汽车发动机的作用和工作原理

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二、发动机的基本术语
❖ 上止点 ❖ 下止点 ❖ 活塞行程(S) ❖ 曲柄半径(R) ❖ 气缸工作容积(V h ) ❖ 发动机工作容积(VL) ❖ 燃烧室容积(Vc ) ❖ 气缸总容积(Va ) ❖ 压缩比
曲轴回转中心
曲柄
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三、四冲程发动机的简单工作原理
四冲程发动机：曲轴旋转二周， 活塞往复4个行程完成一个工作
1、结构
压缩混合气 排气孔
点火燃烧
火花塞
进气孔 精品课件进气
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
废
换气
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排气门
气 燃烧
思考
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。
2. 由于作功频率较大，二冲 程发动机的运转比较均匀 平稳。
汽车底盘由传动系、行驶系、转向 系和制动系四部分组成。
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第1章 汽车底盘概述
1.2 汽车底盘的组成
1．传动系 汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为
汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条 件下所必需的牵引力、车速，以及它们之间的协 调变化等功能，使汽车有良好的动力性和燃油经 济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动车 轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而 平稳地接合或彻底、迅速地分离。
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总之，四冲程汽油机经过进气、压缩、做功 、排气四个行程，完成一个工作循环。活塞在上 、下止点间每移动一个行程，曲轴转过180°角。 四冲程汽油发动机每完成一个工作循环，活塞移 动四个行程，曲轴转过两周（720°）。其中进气 和做功行程活塞都是由上止点移动到下止点；压 缩和排气行程活塞都是由下止点移动到上止点。 四个行程中，只有做工行程做工，其他三个行程 都是通过飞轮的惯性来驱动的。
第一节 发动机的作用和基本工作原理
一、 发动机的作用 发动机是将其他形式的能量转化
为机械能的机器。它把液体或者气体的化 学能通过燃烧转化为热能，再把热能通过 膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动 机是汽车的动力装置，是整个汽车的心脏 部分。
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思考
发动机的工作原 理是什么？它又是如 何运转的呢？
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小结
1.发动机的作用 2.发动机的基本术语 3.四冲程汽油发动机的工作原理
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练习
1、压缩行程是如何工作的？ 2、什么是压缩比？ 3、什么是发动机的排量？ 4、四冲程汽油发动机工作原理是什么?
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复习
1）汽车的发展史。 2）汽车的组成部分。 3）发动机的组成部分。 4）发动机的类型。
2.2.2 传动系统的布置形式
5．四轮驱动(4WD) 4WD的优点是：四个车轮均有动力，地面附着率最大，
通过性和动力性好。
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第4章 手动变速器
4.1 概述 4.1.1 变速器的功用
1．实现变速变矩。变速器通过改变传动比，扩大驱动轮转 矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同 时使发动机在有利的工况下工作；
吸气行程
压缩行程 作功行程
排气行程
瞬时：温度 1800精~品22课0件0K压力 5~10 MPa
喷油泵
思考
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 相同之处呢？
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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。
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思考
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 不同呢？
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传动系概述 离合器 手动变速器 自动变速器 万向传动装置 驱动桥
四轮驱动/全轮驱动系统 汽车巡航控制系统
第2章 传动系概述
2.1 传动系的作用及组成 2.1.2 传动系的组成及各总成的
功用
1．机械式传动系 主要由离合器，手动变速器，万向传动装置，主
减速器及差速器，半轴组成。
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第2章 传动系概述
传动系包括：离合器，变速器，万向传动装置 ，主减速器及差速器，半轴等部分。
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第1章 汽车底盘概述
1.2 汽车底盘的组成
2．行驶系 汽车行驶系的功用是接受发动机经传动系传来 的转矩，并通过驱动轮与路面间附着作用，产生 路面对汽车的牵引力，以保证整车正常行驶；此 外，它应尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击 和振动，保证汽车行驶平顺性，并且能与汽车转 向系很好地配合工作，实现汽车行驶方向的正确 控制，以保证汽车操纵稳定性。 行驶系包括：车架，车桥，悬架和车轮等部分 。
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。
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§2.4 发动机的分类
水冷发动机
车用内燃机
风冷发动机
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
化油器式发动机 直接喷射式发动机发动机
车用内燃机
单缸发动机 多缸发动机
车用内燃机
单列式发动机 双精列品式课件发动机
2．实现汽车倒驶。由于内燃机是不能反向旋转的，利用变 速器的倒档，实现汽车的倒向行驶；
3．必要时中断传动。利用变速器中的空档，中断动力传递 ，使发动机能够起动和怠速运转，满足汽车暂时停车或 滑行的需要；
4．实现动力输出，驱动其他机构。如有需要，可将变速器 作为动力输出器，驱动其他机构。如自卸车的液压举升 装置等。
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第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 传动系统的布置形式
2．发动机前置前轮驱动(FF) FF的优点是：降低了车厢地台，操控性有明显的转向不足特性，
另外其抗侧滑的能力也比FR强。缺点是：上坡时驱动轮附着力会减小 ；前轮由于驱动兼转向，导致结构复杂、工作条件恶劣。
a)发动机纵向布置
§2.5 发动机的总体构造
两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
供给系
点火系
五大系统 冷却系
润滑系
起动系
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进气门 排气门 推杆
挺柱
正时齿轮
■ 配气机构
■ 曲柄连杆 机构
连杆
活塞精品课件曲轴
飞轮
摇臂 凸轮轴
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桑塔纳发动机结构示意图
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桑塔纳发动机冷却系示意图
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桑塔纳发动机润滑系示意图
进气门关闭
压缩行程
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭
温度600~800K， 压力600~1500
活 塞
kPa
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压缩结束时曲轴转角为 180°---360°
工作特征：进气门关， 排气门关，活塞上行。
作功行程
排气门关闭
进气门关闭
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压
力3~5MPa
做工结束时曲轴转角为 360°--540°
2.2 汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 传动系统的布置形式
4．发动机后置后轮驱动(RR) RR的优点是：结构紧凑，没有沉重的传动轴，也没有
复杂的前轮转向兼驱动结构。缺点是：后轴荷较大，在操 控性方面会产生与FF相反的转向过度倾向。
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第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布 置
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b)发动机横向布置
第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布置 2.2.2 传动系统的布置形式
3．发动机中置后轮驱动(MR) MR的优点是：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。
缺点是：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和 实用性，因此MR大都是追求操控表现的跑车。
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第2章 传动系概述
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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。
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
现象
爆燃
表面 点火
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。
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不同点
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
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有喷油器
§2.3 二冲程发动机的工作原理
• 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
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一、二冲程汽油机工作原理
2.1 传动系的作用及组成 2.1.2 传动系的组成及各总成的
功用
2．液力机械式传动系 主要由液力机械变速器，万向传动装置，主
减速器及差速器，半轴组成。
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第2章 传动系概述
2.2 汽车驱动形式与传动系统布 置 1．发2动.2机.前2置后传轮驱动动系(FR统) 的布置形式
FR的优点是：附着力大，易获得足够的驱动力， 整车的前后重量比较平衡，操控稳定性较好。缺点是 ：传动部件多、传动系统质量大，贯穿乘座舱的传动 轴占据了舱内的地台空间。
循环，称为4冲程发动机。
一个工作循环：进气 、压 缩 、做工、排气
四冲程发动机按燃油种类的不同 可分为：汽油机和柴油机。
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1、四冲程汽油机的工作
原理
进气行程
温度370~440 K， 压力 75~90 kPa