1、面向面向2121实际课程教材实际课程教材汽车构造（上册）汽车构造（上册）发动机构造（发动机构造（48/8)吉林大学吉林大学 陈家瑞陈家瑞 主编主编 机械工业出版社机械工业出版社 刘金山刘金山 主讲主讲 TEL:13604439631 本课程学习的目的、任务、内容：本课程学习的目的、任务、内容：一、目的：一、目的：1.1.了解什么是发动机了解什么是发动机内燃机；内燃机；2.2.发动机的用途是什么？发动机的用途是什么？3.3.明了发动机的基本工作原理；明了发动机的基本工作原理；4.4.了解发动机的基本结构组成；了解发动机的基本结构组成；二、任务：二、任务：通过通过48/848/8学时的学习及试验掌
2、握内燃机的学时的学习及试验掌握内燃机的基本结构、工作原理。基本结构、工作原理。三、内容：三、内容：共共1212章，分别介绍了内燃机的结构组成系统，章，分别介绍了内燃机的结构组成系统，介绍了内燃机术语及相关指标。介绍了内燃机术语及相关指标。第一章发动机的工作原理和总体构造发动机的工作原理和总体构造(4h)(4h)(4h)(4h)内燃机发展历史内燃机发展历史1.1 1.1 发动机的分类发动机的分类1.2 1.2 四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理1.3 1.3 二冲程发动机的工作原理二冲程发动机的工作原理1.4 1.4 发动机的总体构造发动机的总体构造1.5 1.5 发动机的主要性能指标
3、发动机的主要性能指标 1.6 1.6 内燃机产品名称和型号的编制规则内燃机产品名称和型号的编制规则内燃机的发展历史内燃机的发展历史n n1700170017001700年英国人年英国人年英国人年英国人纽卡姆纽卡姆纽卡姆纽卡姆制成了最早的蒸汽机；制成了最早的蒸汽机；制成了最早的蒸汽机；制成了最早的蒸汽机；n n1860186018601860年法国人年法国人年法国人年法国人勒纳勒纳勒纳勒纳仿蒸汽机制成了煤气机；仿蒸汽机制成了煤气机；仿蒸汽机制成了煤气机；仿蒸汽机制成了煤气机；n n1876187618761876年德国人年德国人年德国人年德国人奥托奥托奥托奥托制成了按等容燃烧的四冲程煤气机制成了
4、按等容燃烧的四冲程煤气机制成了按等容燃烧的四冲程煤气机制成了按等容燃烧的四冲程煤气机n n1883188318831883年英国人年英国人年英国人年英国人司派尔司派尔司派尔司派尔仿照四冲程煤气机制造了汽油机仿照四冲程煤气机制造了汽油机仿照四冲程煤气机制造了汽油机仿照四冲程煤气机制造了汽油机n n柴油机的发明沿柴油机的发明沿柴油机的发明沿柴油机的发明沿2 2 2 2个方向进行：个方向进行：个方向进行：个方向进行：n n改改改改进进进进汽汽汽汽油油油油机机机机的的的的故故故故障障障障，防防防防止止止止早早早早燃燃燃燃以以以以18851885188518851890189018901890年年年年英
5、英英英国国国国的的的的斯托尔特斯托尔特斯托尔特斯托尔特为代表；为代表；为代表；为代表；n n从从从从提提提提高高高高热热热热效效效效率率率率特特特特别别别别是是是是提提提提高高高高压压压压缩缩缩缩压压压压力力力力，达达达达到到到到燃燃燃燃料料料料自自自自燃燃燃燃，代表是：德国的代表是：德国的代表是：德国的代表是：德国的班克班克班克班克教授和德国的教授和德国的教授和德国的教授和德国的狄塞尔狄塞尔狄塞尔狄塞尔工程师。工程师。工程师。工程师。1.1 1.1 发动机的分类发动机的分类 一、一、定义定义：将某一种形式的能量（热能、电能、化学能、太：将某一种形式的能量（热能、电能、化学能、太阳能等）转阳能
6、等）转 变成机械能的机器。变成机械能的机器。二、二、热力发动机热力发动机：将热能转变成机械能的发动机。：将热能转变成机械能的发动机。1 1、外燃、外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器 内部并转变成机械能输出的热力发动机。如蒸汽机。内部并转变成机械能输出的热力发动机。如蒸汽机。2 2、内燃、内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内 部燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输出的部燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输出的 热力发动机。如活塞式内燃机、燃气轮机热力发动机。如活塞式内燃机
