、柴油机的工作原理比较共同特点：共同特点：（1）、每个工作循环曲轴转两周，每行程曲轴转半周。）、每个工作循环曲轴转两周，每行程曲轴转半周。（2）、只有作功过程产生动力。）、只有作功过程产生动力。
26、不同点：不同点：汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入气缸的可燃混合气。入气缸的可燃混合气。进入气缸的是纯空气，柴油进入气缸的是纯空气，柴油与空气在缸内混合。与空气在缸内混合。电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系压缩比低压缩比低压缩比高压缩比高柴油机压缩比高于汽油机，燃烧爆发压力大，热能利用率高，柴油机压缩比高于汽油机，燃烧爆发压力大，热能利用率高，柴油机经济性好。柴油机经济性好。六、二行程和四行程发动机的比较六、二行程和四行程发动机的比较不同特点：不同特点：（1）、每个工作循环二行程曲轴转）、
27、每个工作循环二行程曲轴转1周，四行程曲轴转周，四行程曲轴转2周。周。相同转速下，二行程做功次数多相同转速下，二行程做功次数多1倍，油耗多倍，油耗多1倍。倍。（2）、二行程作功过程占总行程）、二行程作功过程占总行程2/3，1/3行程用来排气，所行程用来排气，所以二行程的热能利用率低，浪费燃油。以二行程的热能利用率低，浪费燃油。（3）、四行程排气用活塞赶气，二行程用压差排气，所以二）、四行程排气用活塞赶气，二行程用压差排气，所以二行程排气不净，气缸进气不足。行程排气不净，气缸进气不足。因此：二行程的发动机的经济性比四行程差。因此：二行程的发动机的经济性比四行程差。发动机的经济排序为：发动机的经济排
28、序为：四行程柴油机四行程汽油机二行程四行程柴油机四行程汽油机二行程 柴油机二行程汽油机柴油机二行程汽油机第三节：第三节：发动机的循环过程发动机的循环过程、发动机的理论循环、发动机的理论循环 在内燃机的理论研究中，为分析循环中热能转换为机械在内燃机的理论研究中，为分析循环中热能转换为机械能过程的方便性，不考虑实际循环中各种损失的循环，为能过程的方便性，不考虑实际循环中各种损失的循环，为理论循环。理论循环。理论循环的假设：理论循环的假设：（1）以空气为工质，在循环过程中，工质的数量和性）以空气为工质，在循环过程中，工质的数量和性质不变，工质不需更换。质不变，工质不需更换。（2）燃烧和排气过程，以工
29、质从热源吸热和向冷源放）燃烧和排气过程，以工质从热源吸热和向冷源放热来代替。热来代替。（3）压缩和膨胀过程在绝热情况下进行。）压缩和膨胀过程在绝热情况下进行。（4）工质的比热是常数，不随温度压力变化。）工质的比热是常数，不随温度压力变化。目的：目的：通过对理论循环的研究，可得出最大的热量利通过对理论循环的研究，可得出最大的热量利用率，即实际循环的极限；可找出改善其动力性和经济用率，即实际循环的极限；可找出改善其动力性和经济性的途径性的途径。分类：分类：为等容加热循环，等压加热循环和混为等容加热循环，等压加热循环和混 合加热循环三种。合加热循环三种。（1）、等容加热循环）、等容加热循环：循环做功
30、所需的热量是在等容过程中加入循环做功所需的热量是在等容过程中加入的。如汽油机：缸外混合，点燃迅速燃烧，的。如汽油机：缸外混合，点燃迅速燃烧，T、P上升快，容积变化小上升快，容积变化小,为等容加热。为等容加热。（2）、等压加热循环）、等压加热循环 循环做功所需的热量是在等压过程中加入循环做功所需的热量是在等压过程中加入的。的。如低速柴油机：缸内边混合边燃烧上如低速柴油机：缸内边混合边燃烧上止点后止点后P变化不大，为等压加热。变化不大，为等压加热。（3）、混合加热循环：）、混合加热循环：循环做功所需的热量是在等压和等容两个过程中循环做功所需的热量是在等压和等容两个过程中加入的。高速柴油机高速混合燃
