1、汽車構造 主編 關文達第一章發動機的基本知識第一節概述第二節四沖程發動機的工作原理第三節發動機的總體構造第四節發動機的主要性能指標與特性第五節內燃機名稱及型號編制規則第一節概述發動機是將某種形式的能量轉換為機械能的機器。汽車的動力來自發動機。有人稱發動機是汽車的“心臟”。將燃料燃燒所產生的熱能轉變為機械能的發動機，稱為熱力發動機(簡稱熱機)。第二節四沖程發動機的工作原理一、發動機結構基本術語二、四沖程汽油機的工作原理三、四沖程柴油機工作原理簡介一、發動機結構基本術語圖1-1單缸四沖程汽油機示意圖1飛輪2油底殼3曲軸4連桿5活塞6齒形帶7排氣門8凸輪軸9分電器10空氣濾清器11點火開關12火花塞

2、13點火線圈14蓄電池15起動機16進氣門單缸四沖程汽油發動機的基本結構如圖1-1所示。一、發動機結構基本術語(1)上止點活塞頂部離曲軸中心最遠處，即活塞最高位置。(2)下止點活塞頂部離曲軸中心最近處，即活塞最低位置。(3)活塞行程上、下止點間的距離S稱為活塞行程。(4)曲柄半徑曲軸與連桿大頭連接中心至曲軸中心的距離R稱為曲柄半徑。(5)氣缸工作容積活塞從上止點到下止點所掃過的容積稱為氣缸工作容積或氣缸排量，用符號Vh表示。多缸發動機各氣缸工作容積的總和，稱為發動機工作容積或發動機排量，用符號VL(單位為L)表示一、發動機結構基本術語圖1-2發動機示意圖1進氣門2排氣門3氣缸4活塞5連桿6曲軸

3、中心7曲柄 (6)燃燒室容積(Vc)活塞在上止點時，活塞頂上面的空間為燃燒室，它的容積叫燃燒室容積(單位為L)。(7)氣缸總容積(Va)活塞在下止點時，活塞頂上面整個空間的容積(單位為L)。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即(8)壓縮比() 氣缸總容積與燃燒室容積的比值，即一、發動機結構基本術語一、發動機結構基本術語(9)發動機工況發動機在某一時刻的運行狀況稱為發動機工況，用發動機此時輸出的轉速和有效功率表示。(10)工作循環在氣缸內進行的每一次將熱能轉化為機械能的一系列連續過程(進氣、壓縮、做功和排氣)稱為發動機的工作循環。二、四沖程汽油機的工作原理1.進氣行程(圖1-3a)2.壓縮行程

4、(圖1-3b)3.做功行程(圖1-3c)4.排氣行程(圖1-3d)圖1-3四沖程汽油機的示功圖a)進氣行程b)壓縮行程c)膨脹行程(做功行程)d)排氣行程1.進氣行程(圖1-3a)進氣過程中，排氣門關閉，進氣門開啟，活塞從上止點向下止點移動一個行程，在氣缸內形成真空，新鮮可燃混合氣被吸入氣缸；曲軸由0沿順時針方向轉到180。2.壓縮行程(圖1-3b)為了使吸入的可燃混合氣能迅速燃燒，以產生較大的氣體壓力，使發動機做功，燃燒前必須將可燃混合氣壓縮，此即壓縮行程。3.做功行程(圖1-3c)在這個行程中，進、排氣門仍關閉。當活塞在壓縮行程接近上止點時，裝在氣缸蓋上的火花塞在高壓電作用下產生電火花，點

5、燃被壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣燃燒后，放出大量的熱能，使燃氣的壓力和溫度急劇升高，如曲線cZ所示。最高壓力pz約為3.06.5MPa，相應的溫度為2 2002 800K,且體積迅速膨脹。此時活塞被高壓氣體推動從上止點下行，帶動曲軸從360旋轉到540，并輸出機械能，除了用以維持發動機本身繼續運轉外，其余大部分都用于對外做功。4.排氣行程(圖1-3d)可燃混合氣體燃燒后生成的廢氣，必須從氣缸中排除，以便進行下一個進氣行程。當做功接近終了時，進氣門關閉，排氣門開啟，曲軸通過連桿推動活塞從下止點向上止點運動，曲軸由540旋轉到720。三、四沖程柴油機工作原理簡介圖1-4四沖程柴油機示意圖1正時齒輪

6、2連桿3活塞4排氣門5空氣濾清器6噴油器7進氣門8飛輪9點火開關10起動機11蓄電池12噴油泵第三節發動機的總體構造一、機體組二、曲柄連桿機構三、配氣機構四、燃料供給系統五、點火系統六、冷卻系統七、潤滑系統八、起動系統第三節發動機的總體構造圖1-5一汽奧迪100型轎車發動機1氣缸墊2氣缸蓋3火花塞4活塞銷5曲軸后端封油擋板6飛輪齒圈7油底殼8活塞9油標尺10連桿總成11機油集濾器12中間軸軸承13放油螺塞14曲軸主軸承15曲軸16曲軸軸承蓋17曲軸前端封油擋板18曲軸正時齒輪19空氣壓縮機平帶20調整墊片21正時齒輪擰緊螺栓22壓緊蓋23空氣壓縮機帶輪24水泵、發電機曲軸帶輪25正時齒輪下罩蓋