7、燃气轮机(按热能转变成按热能转变成 机械能的主要构件分）。机械能的主要构件分）。3 3、比较、比较：外燃外燃机体积大，重量重，热效率低；内燃机热效率高，机体积大，重量重，热效率低；内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，起动性能好体积小，重量轻，便于移动，起动性能好;燃气轮机功率大，燃气轮机功率大，转速高，转速高，质量小（没有往复运动件，单位功率质量小），质量小（没有往复运动件，单位功率质量小），转矩特性好，燃料适应性好，起动性好，转矩特性好，燃料适应性好，起动性好，但耗油量、但耗油量、噪声和制造成本均较高，适用于坦克发动机。噪声和制造成本均较高，适用于坦克发动机。三、三、活塞式内燃机：活
8、塞式内燃机：按活塞运动方式分：按活塞运动方式分：1 1、往复活塞式内燃机、往复活塞式内燃机 2 2、转子活塞式内燃机、转子活塞式内燃机 三角活塞旋转式发动机（简称转子发动机）于三角活塞旋转式发动机（简称转子发动机）于19581958年由年由德国德国F.F.汪克尔发明，关键技术是汪克尔发明，关键技术是19541954年年F.F.汪克尔提出的气密汪克尔提出的气密封系统，封系统，19641964年德国年德国NSUNSU公司将转子发动机装在轿车上，公司将转子发动机装在轿车上，19671967年日本东洋工业公司成批生产，至今。年日本东洋工业公司成批生产，至今。比较：转子发动机与往复活塞式发动机相比，优点
9、是体比较：转子发动机与往复活塞式发动机相比，优点是体积小，重量轻，转速高，升功率大，但耐久性、可靠性等较积小，重量轻，转速高，升功率大，但耐久性、可靠性等较差，制造成本较高。差，制造成本较高。1 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分四、往复活塞式内燃机分类四、往复活塞式内燃机分类:（1 1）液体燃料发动机）液体燃料发动机 汽油机（汽油机（gasoline enginegasoline engine）；）；柴油机（柴油机（diesel enginediesel engine）。）。（2 2）气体燃料发动机）气体燃料发动机 压缩天然气发动机（压缩天然气发动机（CNGCNG）；）；液化石油气发
10、动机（液化石油气发动机（LPGLPG）。）。2 2、按发火方式分：按发火方式分：（1 1）点燃式发动机）点燃式发动机 （如汽油机、气体燃料发动机）；（如汽油机、气体燃料发动机）；（2 2）压燃式发动机）压燃式发动机（如柴油机）。（如柴油机）。3 3、按进气方式分：、按进气方式分：（1 1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）自然吸气式发动机（非增压式发动机）（2 2）强制吸气式）强制吸气式发动机发动机（增压式发动机）。（增压式发动机）。4 4、按完成一个工作循环所需行程数、按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机5 5、按冷却方式不同、按冷却方式不同水冷发动机
11、水冷发动机风冷发动机风冷发动机6 6、按气缸数及排列方式、按气缸数及排列方式单缸单缸发动机发动机多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式单列式单列式型型对置式对置式1.2 1.2 四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理一、四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理（一）基本工作原理（一）基本工作原理1 1、化油器式汽油机：汽油和空气在化油器内混合成可、化油器式汽油机：汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功火花使之点火燃烧发热而作功传统式。传统式。2 2、汽油喷射式汽油机：、汽
12、油喷射式汽油机：（1 1）进气管内喷射：进气管内喷射：将汽油喷射入进气管内，同空气将汽油喷射入进气管内，同空气混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功然后用电火花使之点火燃烧发热而作功（现代轿（现代轿车电控汽油喷射式汽油机）。车电控汽油喷射式汽油机）。（2 2）气缸内直接喷射：气缸内直接喷射：将汽油直接喷射入气缸内同空将汽油直接喷射入气缸内同空气混合成可燃混合气并加以压缩，然后用电火花使之气混合成可燃混合气并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功点火燃烧发热而作功（发展趋势）。发展趋势）。（三）发动机基
