汽车构造_发动机工作原理和总体构造
发动机的工作原理和总体构造
第一章发动机的工作原理和总体构造§1.1发动机的分类§1.2四冲程发动机工作原理§1.2.1四冲程汽油机工作原理一、现代汽车发动机的构造现代汽车发动机的构造如图1-1,气缸内装有活塞,活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。
活塞在气缸内做往复运动,通过连杆推动曲轴转动。
为了吸人新鲜气体和排除废气,设有进、排气系统等。
二、基本术语1、工作循环2、上、下止点3、活塞行程4、气缸工作容积5、内燃机排量6、燃烧室容积7、气缸总容积8、压缩比9、工况10、负荷率三、四冲程汽油发动机的工作循环图1-2 为发动机示意图。
四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程,即进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程和排气行程。
通常利用发动机循环的示功图来分析工作循环中气体压力p 和相应于活塞不同位置的气缸容积V 之间的变化关系, 示功图表示了活塞在不同位置时气缸内压力的变化情况。
其中,曲线所围成的面积表示发动机整个工作循环中气体在单个气缸内所作的功。
四冲程汽油机的示功图如图1-3 所示。
（1 进气行程（图1-3a化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合,形成可燃混合气后吸人气缸。
进气过程中,进气门开启,排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积增大,从而气缸内的压力降低到大气压以下,即在气缸内造成真空吸力。
这样,可燃混合气使经进气管道和进气门被吸人气缸。
（2 压缩行程（图1-3b为使吸人气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小、密度加大、温度升高,故需要有压缩过程。
在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，称为压缩行程。
在示功图上，压缩行程用曲线a c表示。
（3 作功行程（图1-3c在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。
当活塞接近上止点时,装在气缸盖上的火花塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。
汽车构造试题及答案
一、填空题发动机工作原理与总体构造：1、热力发动机按燃料燃烧的位置可分为（内燃机）和（外燃机）两种。
2.根据其热能转换为机械能的主要构件的型式，车用内燃机可分为（活塞式内燃机）和（燃气轮机）两大类。
3.四冲程发动机的工作循环包括（进气）、（压缩）、（做功）和（排气）。
4.二冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转（1）周，进、排气门各开启（1）次，活塞在气缸内由下止点向上止点运行时，完成（进气和压缩）行程，由上止点向下止点运行时，完成（做功和排气）行程。
曲柄连杆机构：2．活塞环包括（气环）、（油环）两种。
配气机构1．四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转（2）周，各缸的进、排气门各开启（1）次，此时凸轮轴旋转（1）周。
2．由曲轴到凸轮轴的传动方式有（齿轮传动）、（链传动）和（齿形带传动）等三种。
3．充气效率越高，进入气缸内的新鲜气体的量就（越多），发动机所发出的功率就（越高）。
柴油机燃料供给系1．柴油的发火性用（十六烷值）表示，（十六烷值）越高，发火性（越好）。
10．喷油泵的供油量主要决定于（柱塞）的位置，另外还受（齿条）的影响。
13.针阀偶件包括（针阀）和（针阀体），柱塞偶件包括（柱塞）和（柱塞套），出油阀偶件包括（出油阀）和（出油阀座），它们都是（相互配对），（不能）互换。
发动机冷却系统1．按冷却介质不同，发动机冷却方式有（风冷）和（水冷）两种。
2．强制冷却水在发动机内进行循环的装置是（水泵）。
6．百叶窗是通过改变（流经散热器的空气的流量）来调节发动机的冷却强度。
汽车传动系概述1. 汽车传动系的基本功用是（将发动机发出的动力传给驱动车轮）。
2. 按结构和传动介质的不同，汽车传动系的型式有（机械式）、（液力机械式）、（静液式）和（电动式）等四种。
3.机械式传动系由（离合器）、（变速器）、（万向传动装置）和（驱动桥）等四部分构成。
