汽车发动机基本结构与工作原理-PPT课件

右机基本型 CZ-船用主机，
左机基本型 Y-农用运输车
L-林业c机ai械x4i5nwang
国家十一五规划教材
第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1.4 发动机性能指标
动力性能指标 运转性能指标
经济性能指标 可靠性、耐久性能指标
1.4.1 动力性能指标 1.有效转距（Te）：发动机曲轴输出的平均转矩
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
发动机结构一定，压缩比 变化?
是否合理？
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
新技术
可变压缩比发动机(SVC)
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
（4）示功图
扫过的容积。
V
s


D2
4
S
★发动机总排量 一台发动机所有气缸工作 容积之和。
V V i
st
s
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
压缩行程 作用？？
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
（3）压缩行程的作用
★提高进入气缸混合气的压力和温度，为 混合气迅速燃烧创造条件；
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
第1章 发动机基本结构与工作原理
教学目标与要求
掌握四冲程发动机的基本结构与工作原理 理解二冲程内燃机的基本结构与工作原理 掌握内燃机的分类 掌握内燃机的主要工作性能指标 理解发动机特性与速度特性曲线分析 掌握汽车内燃机的总体组成和功用 学会汽车常见拆装工具选用
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
单缸四冲程汽油机基本结构及工作原理
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1. 四冲程汽油机基本结构
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
2.四冲程汽油机基本工作原理
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
按冷却方式分类
内燃机
水冷
风冷
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
按气缸数及布置分类
（1）单缸内燃机：只有一个气缸的内燃机。 （2）多缸内燃机：具有两个或两个以上气缸的
内燃机。 （3）立式内燃机：气缸布置于曲轴上方且气缸
没有进、排气门及驱动 机构，设进、排气孔和 扫气孔，由活塞控制开 闭。
1-气缸 2-扫气孔 3-活塞 4-连杆 5-曲轴箱 6-曲
轴 7-进气孔 8-排气孔 9-火花塞
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
2.二冲程汽油机工作原理
（1）第一行程 （换气-压缩行 程）
一、二、三冲程 发动机？
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
（2）冲程与活塞行程
★冲程:指发动机的类型 ★活塞行程:指活塞运行的上、 下两个止点之间的距离S。
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
★气缸工作容积（排量Vs ） 一个活塞在一个行程中所
注：P-气缸气体压强（MPa）；T-气缸气体温度（K） 20
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
（5）单缸机存在的问题及解决途径
问题1：功率小 问题2：四个行程中，只有一个行程作功，
造成曲轴转速不均匀，工作振动大。 途径1：在曲轴后端安装了一个质量较大
（8）斜置式内燃机：气缸中心线与水平 面呈一定角度(不是直角)的内燃机。 按用途分类：有汽车用、机车用、船用…caix4i4nwang
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1.3.2 内燃机型号（GB725-91）
首部
中部
后部
尾部
系列符号 换代标志
地方、企业代号
缸数符号
缸径（以直径 mm整数表示）
示功图:一个 工作循环里, 气缸内气体的 压力随气缸工 作容积变化关 系的图形 。
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
发动机示功图特征点参数
acz b r
汽 P 0 . 0 7 5 0 . 6 ～ 3～5 0 . 3 ～ 0.105～
油
～0.09 1.2
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
发动机：是将某种形式的能量转化 为机械能的机器。
内燃机：燃料在气缸内部燃烧产生 的热能直接转化为机械能的动力机 械。
往复活塞式 内燃机
旋转活塞式
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1.2.3 二冲程柴油机结构特点与工作原理
1.二冲程柴油机结构特点
1-活塞 2-缸套上的空 气进气孔 3-排气门 4-泵-喷嘴 5-传动轮 （由柴油机驱动） 6单向传动离合器 7-废 气排出口 8-排气涡轮 叶轮 9-离心式风机 10-排水口 11-增压空 气冷却器 12-进水口 13-集流箱
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的飞轮，以减少转速不均匀度。 途径2：多缸机
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
4.多缸发动机结构特点
（1）共用一个机体，一根曲轴； （2）曲轴的曲柄分布应该使各缸作功
行程均匀分布在7200曲轴转角内。
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1.2 二冲程发动机结构特点与 工作原理
二冲程发动机：指活塞在上、下止 点间往复移动两个行程（相当曲轴 旋转了一周），完成进气、压缩、 作功、排气一个工作循环的发动机。
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1.2.1 二冲程汽油机结构特点与 工作原理
1.二冲程汽油机结构特点 与四冲程汽油机比较：
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
★压缩比（ε）：