13、本术语（三）发动机基本术语上止（死）点上止（死）点:活塞离曲轴中心最远的位置；活塞离曲轴中心最远的位置；下止（死）点下止（死）点:活塞离曲轴中心最近的位置；活塞离曲轴中心最近的位置；活塞行程（冲程）活塞行程（冲程）S S：上止点与下止点间的距离；上止点与下止点间的距离；曲柄半径曲柄半径R R:曲轴中心（曲柄旋转中心）到曲柄销曲轴中心（曲柄旋转中心）到曲柄销间的距离；间的距离；燃烧室容积燃烧室容积VcVc:活塞在上止点时其顶部容积；活塞在上止点时其顶部容积；气缸工作容积气缸工作容积VhVh:活塞上止点和下止点间的气缸活塞上止点和下止点间的气缸容积；容积；气缸总容积气缸总容积VaVa:活塞在下止点
14、时其顶部以上的气活塞在下止点时其顶部以上的气缸容积；缸容积；V Va a=V Vh h+V+Vc c内燃机排量内燃机排量V VL L:缸数缸数*气缸工作容积气缸工作容积V VL L=i.=i.V Vh h压缩比压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用缩比，用表示表示。例如：例如：汽油发动机压缩比一般为汽油发动机压缩比一般为8 81111；柴油机压缩比一般为为柴油机压缩比一般为为16162222。其中：其中：VaVa 气缸总容积；气缸总容积；VhVh 气缸工作容积；气缸工作容积；VcVc 燃烧室容积；燃烧室容积；工作循环工作循环 对于往复活塞式发动机，每进
15、行一次能量转换，对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过均要经过进气、压缩、作功、排气进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。1.1.进气行程进气行程.压缩行程压缩行程.作功行程作功行程4.4.排气行程排气行程n四冲程发动机四冲程发动机的工作循环需要经的工作循环需要经过过进气进气、压缩压缩、膨胀（作功）膨胀（作功）、排气排气四个过程，对应活塞上下四四个过程，对应活塞上下四个行程，相应的曲轴转角旋转个行程，相应的曲轴转角旋转720720（两周）（两周）。1 1、四冲程汽油机的工作循环、
16、四冲程汽油机的工作循环（四）四冲程发动机的工作循环：（四）四冲程发动机的工作循环：1 1、进气行程、进气行程排气门关闭排气门关闭进气门开启进气门开启大气压力线大气压力线PVra示功图示功图上上止止点点下下止止点点示功图示功图：表示活塞表示活塞在不同位置时气缸内在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。气体压力的变化情况。进气终了时气缸内进气终了时气缸内压强压强为为0.0740.0740.093Mpa0.093Mpa，温度温度上升至上升至353353430K430K 活活塞塞下下行行2 2、压缩行程、压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：=Va/VcPVra示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点
17、温度600700K，压力0.61.5MPa （a a）爆燃：爆燃：由于压缩比过高导致压缩终了时气体压力和温度过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。爆燃现象爆燃现象：爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急爆燃时，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
18、动机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，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。穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。（b b）表面点火表面点火：非非火花塞点火，火花塞点火，由于燃烧室内灼热表由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气而产生的一种不正常处）点燃可燃混合气而产生的一种不正常燃烧现象，称为表面点火。燃烧现象，称为表面点
19、火。表面点火表面点火现象现象：表面点火发生时，也伴有强烈的表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降低。件机械负荷增加，寿命降低。（c c）汽油机压缩比的选择：汽油机压缩比的选择：应在避免引起应在避免引起爆燃爆燃和和表面点火表面点火的前提的前提下下尽可能提高压缩比尽可能提高压缩比，以提高发动机，以提高发动机功率功率，改善改善燃油经济性燃油经济性。3 3、作功行程、作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度22002800K，压力35MPa作功终了：温度