离合器1. 摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦面间的（最大静摩擦力矩）。
汽车构造上下册知识点。
一、发动机的工作原理和总体构造1、汽车发动机通常是由哪些机构与系统组成的？它们各有什么功用？答：汽车发动机通常是由两个机构和五个系统组成的。
其中包括：机体组、曲柄连杆机构，配气机构、供给系、点火系、冷却系、润滑系和启动系。
通常把机体组列入曲柄连杆机构。
曲柄连杆机构是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力的机构。
配气机构是使可燃烧气体及时充入气缸并及时从气缸排出废气。
供给系是把汽油和空气混合成成分合适的可燃混合气供入气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排除发动机。
点火系是把受热机件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。
润滑系是将润滑油供给作相对运动的零件，以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分的冷却摩擦表面。
启动系用以使静止的发动机启动并转入自行运转。
3、四冲程汽油机和柴油机在总体构造上有和异同？答: 四冲程汽油机采用点火式的点火方式所以汽油机上装有分电器，点火线圈与火花塞等点火机构。
柴油机采用压燃式的点火方式而汽油机采用化油器而柴油机用喷油泵和喷油器进行喷油。
这是它们的根本不同。
4 、C-A488汽油机有4个气缸，汽缸直径87。
5mm，活塞冲程92mm，压为缩比8。
1，试计算其气缸工作容积、燃烧室容积及发动机排量（容积以L为单位）。
解: 发动机排量: VL=3。
14D*D/(4*1000000)*S*i=2。
21(L) 气缸工作容积: Va=2。
21/4=0。
553(L) 燃烧室容积: Y=Va/Vc=8。
1 Vc=0。
069(L).二、曲柄连杆机构2、曲柄连杆机构的功用和组成是什么？答: 曲柄连杆机构的功用是把燃气作用在活塞顶的力转变为曲轴的转矩，从而工作机械输出机械能。
其组成可分为三部分:机体组，活塞连杆组，曲轴飞轮组。
三、配气机构2、为什么一般在发动机的配气机构中要保留气门间隙？气门间隙过大或过小有何危害？**********************答：发动机工作时，气门将因温度的升高要膨胀。
第一章.汽车发动机工作原理与总体构造
9. 工况：内燃机在某一时刻的运行状况简
称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和 曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机的转速。
10.负荷率： 内燃机在某一转速下发出的有
效功率及相同转速下发出的最大有效功率的 比值成为负荷率，以百分数表示。负荷率通 常简称为负荷。
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三、四冲程汽油机的工作原理 1、进气行程
第一章.汽车发动机工作原理与总 体构造
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第一节.汽车发动机的定义及类型
一.汽车发动机的定义及其类型
（一）定义：
1) 发动机：将某一种形式的能量转换为机 械能的机器。 2) 热力发动机（热机）：将热能转换为机 械能的机器。包括内燃机和外燃机两种。 3) 内燃机：燃料（气、液体）燃烧的热气 直接将所含热能转变为机械能的一种机器。
压缩终了压力：pco＝0.8～1.5 Mpa 压缩终了温度：Tco＝600～750 K
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进气门关闭
压缩行程
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭
下止点 上止点
温度600~800K， 压力600~1500 kPa
P
c 大气压力线 r
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示功图
a V
3.作功行程
活塞：从上止点移动到下止点 气门：进气门关闭，排气门关闭 曲轴：旋转从360℃A～540℃A 最高压力：pmax＝3.0～6.5 Mpa 最高温度：Tmax＝2200～2800 K 膨胀终了压力：pex＝0.35～0.5Mpa 膨胀终了温度：Tex＝1200～1500 K