31、烧和边喷射边燃烧并加入的。高速柴油机高速混合燃烧和边喷射边燃烧并存，即等容加热和等压加热并存，为混合加热存，即等容加热和等压加热并存，为混合加热。二、发动机的实际循环二、发动机的实际循环 发动机实际循环的吸气、压缩、发动机实际循环的吸气、压缩、燃烧、作功、排气五个过程所形成燃烧、作功、排气五个过程所形成的面积为示功图。示功图各特征点的面积为示功图。示功图各特征点之间的线段为各工作过程。之间的线段为各工作过程。线段线段aczba所包围的面积，为所包围的面积，为一个循环燃气对活塞所作的功，为一个循环燃气对活塞所作的功，为正功又称为指示功，用正功又称为指示功，用Wi表示。表示。线段线段aara所包围
32、的面积为一个所包围的面积为一个循环进排气过程的能量损失，称为循环进排气过程的能量损失，称为换气损失，为负功。换气损失为机换气损失，为负功。换气损失为机械损失的一部分。械损失的一部分。三、实际循环的各种损失：三、实际循环的各种损失：1、换气损失：、换气损失：、打开、关闭进排气门所消耗的功率损失；打开、关闭进排气门所消耗的功率损失；、进排气对气流的阻力损失（进排气对气流的阻力损失（Wr）；）；、排气门提前打开的热量损失即排气提前损排气门提前打开的热量损失即排气提前损 失（失（W）；）；、缸内残余废气对进气的加热使进气量减缸内残余废气对进气的加热使进气量减 少，对动力性、经济性的影响损失。少，对动力
33、性、经济性的影响损失。、提前（点火、喷油）燃烧损失，即提前燃烧增加压缩耗、提前（点火、喷油）燃烧损失，即提前燃烧增加压缩耗功，减少膨胀做功，又称为非瞬时燃烧损失；功，减少膨胀做功，又称为非瞬时燃烧损失；、做功过程仍有少量燃烧，称为补燃损失、做功过程仍有少量燃烧，称为补燃损失Wb；2、燃烧损失、燃烧损失Wf：3、传热损失、传热损失:实际过程：压缩初工质吸热实际过程：压缩初工质吸热中期绝热中期绝热后期放热后期放热，实际的，实际的压缩过程是有热量交换并交换方向变化的多变过程。在燃烧和压缩过程是有热量交换并交换方向变化的多变过程。在燃烧和做功过程中向外放热。做功过程中向外放热。、压缩、燃烧、做功过程存
34、在工质向缸壁散热损失；压缩、燃烧、做功过程存在工质向缸壁散热损失；、工质流动损失和漏气损失。工质流动损失和漏气损失。可见：漏气，冷却水温度低，转速低，影响动力性、可见：漏气，冷却水温度低，转速低，影响动力性、经济性。经济性。4、比热变化损失：、比热变化损失：、化学反映过程中的比热变化，使实际循环的压力、化学反映过程中的比热变化，使实际循环的压力、温度比理论循环低，热效率低；温度比理论循环低，热效率低；、高温下发生热分解而吸热，使压力、温度上升减高温下发生热分解而吸热，使压力、温度上升减少，热效率降低。少，热效率降低。5、流动损失：、流动损失：、混合气体在气缸内的高速涡流损失；混合气体在气缸内的
35、高速涡流损失；、分隔式燃烧室，气体通过狭小通道的节分隔式燃烧室，气体通过狭小通道的节流损失。流损失。6、泄露损失：、泄露损失：气缸间隙，活塞环的边间隙，活塞环的开气缸间隙，活塞环的边间隙，活塞环的开口间隙，在压缩、燃烧、做功过程的损失，口间隙，在压缩、燃烧、做功过程的损失，称为泄漏损失。泄漏损失与发动机的技术状称为泄漏损失。泄漏损失与发动机的技术状态有关。态有关。传热损失、比热变化损失、传热损失、比热变化损失、流动损失、泄漏损失用流动损失、泄漏损失用W表示。表示。理论循环的热效率为理论循环的热效率为61，实际循环柴油机实际循环柴油机45，汽油机汽油机30。7、机械损失、机械损失 n包括：活塞与
