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第一章发动机的基本知识概述四冲程发动机的工作原理发动机的总体构造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一、发动机的定义、分类及特点：1、定义：发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。2、分类及特点：按燃料燃烧的场所分：内燃机：热效率高、体积小、起动性能好、便于移动和维修方便。外燃机：燃料在锅炉外部燃烧，加热内部的水，产生高温、高压水蒸气，再送往机器内部，将热能转化为机械能。按热能转变为机械能的主要构件形式分：活塞式内燃机：燃气轮机：§1.1概述车用内燃机水冷发动机风冷发动机车用内燃机车用内燃机车用内燃机四冲程发动机二冲程发动机汽油发动机柴油发动机单缸发动机多缸发动机化油器式发动机直接喷射式发动机发动机车用内燃机单列式发动机双列式发动机二、往复活塞式内燃机的分类：第二节发动机工作原理一、常用术语上止点：活塞顶离曲轴中心线最远的位置下止点：活塞顶离曲轴中心线最近的位置活塞行程（S）：上下止点间的距离S=2RS2R上止点下止点上止点下止点工作容积汽缸工作容积（Vh）：活塞由上止点到下止点运动扫过的容积。发动机工作容积（排量V1）：发动机全部气缸工作容积之和。燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时其上方的容积气缸总容积（Va）：活塞在下止点时其上方的全部容积Va=Vc+Vh压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比ε=Va/Vc上止点下止点燃烧室容积总容积2R二、发动机的工作原理四行程工作原理四行程汽油机工作原理进气过程作用：吸入新鲜混合气活塞运动:从上止点向下止点曲轴转角:0°~180°气门状态:进气门打开排气门关闭终了压力:75~90kPa终了温度:80~130℃压缩过程作用：压缩混合气，为燃烧创造条件活塞运动:从下止点向上止点曲轴转角:180°~360°气门状态:进、排气门均关闭终了压力:800~1400kPa终了温度:350~400℃做功过程作用：燃烧高温高压气体膨胀做功活塞运动:从上止点向下止点曲轴转角:360°~540°气门状态:进气门、排气门均关闭最高压力:2490~3520kPa终了压力:300~500kPa终了温度:1200oC排气过程作用：排出膨胀做功后的废气活塞运动:从下止点向上止点曲轴转角:540o~720o气门状态:进气门关闭、排气门打开终了压力:105~120kPa终了温度:600~900℃综上所述：发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周（720℃），进、排气门各开启一次，活塞完成四个行程，其中进气、压缩和排气行程是消耗动力，只有作功行程产生动力。发动机一个工作循环：每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程，称为一个工作循环。四行程发动机特点：发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个工作循环。四行程汽油机工作原理汽油机工作原理动画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300~370℃压力80~90kPa温度800~1000℃压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200℃压力5~10MPa温度700~900℃压力105~120kPa终了：温度1200~1000℃压力200~400kPa四行程柴油机工作原理四行程柴油机工作原理概略表行程特点终了压力kpa终了温度℃进气行程吸入纯空气pa=80~90Ta=300~400压缩行程压缩纯空气，终了喷油。Pc=3000~5000Tc=750~950作功行程形成与燃烧混合气，膨胀作功Pz=6000~9000Pb=200~400Tz=1800~2200Tb=1000~1200排气行程排出废气Pr=105~120Tr=700~900汽油机与柴油机比较项目汽油机柴油机混合气形成方法缸外混合缸内混合燃烧方式点燃式压燃式性能特点转速高、重量轻、噪音小、经济性差转速低、重量大、噪音大、经济性好共同特点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。二行程工作原理1.进气孔2.排气孔3.换气孔第一个行程活塞运动:从下止点向上止点曲轴转角:0o~180o作用:活塞上方压缩活塞下方进气3.换气孔2.排气孔1.进气孔第二个行程活塞运动:从上止点向下止点曲轴转角:180o~360o作用:活塞上方做功排气活塞下方预压二行程柴油机工作原理二行程柴油机工作原理概略表行程活塞运动作用状况第一个行程从下止点向上止点活塞上方进气、压缩第二个行程从上止点向下止点活塞上方作功、排气二行程发动机的特点功率提高，当n、Va、ε相同时，理论上其功率是四行程的二倍，实际提高1.5—1.6倍作功次数多，运转平稳；结构简单，维修方便；换气不完善，经济性差。