• 发动机外廓体积及其标定功率的比值称为比容积。
2.比质量
• 发动机的干质量与其标定功率的比值称为比质量。干质 量是指未加注燃油、机油和冷却液的发动机质量。比容 积和比质量越小，发动机结构越紧凑。
汽车构造考试知识点上、下册
汽车构造上册第一章、发动机的工作原理和总体构造发动机基础知识：现代汽车一般采用往复活塞式内燃机，主要由活塞、气缸、连杆、曲轴、飞轮等组成，通过燃料在气缸内燃烧产生动力，推动活塞上下运动，再由连杆转变为曲轴的旋转运动对外输出。
根据使用燃料的不同分为汽油机和柴油机。
活塞在气缸里作往复直线运动，向上运动到的最高位置称为上止点，向下运动到的最低位置称为下止点，上、下止点之间的距离称为活塞行程，曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径。
活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积；活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积；活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积；多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。
压缩比的大小表示活塞由下止点运动气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示，ε=VaVc到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。
压缩比越大，压缩终了时混合气体压力和温度就越高，燃烧速度增快，因而发动机输出功率增大，热效率提高，经济行就越好。
汽油机的压缩比一般为8～11，柴油机的压缩比一般为16～22发动机工作原理：发动机工作时必须先将可燃混合气引入气缸，然后进行压缩，接着使其燃烧膨胀推动活塞下行对外作功，最后排出废气，完成一个工作循环。
工作循环不断重复，就能使发动机连续运转，而每一个工作循环都必须包括进气、压缩、作功、排气四个过程。
四冲程汽油机工作过程：P22 四冲程汽油机的进气、压缩、作功、排气四个过程分别安排在四个活塞行程中，称之为进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。
四冲程柴油机工作原理：柴油机与汽油机性能比较优点：☆经济性好，行程长，排气温度低，热效率高，柴30-40%，汽25-30%，而且柴油价格较低。
☆污染较轻，柴油和空气混合比大，燃烧较完全，废气中一氧化碳较少（CO）。
没有高压点火装置，不产生无线电干扰。
☆危险性小，柴油燃点高，不会自燃，不怕严冬烤机。
汽车发动机的工作原理及总体构造
汽车发动机的工作原理及总体构造
一、汽车发动机的工作原理
1.吸气：发动机的活塞下行时，活塞腔内的气门打开，通过气门进入
汽缸的混合气。
2.压缩：活塞上行时，活塞腔内的气门关闭，活塞将混合气压缩成高
压气体。
3.爆燃：在活塞接近顶死点时，火花塞产生火花，将混合气点燃爆炸，释放出能量。
4.排气：活塞下行时，废气通过排气门排出汽缸，为新的混合气提供
空间。
通过这四个基本过程循环运作，汽车发动机可以持续地产生动力，驱
动汽车运行。
二、汽车发动机的总体构造
1.气缸体系：汽缸是发动机燃烧的主要部分，通常由铁合金或铝合金
制成。
汽缸体内设置有活塞和气门，通过这些部件的运动来实现吸气、压缩、爆燃和排气的过程。
2.曲轴与连杆机构：曲轴是将活塞运动转化为有用功的装置，具有一
定的几何结构，可以将来自活塞的线性运动转化为旋转运动。
连杆连接活
塞与曲轴，将活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。
3.气门机构：气门控制气缸内的进气和排气。
气门通过气门杆与凸轮
轴相连接，由凸轮轴的转动带动气门的开闭。
4.燃油供给系统：燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵、喷油器等。
燃油从燃油箱经过燃油泵被送入汽缸，与空气混合后形成可燃气体。
此外，还有点火系统、冷却系统、润滑系统等辅助系统，保证发动机正常运行。
总之，汽车发动机通过吸气、压缩、爆燃和排气这四个基本过程，不断地将化学能转化为机械能，从而驱动汽车运行。
其总体构造包括气缸体系、曲轴与连杆机构、气门机构和燃油供给系统等。
这些构造相互配合，共同完成发动机的工作。
发动机工作原理和总体构造
（四）飞轮的作用： 四冲程发动机工作循环的四个活塞行程中，只有一个行程是作功的，其余三个行程是依靠飞轮的惯性
