汽车发动机构造课件

现代汽车发动机主要采用四冲程往复活塞式内 燃机，具有功率大、热效率高、体积小、质量轻、 操作简单、便于移动、起动性好等优点。
§2.4 发动机的分类
冷却方式分
冲
程
燃
料
水冷发动机 风冷发动机 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
气缸数 气缸的排列
发动机的分类
汽车的总体构造
1）发动机 2）底盘 3）车身 4）电气设备
配气机构
曲柄连杆 机构
燃油供给系
发动机
是将化学能 转变为机械能并输出， 为汽车运行和发电机、空 调、动力转向等其他系
统的工作提供动力 的机器。
润滑系
冷却系
点火系
起动系
第二章 汽车发动机
§２－１
发动机工作原理和总体构造
桑塔纳发动机结构示意图
汽缸盖上装有火花塞，并有进、排气道，进、排气门 控制其开闭。气缸盖上还装有喷油器，喷油器喷出的汽油与 空气按一定比例混合进入气缸，被上行的活塞压缩，经火花 塞点火燃烧，气体燃烧产生的热能推动活塞下行，并通过连 杆将力传给曲轴，使曲轴转动，由曲轴将力矩输出。
（二）、基本术语
发动机基本术语说明如上图所示：
对于往复活塞式发动机，凡是活塞往复四个单程才能完 成一个工作循环的，称为四行程发动机；活塞往复两个单程即 完成一个工作循环的，称为二行程发动机。
发动机的工作循环周而复始，不断将热能转化为 机械能，连续将动力输出。
（三）、单缸四冲程汽油机的工作循环 ：
一）单缸四冲程汽油机的工作过程
二）单缸四冲程汽油机的工作循环 ：
1.上止点
活塞在离曲轴回转中心最远处时，与活塞顶最高点相对 应的气缸壁上的某一点（或其一位置），称为上止点。
2.下止点
活塞在离曲轴回转中心最近处时，与活塞顶最高点相对 应的气缸壁上的某一点（或其一位置），称为下止点。
3.活塞冲程 活塞由一个止点向另一个止点运动一次的过程，称为 活塞的一个冲程。
4.活塞行程
气缸总容积与燃烧室容积的比值wenku.baidu.com称为压缩比，用ε表示。 ε ＝Ｖa/Vc=（Ｖc+Vh）/Vc
柴油机为保证柴油自燃的最小压缩比约为12，一般为16-22； 汽油机的压缩比一般为7-11。
发动机基本术语说明如上图所示：
11.工作循环
在气缸进行的每一次将燃料的热能转化为机械能的 一系列连续过程，称为发动机的一个循环。
活塞由一个止点向另一个止点移动的距离，称为活塞行程， 用S表示。
5.曲柄半径 曲轴与连杆下端（大头）的连接中心至曲轴回转 中心的距离，称为曲轴半径，用R表示。
发动机基本术语说明如上图所示：
6.气缸工作容积
活塞从上止点到下止点所扫过的容积，称气缸工作容积或气缸
排量，用Ｖh表示。多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为 发动机工作容积或发动机排量，用VL表示。
三）作功行程
特点：
压缩行程末期，火花 塞点火，混合气迅速燃 烧，缸内压力急剧升高 ，推动活塞下行，通过 连杆使曲轴旋转，将力 矩输出。
活 塞
进气门关闭
排气门关闭
曲柄转角 360°~540°
四）排气行程
特点：
活塞上行，将燃 烧后的废气压出。
进气门关闭
活
塞
活塞在下止点时 开始排气门打开
残余废气
曲柄转角 540°~720°
曲柄旋转两圈，活塞上下往复 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）
单缸四冲程汽油机工作循环 各个行程的工作特点
一）进气行程
特点：
活塞上方气缸容积增 大，产生真空，将空 气与汽油的混合气吸 入气缸；混合气被气 缸壁和上一循环形成 的残留气体加热，提 高了温度，形成了工 作混合气。
活 塞
活塞在上止点
时开始进气门 开启
活塞在上止点
开始排气门关 闭
曲柄转角 0°~180°
二）压缩行程
特点：
随着气缸容积的减 小和气流的扰动，压力 和温度升高，气油和空 气间的混合更加完善， 为混合气燃烧做准备。
活塞在下止
点时开始进 气门关闭
活 塞
活塞在下止
点时开始排 气门关闭
曲柄转角
180°~360°
二、单缸四冲程柴油机的工作原理
3、四冲程柴油机的活塞、曲轴的运动与汽油机相同，
但工作循环有所不同。
3.1、共同点：
3.1.1、每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲 轴转半周。
3.1.2、只有作功行程产生动力。
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？
3.2 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
有喷油器
三、多缸发动机的结构特点：
一）、结构特点： 多缸发动机有多个结构相同的气缸，共用一个缸体，
单缸发动机 多缸发动机
单列式发动机
双列式发动机
（双列发动机两列之间的夹角小于180° 的，又称为Ｖ型发动机）
进气系统是否 采用增压方式
增压式 （强制进气）
非增压式 (自然吸气）
汽车发动机构造复杂，但基本结 构由多个单缸机组成。
一、单缸四冲程汽油机基本工作原理
单缸发动机结构示意图
（一）、单缸四冲程汽油机的基本工作原理：
二、单缸四冲程柴油机的工作原理
二）与汽油机的比较：
1、特点： 汽油机：转速高（最高可达5000~6000r/min）、
质量轻、噪声小、易起动、成本低。 在轿车和中小型载货汽车上广泛应用。 柴油机：压缩比高，热效率较汽油机高，相同排
量的柴油机比汽油机省油30%左右，燃料经济性较好。
2、 柴油机的着火方式为压燃式，没有火花塞。其燃料供给 系与汽油机也有较大区别。
二、单缸四冲程柴油机的工作原理
进气门
纯 空 气喷油器
排气门
吸气行程
压缩行程 作功行程
排气行程
喷油泵
二、单缸四冲程柴油机的工作原理
一）工作原理：
柴油机在进气行程吸入纯空气，压缩行程中压缩纯空 气，在压缩行程终了时，安装在气缸盖上的喷油器将经 喷油泵加压的高压柴油以雾状喷入气缸内的高温、高压 空气中，柴油与空气迅速混合自燃，推动活塞作功。
7.燃烧室容积
活塞在上止点时，活塞上方的容积，称为燃烧室容积， 用Vc表示。
8.气缸总容积
活塞在下止点时，活塞上方的容积，称为气 缸总容积，用Va表示。 Ｖa=Vc+Vh
9.发动机排量 多缸发动机所有气缸工作容积的总和即为发动机排量。
发动机基本术语说明如上图所示：
10.压缩比
表示气缸内的气体被压缩的程度，或者说体积缩小的倍数。 压缩比越大，则发动机热功转化的热效率越高。