36、气缸的摩擦损失，轴承的摩擦损失，泵包括：活塞与气缸的摩擦损失，轴承的摩擦损失，泵气损失，换气损失，驱动附件损失等。气损失，换气损失，驱动附件损失等。第四节：第四节：发动机的性能指标发动机的性能指标 指示指标：根据示功图理论求得的指标。指示指标：根据示功图理论求得的指标。动力指标：功率、动力指标：功率、指标指标 平均压力平均压力 有效指标：由曲轴输出的实际有用指标。有效指标：由曲轴输出的实际有用指标。经济指标：燃油消耗经济指标：燃油消耗 率、热效率率、热效率 一、指示指标一、指示指标：指示功、指示功率、指示耗：指示功、指示功率、指示耗 油率、指示热效率。油率、指示热效率。1、指示功、指示功W：示
37、功图面积为发动机的指示功。示功图面积为发动机的指示功。W PVh 正功：由压缩和膨胀所获得的功。正功：由压缩和膨胀所获得的功。负功：由进气和排气消耗的功，也称原气功。负功：由进气和排气消耗的功，也称原气功。2、平均指示压力、平均指示压力P:P Vh (MPa)四行程汽油机四行程汽油机P 0.61.15；四行程柴油机四行程柴油机P 0.61.25；二行程汽油机二行程汽油机P 0.40.85；二行程柴油机二行程柴油机P 0.351.3。3、指示功率：、指示功率：单位时间内的指示功为指示功率单位时间内的指示功为指示功率。(kw)3030602 inVpnVpnWtWNhihiiii 式中：式中：气气
38、缸缸数数；n-n-转转速；速；每循每循环环的行程的行程数数，四行程四行程 4，二行程，二行程 2 2；t-t-每循每循环环的的时间时间，t=60t=60/s/s)/(103hkwgNGgifi n5、指示热效率：、指示热效率：n示功图上转变为机械功的热量与消耗的热量之比，为指示功图上转变为机械功的热量与消耗的热量之比，为指示热效率。示热效率。即：即：g Hu103.6 H1 i3u iiiigqW 式中：式中：q-消耗燃油的消耗燃油的热热量，量，Hu-燃料的热值，燃料的热值，1kw h=3600kJ.柴油机柴油机 0.430.50.430.5；汽油机；汽油机 0.250.4。二有效指标二有效指
39、标n有有效功率、有效扭矩、平均有效压力、有效耗油率、有有效功率、有效扭矩、平均有效压力、有效耗油率、有效热效率有效热效率e e和和机械效率机械效率m m。n1、有效功率、有效功率Ne：发动机由曲轴输出的有用功率。发动机由曲轴输出的有用功率。NeN-Nm，Ne=0.1046Men 或或 Ne=0.001Pn (kw)式中：式中：Me发动机的有效扭矩。发动机的有效扭矩。P-测功器的读数（扭力）测功器的读数（扭力）n-发动机的转速。发动机的转速。Nm 机械摩擦功率。机械摩擦功率。n2、机械效率、机械效率m m：指示功率转变为有效功率的程度。指示功率转变为有效功率的程度。m m Ne/N 或或 Ne
40、m m N 。3、平均有效压力、平均有效压力Pe：imeiemhmmhepp pp (kw)30n iVpN (kw)30n iVpNe n单位气缸工作容积的有效功为平均有效压力。单位气缸工作容积的有效功为平均有效压力。Pe P Pm。式中：。式中：Pm平均机械损失压力。平均机械损失压力。n4、有效扭矩、有效扭矩Me:由曲轴输出的扭矩为有效扭矩。由曲轴输出的扭矩为有效扭矩。)kW(nM1046.060n2MN/i318.3VK-Km)(kN nN9.554pKMeeeheee 常数，常数，式中：式中：h)kw /(g 10NeGg3e 5、有效耗油率、有效耗油率ge:发动机每千瓦小时的耗油量。