（b）表面点火： 在火花塞点火之前，由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气
而产生的另一种不正常燃烧现象，称为表面点火。 表面点火现象：
表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降 低。
（c）汽油机压缩比的选择： 应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。
冷却系—水泵9由曲轴14上的皮带轮带动，将来自散 热器冷却后的冷却水泵入气缸7燃烧室周围的冷却水 套，经过气缸盖6中的冷却水套，热水由气缸盖上部 的出水口流往散热器。
（三）发动机基本术语
上止点（T.D.C.）：
活塞顶离曲轴中心最远处。
下止点（B.D.C.）： 活塞行程 S ：
活塞顶离曲轴中心最近处。
（b）压缩行程
（a）爆燃： 由于压缩比过高导致压缩终了时气体压力和温度过高，在火花塞点火之后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现象，称为爆燃。 爆燃现象：
爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速推进，当这种压力波撞击 燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。同时还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果， 严重爆燃时甚至造成排气门烧废、轴瓦破裂、活塞顶熔穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。
发动机构造及工作原理
·组成：活塞、连杆、曲 轴三部分
·作用：将活塞的往复直线 运动—曲轴的旋转运动 对外输出动力
3．供给系统
·组成：燃油供给系统和进、排气系统组成 ·作用：将燃油系统和空气及时地供给气缸， 并将燃烧后的废气及时排除 ·主要部件：化油器（汽）、喷油泵和喷油
器 （柴）、空气滤清器、进气管、排气管、声
be=(B/Pe)×10-3 (g/(KWh)) •B—每小时的燃油消耗量，kg/h •Pe—有效功率，kW 显然燃油消耗率越低，燃油经济性越好
§1.5 发动机的性能指标
三、发动机的速度特性
指发动机的功率、转矩和燃 油消耗率三者随曲轴转速变化 的规律。
发动机外特性：
当节气门开度达到最 大时，所得到的速度 特性称为发动机外特 性
状态 行程
进气行程
压缩行程
作功行程
排气行程
温度(K)
压力
370~440
75~90 kPa
600~800
600~1500 kPa
2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了)
3~5MPa (瞬时最高) 300~500 kPa (作功终了)
900~1200
105~125 kPa
§1.3.2 四冲程柴油机的工作原理
活塞行程(S)
曲柄半径(R)
气缸工作容积(V s )
发动机排量(VL)
燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 压缩比ε
Vs= πD2·S ×10-6/4 （L）
D——气缸直径mm S——活塞行程mm
VL= Vs × I
工工况作（循P环、n） 负荷率（％）
ε= Va / Vc
压缩比
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。
汽车知识---发动机构造与原理
1.1发动机的类型
点火方式
冷却方式
发
动
机
汽缸排列方式
类
型
燃料方式
冲程数目
火花式发动机 压燃式发动机
水冷式发动机 风冷式发动机
目前，应用最广、 数量最多的汽车发动机 为水冷、四冲程往复活 塞式内燃机。
直列式发动机 V型发动机
汽油发动机 柴油发动机
二冲程发动机 四冲程发动机
多用于轿车和轻 型客、货车上
1.4发动机的工作原理
进气、压缩、燃烧和排气四个冲程叫做一个循环，有这种 循环的发动机叫做四冲程发动机。
四冲程发动机的特性是：四个冲程中，活塞上下两次，曲 轴旋转两圈
二、曲轴连杆机构
缸体曲轴箱组
发动机类型
活塞连杆组
曲轴飞轮组
气缸体 气缸套 气缸盖和燃烧室 气缸垫
活塞 活塞环 活塞销 连杆
曲轴 飞轮
发动机的冷却方式有水冷和风冷两种，拖拉机汽车发动机多采用水冷 方式。水冷的特点是方便、可靠，同时被冷却水吸收的热能还可用于车内 取暖。
5.1水冷却系统
