汽车发动机之——第1章发动机基本知识

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1、第1章发动机基本知识汽车构造1.按所用燃料分：汽油机、柴油机一、分类1.1概述2.按冲程分：四冲程式和二冲程式1.1概述3.按冷却方式分：水冷式和风冷式1.1概述4.按气缸数目分：单缸发动机和多缸发动机1.1概述5.按气缸排列方式分：单列式和双列式（V型）。1.1概述6.按进气状态分：增压和非增压1.1概述7.按活塞运动方式分：往复活塞式和旋转活塞式1.1概述目前，应用最广、数量最多的汽车发动机为水冷、四冲程往复活塞式内燃机，其中汽油机用于轿车和轻型客、货车上，而大客车和中、重型货车发动机多为柴油机。少数轿车和轻型客、货

2、车发动机也有用柴油机的。以风冷或二冲程活塞式内燃机为动力的汽车为数不多。特别是从20世纪80年代起，在世界范围内，就不再有以二冲程活塞式内燃机为动力的轿车了。1.1概述二、汽车发动机的基本结构1.1概述1.工作循环6.燃烧室容积2.上、下止点3.活塞行程4.气缸工作容积5.内燃机排量7.气缸总容积8.压缩比三、汽车发动机的基本术语1.1概述1.工作循环每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气四个过程，即由进气、压缩、做功、排气4个过程组成的循环称为发动机的工作循环。1.1概述2.上、下止点活塞顶离曲轴回转中心最远处为

3、上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。1.1概述3.活塞行程：上、下止点之间的距离。一般用s表示。对应一个活塞行程，曲轴旋转180°。1.1概述4.曲柄半径曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即s=2R。曲柄半径1.1概述5.气缸工作容积上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。1.1概述6.内燃机排量内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。1.1概述7.燃烧室容积活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室

4、容积，也叫压缩容积。1.1概述8.气缸总容积气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。1.1概述9.压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。1.1概述一、四冲程汽油机工作原理发动机把热能转换成机械能首先必须进气，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(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

5、动活塞下行实现对外作功；最后排出燃烧后的废气。即进气、压缩、作功、排气四个过程。把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。把完成一个工作循环，曲轴转两圈(720°)，活塞上下往复运动四次的发动机，称为四冲程发动机。1.2发动机的基本工作原理1.进气行程活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。上止点下止点1.

6、2发动机的基本工作原理2.压缩行程进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高。上止点下止点1.2发动机的基本工作原理3.作功行程压缩行程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。这时，进、排气门仍旧关闭。上止点下止点1.2发动机的基

7、本工作原理4.排气行程排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体(或称废气)在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。上止点下止点1.2发动机的基本工作原理工作过程运动情况及气缸内温度与压力的变化情况（压力单位：MPa）活塞行程活塞运动气门开闭情况气缸压力气缸温度备注进气向下运动进气门开排气门关0.075～0.09(终了)370K～400K(终了)可燃混合气压缩向上运动进气门关排气门关0.6～1.2(

8、终了)600K～700K(终了)上止点火花塞点火作功向下运动进气门关排气门关最高压力3～50.3～0.5终了最高2200～2800K1300～1600终了排气向上运动进气门关排气门开0.105～0.125(终了)900K～1200K(终了)1.2发动机的基本工作原理二、四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机