41、发动机每千瓦小时的耗油量。式中：式中：G-发动机发动机1小时的燃油消耗量。（小时的燃油消耗量。（kg/h)标定工况下的耗油率为：汽油机标定工况下的耗油率为：汽油机g ge e=265340=265340；柴油机柴油机ge=224299；增压柴油机；增压柴油机ge=190217（g/kw.h)6、有效热效率、有效热效率e：燃烧的燃料热量转变为有效功的程度。或燃烧的燃料热量转变为有效功的程度。或每千瓦每千瓦小时有效功相当的热量与所消耗燃料热量之比。小时有效功相当的热量与所消耗燃料热量之比。ueeu3miimiieeGHN860gH106.3qWqW 式中：式中：G发动机的耗油量；发动机的耗油量；8
42、60每千瓦小时每千瓦小时860大卡热量；大卡热量；Hu燃料热值。燃料热值。三、排放指标三、排放指标1、内燃机的有害排放物及危害：CO、HC、NOx、SO2、醛类和微粒(含炭烟)等。2噪声及其危害：噪声及其危害：汽车（内燃机）的噪声主要是燃烧噪声和机械噪声。它损害人的听觉器官，神经系统、心血管系统、消化系统和内分泌系统，使人性情烦躁、反应迟钝、耳聋、诱发高血压和神经系统的疾病。我国的噪声标准规定，内燃机噪声不大于84 dB(A).对气候的危害对气候的危害:更多干旱和洪水更多干旱和洪水中国北部的干旱中国北部的干旱中国南方的洪水中国南方的洪水 3 3、大气的污染、大气的污染 据研究，目前大气中21.
43、7%的HC、38.5%的CO、87.6%的NOx、11.7%的CO2、6.2%的SO2和32%的微粒来自汽车，而在城市大气中，这一比例更高，87%的HC、61%的CO和55%的NOx来自于汽车。美国洛杉矶1968年的统计，日排放量CO为4200t、HC为1000t、NOX为433t。日本东京1970年的统计，日排放量CO为4200t、HC为700t、NOX为420t。我国北京1995年的统计，日排放量CO为2700t、HC为460t、NOX为317t。4、排放标准：、排放标准：欧欧3、欧、欧4排放标准排放标准 阶段 一氧化碳质量（CO）g/kWh碳氢化合物质量（HC）g/kWh氮氧化物质量（N
44、Ox）g/kWh微粒质量（PT）g/kWh烟度m1A（2000）2.10.665.00.10.08B1（2005）1.50.463.50.020.5B2（2008）1.50.4620.020.5C（EEV）1.50.2520.020.15注：十三工况测试循环第二章：第二章：机体零件与曲柄连杆机构机体零件与曲柄连杆机构第一节：曲柄连杆机构第一节：曲柄连杆机构作用：实现工作循环，完成能量转换。作用：实现工作循环，完成能量转换。组成：由活塞组、连杆组，曲轴飞轮组构成。组成：由活塞组、连杆组，曲轴飞轮组构成。一、一、活塞组：由活塞、活塞环和活塞销等。活塞组：由活塞、活塞环和活塞销等。功用：承受燃气压力
45、并通过连杆传给曲轴；功用：承受燃气压力并通过连杆传给曲轴；密封气缸，防止燃气漏入曲轴箱和过密封气缸，防止燃气漏入曲轴箱和过 多的机油进入气缸。多的机油进入气缸。活塞环活塞销活塞连杆连杆瓦连杆瓦盖连杆螺栓1、活塞、活塞 功用：承受气体压力，并通过活塞功用：承受气体压力，并通过活塞销和连杆推动曲轴旋转。销和连杆推动曲轴旋转。工作环境：高温达工作环境：高温达600700K，散热散热条件差；高速达条件差；高速达10m/s，惯性力大。，惯性力大。活塞顶部承受活塞顶部承受3 5MPa压力，使压力，使之变形，破坏配合联结。之变形，破坏配合联结。材料：铝合金：质量小材料：铝合金：质量小 导热性好；导热性好；活
46、塞应具备活塞应具备的特点的特点A 刚度和强度应足够大，传力可靠。刚度和强度应足够大，传力可靠。B 导热性能好，耐高压、高温、磨损导热性能好，耐高压、高温、磨损C 质量较小，尽可能减少往复惯性力质量较小，尽可能减少往复惯性力（1）活塞顶部）活塞顶部：作用顶部与缸盖组成燃烧室，承受气体压力。：作用顶部与缸盖组成燃烧室，承受气体压力。凹坑的形状、凹坑的形状、位置必须有位置必须有利于可燃混利于可燃混合气的燃烧；合气的燃烧；提高压缩比，提高压缩比，防止碰气门。防止碰气门。凸起呈球凸起呈球状、顶部状、顶部强度高，强度高，起导向作起导向作用、有利用、有利于改善换于改善换气过程。气过程。平顶平顶 结构结构简单