水冷却系是利用水泵的作用,强制冷却水循环,冷却水在汽缸周围的水套内吸 收热量后,流经散热器,将热量传给散热片,再被流经散热气的空气带走,经过冷却 后的水再流回水套,如此不断循环,保持发动机在最佳温度(水温80～90°C)
装汽缸盖和汽缸垫时，为保证装配质量，缸盖螺栓应使用扭 力板手，并由中间向四周，按规定扭力矩分两三次逐步扭紧。
2.2活塞连杆组
◆活塞 活塞与汽缸盖组成燃烧室，承受燃气压力并通过活塞销和连 杆将压力传递给曲轴。活塞的工作条件很差，一般采用铝合金制成的活塞。 活塞可分为顶部、头部和裙部三部分。汽油机活塞顶部多是平的，也有采用 凹顶或凸顶的；活塞头部制有环横槽，用来安装活塞环；活塞裙部呈椭圆， 壁上开有绝热槽、膨胀槽和销座孔。活塞和汽缸间有“活塞间隙”，一般有 0.02～0.1mm,活塞头部的直径一般少于裙部。
汽车发动机工作原理及总体构造
表面点火：由于ε过大
P、T过高，在电火花之前可燃混合气就被燃
烧室炽热的表面点燃的另一种不正常燃烧。表面点火发生时，伴有沉闷的
敲缸声，产生的高压使发动机负荷↑，寿命↓。
*
① 现代汽油机的压缩比一般为ε= 6—9（个别轿车可达9—11）。 ② 柴油机靠压缩自燃，所以压缩比设计等较高ε=16—22。具有较好的
二、经济性指标：
1、 燃油消耗率be：发动机每发出1KW有效功率，在1h内所消耗的燃油量。 be= B x1000 (g / kwh ) ； B—发动机每小时的耗油量(kg/h)——可测定 Pe
三、发动机的运转性能指标：
1、 排气品质：有害气体成分的限制标准。P41 2、 噪声：车外噪声标准 美日欧韩：74---80 dB(A) 中国：82---89dB(A)
P0
P0
“柴” 1.25
1.05---
四：四冲程汽油机和柴油机的优缺点比较 汽油机：（优点）ε较小，体积小，重量轻，转速较高，动力性好。
制造维修成本低，噪声小，起动容易。主要用于轿车、微型 车（客车、货车）、军用越野车。
（缺点）燃料经济差，排污大（HC、N0x、CO）
柴油机：（优点） ε较大，燃料燃烧完全，经济性好。
（缺点）由于ε较大 P、T较高，所以体积大、重量大，转速 较低，制造维修成本高（喷油泵、喷油器加工精度要求高）。 常用于中、重型货车。（对经济性要求高，动力性要求较低）。
同排量的单缸与多缸发动机优缺点比较：
单缸：结构简单、重量轻。运转不平稳、冲击振动大。
多缸：与单缸相反。发火间隔角
=720 º/ i （ i—— 缸数）。
1、进气行程：
进入气缸的是
柴油机：新鲜空气。
汽油机：汽油与空气的混合物。
汽车发动机工作原理及总体构造分析解析
汽车发动机工作原理及总体构造分析解析一、汽车发动机的工作原理1.进气过程：发动机活塞下行时，曲轴带动连杆将活塞拉向下方，活塞下行的同时，在缸盖上的进气门打开。
汽车在行驶过程中引入新鲜空气，并混合燃油进入气缸。
2.压缩过程：当活塞行至上行点时，进气门和排气门都被关闭起来，曲轴继续将活塞往上推动，从而把进气气体压缩到缸内，使其温度和压力急剧上升。
3.燃烧过程：当活塞行至上行点附近时，压缩空气达到燃烧温度时，高压电火花塞产生电火花，使混合物燃烧。
燃烧的剧烈膨胀使汽车发动机带动连杆和曲轴旋转，从而提供动力。
4.排气过程：在燃烧后，废气通过活塞上的排气门排出气缸。
同时，曲轴的旋转使另一个活塞在气缸内进行另一轮的进气、压缩、燃烧和排气过程。
二、汽车发动机的总体构造1.缸体和缸盖：缸体是汽车发动机的最基本部件之一，用于容纳活塞和气缸套。
缸体具有良好的散热性能，并通过螺栓和气缸盖连接。
缸盖上有进气门和排气门，以及点火系统中的火花塞。
2.活塞和连杆：活塞是位于缸体内的一个圆柱体，通过曲轴的旋转带动活塞进行上下运动。
连杆连接活塞和曲轴，在燃烧过程中将活塞的线性运动转换为曲轴的旋转运动。
3.曲轴和曲轴箱：曲轴是发动机的旋转部件，其主要作用是将活塞运动转换为旋转运动。
曲轴箱是安装曲轴的外壳，内部还装有润滑油。
4.气门机构：气门机构由凸轮轴、气门弹簧和气门组成。
凸轮轴带动气门的开合，控制进气和排气过程。
气门弹簧用于关闭气门。
5.火花塞和点火系统：火花塞是点火系统的重要组成部分，通过产生电火花来点燃混合气体。
点火系统还包括点火线圈和电子控制单元（ECU）。
6.燃油系统：燃油系统包括燃油箱、燃油泵、喷油嘴等部件，用于将燃料供给到汽缸中，达到混合燃油的目的。
7.冷却系统：冷却系统通过冷却液循环，将发动机散热，防止过热。
冷却系统包括散热器、水泵、风扇等部件。
8.润滑系统：润滑系统通过润滑油对发动机各个运动部件进行润滑，减少摩擦和磨损。
第一章 发动机工作原理和总体构造
按照气缸数目分类
