1、汽車發動機的類型2022/9/21第1頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四第一章 發動機概述發動機是發出動力的機器，是汽車的心臟，是汽車的動力裝置，是將一種能量轉變為機械能的裝置。目前的傳統發動機都是將燃料的化學能轉變為熱能，再由熱能轉變為機械動力，并通過底盤的傳動系和行駛系驅動汽車行駛。2022/9/21第2頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四內燃機是熱力發動機的一種，其特點是液力或氣體燃料與空氣混合后直接輸入機器內部燃燒而產生熱能，然后再轉變成機械能。內燃機具有熱效率高、體積小、質量小、便于移動以及起動性能好等優點，因而廣泛應用于飛機、船艦以及汽車、拖拉

2、機、坦克等各種車輛上。但是，內燃機一般要求使用石油燃料，同時排出的廢氣中所含有害氣體成分較高。內燃機根據其將熱能轉化為機械能的主要構件的形式，可分為活塞式內燃機和燃氣輪機兩大類。前者又可按活塞運動方式分為往復活塞式和旋轉活塞式兩種。2022/9/21第3頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四汽車用活塞式內燃機可以根據不同的特征分類。按所用的燃料分類：可分為液體燃料發動機（汽油機、柴油機等）和氣體燃料發動機（如天然氣發動機、液化石油氣發動機等）。按發火方式分類：可分為壓燃式發動機與點燃式發動機。 柴油的特性是在同樣的條件下其自燃點比汽油的自燃點低，因此采用壓燃式（自燃式）發火。一

3、般可通過噴油泵和噴油器將柴油直接噴入發動機的氣缸內，在氣缸內與壓縮空氣均勻混合后，在高溫下得以自燃，這種發動機稱為壓燃式發動機。 汽油的特性是其自燃的溫度比柴油的要高，因此常采用點燃式發火。利用火花塞發出的電火花強制點燃汽油，使其發火燃燒，這種發動機稱為點燃式發動機。 第一節 汽車發動機的類型2022/9/21第4頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四按工作循環的沖程數分類：凡活塞往復四個單程完成一個工作循環的稱為四沖程發動機，活塞往復兩個單程即完成一個工作循環的稱為二沖程發動機。按氣缸數及其排列方式分類：僅有一個氣缸的稱為單缸發動機，有兩個以上氣缸的稱為多缸發動機。單缸有立式

4、與臥式，多缸有直列、V型與對置式。按冷卻方式分類：根據冷卻方式不同，發動機可以分為水冷式和風冷式兩種。2022/9/21第5頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四此外，發動機還可按進氣方式分類。當發動機不裝增壓器，空氣是靠活塞的抽吸作用進入氣缸內的發動機，稱為非增壓式發動機（或自然吸入式發動機）；發動機上裝有增壓器，空氣通過增壓器可以提高進氣壓力的發動機，稱為增壓式發動機。近年來還有按每氣缸中的氣門數來分類的，當每氣缸中設有一個進氣門和一個排氣門的發動機，稱為二氣門發動機；每缸中設有兩個進氣門和兩個排氣門的，稱為四氣門發動機；或者每個氣缸中設有三個進氣門和兩個排氣門的，稱為五氣

5、門發動機。2022/9/21第6頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四第二節 發動機常用術語上止點： 活塞頂離曲軸中心線最遠的位置下止點： 活塞頂離曲軸中心線最近的位置活塞行程（ S ）： 上下止點間的距離 S=2RS2R上止點下止點2022/9/21第7頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四上止點下止點工作容積氣缸工作容積（Vs）： 活塞由上止點到下止點運動掃過的容積。發動機工作容積（排量VL）： 發動機全部氣缸工作容積之和。2022/9/21第8頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四燃燒室容積（Vc）： 活塞在上止點時其上方的容積氣缸總容積（

6、Va）： 活塞在下止點時其上方的全部容積 Va=Vc+Vs壓縮比： 氣缸總容積與燃燒室容積之比 =Va/Vc2022/9/21第9頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四第三節 發動機的工作原理四行程汽油機工作原理2022/9/21第10頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四 進氣過程作用： 吸入新鮮混合氣活塞運動: 從上止點向下止點曲軸轉角: 0o180 o氣門狀態: 進氣門打開排氣門關閉終了壓力: 7590 kPa終了溫度: 80130 oC2022/9/21第11頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四 壓縮過程作用： 壓縮混合氣，為燃燒創造條

7、件活塞運動: 從下止點向上止點曲軸轉角: 180o360 o氣門狀態: 進、排氣門均關閉終了壓力: 8001400 kPa終了溫度: 350400 oC2022/9/21第12頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四 做功過程作用： 燃燒高溫高壓氣體膨脹做功活塞運動: 從上止點向下止點曲軸轉角: 360o540 o氣門狀態: 進氣門、排氣門均關閉最高壓力: 2490 3520 kPa終了壓力: 300500 kPa終了溫度: 1200 oC2022/9/21第13頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四排氣過程作用： 排出膨脹做功后的廢氣活塞運動: 從下止點向上止點

