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1单元一发动机总体构造★发动机的分类★基本术语★二冲程发动机的工作原理★四冲程发动机工作原理★发动机的主要性能指标和特性★发动机的作用和总体构造★发动机编号规则2一、发动机的分类（一）按发动机的冷却方式分3返回（二）按活塞行程数分4（三）按照所用燃料分类5返回其中汽油机又分为：⑴化油器式发动机6返回（2）直接喷射式发动机7返回（四）按气缸数目分8返回（五）按气缸排列方式分9(六)按照行程分类内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机10(七)按照进气系统是否采用增压方式分类11（八）按着火方式分压燃式点燃式12二、发动机的基本术语13活塞行程：活塞由一个止点向另一个止点移动的距离。返回基本术语上止点：活塞在离曲轴回转中心最远处时，与活塞顶最高点相对应的气缸壁上的位置。下止点：活塞在离曲轴回转中心最近处时，与活塞顶最高点相对应的气缸壁上的位置。14基本术语发动机排量：发动机所有气缸工作容积的总和。曲柄半径：曲轴上连杆轴颈轴线与曲轴主轴颈（曲轴回转中心）轴线之间的距离。用R表示。气缸工作容积：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。返回15工作循环：经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程，每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。返回基本术语燃烧室容积：是指活塞在上止点时，活塞顶上面空间的容积，单位：L。气缸总容积：是指活塞在下止点时，活塞顶上面空间的容积。（它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即Va=Vh+Vc）。16单缸四冲程汽油机的工作过程（一）四冲程发动机的简单工作原理1、四冲程汽油机的工作原理（1）进气行程（2）压缩行程（3）作功行程（4）排气行程三、发动机的工作原理17排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K压力75~90kPa进气行程进气行程：活塞从上止点向下止点运动，此时排气门关闭，进气门开启。活塞移动过程中，气缸内容积逐渐增大，形成一定真空度，通过进气门吸入可燃混合气。活塞到达下止点时，进气门关闭，停止进气。返回18进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/Vc温度600~800K，压力600~1500kPa压缩行程压缩行程：活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，气缸内容积减小，由于进、排气门均关闭，可燃混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩结束。返回19定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用ε表示。ε=Va/Vc现代化油器式发动机压缩比一般为6～9(轿车有的达9～11)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。压缩比返回20返回压缩比过大的不良后果名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。21进气门关闭排气门关闭活塞瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa作功行程作功行程：在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作功，至活塞到达下止点时结束。返回22进气门关闭排气门打开活塞温度900~1200K压力105~125kPa残余废气排气行程排气行程：在作功行程终了时，排气门打开，进气门关闭，活塞从下止点向上止点运动，废气在自身剩余压力和活塞推动下，被排出气缸，至活塞达到上止点时，排气门关闭，排气结束。23四冲程发动机工作状态状态行程温度(K)压力进气行程370~44075~90kPa压缩行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程900~1200105~125kPa返回24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300~370K压力800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa温度800~1000K压力105~400kPa终了：温度800~1000K压力105~400kPa(二)四冲程柴油机的工作原理25进气行程：不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。返回工作原理四冲程柴油机和四冲程汽油机一样，每个工作循环也是由进气、压缩、作功和排气四个行程组成。但由于所使用燃料的性质不同，可燃混合气的形成和着火方式与汽油机有很大区别。压缩行程：压缩的是纯空气，压缩比大，约为15～22。26工作原理作功行程：此行程与汽油机有很大差异，压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温高压空气中，形成可燃混合气，达到柴油自燃温度（500K），柴油混合气便自行燃烧。排气行程：与汽油机基本相同。27状态行程温度(K)压力进气行程320～350800～900KPa压缩行程800～10003～5MPa作功行程2200～2800(瞬时最高)1500～1700(作功终了)3～5MPa(瞬时最高)300～500kPa(作功终了)排气行程800～1000105～125KPa柴油机工作时各行程状态参数28四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢？思考返回29共同特点返回1.每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。2.只有作功行程产生动力。30四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么不同呢？