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。仅有一个气缸的 发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、 三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机 多采用四缸、六缸、八缸发动机。
按照气缸排列方式分类
内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个 气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾 斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一 般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。
？
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
汽油机
汽油与空气缸外混合，进 入可燃混合气
柴油机
进入气缸的是纯空气
电火花点燃混合气 有点火系 无喷油器
高温气体加热柴油燃烧 无点火系 有喷油器
§3 二冲程发动机的工作原理
二冲程汽油发动机工作原理 二冲程柴油发动机工作原理
3.1、二冲程汽油机工作原理
曲轴旋转二周完成一个工作循环。 四冲程发动机有独立的进气和排气 冲程，换气彻底，在汽车上广泛使 用，并已逐渐用于摩托车。
四冲程
二冲程
按照冷却方式分类 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。水冷发动机是 利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却 的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作 为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被 广泛地应用于现代车用发动机。
进 气 门 温度750-1000K 压力3-5 MPa 喷油器
《汽车构造(上册)(第3版)》教学课件 第1章汽车发动机工作原理及总体构造
第一节 概述 二、发动机基本结构
• 四冲程汽油机
• 结构图
1—油底壳 2—润滑油 3—曲轴 4—连杆 5—曲轴正时齿轮 6—同步 带 7—气缸套 8—排气三元催化转 化器9—氧传感器 10—活塞 11—凸 轮轴正时齿轮 12—凸轮轴 13—摇 臂 14—排气门 15—火花塞 16— 电控喷油器17—燃油滤清器 18—电 动燃油泵 19—燃油箱 20—点火线 圈组件 21—燃油压力调节器 22— 节气门 23—空气滤清器 24—空气流量计 25—电控单元(ECU) 26—点火开关 27—蓄电池 28—起 动机 29—飞轮 30—发动机转速传 感器31—冷却液 32—爆燃传感器 33—冷却液温度传感器 34—进气门 35—进气管 36—进气温度传感器 37—节气门位置传感器
附录B
车辆识别代号（GB 16735－2004） ✓ 车辆识别代号：汽车的身份证号（车架号）
✓ 根据国家车辆管理标准确定，包含了车辆的生产厂 家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及 组装地点等信息。
第二节 发动机工作原理 1、四冲程汽油机的工作原理
➢ （1）进气冲程 ➢ （2）压缩冲程 ➢ （3）做功冲程 ➢ （4）排气冲程
动画演示
第二节 发动机工作原理 1、四冲程汽油机的工作原理
动画演示
第二节 发动机工作原理 2、四冲程柴油机的工作原理
• 四冲程 • 柴油机 • 结构图
第二节 发动机工作原理
第一章 发动机工作原理和总体构造
第一节 概述 第二节 发动机工作原理 第三节 发动机总体构造
第一章 发动机工作原理和总体构造
学习目标： ➢ 1.理解发动机工作过程的基本概念。 ➢ 2.掌握四冲程汽油机和四冲程柴油机的基本结构
与工作原理。 ➢ 3.掌握发动机的总体组成和功用。 ➢ 4.学会使用汽车常用拆装工具。
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电控
电气
本章要目：
1.1 发动机的分类
1.2 基本术语
1.3 四冲程发动机工作原理
1.4 二冲程发动机工作原理
1.5 总体构造 1.6 发动机的主要性能指标和特性 1.7 内燃机产品名称和型号编制规则
1.6 发动机的主要性能指标和特性
一、动力性能指标 二、经济性能指标 三、排放性能指标 四、速度特性
600~1500 kPa
3~5MPa (瞬时最高) 300~600 kPa (作功终了)
