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1、发动机部分第1页，本讲稿共19页发动机（发动机（Engine）广义的发动机，是指可以把别的能源转变为机械能，用来带动其他机械工作的动力装置。如：蒸汽机、内燃机、水电站的涡轮机、热电站的汽轮机、喷气涡轮发动机、电动机、风车等，都可以叫做发动机。但是，通常所指的发动机，主要是指用于可移动的交通工具或可移动的机械设备上的动力装置。如航空发动机、船舶发动机、坦克发动机、汽车发动机、拖拉机发动机、摩托车发动机及工程机械发动机等等。汽车发动机，是其中最常见、数量最大的一种。汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机是汽车的心脏部件，其大小可用排量（升）来表示；按使用燃油分，它们可分为汽油机和柴油机两种；按工
2、作过程分，可分为四冲程和二冲程两种；按冷却方式分，可分为风冷和水冷两种。大部分现代汽车使用的是四冲程水冷汽油发动机。汽车发动机是由多个机构和系统组成的复杂机器，汽油机主要是由“两大机构”和“五大系统”组成。（1）曲柄连杆机构 （2）配气机构（3）燃料供给系统（4）点火系统（5）冷却系统（6）润滑系统（7）起动系统 由于柴油机是通过压燃的方式驱动的，所以没有点火系统，其他部分系统构造和汽油机几乎相同。汽油发动机（汽油发动机（Gasoline EngineGasoline Engine）汽油发动机，是以汽油作为燃料的发动机。由于汽油粘性小，蒸发快，可以在气缸外部与空气形成均匀的混合气，然后将混合气
3、吸人气缸，或用汽油喷射系统将汽油喷人气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。因此，从1886年第一辆汽车开始，汽油机就在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。汽油机的缺点是热效率低于柴油机，油耗较高，点火系统比柴油机复杂，可靠性和维修的方便性也不如柴油机。第2页，本讲稿共19页发动机（发动机（Engine）广义的发动机，是指可以把别的能源转变为机械能，用来带动其他机械工作的动力装置。如：蒸汽机、内燃机、水电站的涡轮机、热电站的汽轮机、喷气涡轮发动机、电动机、风车等，都可以叫做发动机。但是
4、，通常所指的发动机，主要是指用于可移动的交通工具或可移动的机械设备上的动力装置。如航空发动机、船舶发动机、坦克发动机、汽车发动机、拖拉机发动机、摩托车发动机及工程机械发动机等等。汽车发动机，是其中最常见、数量最大的一种。汽车发动机汽车发动机汽车发动机汽车发动机是汽车的心脏部件，其大小可用排量（升）来表示；按使用燃油分，它们可分为汽油机和柴油机两种；按工作过程分，可分为四冲程和二冲程两种；按冷却方式分，可分为风冷和水冷两种。大部分现代汽车使用的是四冲程水冷汽油发动机。汽车发动机是由多个机构和系统组成的复杂机器，汽油机主要是由“两大机构”和“五大系统”组成。（1）曲柄连杆机构 （2）配气机构（3）
5、燃料供给系统（4）点火系统（5）冷却系统（6）润滑系统（7）起动系统 由于柴油机是通过压燃的方式驱动的，所以没有点火系统，其他部分系统构造和汽油机几乎相同。汽油发动机（汽油发动机（Gasoline EngineGasoline Engine）汽油发动机，是以汽油作为燃料的发动机。由于汽油粘性小，蒸发快，可以在气缸外部与空气形成均匀的混合气，然后将混合气吸人气缸，或用汽油喷射系统将汽油喷人气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。因此，从1886年第一辆汽车开始，汽油机就在汽车上，特别是小型汽车上
6、大量使用，至今不衰。汽油机的缺点是热效率低于柴油机，油耗较高，点火系统比柴油机复杂，可靠性和维修的方便性也不如柴油机。第3页，本讲稿共19页柴油发动机（柴油发动机（Diesel EngineDiesel Engine）柴油发动机是使用柴油作为燃料的内燃发动机。由于柴油粘度大、蒸发性差，不可能像汽油那样，通过化油器在气缸外部与空气形成均匀的混合气。所以，柴油只能采用高压喷射的方法，直接在气缸内部形成混合气，并借压缩过程末空气高温自行着火燃烧。柴油的这个特性决定了柴油机的特点。柴油机和汽油机比较，主要的区别是：柴油机采用高压喷油泵，因此没有化油器，也不用点火系统，在使用维修方面比较简单；柴油不像汽
7、油那样容易发生“爆震”，因此可以采用较高的压缩比，一般柴油机的压缩比可达1621。因而热效率高，耗油率低，加上柴油本身的价格比汽油低，所以柴油机在使用上比较经济；柴油机爆发压力高，要求机件坚固，因而重量较重，振动和噪声也较大。所以，柴油机大多应用于对发动机的质量大小要求不高的内燃机车、轮船、农业机械、工程机械及大型载货汽车、大型客车上。不过，由于柴油机的油耗低，技术不断改进，也开始在小型汽车和轿车上推广采用。工作循环（工作循环（Running CycleRunning Cycle）内燃机把燃料的化学能转化为机械能的过程，需要经过四个步骤：进气：使空气或混合气进人气缸；压缩：在气缸中压缩混合气；
8、作功：混合气燃烧膨胀，推动活塞，使曲轴对外作功；排气：把燃烧后的废气排出气缸外。上述每一次连续进行的四个步骤，叫做一个工作循环。反复不断进行工作循环，才能使内燃机连续运转。四冲程发动机用四个行程（曲轴转两周）完成一个工作循环，二冲程发动机用两个行程（曲轴转一周）完 成一个工作循环。压缩比（压缩比（Compression RatioCompression Ratio）压缩比，是发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积）之比来表示。一般来说，压缩比越高，混合气燃烧时的压力和温度也越高，发动机的功率就越大，油耗就越低。但是，压缩比的提高受到燃料种类和燃烧室的结
