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1、第一章 发动机的基本知识概述概述四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标与特性内燃机名称及型号编制规则内燃机名称及型号编制规则一、发动机的定义、分类及特点：一、发动机的定义、分类及特点：1 1、定义：发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的、定义：发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。机器。2 2、分类及特点：、分类及特点：按燃料燃烧的场所分：按燃料燃烧的场所分：n n内燃机：内燃机：热效率高、体积小、起动能好、便于移动和维修方便。热效率高、体积小、起动能好、便于移动和维修方便。n n外燃机：外燃机：按热
2、能转变为机械能的主要构件形式分：按热能转变为机械能的主要构件形式分：n n活塞式内燃机：活塞式内燃机：n n燃气轮机：燃气轮机：1.1 概述概述车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机四冲程发动机四冲程发动机二冲程发动机二冲程发动机汽油发动机汽油发动机柴油发动机柴油发动机单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机化油器式发动机化油器式发动机直接喷射式发动机发动机直接喷射式发动机发动机车用内燃机车用内燃机单列式发动机单列式发动机双列式发动机双列式发动机二、往复活塞式内燃机的分类：二、往复活塞式内燃机
3、的分类：单缸单缸发动发动机结机结构示构示意图意图 1.2 四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理一、发动机结构基本术语：一、发动机结构基本术语：一、发动机结构基本术语：一、发动机结构基本术语：vv上止点上止点上止点上止点vv下止点下止点下止点下止点vv活塞行程活塞行程活塞行程活塞行程(S)(S)vv曲柄半径曲柄半径曲柄半径曲柄半径(R)(R)vv气缸工作容积气缸工作容积气缸工作容积气缸工作容积(V(V h h)vv发动机排量发动机排量发动机排量发动机排量(V(VL L)vv燃烧室容积燃烧室容积燃烧室容积燃烧室容积(VVc c )vv气缸总容积气缸总容积气缸总容积气缸总容积(VVa a )
4、vv压缩比（压缩比（压缩比（压缩比（）Vh=D2S 10-6/4 （L）VL=V h iD气缸直径mm S活塞行程mm i 气缸数Va V h Vc Va/Vc1 V/Vc二、四冲程汽油机的工作原理二、四冲程汽油机的工作原理二、四冲程汽油机的工作原理二、四冲程汽油机的工作原理1 1、进气行程、进气行程、进气行程、进气行程2 2、压缩行程、压缩行程、压缩行程、压缩行程3 3、作功行程、作功行程、作功行程、作功行程4 4、排气行程、排气行程、排气行程、排气行程单单缸缸四四冲冲程程汽汽油油机机的的工工作作过过程程进气行程进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370440 K，压力7590 kPa大气压
5、力线大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。压缩行程压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：=Va/VcPVra示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点温度600800K，压力6001500 kPa作功行程作功行程进气门关闭排气门关闭活塞示功图ZPVra大气压力线大气压力线cb上止点下止点瞬时最高：温度22002800 K，压力35MPa作功终了：温度15001700 K，压力300500 kPa 排气行程排气行程进气门关闭排气门打开活塞cbrPV示功图大气压力线大气压力线Z上止点下止点温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气二
6、、四冲程柴油机的工作原理：二、四冲程柴油机的工作原理：二、四冲程柴油机的工作原理：二、四冲程柴油机的工作原理：喷油器喷 油 泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进 气 门排气门纯 空 气温度300370K压力800900 kPa温度8001000K压力35 MPa瞬时：温度18002200K压力510 MPa温度8001000K压力105400 kPa终了：温度8001000K压力105400 kPa思考思考四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢？共同特点共同特点1每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴每个工作循环曲轴
7、转两周，每一行程曲轴转半周。转半周。转半周。转半周。2只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。思考思考四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么不同呢？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，进汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气入可燃混合气入可燃混合气入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气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
8、有点火系有点火系无点火系无点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器有喷油器有喷油器1.3 发动机的总体构造发动机的总体构造一、机体组：一、机体组：包括气缸盖、气缸体、油底壳等。包括气缸盖、气缸体、油底壳等。二、曲柄连杆机构：二、曲柄连杆机构：包括活塞、连杆总成，带有飞轮的曲轴等。包括活塞、连杆总成，带有飞轮的曲轴等。三、配气机构：三、配气机构：包括进气门、排气门、液力挺杆总成、凸轮轴、包括进气门、排气门、液力挺杆总成、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮等。凸轮轴正时齿轮等。四、燃料供给系：四、燃料供给系：包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管、空气包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器
