(开车必备知识)汽车发动机工作原理Word

　　汽车发动机工作原理

　　第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造

　　第一篇 汽车发动机第一章 汽车发动机的 工作原理及总 体构造

　　辽宁工程技术大学机械工程学院

　　2006.5

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　　第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造

　　1-1 发动机类型 发动机的定义：将某一种形式的能量转变为机械 能的机器。 内燃机：混合气在机器内部燃烧而产生热能，然 后再转变成机械能。 外燃机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然 后再转变成机械能。 车用内燃机：活塞式--往复活塞式和旋转活塞式 燃气轮机辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

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　　第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造

　　发动机分类(1)按活塞运动方式：往复活塞式和旋转活塞式。 (2)按每循环活塞行程数：四冲程和二冲程。 (3)按使用燃料分类：汽油机、柴油机和多种燃料发动 机。 (4)按混合气着火方式：点燃式和压燃式。 (5)按发动机冷却方式：水冷式和风冷式。 (6)按发动机气缸数：单缸和多缸。 (7)按气缸布置形式：直列式、卧式和V型。 汽车上常用的是：四冲程、水冷式、往复活塞式、多缸 发动机。辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

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　　第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造

　　1-2 往复活塞式内燃机的基本构造及基本术语 一、基本结构 发动机由“两大机构五 大系统”组成 两大机构：曲柄连杆机 构、配气机构。 五大系统：冷却系、润 滑系、燃料供给系、点 火系、起动系

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　　1.曲柄连杆机构 功用：是往复活塞 式发动机实现热功 转换的主要装置。 组成：机体组、活 塞连杆组、曲轴飞 轮组。

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　　2.配气机构 作用： 使可燃混合 气及时 充入气缸 并及时从气缸中排 出废气。 组成：它由进气门、 排气门、挺杆、推 杆、摇臂、凸轮轴、 正时齿轮等组成

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　　3.冷却系 作用：把受热零件的 热量散到大气中去， 以保证发动机正常 工作。 组成：它由水泵、散 热器、风扇、分水 管、水套等组成。

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　　4.润滑系 作用：润滑、冷却

　　、 清洗、密封、防腐等。 组成：由机油泵、滤 清器、限压阀、油道 等组成。

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　　5.燃料供给系 功用：向发动机提供 燃料和空气、并排除 缸内废气。 组成：燃料供给装置 和进、排气装置。

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　　二、基本术语

　　(1)工作循环：每完成一次热功转换的工作过程。 (2)上止点：活塞离曲轴最远处，活塞的最高位置。 (3)下止点：活塞离曲轴最近处，活塞的最低位置。 (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。 (5)活塞行程S :活塞上、下止点间的距离。 S=2R。 (6)四行程发动机：每工作循环，曲轴转两圈，活塞 运行四个行程。辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

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　　(7)二行程发动机：每工作循环，曲轴转一 圈，活塞运行两个行程。 (8)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。 (9)发动机工作容积VL :多缸发动机各缸 工作容积的总和，又称发动机排量。 VL= Vh气缸数。 (10)燃烧室容积Vc: 活塞在上止点时，活 塞上方的容积。 (11)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 。辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

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　　1-3 往复活塞式内燃机工作原理 一、四冲程汽油机 工作原理 组成：活塞、活塞 环、连杆、曲轴、火 花塞、进 气门和排气 门。

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　　工作原理1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程

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　　第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造 温度370~440 K, 压力75~90 kPa

　　进气行程排气门关闭

　　P活 塞 进气门开启 大气压力线

　　上 止 点

　　下 止 点

　　r a

　　示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气 体压力的变化情况。辽宁工程技术大学机械工程学院

　　示功图2006.5

　　V

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　　第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造 进气门关闭

