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1、第一章发动机总体构造第一章发动机总体构造第一节发动机的基本术语和工作原理第一节发动机的基本术语和工作原理第二节发动机的总体构造第二节发动机的总体构造第三节发动机的主要性能指标和特性第三节发动机的主要性能指标和特性第一节发动机的基本术语和工作原理第一节发动机的基本术语和工作原理 图图1-1为单缸四冲程汽油机的简单结构示意图，为单缸四冲程汽油机的简单结构示意图，图图1-2为单缸四冲为单缸四冲程柴油机的简单结构示意图。程柴油机的简单结构示意图。一、发动机的基本术语一、发动机的基本术语 如如图图1一一3为发动机基本术语示意图。为发动机基本术语示意图。1.上止点上止点 上止点是指活塞离曲轴回转中心的最远
2、处，即活塞的最高位置。上止点是指活塞离曲轴回转中心的最远处，即活塞的最高位置。2.下止点下止点 下止点是指活塞离曲轴回转中心的最近处，即活塞的最低位置。下止点是指活塞离曲轴回转中心的最近处，即活塞的最低位置。3.曲柄半径曲柄半径(R)曲柄半径是指与连杆大端相连接的曲柄销的中心线到曲轴回转中曲柄半径是指与连杆大端相连接的曲柄销的中心线到曲轴回转中心线的距离。显然，曲轴每转一周，活塞移动两个行程，即心线的距离。显然，曲轴每转一周，活塞移动两个行程，即s=2R下一页返回第一节发动机的基本术语和工作原理第一节发动机的基本术语和工作原理 4.活塞行程活塞行程(s)活塞行程是指上、下两止点间的距离，单位活
3、塞行程是指上、下两止点间的距离，单位:mm(毫米毫米)。活塞由。活塞由一个止点移到另一个止点运动一次的过程称为行程。一个止点移到另一个止点运动一次的过程称为行程。5.气缸工作容积气缸工作容积(Vh)气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所让出的空间的容积。气缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所让出的空间的容积。其计算公式为其计算公式为下一页上一页返回第一节发动机的基本术语和工作原理第一节发动机的基本术语和工作原理 6.发动机工作容积发动机工作容积(VL)发动机工作容积是指发动机所有气缸工作容积的总和，也称发动发动机工作容积是指发动机所有气缸工作容积的总和，也称发动机的排量。若发动机的气缸数为机的
4、排量。若发动机的气缸数为L，则，则 7.燃烧室容积燃烧室容积(Vc)燃烧室容积是指活塞在上止点时，活塞顶上面空间的容积，燃烧室容积是指活塞在上止点时，活塞顶上面空间的容积，L 8.气缸总容积气缸总容积(Va)气缸总容积是指活塞在下止点时，活塞顶上面空间的容积气缸总容积是指活塞在下止点时，活塞顶上面空间的容积(L/。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即Va=Vh+Vc。9.压缩比压缩比()压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积的比值，即压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积的比值，即下一页上一页返回第一节发动机的基本术语和工作原理第一节发动机的基本术语和工作原理二、四
5、冲程发动机的简单工作原理二、四冲程发动机的简单工作原理 1.四冲程汽油机的简单工作原理四冲程汽油机的简单工作原理 四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、做功和排气四个行四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、做功和排气四个行程所组成的。如程所组成的。如图图1-4为单缸四冲程汽油机工作循环示意图。为单缸四冲程汽油机工作循环示意图。2.四冲程柴油机的简单工作原理四冲程柴油机的简单工作原理 四冲程柴油机与四冲程汽油机一样，每个工作循环也是由进气、四冲程柴油机与四冲程汽油机一样，每个工作循环也是由进气、压缩、做功和排气四个行程组成。但由于所使用燃料的性质不同，可压缩、做功和排气四个行程组成。但由于所使用