9、、油管、空气滤清器、化油器、进气歧管、排气消声器等。滤清器、化油器、进气歧管、排气消声器等。五、点火系：五、点火系：包括电源、分电器、点火开关、点火线圈、火花包括电源、分电器、点火开关、点火线圈、火花塞等。塞等。六、冷却系：六、冷却系：包括水泵、散热器、风扇、水温表、节温器等。包括水泵、散热器、风扇、水温表、节温器等。七、润滑系：七、润滑系：包括油底壳、机油集滤器、机油泵、限压阀、润包括油底壳、机油集滤器、机油泵、限压阀、润滑油道及油管、油温和油压传感器、油温和油压滑油道及油管、油温和油压传感器、油温和油压表、油标尺等。表、油标尺等。八、起动系：八、起动系：包括起动机、冷起动加热器及其附属装置
10、。包括起动机、冷起动加热器及其附属装置。连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮 配气机构 曲柄连杆机构摇臂凸轮轴桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图1.4 发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标与特性一、动力性指标：一、动力性指标：1 1、有效转矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输有效转矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的转矩，通常用出的转矩，通常用T T表示，单位为表示，单位为NmNm。2 2、有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，
11、通常用出的功率，通常用PePe表示，单位为表示，单位为kWkW。它等。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。于有效扭矩和曲轴转速的乘积。式中：式中：TeTe 有效扭矩，单位为有效扭矩，单位为NmNm；nn 曲轴转速，单位为曲轴转速，单位为r/minr/min。二、二、经济性能指标经济性能指标 通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出发动机每发出1kW1kW有效功率在有效功率在1 1小时内所消耗的小时内所消耗的燃油质量燃油质量(以以g g为单位为单位)，燃油消耗率
12、通常用，燃油消耗率通常用gege表表示，其单位为示，其单位为g/kWhg/kWh，计算公式如下，计算公式如下 式中：式中：GTGT 每小时的燃油消耗量，每小时的燃油消耗量，kg/hkg/h；PePe 有效功率，有效功率，kWkW。三、发动机速度特性：三、发动机速度特性：发动机的速度特性指发发动机的速度特性指发动机的功率、转矩和燃动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随发动机油消耗率三者随发动机转速转速n n变化的规律，用变化的规律，用曲线表示，称为速度特曲线表示，称为速度特性曲线。性曲线。四、发动机的工况与负荷：四、发动机的工况与负荷：工况：负荷为零工况：负荷为零工况：负荷工况：负荷44.4%44.
13、4%工况：负荷工况：负荷71.7%71.7%工况：负荷工况：负荷100%100%1.5 内燃机名称及型号编制规则内燃机名称及型号编制规则一、一、一、一、内燃机的名称和型号内燃机的名称和型号内燃机的名称和型号内燃机的名称和型号 1 1、内燃机名称：按所使用的主要燃料命名，例、内燃机名称：按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。如汽油机、柴油机、煤气机等。2 2、内燃机型号由下列四部分内容组成。、内燃机型号由下列四部分内容组成。首部：产品特征代号，由制造厂根据需要自选相首部：产品特征代号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符
14、号、冲程符号、气缸排列形式符中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。要区分时，由制造厂选用适当符号表示。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：二、型号编制举例二、型号编制举例二、型号编制举例二、型号编制举例 (1)(1)汽油机汽油机 1E65F1E65F：表示单缸，二行程，缸径表示单缸，二行程，
15、缸径65mm65mm，风，风冷通用型冷通用型 4100Q-44100Q-4：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径100mm100mm，水冷车用，第四种变型产品，水冷车用，第四种变型产品 CA6102CA6102：表示六缸，四行程，缸径表示六缸，四行程，缸径102mm102mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符号表示系列符号 8V1008V100：表示八缸，四行程、缸径表示八缸，四行程、缸径100mm100mm，V V型，水冷通用型型，水冷通用型 TJ376QTJ376Q：表示三缸，四行程，缸径表示三缸，四行程，缸径76mm76mm，水冷车用，水冷车用，TJTJ表示系列符号表示系列符号(2)(2)柴油机柴油机 195195：表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷，水冷通用型通用型 165F165F：表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径65mm65mm，风冷，风冷通用型通用型 495Q495Q：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷，水冷车用车用 6135Q6135Q：表示六缸，四行程，缸径表示六缸，四行程，缸径135mm135mm，水冷车用水冷车用 X4105X4105：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径105mm105mm，水冷通用型，水冷通用型，X X表示系列代号表示系列代号