20、13001600K，压力0.30.5MPa 4 4、排气行程、排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点温度9001200K压力0.1050.115MPa残余废气二、二、二、二、四行程柴油机工作原理四行程柴油机工作原理四冲程柴油机每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程，相应地曲轴旋转了两周。进气行程进气行程压缩行程压缩行程作功行程作功行程排气行程排气行程新鲜空气新鲜空气开始喷油开始喷油n柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形部的化油器进行雾化，因此不可
21、能采用气缸外部形成可燃混合气的方法，唯有在高温、高压的气缸内成可燃混合气的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴油在很短的时间内完全雾化。采用高压喷射才能将柴油在很短的时间内完全雾化。柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃火方式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（否则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作方式不同（否则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。粗暴）。n柴油机压缩比较高（一般为柴油机压缩比较高（一般为16162222），所以压缩终），所以压缩终了时的压力可达了时的压力可达3
22、53.54.5MPa4.5MPa，温度高达温度高达7507501000K1000K，大大超过柴油的大大超过柴油的 自燃温度，故柴油高压自燃温度，故柴油高压（10MPa10MPa以上）以上）喷入气缸后，在很短时间内与空气喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便自行着火燃烧，最大爆发压力可达混合后便自行着火燃烧，最大爆发压力可达6 69MPa9MPa，最高燃气温度可达最高燃气温度可达200020002500K2500K。（一）柴油机压缩比的选择依据（一）柴油机压缩比的选择依据n柴油机压缩比远较汽油机的压缩比高，这柴油机压缩比远较汽油机的压缩比高，这是因为柴油机采用压燃的着火方式，为了是因为柴油机采
23、用压燃的着火方式，为了保证发动机良好的冷起动性能，压缩比远保证发动机良好的冷起动性能，压缩比远较汽油机的高。较汽油机的高。n柴油机压缩比应在保证良好的冷起动性能柴油机压缩比应在保证良好的冷起动性能前提下尽可能低，因为过高的压缩比会导前提下尽可能低，因为过高的压缩比会导致发动机工作粗暴，而且，发动机的循环致发动机工作粗暴，而且，发动机的循环热效率随着压缩比的增加已接近缓慢，增热效率随着压缩比的增加已接近缓慢，增加不明显，对燃油经济性并没有带来多大加不明显，对燃油经济性并没有带来多大改善。改善。（二）（二）分析和比较汽油机、柴油机的工作分析和比较汽油机、柴油机的工作异同异同 首先分别看一下汽油机和
24、柴油机的图示首先分别看一下汽油机和柴油机的图示 火花塞火花塞 喷油器喷油器 汽油机、柴油机的工作相同点：汽油机、柴油机的工作相同点：1 1、每个工作循环曲轴转两周、每个工作循环曲轴转两周;2;2、每一行程曲轴转半、每一行程曲轴转半周，周，只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。3.3.3.3.发动机运转的第一个循发动机运转的第一个循发动机运转的第一个循发动机运转的第一个循环，必须有外力使曲轴旋转完成，以后的工作循环发动机环，必须有外力使曲轴旋转完成，以后的工作循环发动机环，必须有外力使曲轴旋转完成，以后的工作循环发动机环，必须有外力使曲轴旋转完成，以后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。
25、无需外力就可自行完成。无需外力就可自行完成。无需外力就可自行完成。汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器汽油机、柴油机的工作不同点：汽油机、柴油机的工作不同点：（三）柴油机与汽油机性能比较：（三）柴油机与汽油机性能比较：汽油机具有转速高（轿车高达汽油机具有转速高（轿车高达5000 5000 6000r/min6000r/min）、）、质量小、工作柔和、起动容易、制质量小、