8、曲軸轉角: 540o720 o氣門狀態: 進氣門關閉、排氣門打開終了壓力: 105120 kPa終了溫度: 600900 oC2022/9/21第14頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四綜上所述： 發動機每完成一個工作循環時，曲軸轉動二周（720），進、排氣門各開啟一次，活塞完成四個行程，其中進氣、壓縮和排氣行程是消耗動力，只有作功行程產生動力。發動機一個工作循環： 每完成一次進氣、壓縮、作功、排氣的過程，稱為一個工作循環。四行程發動機特點 ： 發動機曲軸轉二周，活塞往復四個行程完成一個工作循環。四行程汽油機工作原理2022/9/21第15頁，共36頁，2022年，5月20日

9、，9點9分，星期四四行程柴油機工作原理概略表2022/9/21第16頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四汽油機與柴油機比較2022/9/21第17頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四二沖程汽油機工作原理1.進氣孔2.排氣孔3.換氣孔2022/9/21第18頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四第一個行程活塞運動: 從下止點向上止點曲軸轉角: 0o180o作用: 活塞上方壓縮 活塞下方進氣3.換氣孔2.排氣孔1.進氣孔2022/9/21第19頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四第二個行程活塞運動: 從上止點向下止點曲軸轉角:

10、18 0o360o作用: 活塞上方做功排氣 活塞下方預壓2022/9/21第20頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四二行程柴油機工作原理2022/9/21第21頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四二行程柴油機工作原理概略表2022/9/21第22頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四二行程發動機的特點功率提高，當n、Va、相同時，理論上其功率是四行程的二倍，實際提高1.51.6倍作功次數多，運轉平穩；結構簡單，維修方便；換氣不完善，經濟性差。2022/9/21第23頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四第四節 發動機總體構造兩

11、個機構： 曲柄連桿機構 配氣機構五個系統： 供給系 潤滑系 冷卻系 點火系（汽油機） 起動系2022/9/21第24頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四2022/9/21第25頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四第五節 發動機的編號8E430Z 492Q 6135C-1 6100Q-1 8120F前部中 部尾部缸數符號行程符號缸徑符號機器特征符號變形符號2022/9/21第26頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四缸數符號：用數字表示汽缸數行程符號：用E表示二沖程，不用此符號表示四沖程缸徑符號：用氣缸直徑的毫米數表示，但不列出小數點后的數字2

12、022/9/21第27頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四機器特征符號2022/9/21第28頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四變形符號用數字表示順序，與前面的符號用一短橫隔開，該數字序號由系列產品的主導廠按產品出現的順序統一編號2022/9/21第29頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四發動機的主要性能指標有動力性指標(有效轉矩、有效功率、轉速等)，經濟性指標（燃油消耗率），運轉性能指標（排氣品質、噪聲和起動性能等）。 一、動力性指標1.有效轉矩發動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為有效轉矩，以Te表示，單位為Nm。有效轉矩與外界施加于發動機

13、曲軸上的阻力矩相平衡。第六節 發動機的性能指標2022/9/21第30頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四2.有效功率發動機通過飛輪對外輸出的功率稱為有效功率。用Pe表示，單位為KW。它等于有效轉矩與曲軸角速度的乘積。發動機的有效功率可以用臺架試驗方法測定，也可用測功器測定有效轉矩和曲軸角速度，然后運用公式計算發動機的有效功率。發動機產品銘牌上標明的功率及相應轉速，稱為額定功率和額定轉速。按照發動機可靠試驗方法的規定，汽車發動機應能在額定工況下連續運行3001000h。2022/9/21第31頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四二、經濟性指標發動機每發出1K

14、W有效功率，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，經濟性越好。發動機的性能是隨著許多因素而變化的，其變化規律稱為發動機特性。2022/9/21第32頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四三、發動機的運轉性能指標發動機的運轉性能指標主要指排氣品質、噪聲、起動性等。1.排氣品質發動機的排氣中含有對人體有害的物質，它對大氣的污染已形成公害。發動機排出的有害排放物，主要有氮氧化合物（NOx）、碳氫化合物（HC）和一氧化碳（CO）等以及排氣顆粒。美國聯邦汽車排放法規 FTP 是目前世界上最嚴的標準，1994年后規定轎車排放必須滿足下列

15、限制： 2022/9/21第33頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四COHCNOx排氣顆粒單位0.08g/mile(2.11)(0.25)(0.16)(0.05)(g/km)2022/9/21第34頁，共36頁，2022年，5月20日，9點9分，星期四2.噪聲 噪聲會刺激神經，使人心情煩躁，反映遲鈍，甚至耳聾，誘發高血壓和神經系統的疾病。汽車是城市主要的噪聲源之一，發動機又是汽車的主要噪聲源，故必須給與控制。如我國的噪聲標準中規定，轎車的噪聲不得大于82dB（A）。3.起動性能 起動性能好的發動機在一定溫度下能可靠發動、起動迅速，起動消耗的功率小，起動磨損少。發動機起動性能的好壞除與發動機結構有關外，還與發動機工作過程相聯系，它直接影響汽車機動性、操作者的安全和勞動強度。我國標準規定，不得采用特殊的低溫起動措施，汽