第一节：汽车发动机的类型及工作原理ppt

四冲程汽油机基本结构动感视图
字母 A B C D E F
G
H
I
J K L M
N
O
P
名称 进气门及摇杆和弹簧，由凸轮轴控制打开，弹簧复位。 气门室盖。 进气口，在进气门打开时，油气混合物由此进入汽缸。 汽缸盖 冷却水 曲轴箱（机体、缸体、中缸） 油底壳，盛放机油用，平时发动机不工作时，机油就回流 到这里。 机油。 凸轮轴，极为重要的部件，控制进气和排气门的开启和关 闭时间。 排气门及摇杆和弹簧，由凸轮轴控制打开，弹簧复位。 火花塞或喷油器。 排气口，在排气门打开时，燃烧废气由此排出汽缸。 活塞，在爆发压力和曲轴惯性的作用下产生上下往复运动。 连杆，连接曲轴，是活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运 动的过渡元件。 连杆轴承。 曲轴，被活塞及连杆驱动后带动飞轮旋转，是发动机动力
单缸发动机基本结构
1-机油泵； 2-曲轴正时齿轮； 3-凸轮轴正时齿轮； 4-凸轮轴； 6-排气歧管； 7-进气歧管； 8-进气门； 9-排气门； 10-化油器； 11-火花塞； 12-气缸盖； 14-气缸； 15-活塞； 18-活塞销； 21-飞轮； 22-曲轴； 24-油底壳
四冲程汽油机工作原理
2.压缩行程
活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运 动。进、排气门均关闭，活塞上腔容积不断减小， 混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程 结束。气体压力和温度同时升高，混合气进一步 混合，形成可燃混合气。此时，气缸内压力为 600~1500kPa,温度600~800K ,远高于汽油的点燃 温度, 很容易点燃。
(2) 按照冷却方式分类
发动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。
水平对置发动机的优缺点？
优点：低重心，产生的横向震动容易被支架吸收、平顺性 好，有效将全车较重的发动机重心降低，更容易达到整体 平衡.低振动：活塞运动的平衡良好（180度左右抵消）。 相比直列式，在曲轴方面所需的平衡重减少，有助转速提 升。它能保持650转的低转速，并保证发动机平稳的工作。 同样相比其它发动机行驶油耗最低。
2.发动机基本术语
发动机汽缸工作术语动感视图
1.上止点
活塞离曲轴回转 中心最远处，一般 指活塞上行到最高 位置，一般用英文 缩 写 词 TDC 表 示 。
2.下止点
活塞离曲轴回转 中心最近处，一般指 活塞下行到最低位置， 一般用英文缩写词 BDC 表 示 。
3.活塞行程（S）
上、下止点间的距离
大众系列
W型发动机的特性？
优点：结构更紧凑，可以容纳更多的汽缸数，有更大的排 量。
缺点：结构太复杂，运转平衡性也不好。
由于专利的原因，这种发动机只在大众和奥迪，布加迪等 少量车上可以见到，在欧版大众高尔夫、欧版大众帕萨特 以及奥迪A8上，分别装备着W6,W8和W12发动机。
转子发动机
第1章 汽车发动机总论
学习目标 1.能正确描述发动机的基本结构、作用和发动机的 常用术语定义； 2.能简单叙述发动机基本工作原理； 3.能够正确描述发动机的总体构造。
什么是发动机？
发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为机械 能的机器，包括如发动机（汽油发动机等）、外燃机（斯 特林发动机、蒸汽机等）、电动机等。如发动机通常是把 化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置，也 可指包括动力装置的整个机器（如：汽油发动机、航空发 动机）。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也 源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。
Va= Vh +Vc
9.压缩比（ε）
气缸总容积与燃烧 室容积的比值，即
ε=Va/Vc=1+Vh/Vc
它表示活塞由下止 点运动到上止点时，气 缸内气体被压缩的程度。 压缩比越大，压缩终了 时气缸内的气体压力和 温度就越高。一般车用 汽油机的压缩比为 7~10，柴油机的压缩 比为15~22。
三、发动机的工作原理
但汽油机的压缩比过高会引起爆燃和表面点火等不
正常的燃烧现象，一般在6~9之间，现代轿车汽油机 的在9~11之间。
（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。
发动机冷却水循坏方式动感视图
(3) 按照气缸数目分类