26、工作柔和、起动容易、制造成本低和维修方便等优点，不足之处是燃油消耗造成本低和维修方便等优点，不足之处是燃油消耗率较高，燃油经济性较差，适用于轿车型乘做人员率较高，燃油经济性较差，适用于轿车型乘做人员车辆；柴油机燃油消耗率较汽油机低车辆；柴油机燃油消耗率较汽油机低30%30%左右，且左右，且柴油价格低，所以燃油经济性好，而且输出扭矩较柴油价格低，所以燃油经济性好，而且输出扭矩较大，但冷起动困难、工作粗暴、工作转速较低（一大，但冷起动困难、工作粗暴、工作转速较低（一般般4000rpm4000rpm以下）、制造成本高、维修困难，适用以下）、制造成本高、维修困难，适用于运输型汽车。于运输型汽车。1 1
27、发动机的定义是什么？发动机的定义是什么？2 2、发动机的分类如何？发动机的分类如何？3 3、什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？4 4、汽油机和柴油机在可燃混合气形成方式和点火、汽油机和柴油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同？它们在结构上有何区别？方式上有何不同？它们在结构上有何区别？1.4 1.4 发动机的总体构造发动机的总体构造两两大大机机构构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五五大大系系统统燃料系燃料系润滑系润滑系冷却系冷却系点火系点火系起动系起动系一、四冲程汽油机的一般构造一、四冲程汽油机的一般构造（一）机体组（一）机体组：作
28、用：作用：是作为发动机各机构、各系统的装配基体，是作为发动机各机构、各系统的装配基体，本身许多部分又分比别是各机构、各系统的组本身许多部分又分比别是各机构、各系统的组 成部分。如气缸盖、气缸体上钻的润滑油道是成部分。如气缸盖、气缸体上钻的润滑油道是 润滑系统的组成部分，气缸盖、气缸体上铸的润滑系统的组成部分，气缸盖、气缸体上铸的 冷却水套是冷却系统的组成部分等。冷却水套是冷却系统的组成部分等。组成：组成：气缸盖气缸盖 、气缸体、油底壳、气缸体、油底壳 。有的发动机。有的发动机 将将 气缸体分铸成上下两部分，上部称为气缸气缸体分铸成上下两部分，上部称为气缸 体，下部称为曲轴箱。体，下部称为曲轴箱
29、此外，气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室此外，气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分。通常，将机体组列入曲柄连杆机构。的一部分。通常，将机体组列入曲柄连杆机构。n（二）曲柄连杆机构（二）曲柄连杆机构：作用：作用：是发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转是发动机借以产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。组成：组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆总成、曲轴、飞轮等运活塞、活塞环、活塞销、连杆总成、曲轴、飞轮等运动机件。动机件。（三）配气机构（三）配气机构：作用：作用：是使可燃混是使可燃混合气及时充入气合气及时充入气缸并及时
30、从气缸缸并及时从气缸排出废气。排出废气。组成：组成：进气门、排进气门、排气门、挺柱、推气门、挺柱、推杆、摇臂、凸轮杆、摇臂、凸轮轴、凸轮轴轴、凸轮轴 正时齿轮正时齿轮（由曲轴正时齿（由曲轴正时齿轮驱动）等。轮驱动）等。（四）供给系（四）供给系：气缸盖、气缸体上铸的进、排气道显然是供给系的一部分。气缸盖、气缸体上铸的进、排气道显然是供给系的一部分。作用：作用：把汽油和把汽油和空气混合成成分合适空气混合成成分合适的可燃混合气供入气的可燃混合气供入气缸，以供燃烧，并将缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出燃烧生成的废气排出发动机。发动机。组成：组成：汽油箱、汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、汽油泵、汽油滤清
31、器、化油器、空气滤清器、化油器、空气滤清器、进气管、排气歧管总进气管、排气歧管总成、排气消声器等。成、排气消声器等。（五）点火系（五）点火系：功用：功用：保证按规定保证按规定时刻及时点燃被压缩时刻及时点燃被压缩的可燃混合气。的可燃混合气。组成：组成：蓄电池和发蓄电池和发电机，将低压电流变电机，将低压电流变成变成高压电流的断成变成高压电流的断电器和点火线圈，把电器和点火线圈，把高压电流按规定时刻高压电流按规定时刻通过分电装置通到各通过分电装置通到各气缸的火花塞等。气缸的火花塞等。n（六）冷却系（六）冷却系：功用：功用：是把受热机件的热量散到大气中，以保证发动机在正是把受热机件的热量散到大气中，以
