发动机工作原理和总体构造

发动机工作原理和总体构造

第一章

发动机概论

发动机基本组成和常用术语 四冲程发动机工作原理 二冲程发动机工作原理 多缸四冲程发动机的工作顺序 内燃机产品的名称及型号编制规则 发动机在汽车上的支承

发动机工作原理和总体构造

发动机的定义发动机：汽车动力来源。 一部转换能量的机器:某种能量 机械能 热机:热能 机械能 内燃机：燃料与空气混合后在机器内部燃烧 而产生热能，然后再转变为机械能。 往复活塞式内燃机

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水冷发动机 车用内燃机 风冷发动机 车用内燃机 四冲程发动机 二冲程发动机 化油器式发动机 直接喷射式发动机

汽油发动机车用内燃机 柴油发动机

车用内燃机

单缸发动机多缸发动机

车用内燃机

单列式发动机双列式发动机

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按照所用燃料分类 内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机(图1-1)。使用汽油为燃 料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油 机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴 油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。

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柴油机与汽油机比较，柴油机的压缩 比高，热效率高，燃油消耗率低，同 时柴油价格较低，因此，柴油机的燃 料经济性能好，而且柴油机的排气污 染少，排放性能较好。但它的主要缺 点是转速低，质量大，噪声大，振动 大，制造和维修费用高。

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按照行程分类 内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行 程内燃机(图1-2 )。把曲轴转两圈(720°),活塞在气缸内上下往复运动 四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转 一圈(360°),活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环 的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。

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四冲程

二冲程

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按照冷却方式分类 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机(图1-3)。水 冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷 却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面 散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工 作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。

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按照气缸数目分类 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机(图1-4)。仅有一个 气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如 双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用 发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。

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按照气缸排列方式分类 内燃机

按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式(图1-5)。单列式 发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有 时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列， 两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹 角=180°称为对置式发动机。

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按照进气系统是否采用增压方式分类 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发 动机和强制进气(增压式)发动机(图1-6)。汽油机常采用自然吸气式；柴 油机为了提高功率有采用增压式的。

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1.1发动机基本组成和常用术语 1.1.1 单缸发动机结构示意图

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1.上止点：活塞离曲轴回转中心最远 处，通常指活塞上行到最高位置。 2.下止点：活塞离曲轴回转中心最近 处，通常指活塞下行到最低位置。 3.活塞行程(S):上、下两止点间的 距离(mm)。 4.曲柄半径(R):与连杆下端(即连杆 大头)相连的曲柄销中心到曲轴回转 中心的距离(mm)。 曲轴每转一转，活塞移动两个行程。 5.气缸工作容积(Ⅴh):活塞从上止 点到下止点所让出的空间容积(L)。 Ⅴh =π D2S/(4×106) (L) 式中：D——气缸直径(mm)。 6.发动机排量(ⅤL):发动机所有气 缸工作容积之和(L)。设发动机的气 缸数为i,则 ⅤL =Ⅴh i (L) 7.燃烧室容积(ⅤC):活塞在上止点 时，活塞上方的空间叫燃烧室，它的 容积叫燃烧室容积(L)。 8.气缸总容积(Ⅴa):活塞在下止点 时，活塞上方的容积称为气缸总容积 (L)。它等于气缸工作容积与燃烧室 容积之和，即 Ⅴa =Ⅴh +ⅤC

1.1.2 基本术语

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9.压缩比(ε):气缸总容积与燃烧室容积的比值，即 ε =Ⅴa /ⅤC =(Ⅴh +ⅤC)/ ⅤC =1+Ⅴh /ⅤC 它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩 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。一般车用汽油机的压缩比为6~10,柴油机的压 缩比为15~22。 10.发动机的工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料燃 烧的热能转化为机械能的一系列连续过程(进气、压缩、 作功和排气)称发动机的工作循环。 11.二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作循环 的称为二冲程发动机。 12.四冲程发动机：活塞往复四个行程完成一个工作循环 的称为四冲程发动机。

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§1.2 四冲程发动机的工作原理一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程

单缸四冲程汽油机的工作过程

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温度370~400 K, 压力0.07~0.09MPa

进气行程排气门关闭

P活 塞

上 止 点

下 止 点

进气门开启

大气压力线

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。

示功图

V

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进气门关闭

压缩行程

压缩比：

ε=Va/Vc排气门关闭 下 止 点

P温度600~700K, 压力0.6~1.5 MPa

上 止 点

活 塞大气压力线

c r a

示功图

V

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作功行程排气门关闭 进气门关闭 上 止 点

Z

P瞬时最高：温度 2200~2800 K, 压 力3~5MPa

下 止 点

活 塞大气压力线

c r b a作功终了：温度 1300~1600 K, 压 力0.3~0.5 MPa

示功图

V

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进气门关闭

排气行程

排气门打开 上 Z 止 点 下 止 点

P

c残余废气大气压力线

r V

b

活 塞温度900~1200 K 压力 0.105~0.115 MPa

示功图

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二、四冲程柴油机的工作原理温度300-370K 压力0.0785~ 0.0932MPa进 气 门 温度750-1000K 压力3-5 MPa 喷油器

纯 空 气

终了：温度 1200~1500k压 力0.2-0.4MPa

温度800-1000K 压力0.1050.125MPa 排气门

瞬时：温度20002500K压力6-9 MPa

吸气行程

压缩行程

作功行程

排气行程

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2yf1.html