发动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。
V——气缸工作容积,L。
6.燃烧室容积(Vc )
活塞在上止点时， 活塞上方的空间叫燃 烧室，它的容积叫燃 烧室容积(L)。
7.发动机排量(VL)：
发动机所有气缸工作容积之和（L）。设发动 机的气缸数为i，
则 VL = Vh i
8.气缸总容积(Va)
活塞在下止点 时，活塞上方的容 积称为气缸总容积 （L）。它等于气缸 工作容积与燃烧室 容积之和，即
1.四冲程汽油机工作原理
四冲程发动机的简单工作原理
活 塞
活
活
塞
塞
进气行程
压缩行程
作功行程
活 塞
排气行程
四冲程汽油机工作原理
1.进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止 点运动。进气门打开，排气门关闭。 活塞上腔容积增大，在真空吸力的作 用下，经过滤清的空气与汽油形成混 合气，经进气门被吸入气缸，至活塞 运动到下止点时，进气门关闭，停止 进气，进气行程结束。
1
L型发动机
2
V型发动机
3
H型发动机
4
W发动机
5
转子发动机
6
水平对置发动机
7
转子发动机
什么是L型发动机呢？
又称“直列”(LineEngine)发动机，是指汽缸是按直线排 列的，它所有的汽缸均按同一角度并排成一个平面。“直 列”一般用L代表，后面加上汽缸数就是发动机代号。
思考L3、L4、L5、L6代表的含义？ L3：表示直列3缸发动机。 L4：表示直列4缸发动机。 L5：表示直列5缸发动机。 L6：表示直列6缸发动机。
一、汽车发动机的类型
汽车发动机的分类方法很多，按照不同的分类方法 可以把汽车发动机分成不同的类型。 (1) 按照行程分类 汽车发动机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为 四行程和二行程发动机。把曲轴转两圈(720°)，活塞在 气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的发 动机称为四行程发动机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞 在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的 内发动称为二行程发动机。汽车发动机广泛使用四行程 发动机。
（7）：按照是否电喷分类
（8）：按照喷油位置的分类
（9）：按气门的多少分：
二、发动机的基本结构及基本术语
1.发动机能量和运动转换机构的基本结构及运动特点：
发动机的工作过程是周期性地将燃料燃烧的热能转变 为机械能的过程。 经过进气、压缩、作功、排气，每进行一次称为一个工作 循环。 曲轴旋转两周，活塞往复运动四次完成一个工作循环，称 为四冲程发动机。 曲轴旋转一周，活塞往复运动二次完成一个工作循环， 称为二冲程发动机。
转子发动机全称为三角活塞转子发动机。
它是一种特殊的活塞式发动机。转子活塞为一个凸弧边三 角形，当转子在近似椭圆的外旋轮线缸体内旋转时，弧边 三角形的三个顶点与缸壁保持接触，从而使转子弧面同缸 壁之间形成三个相互分隔的工作室。这三个工作室的容积 大小随转子的转动而周期性变化，转子每旋转一周，各个 工作室都能完成一次四个冲程的过程，这四个冲程同活塞 往复式发动机的四个冲程相对应，从而形成完整的工作循 环。
V型发动机的高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为 方便。尤其是现代汽车比较重视空气动力学，要求汽车的 迎风面越小越好，也就是要求发动机盖越低越好。
常见的V型发动机有V6、V8、V10、V12。还有V3、V5以及 V16。
顾名思义，V代表发动机气缸成V型排列，一般是60度，这 样可以抵消运转时的震动，更加稳定。也有75度和72度的。 雷诺赛车甚至用了超过90度的广角V10引擎。
4.曲柄半径（R）
与连杆下端（即 连杆大头）相连的曲 柄销中心到曲轴回转 中心的距离（mm）。
显 然 ， S=2R 。 曲
轴每转一周，活塞移 动两个行程。
5.气缸工作容积(Vh)
活塞从上止点到下止点 所让出的空间容积(L)。
Vh =π D 2s/4×106
式中
D——气缸直径,mm。
S——活塞行程,mm。
思考V型发动机的优缺点？
优点：运转稳定（针对V6、V8、V12）、节省空间、有利 于降低车身的风阻系数。
缺点：结构比较复杂，不利于保养和维修，并且造价较高。 同时，V3、V5包括V10都由于其结构或排量的原因，并不 非常稳定，尤其是作为F1发动机的V10 3L引擎，更是需要 投入大量的精力和经费用于保证其稳定性。
直列6缸发动机，目前的佼佼者就是着名的BMW，BMW直列6 缸发动机凝聚了当今量产发动机的顶尖技术，堪称直列6 缸的巅峰之作。