32、保证发动机在正 常温度范围内工作。常温度范围内工作。组成：组成：水泵、散热器、风扇、分水管、气缸体放水阀及气缸水泵、散热器、风扇、分水管、气缸体放水阀及气缸 体和气缸盖上铸出的冷却水套等。体和气缸盖上铸出的冷却水套等。（七）润滑系（七）润滑系：功用：功用：将一定压力的将一定压力的润滑油供给作相对运动的润滑油供给作相对运动的零件工作表面之间以形成零件工作表面之间以形成液体摩擦，减少摩擦阻力，液体摩擦，减少摩擦阻力，减轻机件的磨损，并冷却减轻机件的磨损，并冷却摩擦零件，清洗摩擦表面，摩擦零件，清洗摩擦表面，缓和冲击，分散应力，辅缓和冲击，分散应力，辅助密封。助密封。组成：组成：机油泵、集滤器、机油
33、泵、集滤器、限压阀、气缸体和气缸盖限压阀、气缸体和气缸盖钻设的润滑油道、机油粗钻设的润滑油道、机油粗滤器、机油细滤器和机油滤器、机油细滤器和机油冷却器等。冷却器等。（八）起（八）起 动系动系：作用：作用：使静止的发动机起动并转入自行运转。使静止的发动机起动并转入自行运转。组成：组成：包括包括起动电机起动电机及其及其附属装置附属装置。汽油机组成：汽油机组成：曲柄连杆机构（包括机体组）、曲柄连杆机构（包括机体组）、配气机构配气机构两大机构两大机构和和供给系（包括燃料供给系统和进、排气系统）、供给系（包括燃料供给系统和进、排气系统）、点火系、点火系、冷却系、冷却系、润滑系和润滑系和起动系起动系五大系
34、统组成五大系统组成。二、总结二、总结：1、风扇、风扇2、水泵、水泵3、气缸盖、气缸盖4、小循环水管、小循环水管5、进、排气歧管总成、进、排气歧管总成6、曲轴箱通风装置、曲轴箱通风装置7、化油器、化油器8、气缸盖出水管、气缸盖出水管9、摇臂机构、摇臂机构10、曲轴箱通风管、曲轴箱通风管11、气缸体、气缸体12、后挺杆室盖、后挺杆室盖13、曲轴箱通风挡油板、曲轴箱通风挡油板14、飞轮壳、飞轮壳15、飞轮、飞轮16、发动机后悬、发动机后悬 置螺栓、螺母置螺栓、螺母17、限位板、限位板18、发动机后悬、发动机后悬 置软垫置软垫19、油底壳衬垫、油底壳衬垫20、凸轮轴、凸轮轴21、曲轴止推片、曲轴止推片
35、22、曲轴、曲轴23、主轴承盖、主轴承盖24、机油泵、分电器总成、机油泵、分电器总成25、活塞、连杆总成、活塞、连杆总成 26、油底壳、油底壳27、机油泵、机油泵28、发动机前悬置软垫总成、发动机前悬置软垫总成29、发动机前悬置支架总成、发动机前悬置支架总成30、风扇皮带、风扇皮带31、正时齿轮室盖及曲轴前油封、正时齿轮室盖及曲轴前油封32、曲轴正时齿轮、曲轴正时齿轮33、凸轮轴正时齿轮、凸轮轴正时齿轮34、空气压缩机皮带、空气压缩机皮带图图1-8 东风东风 EQ6100-1 型汽油机轴侧剖视图型汽油机轴侧剖视图51、排气管、排气管27、机油泵、机油泵 图图1-8 东风东风 EQ6100-1
36、型汽油机横剖视图型汽油机横剖视图7、化油器、化油器35、曲轴箱通风单向阀、曲轴箱通风单向阀36、进气管、进气管37、绝热垫及衬垫、绝热垫及衬垫38、空气滤清器、空气滤清器：52、弯管接头、弯管接头53、弹簧、弹簧54、单向阀、单向阀55、阀体、阀体11、气缸体、气缸体48、出水弯管、出水弯管50、放水阀、放水阀49、机油细滤器、机油细滤器3、气缸盖、气缸盖39、气缸套、气缸套40、定位销、定位销41、挺杆室衬垫、挺杆室衬垫42、挺杆室盖、挺杆室盖43、分电器、分电器44、加机油管和盖、加机油管和盖45、汽油泵、汽油泵46、机油滤清器、机油滤清器47、联轴套、联轴套19、油底壳衬垫、油底壳衬垫2
37、6、油底壳、油底壳15、气缸盖罩、气缸盖罩二、现代四冲程汽油机的一般结构二、现代四冲程汽油机的一般结构（以桑塔纳轿车电喷发动机（以桑塔纳轿车电喷发动机为例）为例）桑塔纳轿车（桑塔纳轿车（2000GSI）电喷发动机电喷发动机（AJR）外形图外形图1、正时齿形带护罩、正时齿形带护罩2、空调压缩机、空调压缩机3、空调压缩机带轮、空调压缩机带轮4、多楔皮带、多楔皮带5、曲轴带轮、曲轴带轮6、张紧轮、张紧轮7、发电机带轮、发电机带轮8、导向轮、导向轮9、动力转向油泵、动力转向油泵10、动力转向泵带轮、动力转向泵带轮11、发电机、发电机12、进气歧管、进气歧管13、机油标尺、机油标尺14、燃油分配管、燃油