思考31汽油机柴油机汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧有点火系无点火系无喷油器（普通化油器车）有喷油器不同点返回32四、二冲程发动机的简单工作原理返回二冲程发动机二冲程汽油发动机工作原理二冲程柴油发动机工作原理33二冲程发动机实物图返回341、二冲程汽油机的结构和工作原理35第一行程：活塞由曲轴带动从下止点向上止点移动，当活塞上行至关闭换气孔和排气孔时，已进入气缸的新鲜混合气被压缩，活塞继续上移至上止点时，压缩结束；与此同时，活塞上行时，其下方的曲轴箱内形成一定真空度，当活塞上行到一定位置时，进气孔开启，新鲜的混合气被吸入曲轴箱。工作原理36工作原理示意图压缩混合气进气孔排气孔火花塞扫气孔进气37工作原理第二行程：活塞接近上止点时，火花塞产生电火花，点燃被压缩混合气，燃烧形成的高温、高压气体推动活塞下行作功，当活塞下行到关闭进气孔后，曲轴箱内的混合气被顶压，活塞继续下行至排气孔开启时，燃烧后废气靠自身压力经排气孔排出；经接着，换气孔开启，曲轴箱内经顶压的混合气进入气缸，并排除气缸内残余废气：这个过程称换气过程，一直延续到下一行程活塞再上行关闭换气孔和排气孔为止。活塞下行到下止点时，第二行程结束。38工作原理示意图点火燃烧排气39总结由上可知：１、第一行程，活塞上方进行换气、压缩，活塞下方进行进气；2、第二行程，上方进行作功、换气，活塞下方顶压混合气。换气过程跨越二个行程。返回40第一行程：活塞由下止点向上止点移动，在此前，进气孔和排气门均已开启，由换气泵提压后的新鲜空气进入气缸进行换气。当活塞上移到进气孔被关闭，排气门也关闭，进入气缸的空气开始被压缩。当活塞上移至接近上止点时，喷油器向气缸内喷入雾状柴油，并自行燃烧。2、二冲程柴油机的工作原理41工作原理示意图扫气泵空气排气门换气压缩42第二行程：活塞到达上止点后，着火燃烧的高温高压气体推动活塞下行作功。当活塞下行到2/3行程时，排气门开，废气靠自身压力排出气缸，此后，进气孔开启，进行与二冲程汽油机类似的换气过程。工作原理43工作原理示意图喷油器燃烧排气废气44二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？1.理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。思考2.由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。3.构造简单，质量较小。4.易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。451.解释术语：上止点、工作行程、气缸工作容积、燃烧室容积、工作循环、压缩比。2.叙述四冲程汽油机和四冲程柴油机工作过程的主要不同之处。3.简述二冲程汽油机的工作原理。作业:46发动机的作用和基本原理47两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统燃料供给系点火系（汽油机）冷却系润滑系起动系五、发动机的总体构造发动机组成48单缸发动机结构示意图返回491.曲柄连杆机构作用：将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。组成：由气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成50结构示意图512.配气机构作用：使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸中排出废气。组成：它由进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成52结构示意图533.冷却系作用：把受热零件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。组成：它由水泵、散热器、风扇、分水管、水套等组成。54结构示意图554.润滑系作用：润滑、冷却、清洗、密封等。组成：由机油泵、滤清器、限压阀、油道等组成。56结构示意图575.燃料供给系汽油机作用：按需要向气缸内供应已配制好的可燃混合气，燃烧后排出废气。组成：化油器式由燃油箱、汽油泵、化油器、进、排气管、滤清器等组成。直喷式由燃油箱、电动汽油泵、油压调节器、喷油器、进、排气管、滤清器等组成。58结构示意图59柴油机作用：向气缸内供应纯空气并在规定时刻向气缸内喷入柴油，燃烧后排出废气。组成：由燃油箱、喷油泵、喷油器、进、排气管、滤清器等组成。60结构示意图616.点火系1.作用：按规定时刻及时点燃气缸内的混合气。2.组成：由蓄电池、分电器、点火线圈、火花塞等组成。62结构示意图637.起动系作用：使静止的发动机起动。组成：由起动机及附属装置组成。64结构示意图65二、国产内燃机型号编制规则发动机的编号共包括四个部分：首部、中部、后部、尾部。规定：中部和后部的符号必须表示，但首部及尾部符号根据具体情况允许不表示。（1）首部：为产品特征的代号，由制造厂根据需要自选字母表示。66国产内燃机型号编制规则（2）中部：由四个部分组成：①缸数符号：用数字表示气缸的数目。②冲程符号：用E表示二冲程，不用此符号表示四冲程。③缸径符号：用数字表示，取整数，单位mm。④气缸布置形式符号：V表示V型。P表示平卧式，多缸直列式单缸不需符号表示。67国产内燃机型号编制规则（3）后部：①为结构特征符号，用字母表示。②用途特征符号，用字母表示。结构特征符号：①水冷不需表示。②F表示风冷。③Z表示增压。④ZL表示增压中冷。用途特征符号：①Q表示汽车用68国产内燃机型号编制规则②T表示拖拉机用。③C表示船用④J表示铁路牵引用。⑤M表示摩托车用。（4）尾部：一般为变形符号，用数字顺序表示。举例：P21。69型号编制示例:1.汽油机:EQ6100-1表示第二汽车制造厂生产,六缸,四冲程,直列,缸径100mm,水冷,第一种类型产品。2.柴油机:CA6100表示第一汽车制造厂生产,六缸,四冲程,直列,缸径100mm,水冷,基本型。返回第一页70六、发动机的主要性能指标和特性1、发动机的主要性能指标以工质在气缸内对活塞作功为基础的指标称为发动机指示指标。指示指标用来评价发动机实际工作循环进行的好坏，以及燃料的热能转变为功的完善程度。以发动机曲轴对外输出功率为基础的指标称为有效指标。在实际生产和使用中，评价发动机性能好坏，以及评价发动机维修质量好坏，都使用有效指标。评价发动机工作性能的指标有指示指标和有效指标。71常用的发动机有效指标1.有效转矩Me和有效功率PeMe和Pe是有效动力性指标，用来衡量发动机