6、燃料的性质不同，可燃混合气的形成和着火方式与汽油机有很大区别。下面主要叙述柴油燃混合气的形成和着火方式与汽油机有很大区别。下面主要叙述柴油机与汽油机工作循环的不同之处。如机与汽油机工作循环的不同之处。如图图1-5为单缸四冲程柴油机工作循为单缸四冲程柴油机工作循环示意图。环示意图。下一页上一页返回第一节发动机的基本术语和工作原理第一节发动机的基本术语和工作原理三、二冲程发动机的简单工作原理三、二冲程发动机的简单工作原理 1.二冲程汽油机的简单工作原理二冲程汽油机的简单工作原理 二冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、做功和排气四个过二冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、做功和排气四个过程，但它是在
7、活塞往复两个行程内完成的。程，但它是在活塞往复两个行程内完成的。图图1-6为二冲程汽油机的工为二冲程汽油机的工作循环图。作循环图。2.二冲程柴油机的简单工作原理二冲程柴油机的简单工作原理 二冲程柴油机工作循环与汽油机的主要不同之处是进入气缸的二冲程柴油机工作循环与汽油机的主要不同之处是进入气缸的是纯空气，废气则由专设的排气门排出。带有换气泵的二冲程柴油机是纯空气，废气则由专设的排气门排出。带有换气泵的二冲程柴油机的工作循环图如的工作循环图如图图1-7所示。换气泵的作用是将新鲜空气压力提高到所示。换气泵的作用是将新鲜空气压力提高到 0.12 0.14 MPa后，经气缸外部的空气室和气缸壁上的一圈
8、进气孔进后，经气缸外部的空气室和气缸壁上的一圈进气孔进入气缸内。入气缸内。上一页返回第二节发动机的总体构造第二节发动机的总体构造一、发动机概述一、发动机概述 发动机的结构形式多种多样，具体构造千差万别，因此，现代发动机的结构形式多种多样，具体构造千差万别，因此，现代汽车发动机就是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。但由于汽车汽车发动机就是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。但由于汽车发动机的基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异。例如，发动机的基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异。例如，现今最广泛使用的采用汽油和柴油作为燃料的往复活塞式发动机，虽现今最广泛使用的采用汽油和柴油作为
9、燃料的往复活塞式发动机，虽然具体构造也千差万别，但基本构造是类似的。然具体构造也千差万别，但基本构造是类似的。汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成点火、起动五大系统组成;柴油机通常由两大机构和四大系统组成柴油机通常由两大机构和四大系统组成(无无点火系点火系)。汽油机和柴油机的结构如。汽油机和柴油机的结构如图图1-8、图图1一一9、图图1一一10、图图1一一11、图图1一一12所示所示下一页返回第二节发动机的总体构造第二节发动机的总体构造二、发动机的基本构件二、发动机的基本构件 1.曲柄连杆机构
10、曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由机体、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成曲柄连杆机构是由机体、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成的，其作用是将燃料燃烧所产生的热能，经机构由活塞的直线往复运的，其作用是将燃料燃烧所产生的热能，经机构由活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。机体还是发动机各个机构、动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。机体还是发动机各个机构、各个系统和一些其他部件的安装基础，并且机体许多部分还是配气机各个系统和一些其他部件的安装基础，并且机体许多部分还是配气机构、燃料供给系、冷却系和润滑系的组成部分。构、燃料供给系、冷却系和润滑系的组成部分。下一页上一页返回第二节发动机的总体
