车辆基础知识学习(发动机)

（二）发动机基本构造
1.曲轴连杆机构 2.配气机构 3.燃料供给系统 系统 6.起动系统 （7.点火系统） 4.润滑系统 5.冷却
（三）发动机常用术语解释及主要技术参数
1.上止点 2.下止点 3.活塞行程 4.曲柄半径 5.燃烧室容积 6.气 缸工作容积 7.发动机工作容积 8.压缩比 9.工作循环 10.工况
柴油机进气：空气。
发动机基础知识、构造及运行原理
2.压缩行程
行程介绍：
1)活塞在曲轴的带动下，从下 止点向上止点运动（上行）。 2)进、排气门均关闭。
进气门关闭
排气门关闭
活 塞 上 行
3)随着活塞上移、活塞上腔容 积不断减小，气缸内气体被压缩， 气体压力和温度同时升高，活塞到 达上止点，压缩行程结束。 汽油机压缩终了时缸内气体温 度高于汽油的点燃温度； 柴油机压缩终了时缸内气体温 度高于柴油的自燃温度。
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5.燃烧室容积（Vc）
活塞在上止点时，活塞上方的容积。
6.气缸工作容积（Vh）
活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称气缸排量。
7.发动机工作容积（V）
多缸发动机各缸工作容积的总和，又称发动机排量。 V= Vh×气缸数
8.压缩比（ε）
气缸总容积与燃烧室容积之比，表示气缸内气体被压缩的程度。
1.进气行程
行程介绍：
1)活塞由曲轴带动从上止点向 下止点运动（下行）。 2)进气门开启，排气门关闭。
进气门开启
排气门关闭
活 塞 下 行
3)由于活塞下移，活塞上腔容 积增大，形成一定真空度，在真空 吸力的作用下，特定气体经进气门 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。 汽油机进气：空气与汽油形成 的混合气；
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二冲程发动机优劣分析
优点：
1.曲轴每转一周就有一个做功行程，因此，当工作容积和转速相同时， 理论功率应等于四冲程发动机的二倍。 2.由于发生做功过程的频率较大，故运转比较均匀平稳。 3.由于没有专门的配气机构，所以它结构较简单，质量较小。 4.附属机构少，因此易受磨损和经常需要修理的运动部件数量比较少。 缺点： 1.不易将废气从气缸中排除干净，并且在换气时减少了有效工作行程。 因此在同样的工作容积和曲轴转速下，其功率仅为四冲程发动机的1．5～ 1．6倍。 2.在换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气被排出，使得燃油经济 性降低。 3.由于为使活塞润滑，需要不断向气缸供给润滑油，因此排气中往往 含有润滑油，导致碳氢化合物和可视烟雾的排放增加。
Ⅵ.按气缸数分类
1.单缸发动机 2.多缸发动机
汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。
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Ⅶ.按气缸的排列方式分类
1.L型直列立式发动机 所有气缸中心线在同一垂直平面内。 2.L型直列卧式发动机
所有气缸中心线在同一水平平面内。
3.V型发动机 气缸中心线分别在两个平面内，且两平面相交呈V型。
活 塞 上 行
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多缸四冲程发动机运行原理
1）每一个气缸所有的工作过程与单缸发动机相同； 2）曲轴每转两圈每个气缸都完成一个工作循环； 3）各缸不同时作功，而是按一定顺序；
4）各缸作功间隔角（曲轴转角）相等。
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Ⅱ.二冲程发动机运行原理 1.汽油机
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4.排气行程
行程介绍：
1)在作功行程终了时，排气门 被打开，活塞在曲轴的带动下由下 止点向上止点运动（上行）。
进气门关闭
排气门开启
2)进气门关闭，排气门开启。 废气在自身的剩余压力和活塞 的驱赶作用下，自排气门排出气缸， 至活塞运动到上止点时，排气门关 闭，排气行程结束。 排气行程结束后，进气门再次 开启，又开始了下一个工作循环， 如此周而复始，发动机就自行运转。
2.柴油机
二冲程柴油机工作原理同二冲程汽油机工作原理有很多相似之处， 所不同的是：1.进入气缸的不是混合气，而是纯空气。2.有换气泵将 空气压入气缸。新鲜空气由换气泵提高压力后经气缸外部的空气室和 气缸上的进气口进入气缸内。3.当活塞接近上止点时，喷油器向缸内 喷入雾状柴油，柴油迅速与空气混合形成可燃混合气并自行着火燃烧。 4.废气由专设的排气门排出。
4.H型对置式发动机
V型夹角为180 °时又称为对置式。 5.其他：W型、X型、星型等。 常见发动机型号栏：“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等。
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（二）发动机的基本构造
汽油发动机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲轴连杆机构，配气机 构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统组成； 柴油发动机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲轴连杆机构、配气机 构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统组成. 柴油发动机是压燃的，不需要点火系。 (1)曲轴连杆机构
宏观上来讲，发动机分为热能机和电动机，区别在于能量的来 源方式不同。热能机是把热能转化为机械能，电动机是把电能转化 为机械能。 热能发动机分为内燃机和外燃机。 内燃机：将燃料在机器内部燃烧产生的热能转变为机械能的机 器称为内燃机。主要类型包括活塞式内燃机和燃气轮机（主要用于 航空方面）。 外燃机：将燃料在机器外部燃烧所产生的热能转变为机械能的 机器称为外燃机。主要类型包括蒸汽机、汽轮机和热气机等。 内燃机与外燃机相比，具有热效率高、功率范围广、适应性好、 结构紧凑、体积小、重量轻和容易启动等许多优点。 活塞式内燃机被广范地用于现代汽车及各类工程机械动力装置。
活塞移动四个行程或曲轴转两圈，气缸内完成一个工作循环。
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Ⅳ.按冷却方式分类
1.水冷发动机 2.风冷发动机
Ⅴ.按进气方式分类
1.自然吸气式发动机 空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内。 2.增压式发动机 为增大功率，在发动机上装有增压器，使进入气缸的气体预先 经过压气机压缩后再进入气缸。
ε=（Vh+Vc）/Vc
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9.工作循环
对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、 压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动 机的一个工作循环。 二行程发动机 每工作循环，曲轴转一圈，活塞运行两个行程。 四行程发动机 每工作循环，曲轴转两圈，活塞运行四个行程。
(6) 点火系统