　　压缩行程排气门关闭 压缩比：

　　ε=Va/VcP温度600~800K, 压力600~1500 kPa 上 止 点 下 止 点

　　活 塞大气压力线

　　c r a

　　示功图辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

　　V

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　　作功行程进气门关闭

　　排气门

　　关闭

　　瞬时最高：温度 2200~2800 K, 压 力3~5MPa

　　P活 塞大气压力线

　　上 止 点

　　Z

　　下 止 点

　　c r b

　　作功终了：温度 1500~1700 K, 压力 300~500 kPa 辽宁工程技术大学机械工程学院

　　示功图2006.5

　　V

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　　第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造 进气门关闭

　　排气行程

　　排气门打开

　　P c大气压力线 残余废气

　　上 Z 止 点

　　下 止 点

　　r V

　　b

　　活 塞温度900~1200 K 压 力105~125 kPa 辽宁工程技术大学机械工程学院

　　示功图

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　　综上所述，四冲程汽油发动机经过进气、 压缩、燃烧作功、排气四个冲程，完成一个工 作循环。 活塞在上、下止点间往复移动了四个行程， 相应地曲轴旋转了两周。

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　　二、四冲程柴油机工 作原理 辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

　　一个工作循环：进气、 压缩、作功、排气 可燃混合气形成：在压 缩行程终了时，柴油经 喷油泵将油压提10MPa 以上，再通过喷油器喷 入气缸，与高温空气混 合，形成可燃混合气。 点火方式：自燃

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　　与汽油机不同的是：可燃混合气的点火方式 原因：柴油粘度大，不易蒸发，而其自燃温 度低 压缩终了压力：3.5~4.5MPa 压缩终了温度：750~1000K 压缩比：16~22

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　　汽油机与柴油机比较： 汽油机--转速高(5000~6000r/min)、质量小、工作噪音小、启动容易、制造和维护费用低 等 。不足是燃 料消耗率高，燃料经济差。 柴油机--燃油消耗率比汽油机低30%,且柴 油价格较低，经济性好，转速可达5000r/min。 不足是质量大、制造和维护费用高。

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　　三、二冲程发动机工作原理 (一)二冲程汽油机工作原理 结构特点：三个孔 1--进气孔 2--排气孔 3--扫气孔 工作原理： 第一行程--活塞上移，活塞 上方是压缩过程，活塞下方是吸 气过程； 第二行程--活塞上方是作功 和换气过程，下方是予压缩过程。辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

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　　与四冲程发动机比较，二冲程发动机有如 下特点： 1、理论上的功率应等于四冲程发动机的 二倍； 2、运转平稳； 3、结构简单，

　　质量小； 4、使用简便。

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　　(二)二冲程柴油机工作原理

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　　与汽油机不同的是：进入气缸的不是可燃混合气， 而是纯空气。 第一行程：活塞上移，进气孔和排气门均 已开启，气缸换气。活塞继续上移，进气孔和排 气门关闭，空气被压缩，压力升高，喷入柴油， 混合气自燃； 第二行程：气体膨胀作功，活塞下移 2/3行 程时，排气门开启，排除废气，缸内压力降低， 进气孔开启 ，进行换气。

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　　1-4 发动机的总体构造曲柄连杆机构 两大机构 配气机构 供给系 点火系 五大系统 冷却系 润滑系

　　起动系辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

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　　桑塔纳发动机结构示意图

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　　1-5 发动机主要性能指标 动力性指标有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩 有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率

　　Te n 2 n 3 Pe Te 10 (kW) 60 9550 式中：Te 有效转矩，N m; n 曲轴转速，r / min.辽宁工程技术大学机械工程学院 2006.5

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　　经济性指标 燃油消耗率：发动机每发出1kw有效功率， 在1h内所消耗的燃油质量。ge Gf Pe 10 ( g / kW h)3

　　式中：G f 发动机每单位时间的耗 油量，kg / h Pe 发动机的有效功率， kW

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　　1-6 内燃机产品名称和型号编制规则

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　　第一章 汽车发动机的工作

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