11、构造第二节发动机的总体构造 2.配气机构配气机构 配气机构由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿配气机构由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆、凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是使新鲜气体及时充入气缸，并使燃烧产生的废气轮等组成。其作用是使新鲜气体及时充入气缸，并使燃烧产生的废气及时排出气缸。及时排出气缸。3.燃料供给系燃料供给系 汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系由于使用燃料和燃烧过程汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系由于使用燃料和燃烧过程不同，在结构上有很大区别，汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直不同，在结构上有很大区别，汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种。接喷射式两种。下一
12、页上一页返回第二节发动机的总体构造第二节发动机的总体构造 4.冷却系冷却系 冷却系有水冷式和风冷式两种，现代汽车一般都采用水冷式。冷却系有水冷式和风冷式两种，现代汽车一般都采用水冷式。水冷式由水泵、散热器、风扇、分水管、节温器和水套水冷式由水泵、散热器、风扇、分水管、节温器和水套(在机体内在机体内)等等组成，其作用是利用冷却水冷却高温零件，并通过散热器将热量散发组成，其作用是利用冷却水冷却高温零件，并通过散热器将热量散发到大气中去，从而保证发动机在正常温度状态工作。到大气中去，从而保证发动机在正常温度状态工作。5.润滑系润滑系 润滑系由机油泵、润滑油道、集滤器、机油滤清器、限压阀、油润滑系由机
13、油泵、润滑油道、集滤器、机油滤清器、限压阀、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个摩擦零件的摩擦面，以减底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个摩擦零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面，从而延长发动机小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面，从而延长发动机使用寿命。使用寿命。下一页上一页返回第二节发动机的总体构造第二节发动机的总体构造6.点火系点火系 汽油机传统点火系由电源汽油机传统点火系由电源(蓄电池和发电机蓄电池和发电机)、点火线圈、分电、点火线圈、分电器和火花塞等组成，其作用是按一定时刻向气缸内提供电火花以点燃器和火花塞等组成，其作用是按一定时刻向气缸内提供
14、电火花以点燃缸内的可燃混合气。缸内的可燃混合气。7.起动系起动系 起动系由起动机和起动继电器组成，其作用是带动飞轮旋转以获起动系由起动机和起动继电器组成，其作用是带动飞轮旋转以获得必要的动能和起动转速，使静止的发动机起动并转入自行运转状态。得必要的动能和起动转速，使静止的发动机起动并转入自行运转状态。上一页返回第三节发动机的主要性能指标和特性第三节发动机的主要性能指标和特性一、发动机的主要性能指标一、发动机的主要性能指标评价发动机工作性能的指标有指示指标和有效指标。评价发动机工作性能的指标有指示指标和有效指标。1.有效耗油率有效耗油率ge ge是有效经济性指标。它是指发动机每发出是有效经济性指
15、标。它是指发动机每发出1 kW的有效功率，在的有效功率，在1h内所消耗的燃油克数。内所消耗的燃油克数。2.有效转矩有效转矩Me和有效功率和有效功率Pe Me和和Pe是有效动力性指标，用来衡量发动机动力性大小。是有效动力性指标，用来衡量发动机动力性大小。下一页返回第三节发动机的主要性能指标和特性第三节发动机的主要性能指标和特性二、发动机的特性二、发动机的特性 发动机的特性是指发动机的有效性能指标随调整情况和使用工况发动机的特性是指发动机的有效性能指标随调整情况和使用工况而变化的关系，通常用曲线来表示它们之间的关系，这条曲线被称为而变化的关系，通常用曲线来表示它们之间的关系，这条曲线被称为特性曲线