38、分配管35、油底壳、油底壳桑塔纳轿车（桑塔纳轿车（2000GSI）电喷发动机电喷发动机（AJR）轴侧剖视图轴侧剖视图16、正时齿形皮带、正时齿形皮带17、凸轮轴正时齿形带轮、凸轮轴正时齿形带轮18、水泵齿形带轮、水泵齿形带轮19、曲轴正时齿形带轮、曲轴正时齿形带轮20、机油泵传动链、机油泵传动链21、机油泵、机油泵22、曲轴、曲轴23、水泵、水泵24、活塞、活塞25、排气门、排气门26、进气门、进气门27、气缸体、气缸体28、气缸盖、气缸盖29、液压挺柱、液压挺柱30、凸轮轴、凸轮轴31、喷油器、喷油器32、机油滤清器、机油滤清器33、机油压力限压阀、机油压力限压阀34、连杆、连杆喷油器喷油器
39、气缸盖罩气缸盖罩加机油口加机油口气缸盖气缸盖排气歧管排气歧管进气歧管进气歧管发电机发电机空调压缩机空调压缩机导向轮导向轮动力转向泵带轮动力转向泵带轮水泵水泵气缸体气缸体曲轴箱曲轴箱油底壳油底壳机油泵链轮机油泵链轮曲轴曲轴连杆连杆活塞活塞进气门进气门凸轮轴凸轮轴液压挺柱液压挺柱气门弹簧气门弹簧桑塔纳轿车（桑塔纳轿车（2000GSI）电喷发动机电喷发动机（AJR）横剖面图横剖面图（3 3）化油器式汽油机上的进、排气歧管）化油器式汽油机上的进、排气歧管布置于发动机一侧，便于加热进气管，促布置于发动机一侧，便于加热进气管，促使燃油雾化，而柴油机上的进、排气歧管使燃油雾化，而柴油机上的进、排气歧管全都部
40、置于发动机异侧，以免进气受到加全都部置于发动机异侧，以免进气受到加热，减少进气量，降低发动机功率。热，减少进气量，降低发动机功率。高压喷油泵高压喷油泵高压喷油泵高压喷油泵空气滤清器空气滤清器空气滤清器空气滤清器进气歧管进气歧管进气歧管进气歧管排气歧管排气歧管排气歧管排气歧管喷油器总成喷油器总成喷油器总成喷油器总成6110Q型柴油机横剖面图型柴油机横剖面图三、四冲程柴油机的一般构造三、四冲程柴油机的一般构造 四冲程柴油机的结构与四冲程汽油四冲程柴油机的结构与四冲程汽油机的结构主要区别在于：机的结构主要区别在于：（1 1）柴油机没有点火系，气缸盖上火花）柴油机没有点火系，气缸盖上火花塞的位置被喷油
41、器代替，高压导线被高塞的位置被喷油器代替，高压导线被高压油管代替。压油管代替。（2 2）柴油机燃料供给系统不同于汽油机：）柴油机燃料供给系统不同于汽油机：柴油机有高压喷油泵、喷油器，由喷油泵柴油机有高压喷油泵、喷油器，由喷油泵凸轮轴上的凸轮驱动产生高压燃油，喷油凸轮轴上的凸轮驱动产生高压燃油，喷油泵总成中的输油泵类似于化油器式汽油机泵总成中的输油泵类似于化油器式汽油机上的汽油泵，作用是克服燃油流动阻力，上的汽油泵，作用是克服燃油流动阻力，但化油器式汽油机上的汽油泵由配气凸轮但化油器式汽油机上的汽油泵由配气凸轮轴上的偏心凸轮驱动，现代电喷汽油机上轴上的偏心凸轮驱动，现代电喷汽油机上的汽油泵是电动
42、汽油泵。的汽油泵是电动汽油泵。桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机结构示意图1.5 1.5 发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标与特性一、动力性指标一、动力性指标 1 1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，用效转矩，用TtqTtq表示表示。2 2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效功率，用功率，用PePe表示。表示。式式中中：T Ttqtq 有有效效扭扭矩矩，单单位位为为N Nm m；n n 曲轴转速，单曲轴转速，单位为位为r/mi
43、nr/min 二者关系：二者关系：三、运转性能指标三、运转性能指标 发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性能等能等。(1)(1)排放品质排放品质 目前主要限制一氧化碳（目前主要限制一氧化碳（COCO）、各种碳氢化合物（）、各种碳氢化合物（HCHC）及氮氧化合物（及氮氧化合物（NOxNOx）三种危害最大的气体排放量。）三种危害最大的气体排放量。二二、经济性指标、经济性指标 有效燃油消耗率：有效燃油消耗率：发动机每发出发动机每发出1 1 kWkW有效功率，在有效功率，在1 1h h内所消内所消耗的燃油消耗质量，以耗的燃油消耗质量，以bebe
44、表示表示,单位为单位为 g/g/（kWkWh h）。（四冲程汽油机一般为（四冲程汽油机一般为270270 325 325 g/g/（kWkWh h），四冲程柴油，四冲程柴油机一般为机一般为190190 238 238 g/g/（kWkWh h）。）。）排气微粒：排气微粒：它指排气中除水以外的任何液态或固体微它指排气中除水以外的任何液态或固体微粒。其中，以碳为主要成分的固体颗粒形成碳烟，是排气粒。其中，以碳为主要成分的固体颗粒形成碳烟，是排气微粒最主要的成分，目前我国只规定碳烟限值。微粒最主要的成分，目前我国只规定碳烟限值。（2 2）噪声）噪声 噪声会刺激神经，使人心情烦躁、反应迟钝、甚至产噪声