7、26空氣壓縮機支架27中間軸正時齒輪28中間軸29正時傳動帶30偏心輪張緊機構31氣缸體32正時齒輪上罩蓋33凸輪軸正時齒輪34凸輪軸前端油封35凸輪軸罩蓋36機油加油口蓋37凸輪軸機油擋油板38凸輪軸軸承蓋39排氣門40氣門彈簧41進氣門42液力挺桿總成43凸輪軸一、機體組一汽奧迪100型發動機的機體組包括氣缸蓋2、氣缸蓋罩蓋、氣缸體31及油底殼7等。機體組是發動機各機構、系統的裝配基體，其本身的許多部分又分別是曲柄連桿機構、燃料供給系統、冷卻系統和潤滑系統的組成部分。二、曲柄連桿機構包括活塞8，連桿總成10，帶有飛輪齒圈6的曲軸15等。曲柄連桿機構是發動機產生動力，并將活塞的往復直線運動轉

8、變為曲軸的旋轉運動而輸出動力的機構。三、配氣機構由進氣門41、排氣門39、液力挺桿總成42、凸輪軸43、凸輪軸正時齒輪33(由曲軸正時齒輪18通過正時傳動帶29驅動)等。其作用是將可燃混合氣及時充入氣缸并及時從氣缸排出廢氣。四、燃料供給系統主要由汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、空氣濾清器、進排氣歧管、排氣消聲器、傳感器、電控噴油器、電控單元等(一汽奧迪100型轎車汽油機在國內曾裝用過化油器)組成。燃料供給系統根據發動機各工況要求，配制具有一定數量和濃度的可燃混合氣，定時、定量地供入氣缸，并將燃燒生成的廢氣排出發動機。五、點火系統包括電源(蓄電池和發電機)、分電器、點火開關、點火線圈組件、傳感器、電

9、控單元和火花塞3等。點火系統可保證按規定時刻，及時點燃氣缸中被壓縮的可燃混合氣。六、冷卻系統水泵、散熱器、風扇、節溫器、水溫表以及氣缸體31和氣缸蓋2里鑄出的水套等是冷卻系統的主要組成零部件。它的功用是保證發動機在最適宜的溫度下工作。七、潤滑系統潤滑系統主要包括油底殼7、機油集濾器11、機油泵、限壓閥和油標尺等。其功用是將潤滑油不斷地供給做相對運動的零件，以減少它們之間的摩擦阻力，減輕零件的磨損并部分地冷卻摩擦零件、清洗摩擦表面。八、起動系統圖1-6國產奧迪新A4和新A6配備的2.0T FSI汽油發動機八、起動系統圖1-7奧迪Q7的4.2TDI柴油機八、起動系統圖1-8一汽邁騰2.0TSI發動

10、機八、起動系統圖1-9上柴6114系列CNG(天然氣)發動機八、起動系統圖1-10鎂合金發動機八、起動系統圖1-11康明斯高壓共軌柴油機第四節發動機的主要性能指標與特性一、動力性指標二、經濟性指標三、發動機速度特性四、發動機的工況與負荷一、動力性指標(1)發動機有效轉矩(2)有效功率(1)發動機有效轉矩發動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為發動機的有效轉矩，用Ttq表示，單位為Nm。 (2)有效功率發動機通過飛輪對外輸出的功率稱為發動機的有效功率，用Pe表示，單位為kW。它等于有效轉矩與曲軸角速度的乘積。 二、經濟性指標一般用燃油消耗率表示發動機的經濟性指標。燃油消耗率指發動機每發出1kW有效功率，

11、在1h內所消耗的燃油質量(以g為單位)，稱為燃油消耗率，用be表示。很明顯，燃油消耗率越低，燃油經濟性越好。燃油消耗率單位為g(kWh)按下式計算三、發動機速度特性圖1-12汽油發動機外特性四、發動機的工況與負荷圖1-13發動機的負荷第五節內燃機名稱及型號編制規則一、國內內燃機編號簡介二、國外內燃機編號簡介一、國內內燃機編號簡介(1)內燃機產品名稱均按所采用的燃料命名例如柴油機、汽油機、煤氣機、沼氣機、雙(多種)燃料發動機等。(2)內燃機型號由下列四部分內容組成1)首部：產品特征代號，由制造廠根據需要自選相應字母表示，但需經行業標準化歸口單位核準、備案。2)中部：由缸數符號、行程符號、氣缸排列

12、形式符號和缸徑符號組成。3)后部：結構特征和用途特征符號。4)尾部：區分符號。同一系列產品因改進等原因需要區分時，由制造廠選用適當符號表示。型號編制示例：1)汽油機：1E65F單缸、直列、二沖程、缸徑65mm、風冷、通用型。495Q四缸、直列、四沖程、缸徑95mm、冷卻液冷卻、汽車用。2)柴油機：495T四缸、直列、四沖程、缸徑95mm、冷卻液冷卻、拖拉機用。12VE230/300ZCZ12缸，V形、二沖程、缸徑230mm、行程300mm、冷卻液冷卻、增壓、船用主機、左機基本型。二、國外內燃機編號簡介康明斯(Cummins)柴油機產品目前有A、B、C、L10、N、V、K等10個系列，其產品型號由6部