16、。特性曲线。通过对特性曲线的分析，可以评价发动机在不同工况下的动力性、通过对特性曲线的分析，可以评价发动机在不同工况下的动力性、经济性及其他运转性能，为合理选择、有效利用发动机以及评价发动经济性及其他运转性能，为合理选择、有效利用发动机以及评价发动机维修后质量好坏提供依据。机维修后质量好坏提供依据。这里，介绍并应用较多的是发动机的速度和负荷两个使用特性。这里，介绍并应用较多的是发动机的速度和负荷两个使用特性。下一页上一页返回第三节发动机的主要性能指标和特性第三节发动机的主要性能指标和特性 1.速度特性速度特性 发动机速度特性是指在化油器节气门开度发动机速度特性是指在化油器节气门开度(或喷油泵供
17、油拉杆或喷油泵供油拉杆位置位置)一定的条件下，发动机的有效功率一定的条件下，发动机的有效功率Pe有效转矩有效转矩Me、有效耗油率、有效耗油率ge随发动机转速变化的规律。节气门开度最大时随发动机转速变化的规律。节气门开度最大时(或喷油泵供油拉杆在或喷油泵供油拉杆在标定功率的循环供油量位置时标定功率的循环供油量位置时)，测得的速度特性，称为外特性，测得的速度特性，称为外特性;部分部分开度时开度时(或喷油泵供油拉杆所处位置供油量小于标定功率的循环供油或喷油泵供油拉杆所处位置供油量小于标定功率的循环供油量位置时量位置时)，测得的速度特性，称为部分特性。，测得的速度特性，称为部分特性。(1)汽油机外特性
18、曲线分析如汽油机外特性曲线分析如图图1-13为为BJ492发动机的外特性曲线图。发动机的外特性曲线图。(2)柴油机外特性曲线分析如柴油机外特性曲线分析如图图1-14为为6120Q柴油机外特性曲线图。柴油机外特性曲线图。下一页上一页返回第三节发动机的主要性能指标和特性第三节发动机的主要性能指标和特性 2.负荷特性负荷特性 发动机负荷特性是指，在发动机转速一定时，逐渐改变节气门开发动机负荷特性是指，在发动机转速一定时，逐渐改变节气门开度度(或改变喷油泵供油拉杆位置或改变喷油泵供油拉杆位置)，发动机每小时耗油量，发动机每小时耗油量GT、有效耗油、有效耗油率率ge、随有效功率、随有效功率Pe、(或有效
19、转矩或有效转矩Me)变化而变化的关系。负荷特性变化而变化的关系。负荷特性可用来评定不同转速及不同负荷下发动机的经济性。可用来评定不同转速及不同负荷下发动机的经济性。(1)汽油机负荷特性曲线分析如汽油机负荷特性曲线分析如图图1-15为为6100Q汽油机负荷特性曲线图。汽油机负荷特性曲线图。(2)柴油机负荷特性曲线分析柴油机负荷特性曲线分析图图1-16为为6135 Q柴油机负荷特性曲线图，柴油机负荷特性曲线图，其中标明其中标明200,1 800二条曲线分别是额定转速为二条曲线分别是额定转速为1 200 r/min和和1 800 r/min时的有效耗油率时的有效耗油率ge的曲线。的曲线。上一页返回图
20、图1-1单缸四冲程汽油机的简单结构单缸四冲程汽油机的简单结构示意图示意图返回图图1-2单缸四冲程柴油机的简单结构单缸四冲程柴油机的简单结构示意图示意图返回图图1一一3发动机基本术语示意图发动机基本术语示意图返回图图1-4单缸四冲程汽油机工作循环示意图单缸四冲程汽油机工作循环示意图返回图图1-5单缸四冲程柴油机工作循环示意图单缸四冲程柴油机工作循环示意图返回图图1一一6二冲程汽油机的工作循环图二冲程汽油机的工作循环图返回图图1-7带有换气泵的二冲程柴油机带有换气泵的二冲程柴油机工作循环图工作循环图返回图图1一一8发动机发动机返回图图1-9丰田丰田4E-FE型四气门汽油喷射式发型四气门汽油喷射式发动机横剖图动机横剖图返回图图1一一10 CA6102型汽油机纵剖面型汽油机纵剖面返回图图1一一11 CA6102型汽油机横剖面型汽油机横剖面返回图图1-12 大众大众Audi涡轮增压直喷柴油发动涡轮增压直喷柴油发动机机返回图图1-13 BJ492汽油机外特性汽油机外特性返回图图1-14 6120Q柴油机外特性曲线图柴油机外特性曲线图返回图图1-15 6100汽油机负荷特性曲线汽油机负荷特性曲线返回图图1-16 6135Q柴油机负荷特性曲线柴油机负荷特性曲线返回