1发动机工作原理和总体构造

课堂讨论
1、四行程汽油和柴油发动机工作过程的差异表现在何处？ 2、四行程汽油机的工作原理？
4.压缩和排气行程活塞是从下止点向上止点运动。
6、汽油机与柴油机的比较
四冲程汽油机与四冲程柴油机的共同点是： 1)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排 气等四个活塞行程，每个行程各占180°曲轴 转角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。 2)四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余 三个是耗功行程。显然，在作功行程曲轴旋 转的角速度要比其他三个行程时大得多，即 在一个工作循环内曲轴的角速度是不均匀的。 为了改善曲轴旋转的不均匀性，可在曲轴上 安装转动惯量较大的飞轮或采用多缸内燃机 并使其按一定的工作顺序依次进行工作。
汽车发动机构造与维修
第一章
发动机的工作原理和总体构造
汽车总体构造 点击观看视频：发动机总体结构认识和拆装.wmv
1、发动机的分类
内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不 同的类型，下面让我们来看看内燃机是怎样分类的。 1、按照所用燃料分类： （如图3-1）内燃机 按照所使用燃料的不同 可以分为汽油机和柴油 机。
1、曲柄连杆机构：（如图3-7）
图3-7
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
机体组
曲轴飞轮组 活塞连杆组
将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并对外输出动
2、配气机构：（如图3-8）
图3-8
配气机构
3、供给系统：（如图3-9）
汽油机燃料供给系是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的可 燃混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。
图源自文库-4
内燃机按气缸数目分类
5、按照气缸排列方式分类：（如图3-5） 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。
图3-5
内燃机按气缸排列方式分类
6、按照进气系统是否采用增压方式分类：（如图3-6） 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气（非增压） 式发动机和强制进气（增压式）发动机。
图3-6
内燃机按进气系统是否采用增压方式分类
2、 发动机基本术语
1.基本术语 上止点：活塞离曲轴最远处，处于最高位置 下止点：活塞离曲轴最近处 曲柄半径R：曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离 活塞行程S：指气缸上、下两止点间的距离。 气缸工作容积Vh：活塞从上止点到下止点所扫过的工作容积Vh=D2×S/(4×106)
图3-1
内燃机按使用燃料分类
2、按照行程分类：（如图3-2）
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。
图3-2
内燃机按行程分类
3、按照冷却方式分类：（如图3-3） 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。
图3-3
内燃机按冷却方式分类
4、按照气缸数目分类：（如图3-4） 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
柴油发动机工作原理图
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综上所述：
1.发动机的正常运转完成一个工作循环经历进气、压缩、
作功和排气四个行程。
2.曲轴转两圈（720°），活塞往复运动四次，一个行
程对应曲轴转角为180° 。
3.作功和进气行程活塞是从上止点向下止点运动。
两者不同之处是： 1)汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成并 延续到进气和压缩行程终了，时间较长。柴油 机的可燃混合气在气缸内部形成，从压缩行程 接近终了时开始，并占小部分作功行程，时间 很短。 2)汽油机的可燃混合气用电火花点燃，柴油机 则是自燃。所以又称汽油机为点燃式内燃机， 称柴油机为压燃式内燃机。
图3-12
点火系统
7、起动系统：（如图3-13）
曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动怠速运转的全过程， 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。
图3-13
起动系统
4、四行程汽油机工作原理：（如图3-14所示）
图3-14
四行程汽油机工作过程
四行程发动机曲轴转两圈，活塞在气缸内依次往复运动经历： 1.进气 曲轴带动活塞从上止点向下止点移动，进气门开启，排气门关闭。 气缸内压力降低到小于外界大气压，产生真空度。空气和汽油经混合形 成可燃混合气通过进气管道、进气门被吸入气缸。 进气终了时气缸内气体压力约为0.07～0.09MPa，温度为80～130℃。 2.压缩 进气结束，进排气门都关闭。曲轴带动活塞由下止点向上止点运动，活 塞顶部的可燃混合气被压缩。 压缩终了时，混合气压力达到0.68～1.47MPa，温度可达300～500℃。
3.作功 当压缩行程接近上止点，进排气门处于关闭状态，电火花点燃可燃 混合气，混合气燃烧产生的气压力推动活塞向下止点运动，经连杆使 曲轴旋转作功，对外输出功率。 作功行程中，所能达到瞬间最高压力4～6MPa，温度可达2000～ 3000℃。 4.排气 曲轴带动活塞从下止点向上止点运动，排气门打开，进气门关闭。 在活塞和废气自身的压力作用下，废气经排气门排出气缸。 排气终了时，气缸内气体压力约为0.1～0.12MPa，温度约为500～ 800℃。
图3-9
燃油供给系统
4、润滑系统：（如图3-10）
图3-10
润滑系统
5、冷却系统：（如图3-11） 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。
图3-11
冷却系统
6、点火系统： （如图3-12） 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。
气体压力可达3～5MPa，温度可达500～700℃。
1.4 柴油发动机工作原理
3.作功 压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸高压、 高温的气体中，迅速形成混合气。 混合气在高温下自行着火燃烧，保持边喷射边燃烧，高温、高压 气体推动活塞下行作功。 作功行程中，瞬时最高压力达5～10MPa，温度达1500～1900℃。 4.排气 排气行程和汽油机基本相同，进气门关闭，排气门开启，废气由 排气管排出。 排气终了压力为0.105～0.125MPa，温度在500～700℃比汽油机 略低。 柴油相对于汽油来说，其粘度大，蒸发性差，自燃温度低，所 以柴油发动机在混合气形成，点火方式上和汽油发动机有明显不同。
四个行程，完成一个工作循环。
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
四行程汽油发动机工作原理图
5、柴油发动机工作原理
四行程柴油发动机和汽油发动机一样，完成一个工作循环也要经历：
1.进气行程 汽油机在进气行程中吸入的可燃混合气，而柴油发动机吸入的是
纯空气。 2.压缩行程 汽油机在压缩行程中压缩的是可燃混合气，柴油机压缩的是空气。 柴油机靠压缩自燃，其压缩比20左右，大于汽油机，压缩终了时
压缩比 =Va/Vc =1+Vh/Vc 汽油机为10左右、柴油机是15～22。
ε

某直列4缸发动机汽缸排量为2000毫升, 单 个汽缸燃烧室容积为50毫升, 其压缩比为？
3、 发动机基本构造
现代汽车发动机:往复活塞式内燃机，热能转换为机 械能的机器。 1.基本组成: 曲柄连杆机构 配气机构 燃料供给系 点火系 冷却系 润滑系 起动系
D：气缸直径，mm;
S：活塞行程，mm;
工作循环：发动机每完成一次将热能转变成机械能的的过程就叫工作循环。它
包括进气、压缩、作功、排气四个过程。

发动机工作容积（排量）：VL ＝Vh×i 燃烧室容积Vc:活塞到达上止点时，活塞顶上的容积 气缸总容积Va:活塞到达下止点时，活塞顶上部的容积
V a = V h +V c