45、会刺激神经，使人心情烦躁、反应迟钝、甚至产生耳聋、高血压和神经系统疾病，汽车是城市的主要噪声生耳聋、高血压和神经系统疾病，汽车是城市的主要噪声源之一，发动机又是汽车的主要噪声源，故必须给予控制。源之一，发动机又是汽车的主要噪声源，故必须给予控制。如我国噪声标准中规定，轿车噪声不得大于如我国噪声标准中规定，轿车噪声不得大于74dB74dB。（3 3）起动性能）起动性能四、发动机速度特性：四、发动机速度特性：指油门开度一定时，发动机的有指油门开度一定时，发动机的有效功率、有效转矩和有效燃油消耗率三者随发动机转速变效功率、有效转矩和有效燃油消耗率三者随发动机转速变化的规律。化的规律。（1 1）发动机
46、全负荷速度特性（又称为发动机外特性）：指发动机全负荷速度特性（又称为发动机外特性）：指油门全开时，发动机的有效功率、有效转矩和有效燃油消油门全开时，发动机的有效功率、有效转矩和有效燃油消耗率三者随发动机转速变化的规律。发动机最高工作转速耗率三者随发动机转速变化的规律。发动机最高工作转速时的全负荷有效功率为额定功率，相应转速为额定转速，时的全负荷有效功率为额定功率，相应转速为额定转速，为发动机铭牌功率和转速。为发动机铭牌功率和转速。（2 2）发动机工况：一般是用它的功率与曲轴转速来表征，发动机工况：一般是用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷和曲轴转速来表征。有时也用负荷和曲轴转速来表征。（3
47、 3）发动机负荷：发动机在某一转速下的负荷，就是当时）发动机负荷：发动机在某一转速下的负荷，就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比。比。注意，不要把负荷与功率混淆，注意，不要把负荷与功率混淆，50%50%负荷不是指油门负荷不是指油门开启一半开度，而是指此转速下发动机输出功率是油门全开启一半开度，而是指此转速下发动机输出功率是油门全开时发动机输出功率的一半。开时发动机输出功率的一半。T T T TtqtqtqtqP Pe eb b b be e e eTtqTtqTtqTtqP Pe eb b b be e e e（a a）
48、汽油发动机外特性汽油发动机外特性 五、发动机的工作状况五、发动机的工作状况 1 1、工况（指发动机的工作状况）：、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴一般用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明。2 2、发动机在某一转速下的负荷：、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率与是当时发动机发出的功率与同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。Pe/kWn/rmin-10 050504545323227272020200035004800abcde分析分析右图右图
49、发动发动机的机的负荷负荷六、汽油机与柴油机速度特性的区别六、汽油机与柴油机速度特性的区别：汽油机速度特性曲线表明：发动机输出的有效转矩随转汽油机速度特性曲线表明：发动机输出的有效转矩随转速增加而逐渐下降，原因是节气门的节流作用使发动机的充速增加而逐渐下降，原因是节气门的节流作用使发动机的充气效率下降，气缸内进气量减少，尤其是部分节气门开度时。气效率下降，气缸内进气量减少，尤其是部分节气门开度时。因此，发动机输出功率随转速增加而增大到极值后迅速下降，因此，发动机输出功率随转速增加而增大到极值后迅速下降，不会发生不会发生“飞车飞车”现象。现象。柴油机没有节气门的进气节流作用，转速一定时，气缸柴油机
50、没有节气门的进气节流作用，转速一定时，气缸内进气质量就一定，改变负荷的大小靠改变每循环喷油量的内进气质量就一定，改变负荷的大小靠改变每循环喷油量的多少，柴油机速度特性曲线表明：发动机输出的有效转矩随多少，柴油机速度特性曲线表明：发动机输出的有效转矩随转速增加而变化平缓。因此，发动机输出功率随转速增加一转速增加而变化平缓。因此，发动机输出功率随转速增加一直在增大，只是前面增加迅速，后面平缓，因此，一旦喷油直在增大，只是前面增加迅速，后面平缓，因此，一旦喷油泵柱塞卡滞在大油门位置而发动机外界负载卸去时，发动机泵柱塞卡滞在大油门位置而发动机外界负载卸去时，发动机转速将大幅度上升，直到发动机冒黑烟，排
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