作功行程
排气行程
900~1200
105~125 kPa
四冲程柴油机工作时各行程状态
状态
行程
温度(K)
300~370
压力
80~90kPa
进气行程
压缩行程
作功行程 排气行程
750~1000
1800~2200(瞬时最高) 800~1000(作功终了)
耗量。
式中：GT － 每小时的燃油消耗量，kg/h； Pe － 有效功率，kW。
三、运转性能指标
1、排气品质 欧洲Ⅰ号标准转化： CO≤2.72g/km 欧洲Ⅱ号标准转化： CO≤2.2g/km CO
点燃车2.2克/km
压燃1.0克/km
HC+NOX≤0.97g/km
HC+NOX≤0.50g/km
Ch1 发动机工作原理和总体构造
李书伟
E-Mail:yclsw@ Tel:88968111
/web/jiaoxue/
Ⅰ、教学目的及教学要求： 熟悉发动机基本术语；了解四冲程发动机工作原理和熟 悉汽柴油机两者之间的特点，了解二冲程发动机工作原理和 其优缺点；掌握发动机总体构造和类型，熟悉内燃机型号编 制规则；了解发动机性能指标与特性。 Ⅱ、教学内容： 发动机基本术语与计算公式；四冲程汽油机工作原理，四 冲程柴油机工作原理；二冲程发动机工作原理，二冲程发动 机的优缺点；发动机总体构造，发动机的类型，内燃机型号 偏制规则；发动机的性能指标与特性。 Ⅲ、重点和难点： 重点:发动机的总体构造、类型、型号编制规则； 难点:发动机基本术语，四冲程和二冲程发动机工作原理 .
1.4 二冲程发动机的工作原理
一、二冲程汽油发动机工作原理 二、二冲程柴油发动机工作原理
一、二冲程汽油机工作原理
压缩混合气
排气孔
点火燃烧
火花塞
进气孔
进气
扫气孔
排气
二、二冲程柴油机工作原理
扫气泵 压缩 喷油器 排气
空 气
换气
排气门
燃烧
废 气
思考
1. 理论上它的功率应等于四 冲程发动机的二倍。 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。
3、起动 由直流电动机、传动装置和控制机构组成，其主要功用是 起动发动机。发动机的起动性能评价指标有：起动转矩、最低 起动转速、起动功率、起动极限温度。 1）起动转矩 起动机要有足够大的转矩来克服发动机初始转动时的各种 阻力。 起动阻力包括： a.摩擦阻力矩； b.压缩阻力矩； c.惯性阻力矩。
2)最低起动转速 汽油机中，约为50~70r/min。 若低于这个转速，汽油泵供油不足，气流速度过 低，可燃混合气形成不充分，还会使压缩行程的散热 损失和漏气损失增加，导致发动机不能起动。 3)起动功率 起动机功率应和发动机起动所必需起动功率相匹配 4)起动极限温度 当环境温度低于起动极限温度时，应采取起动辅 助措施。
终了：温度 800~1000K压力 105~400 kPa
进气门
纯空气
喷油器
排气门
吸气行程
压缩行程
作功行程
喷油泵
排气行程
瞬时：温度2000~2500K 压力5~15 MPa
四冲程汽油机工作时各行程状态
状态 行程
温度(K)
370~440
压力
75~90 kPa
进气行程
压缩行程
600~800
2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了)
本章要目：
1.1 发动机的分类
1.2 基本术语
1.3 四冲程发动机工作原理
1.4 二冲程发动机工作原理
1.5 总体构造 1.6 发动机的主要性能指标和特性 1.7 内燃机产品名称和型号编制规则
1.1
发动机的分类
四种六缸发动机气缸排列方式:
德国大众公司最新研制的W8和W12 (VV12是由两个VR6并在一起)
示功图
V
排气行程
进气门关闭 排气门打开
上 Z 止 点 下 止 点
P
c
大气压力线 残余废气
r
b
活 塞
温度900~1200 K 压 力105~125 kPa
V
示功图
二、四冲程柴油机的工作原理
温度300~370K压 力80~95 kPa
温度800~1000K 压力3~5 MPa
温度800~1000K压 力105~400 kPa
HC+NOx 排气颗粒
非直喷压燃0.08克/km
点然0.5克/km
非直喷压燃0.7克/km
直喷压燃0.9克/km
直喷压燃0.10克/km
2、噪声
发动机、变速器、驱动桥、传动轴、车厢、玻 璃窗、轮胎、继电器、喇叭、音响等等都会产生噪 声。有些是被动产生的，有些是主动发生的(如人 为按动喇叭)。但是主要来源只有两个方面，一个 是发动机，另一个是轮胎，它们都是被动发生的， 只要车子行驶就会产生噪声。 燃油汽车的噪声通常为70分贝左右，交通高 峰期，繁华交通要道噪声通常为75～85dB，使 人难以忍受.