§1.3发动机的总体构造一、机体组：包括气缸盖、气缸体、油底壳等。二、曲柄连杆机构：包括活塞、连杆总成，带有飞轮的曲轴等。三、配气机构：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。四、燃料供给系：包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管、空气滤清器、化油器、进气歧管、排气消声器等。五、点火系：包括电源、分电器、点火开关、点火线圈、火花塞等。六、冷却系：包括水泵、散热器、风扇、水温表、节温器等。七、润滑系：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、油温和油压表、油标尺等。八、起动系：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冷却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一、动力性指标：1、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Tｅ表示，单位为N·m。2、有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示，单位为kW。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。式中：Te－有效扭矩，单位为N·m；n－曲轴转速，单位为r/min。二、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1kW有效功率在1小时内所消耗的燃油质量(以g为单位)，燃油消耗率通常用ge表示，其单位为g/kW·h，计算公式如下式中：GT－每小时的燃油消耗量，kg/h；Pe－有效功率，kW。三、发动机速度特性：发动机的速度特性指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随发动机转速n变化的规律，用曲线表示，称为速度特性曲线。四、发动机的工况与负荷：工况ａ：负荷为零工况ｂ：负荷＝44.4%工况ｃ：负荷＝71.7%工况ｄ：负荷＝100%§1.5内燃机名称及型号编制规则一、内燃机的名称和型号ＧＢ/Ｔ７２５-１９９１被ＧＢ/Ｔ７２５-２００８替代1、内燃机名称：均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。2、内燃机型号由下列四部分内容组成。首部（改为第一部分）：产品特征代号，由制造厂根据需要自选相应字母表示（改为１～３位字母），但需主管部门核准。中部（改为第二部分）：由缸数符号、气缸排列形式符号、冲程符号和缸径符号（改为：一般用缸径或缸径／行程数字，宜用发动机排量或功率表示）等组成。后部（改为第三部分）：结构特征和用途特征符号／燃料特征，以字母表示。增加燃料特征符号（见规定）。尾部（改为第四部分）：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。第三、四部分之间用短横分开内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：增加气缸布置形式符号：Ｈ：Ｈ型布置；Ｘ：Ｘ型布置；增加结构特征符号：ＺＬ：中冷增压；将ＤＺ改为ＤＺ；增加用途特征符号：Ｙ：农用车辆；Ｌ：林用车辆；ＣＺ改为ＣＺ增加燃料代号：无：柴油；Ｐ：汽油；Ｔ:天然气；ＣＮＧ：压缩天然气；ＬＮＧ：液化天然气；ＬＰＧ：液化石油气；Ｚ：沼气；Ｗ：瓦斯；Ｍ：煤气；Ｓ：柴油与天然气双燃料；Ｅ：乙醇；ＦＭＥ：生物柴油；等。Ｇ１２Ｖ１９０ＺＬＳ——１２缸、Ｖ形、缸径１９０ｍｍ、水冷、增压中冷、柴油／天然气双燃料发动机．Ｇ为系列代号。Ｒ１７５－Ａ—单缸、四冲程、缸径７５ｍｍ、水冷柴油机；Ｒ为系列代号，Ａ为区分代号。二、旧型号编制举例(1)汽油机1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第五种变型产品CA6102：表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号8V100：表示八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号(2)柴油机195：表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用6135Q：表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用X4105：表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号作业1—3；1—4；1—5；1E65F；CA6102Q；8V100／Ｐ；表示什么含义？