9、构的限制。汽油机的压缩比，受到汽油辛烷值的限制，否则会出 现爆震现象。现代汽车汽油机的压缩比在610之间，柴油机的压缩比在1622之间。第4页，本讲稿共19页工作容积工作容积 Engine Displacement Engine Displacement（Displacement)Displacement)发动机排量，简称排量，是各个气缸工作容积之和。它是发动机最重要的结构参数。它全面地代表了发动机的大小。它与发动机的性能直接相关。所以，不少厂家把排量作为发动机以至汽车的编号。例如BENZ 350表示排量为35L的奔驰牌发动机或轿车。发动机排量的单位，多数国家采用国际单位制，用L或mL表示，英
10、美习惯用in3表示。在发动机其他条件不变的情况下，发动机排量越大，发动机的功率也就越大。但这并不是说排量大的发动机，就一定比排量小的发动机功率大。这里面还涉及发动机的技术水平的高低。例如，过去一台2L的发动机，功率只有30 kW，而现代一台660 mL的发动机，功率可达50 kW。发动机参数（发动机参数（Engine SpecificationEngine Specification）发动机参数，是指表述发动机基本构造的参数，如气缸数目、气缸排列方式、气缸直径、活塞行程、压缩 比、发动机排量以及规定的发火次序、配气相位等。这些参数，决定了发动机的基本尺寸，而且和发动机 的基本性能有着直接的关系
11、。因此；在汽车或发动机的说明书中，必须注明这些参数。对于汽车和发动机的使用者来说，了解这些参数，就可以对不同的发动机进行比较。工况工况 内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速。发动机转速发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n表示，单位为r/min。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。升功率升功率 发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率。升功率大，表明每升气缸工
12、作容积发出的有效功率大，发动机的热负荷和机械负荷都高。第5页，本讲稿共19页内燃机速度特性内燃机速度特性发动机性能指标随调整状况及运行工况而变化的关系称为发动机特性，利用特性曲线可以简单而又方便地评价发动机性能。发动机的有效功率Pe、有效转矩Te和有效燃油消耗率be随发动机转速n的变化关系称为发动机速度特性。可变配气定时可变配气定时 发动机转速不同，要求不同的配气定时。这是因为：当发动机转速改变时，由于进气流速和强制排气时期的废气流速也随之改变，因此在气门晚关期间利用气流惯性增加进气和促进排气的效果将会不同。四冲程发动机的配气定时应该是进气迟后角和气门重叠角随发动机转速的升高而加大。如果气门升
13、程也能随发动机转速的升高而加大，则将更有利于获得良好的发动机高速性能。气门间隙气门间隙 发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙称为气门间隙。增压发动机增压发动机增压就是将空气预先压缩然后再供入气缸，以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。由于进气量增加，可相应地增加循环供油量，从而可以增加发动机功率。怠速（怠速（IDLEIDLE）汽车的怠速不是一种速度，而是指一种工作状况。发动机空转时称为怠速。在发动机运转时，如果完全放松油门踏板，这时发动机就处于怠速状态。发动机怠速时的转速被称为怠速转速。怠速转速可以通过调整风门大小等来调整其高低。怠速即是发动机“出工不出力”。第6页，
14、本讲稿共19页第7页，本讲稿共19页第8页，本讲稿共19页第9页，本讲稿共19页曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。第10页，本讲稿共19页配气机构配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。冷却系统冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。第11页，本讲稿共19页第12页，本讲稿
15、共19页燃料供给系统燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去第13页，本讲稿共19页润滑系统润滑系统润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。点火系统点火系统在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线
16、圈和火花塞等组成。第14页，本讲稿共19页起动系统起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。第15页，本讲稿共19页机体组的功用及组成机体组的功用及组成现代汽车发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。镶气缸套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机
17、构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。另外，气缸盖和机体内的水套和油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分。第16页，本讲稿共19页第17页，本讲稿共19页第18页，本讲稿共19页空气滤清器空气滤清器空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。空气滤清器的功用燃油燃烧需要大量的空气。以普通轿车为例，每消耗1L汽油需要消耗500010000L空气。大量的空气进入气缸，若不将其中的杂质或灰尘滤除，必然加速气缸的磨损，缩短发动机使用寿命。实践证明，发动机不安装空气滤清器，其寿命将缩短2/3。空气滤清器的功用主要是滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸。另外，空气滤清器也有降低进气噪声的作用。第19页，本讲稿共19页