3 曲轴飞轮组
正时齿轮 皮带轮 扭转减振器 起动爪
飞轮
曲轴
飞轮螺栓
主轴瓦
■
配气机构
包括气门组和气门传动组
一、气门组
二、气门传动组
摇臂轴
摇臂
凸轮轴 推杆 凸轮轴正 时齿轮
挺柱
供给系统
桑塔纳轿车汽油供给系示意图
油管 油箱
空气滤清器
汽油滤清器 汽油泵 化油器
汽油供给装置
燃油滤清器
高压管 喷油器 喷油泵
式中：Te － 有效扭矩，单位为N· m； n － 曲轴转速，单位为r/min。 3. 转速：曲轴每分钟的转数，单位为r/min。 铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率 和额定转速。按照汽车发动机可靠性试验方法的 规定汽车发动机应能在额定工况下连续运行 300～1000小时。
二、经济性能指标
燃油消耗率ge：是指单位有效功的燃油消
二冲程发动机与四 冲程发动机相比， 有何优点？
本章要目：
1.1 发动机的分类
1.2 基本术语
1.3 四冲程发动机工作原理 Nhomakorabea1.4 二冲程发动机工作原理
1.5 发动机的总体构造 1.6 发动机的主要性能指标和特性 1.7 内燃机产品名称和型号编制规则
1.5
发 动 机 的 总 体 构 造
汽油发动机
桑塔纳发动机结构示意图
气缸工作容积(V h )活塞从 一个止点运动到另一个止点 所扫过的容积。 发动机排量(VL)多缸发动机 各气缸工作容积的总和。 燃烧室容积(Vc )活塞位于上 止点时，其顶部与气缸盖之 间的容积 。 气缸总容积(Va )活塞位于下 止点时，其顶部与气缸盖之 间的容积。 发动机基本术语 工作循环完成进气、压缩、 作功和排气四个过程叫一个 工作循环。 压缩比气缸总容积与燃烧室 容积之比。
■ 曲柄连杆机构
1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
1 机体组
组成：由气缸体、曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖和气缸垫等不动件
组成。
气缸垫 气缸盖 油道和水道 气缸体 曲轴箱
气缸体上 部的圆柱 形空腔称 为气缸
油底壳
气缸
2 活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦
连杆盖
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭
下 止 点
P
温度600~800K， 压力600~1500 kPa
上 止 点
活 塞
大气压力线
c
r a 示功图
V
作功行程
排气门关闭 进气门关闭 上 止 点
Z
P
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压 力3~5MPa 大气压力线
下 止 点
c r b a
作功终了：温度 1500~1700 K， 压 力300~500 kPa
Vh= πD2· ×10-6/4 （L） S D——气缸直径mm S——活塞行程mm VL= V h × i
ε=Va/Vc
压缩比
现汽油发动机压缩比一 般为10左右。 现柴油发动机压缩比一 般为20左右。
压缩比过大的不良后果
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压缩比过大的不良后果
名称 成因
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。 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。
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1.1 发动机的分类
1.2 基本术语
1.3 四冲程发动机工作原理
1.4 二冲程发动机工作原理
1.5 总体构造 1.6 发动机的主要性能指标和特性 1.7 内燃机产品名称和型号编制规则
1.3 四冲程发动机的工作原理
一、四冲程汽油机的工作原理 二、四冲程柴油机的工作原理
一、四冲程汽油机的工作原理
本章要目：
1.1 发动机的分类
1.2 基本术语
1.3 四冲程发动机工作原理