Va
Vc
★气缸总容积（Va）：活塞在 下止点时，活塞顶部以上的气 缸容积。
★燃烧室容积（Vc）：活塞在 上止点时，活塞顶部以上的容 积。
★压缩比：7～11（汽油机）， 16～22（柴油机）。
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（2）着火方式 属于压燃式。
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
四冲程柴油机工作原理
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
柴油机与汽油机比较
性能
汽油机 柴油机
着火方式
点燃
压燃
燃油消耗
高
低
热效率
30%左右
40%左右
工作平稳性
内燃机特点
单机功率范围大

热效率高

体积小

质量轻

便于移动

起动性能好
பைடு நூலகம்
操作简单

排气污染

噪音大
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1.1 四冲程发动机基本结构与工作原理
1.1.1 四冲程 汽油机基本 结构与工作 原理
1.四冲程汽油 机基本结构
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
3.工作过程分析
（1）四冲程发动机 活塞在上、下止点
间往复移动四个行程 （相当曲轴旋转了两 周），完成进气、压缩、 作功、排气一个工作循 环的发动机称四冲程发 动机。
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
冲程符号（E
表示二冲程，
四冲程不标）
结构特征符号
气缸布置形式
无符号-水冷
无符号-多缸直 列及单缸
V-型 P-平卧形
F-风冷 N-凝气冷却 S-十字头式
Z-增压 ZL-增压中冷 DZ-可倒转
区分符号
用途特征符号
无符号-通用型 T-拖拉机用 M-摩托车用 G-工程机械 Q-车用 J-铁路机车 D-发电机组 C-船用主机，
0.5
0.115
机
T
3 7 0 ～ 600～ 2200～ 1300～ 9 0 0 ～ 400 700 2800 1600 1200
柴 P 0.08～ 3 . 5 ～ 6～9 0 . 2 ～ 0.105～
油
0.09 4.5
0.4
0.125
机
T
3 0 0 ～ 750～ 2000～ 1200～ 8 0 0 ～ 370 1000 2500 1500 1000
内燃机
活塞式内燃机
燃气轮机
往复活塞式 旋转活塞式
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
按冲程数分类
内燃机
二冲程内燃机
四冲程内燃机
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
按着火方式分类
内燃机
点燃式
压燃式
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行程 曲轴 活塞 进气 排气 名称 转角 行向 门 门 进气 0º~180º ↓ 开 关 压缩 180º~360º ↑ 关 关 作功 360º~540º ↓ 关 关 排气 540º~720º ↑ 关 开
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
四冲程汽油机基本工作原理
★可以有效提高发动机燃烧热效率.
1 T2
T1
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
奥托（Otto）机
1876年，德国人奥托研制出第一台实用 的往复式四行程内燃机, 称Otto机。
单缸、卧式、2.94Kw、压缩比2.66,热效 率高达14％，每分钟转速250转。
小
大
燃油消耗
高
低
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
升功率
起动性 制造维修成
本 比质量
使用寿命
排放
大
小
易
难
低
高
小
大
短
CO 、HC大， NOX、黑烟少
长
CO 、HC小， NOX、黑烟多34
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
称为有效转矩 。
2.平均有效压力（ Pme ）：单位气缸工作容积所
输出的有效功。
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
按燃料种类分
内燃机
气体燃料 发动机
液体燃料 发动机
多种燃料 发动机
液化
天
石油 气
燃 气
沼 气
柴 油 机
汽 油 机
醇 柴油 类
甲醇
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
按进气状态分类
内燃机
非增压
增压
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中心线垂直于水平面的内燃机。 （4）卧式内燃机：气缸中心线平行于水平面的
内燃机。 （5）直列式内燃机：具有两个或两个以上直立
气缸，并呈一列布置的内燃机。
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
（6）V形内燃机：具 有 两 个 或两列气缸，其中心线夹角 呈V形，并共用一根曲轴输 出功率的内燃机。 （7）对置气缸式内燃机：两 个或两列气缸分别排列在同 一曲轴的两边呈1800夹角的 内燃机。
多缸发动机工作原理
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1.1.2 四冲程柴油机结构特点与 工作原理
1. 结构特点 没有火花塞 设有喷油器
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
2.工作原理
（1）进气行程 进入气缸的是 纯空气；
（2）第二行程 （膨胀-换气行 程）
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
二冲程汽油机工作原理
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
二冲程汽油机与四冲程汽油机比较
性 能 二冲程汽油机 四冲程汽油机
结构
简单
复杂
质量功率比
柔和
粗暴
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
发动机转速
高
低
升功率
大
小
起动性
易
难
制造维修成本
低
高
比质量
小
大
使用寿命 排放
短
长
CO 、HC大，NOX、 CO 、HC小，NOX、
黑烟少
黑烟多
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
2.二冲程柴油 机工作原理
（1）第一行程 （换气-压缩行程）
（2）第二行程 （膨胀-换气行程）
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第1章 汽车发动机基本结构与工作原理
1.3 内燃机分类及型号
1.3.1 内燃机的分类
按热能转变为机械能的方式分