发动机的总体结构与工作原理

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1、项目一发动机的总体结构与工作原理15【知识要求】掌握发动机作用、常用术语。掌握四冲程发动机工作原理。掌握发动机编号规则和总体构造。了解二冲程发动机工作原理。【能力要求】认识发动机总体结构。学会选用汽车常见拆装工具。项目一发动机的总体结构与工作原理项目一发动机的总体结构与工作原理15一、相关知识发动机是将某一种形式的能量转化为机械能的机器，现代汽车发动机主要采用的是内燃机，它是将燃料在气缸(有的资料也将其写成“汽缸”)内部燃烧产生的热能直接转化成机械能的动力机械。图1-1为单缸四冲程汽油机的简单结构示意图，图1-2为单缸四冲程柴油机的简单结构示意图。 图1-1

2、单缸四冲程汽油机简单结构图1-2单缸四冲程柴油机简单结构(一)发动机常用术语和基本的工作原理1．发动机常用术语1)上止点上止点是指活塞离曲轴回转中心的最远处，即活塞的最高位置。2)下止点下止点是指活塞离曲轴回转中心的最近处，即活塞的最低位置。3)活塞行程活塞行程(S)是指上、下两止点间的距离，单位：mm(毫米)。活塞由一个止点移到另一个止点运动一次的过程称为一个冲程(或一个行程)。4)曲柄半径曲柄半径(R)是指与连杆大端相连接的曲柄销中心线到曲轴回转中心线的距离(mm)。四冲程发动机的活塞每移动一个冲程，曲轴旋转半周，即S=2R。5)气缸工作容积气缸工作容积

3、(Vh)是指活塞从上止点到下止点所让出的空间的容积。其计算公式为：项目一发动机的总体结构与工作原理15式中：Vh——气缸工作容积，L(升)；D——气缸直径，mm；S——活塞冲程，mm。6)发动机工作容积发动机工作容积(VL)是指发动机所有气缸工作容积的总和，也称发动机排量。若发动机的气缸数为i，则VL=Vhi。7)燃烧室容积燃烧室容积(Vc)是指活塞在上止点时，活塞顶上面空间的容积，单位：L。8)气缸总容积气缸总容积(Va)是指活塞在下止点时，活塞顶上面空间的容积(L)，它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即Va=Vh+Vc。9)压缩比压缩比(e)是指气缸总

4、容积与燃烧室容积的比值，即e =Va/Vc=(Vh+Vc)/Vc=1+Vh/Vc。e表示活塞从下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度，也表示气缸内气体膨胀时体积变化的倍数。各种不同类型发动机对压缩比的要求各不相同，一般柴油机的压缩比高(e=16～22)，汽油机则较低(一般e=6～9，轿车的e=9～11)。发动机的基本术语示意图如图1-3所示。图1-3发动机的基本术语示意图2．四冲程发动机的工作原理发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转化成机械能。要完成这个能量转换必须经过进气，把可燃混合气(或新鲜空气)引入气缸；然后将进入气缸的可燃混合气(

5、或新鲜空气)压缩，压缩接近终点时点燃可燃混合气(或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合气并引燃)；可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外做功；最后排出燃烧后的废气。即经过进气、压缩、做功、排气四个过程。这四个过程叫做发动机的一个工作循环。工作循环不断地重复，就实现了能量转换，使发动机能够连续运转。完成一个工作循环，曲轴转两圈(720°)，活塞上下往复运动四次，称为四冲项目一发动机的总体结构与工作原理15程发动机。而完成一个工作循环，曲轴转一圈(360°)，活塞上下往复运动两次，称为二冲程发动机。1)四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作循环由进气、压缩、

6、做功和排气四个冲程组成。图1-4为单缸四冲程汽油机工作循环示意图。图1-4单缸四冲程汽油机工作循环示意图(1)进气冲程。活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，排气门关闭，进气门开启。活塞移动过程中，气缸内容积逐渐增大，形成一定真空度，于是经过滤清的空气与汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸。活塞到达下止点时，进气门关闭，停止进气。由于进气系统存在进气阻力，进气终了时气缸内气体的压力低于大气压力，约为0.075～0.09MPa。由于气缸壁、活塞等高温件及上一循环留下的高温残余废气的加热，气体温度升高到370～440K。(2)压缩冲程。进气冲程结束时，

7、活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，气缸内容积逐渐减小，由于进、排气门均关闭，可燃混合气被压缩，活塞到达上止点时，压缩结束。气缸内气体被压缩的程度称为压缩比。压缩比越大，则压缩终了时气缸内气体的压力和温度就越高，燃烧速度也越快，因而发动机发出的功率越大，经济性也越好。压缩冲程中，气体压力和温度同时升高，并使混合气进一步均匀混合，压缩终了时，气缸内的压力约为0.6～1.2MPa，温度约为600～800K。(3)做功冲程。在压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴

8、旋转做功，至活塞到达下止点时，做功结束。在做功冲程中