第1章发动机的工作原理和总体构造

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1、第一章发动机的工作原理和总体构造第一节发动机的分类汽车的动力源是发动机。发动机是将某一种形式的能量转化为机械能的机器。将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置称为热力发动机，简称热机。内燃机是热力发动机的一种，其特点是液力或气体燃料与空气混合后直接输入机器内部燃烧而产牛热能，然后再转变成机械能。另一种热机是外燃机，如蒸汽机，其特点是燃料在机器外部的锅炉内燃烧，将锅炉内的水加热而产生高温、高压的水蒸气，输送至机器内部，使所含的热能转变为机械能。内燃机具有热效率高、体积小、质量小、便于移动以及起动性能好等优点，因而广泛应用于飞机、船舰以及汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是，内燃机一般要求使

2、用石油燃料，同时排出的废气中所含有害气体成分较高。为解决能源与大气污染的问题，目前国内、外正致力于排气净化以及其它新能源发动机的研究工作。内燃机根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式，可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两和I。往复活塞式内燃机在汽车上应用最广泛，是本I!；的主耍讨论対彖。汽车用活塞式内燃机可以根据不同的特征分类。（1）按所用的燃料分类可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机等）和气体燃料发动机（如天然气发动机、液化石汕气发动机等）。（2）按发火方式分类可分为压燃式发动机与点燃式发动机。柴油的特性是在同样的条件下其自燃点比汽油

3、的自燃点低，因此采用压燃式（自燃式）发火。一般可通过喷汕泵和喷汕器将柴汕直接喷入发动机的气缸内，在气缸内与压缩空气均匀混合后，在高温卜•得以自燃，这种发动机称为压燃式发动机。汽汕的特性是其自燃的温度比柴汕的要高，因此常采用点燃式发火。利用火花塞发出的电火花强制点燃汽汕，使其发火燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。（3）按工作循环的冲程数分类在发动机内，每一次将热能转变为机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料，使Z发火燃烧而膨胀作功，然后将牛成的废气排除这样一系列连续过程，称为一个丄作循环。对于往复活塞式发动机，町以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类。凡活塞往复四个单程完成一个工作循环的

4、称为四冲程发动机，活塞往复两个单程即完成一个工作循环的称为二冲程发动机。（4）按气缸数及其排列方式分类仅冇一个气缸的称为单缸发动机，冇两个以上气缸的称为多缸发动机。单缸有立式与卧式，多缸有V型与对置式。（5）按冷却方式分类根据冷却方式不同，发动机町以分为水冷式和风冷式两种。此外，发动机还可按进气方式分类。当发动机不装增压器，空气是靠活塞的抽吸作用进入气缸内的发动机，称为非增压式发动机（或自然吸入式发动机）；发动机上装有增压器，空气通过增压器可以提高进气压力的发动机，称为增压式发动机。近年來还有按每气缸中的气门数來分类的，当每气缸中设有一个进气门和一个排气门的发动机，称为二气门发动机；每缸

5、中设有两个进气门和两个排气门的，称为四气门发动机;或者每个气缸中设有三个进气门和两个排气门的，称为五气门发动机。第二节!i!冲程发动机工作原理一、四冲程汽油机工作原理现代汽车发动机的构造如图1・1所示。■blW・貝算I-■•先I・■■・4・・仃!-««2-・q“it・it-nnn-5n・■w-■气&・■・■：<-•1气・・1・K“117“lA"I”*

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7、轴3连接。活塞在气缸内作往复运动,通过连杆推动曲轴转动。为了吸入新鲜气体和排除废气，设有进排气系统等。图1・2为发动机示意图。即活塞最高位置,称为上止点。上下止点间的距

8、离S称为活塞顶部离曲轴中心最远,图1・2发动机示憲图1一进代门2-排气门3-气缸4一沽塞5—连杆6—曲■中心7-曲柄活塞行程，曲轴与连杆下端的连接中心金曲轴中心的距离R称为Illi柄半径。活塞每走一个行程相应于Illi轴转角180o对于气缸中心线与曲轴中心线相交的发动机，活塞行程S等于曲柄半径R的两倍。活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积或气缸排量，可用符号匕表示。多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量，用符号匕(L)表示，即7TP24xl06Si式中D为气缸直径(mm)；S为活塞行程(mm);i为气缸数。四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程，即进气行程、压缩行程、

9、膨胀行程(作功行程)和排气行程。通常利用发动机循环的示功图来分析工作循环中气体压力p和相应于活塞不同位宣的气缸容积V之间的变化关系，示功图表示了活塞在不同位置时气缸内压力的变化情况。其中，1111线所围成的而积表示发动机整个工作循环中气体在单个气缸内所作的功。四冲程汽油机的示功图如图1-3所示。图1-3四冲程汽油机的示功图a）进气行程b）压缁行程c）■胀行程（作功行程〉d）排气行程（1）进气行程（图1-3a）'化油器式汽油机将空气与