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花 点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火 花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间 产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由 蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组 成。 柴油机采用压燃式。
(7) 起动系统
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须 先用外力转动发动机的曲轴，使活塞做往复运动， 气缸内的可燃混合气燃烧膨胀做功，推动活塞 向下 运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环 才能自动进行。 因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开 始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。 完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。
车辆基础知识学习
Hale Waihona Puke 主讲人：吴凤川发动机基础知识、构造 及运行原理
一、发动机基础知识、构造及运行原理
发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。 现代汽车及各类工程机械大多使用活塞式内燃机。它将燃料在 发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。
发动机基础知识、构造及运行原理
（一）发动机的分类
（四）发动机运行原理
1.进气行程 2.压缩行程 3.做功行程 4.排气行程
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（三）发动机机常用术语解释及主要技术参数
发动机基础知识、构造及运行原理
1.上止点
活塞离曲轴最远处，活塞的最高位置。
2.下止点
活塞离曲轴最近处，活塞的最低位置。
3.活塞行程（S）
活塞上、下止点间的距离。
4.曲柄半径（R）
连杆与曲轴连接中心至曲轴旋转中心的距离。
S=R*2
10.工况
发动机在某一时刻的运行状况简称工况。具体指该时刻发动机 输出的有效功率和曲轴转速。 曲轴转速即为发动机转速。
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（四）发动机运行原理 Ⅰ.四冲程发动机运行原理 每工作循环，曲轴转两圈，活塞运行四个行程。 1.进气行程 2.压缩行程 3.做功行程 4.排气行程
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(2)配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工 作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃 混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出， 实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气 机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组 成。
(3)燃料供给系统
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求， 配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将 燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去； 柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别 供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将 燃烧后的废气排出。
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能 量转换的主要运动零件。
由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。 在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作 直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从 曲轴对外输出动力。 在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又 把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
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活塞式内燃机的分类： Ⅰ.按活塞运动方式分类
1.往复活塞式内燃机 2.旋转活塞式内燃机
Ⅱ.按燃料的使用分类
1.汽油机 2.柴油机 3.天然气机
Ⅲ.按完成一个工作循环所需行程数分类
1.二冲程发动机 活塞移动两个行程或曲轴转一圈，气缸内完成一个工作循环。 2.四冲程发动机
由于存在以上缺点，二冲程发动机未被广泛应用。
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（一）活塞内燃式发动机分类
◇按燃料使用分类：1.汽油机 2.柴油机 3.天然气机 ◇按完成一个工作循环所需行程数分类：1.二行程 2.四行程 ◇按进气方式分类：1.自然吸气式 2.增压式 ◇按气缸数分类：1.单缸发动机 2.多缸发动机
(4) 润滑系统
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送 定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻 力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷 却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器 和一些阀门等组成。
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(5) 冷却系统
冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及 时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工 作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、 风扇、水箱、节温器等组成。
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3.做功行程
行程介绍：
1)缸内气体燃烧产生高温高压， 推动活塞下行通过连杆驱动曲轴旋 转向外输出作功，下行至下止点时， 作功行程结束。
进气门关闭
排气门关闭
活 塞 下 行
2)作功行程，进、排气门均关 闭。 汽油机：压缩行程末，火花塞 产生电火花，点燃气缸内的可燃混 合气； 柴油机：压缩行程末，喷油泵 将柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内 的高温空气中，柴油迅速汽化并自 行着火燃烧。
二冲程汽油机完成一个工作循环也需向缸内引入可燃混合气，然 后将其压缩，燃烧并做功后再将燃烧后的废气排到大气中去，但它完 成上述工作是在活塞往复运动两个行程完成的。 第一行程：活塞上行。活塞上方进行压缩，活塞下方进气； 第二行程：活塞下行。活塞上方进行作功、排气、换气，活塞下 方混合气被预压。
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