47、、制造简单、制造容易、受热容易、受热面积小、应面积小、应力分布较均力分布较均匀，多用在匀，多用在汽油机上。汽油机上。（2）活塞头部）活塞头部位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。位置：第一道活塞槽与活塞销孔之间的部分。气环槽气环槽油环槽油环槽工作条件工作条件最恶劣，最恶劣，应离顶部应离顶部远远 些。些。作用：作用：安装活塞环、与活塞环一起密封气缸，安装活塞环、与活塞环一起密封气缸，防止可燃防止可燃 混合气漏入曲轴箱内，将顶部吸收的热量通过活塞环传给混合气漏入曲轴箱内，将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。气缸壁。活塞活塞销孔（3）活塞裙部）活塞裙部位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包
48、括销座孔。位置：从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括销座孔。作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，作用：对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力，防治破坏油膜。防治破坏油膜。裙部表面的保护：裙部表面的保护：镀锡：油膜破坏时镀锡：油膜破坏时起润滑作用并加速起润滑作用并加速磨合。磨合。涂石墨：自润滑，涂石墨：自润滑，加速磨合，易脆断。加速磨合，易脆断。表面粗糙化：有规表面粗糙化：有规律的粗糙化可加速律的粗糙化可加速磨合，沟谷可存油磨合，沟谷可存油润滑。润滑。（4）活塞形状）活塞形状 裙部椭圆：工作时，活塞受热膨胀，由于销座方向的金属裙部椭圆：工作时，活塞受热膨胀，由于
49、销座方向的金属材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成材料较多，所以膨胀量较大。所以在生产时先将活塞制成椭圆形，短轴在销座轴方向。椭圆形，短轴在销座轴方向。销座方向销座方向裙部受侧压力的裙部受侧压力的作用，导致活塞作用，导致活塞发生变形。发生变形。工作时向里变形工作时向里变形圆锥形圆锥形不受压力的不受压力的部分，去掉部分，去掉后可以减轻后可以减轻质量。质量。隔热槽隔热槽膨胀槽膨胀槽形状形状特点特点断面断面矩形环矩形环 结构简单、制造方便、易结构简单、制造方便、易产生泵油现产生泵油现象、机油耗量大象、机油耗量大、积炭、积炭、应用面广应用面广扭曲环扭曲环断面为阶梯形断面为阶梯形，受力不平
50、衡，使活塞，受力不平衡，使活塞环扭曲环扭曲接触压力大、减少机油消耗。接触压力大、减少机油消耗。锥面环锥面环断面为梯形，断面为梯形，环与气缸壁的接触面小，环与气缸壁的接触面小，接触压力高，增强密封性。接触压力高，增强密封性。梯形环梯形环 加工困难，精度要求高。加工困难，精度要求高。桶面环桶面环 外圆为凸圆弧形。外圆为凸圆弧形。是具有弹性的开口环，分为气环是具有弹性的开口环，分为气环和油环。和油环。工作条件：高温、高压、工作条件：高温、高压、高速、极难润滑。平均寿命高速、极难润滑。平均寿命6万公里万公里 2、活塞环、活塞环（1）气环：）气环：作用：保证气作用：保证气缸与活塞间的缸与活塞间的密封性，
