2/4/20231北京郵電大學自動化學院2/4/20232北京郵電大學自動化學院2/4/20233北京郵電大學自動化學院發動機的基本術語

工作循環

進氣

壓縮

作功

排氣2/4/20234北京郵電大學自動化學院

發動機結構示意圖2/4/20235北京郵電大學自動化學院

上止點（TopDeadCenter）

活塞離曲軸旋轉中心最遠的位置

下止點（BottomDeadCenter）

活塞離曲軸旋轉中心最近的位置

活塞行程

S

上下止點之間的距離

曲柄半徑

R

曲軸旋轉中心到曲柄銷中心的距離

氣缸工作容積

VS

（L）

活塞由上止點運動到下止點，活塞頂部所掃過的容積

VS=(π/4)D2·S×10-62/4/20236北京郵電大學自動化學院

內燃機排量

VL（L）

所有氣缸的工作容積之和

VL=i·VS

燃燒室容積（壓縮容積）VC

活塞位于上止點時，活塞頂部上方的容積

氣缸總容積

Va

氣缸工作容積與燃燒室容積之和

Va=VS+VC

壓縮比ε

氣缸總容積與燃燒室容積之比

ε=Va/VC=1+VS/VC

ε表示氣缸內氣體被壓縮的程度

ε↑→（壓縮終了氣體）P、T↑

汽油機一般7～10，柴油機一般14～222/4/20237北京郵電大學自動化學院

內燃機直接以燃料燃燒所生成的燃料產物為工質的熱機

活塞式內燃機（汽車發動機）往復活塞式旋轉活塞式

燃氣輪機

外燃機燃料燃燒加熱其它工質（水）

蒸氣機

汽輪機發動機的分類2/4/20238北京郵電大學自動化學院

根據所用燃料種類

汽油機：以汽油為燃料，空氣與汽油在氣缸外混合，形成可燃混合氣后進入氣缸，經壓縮后依靠火花塞產生電火花引起燃燒。

柴油機：以柴油為燃料，進氣過程中進入汽缸的是純空氣，壓縮終了時噴入柴油，柴油與空氣在汽缸內混合，由于空氣經壓縮后所達到的溫度能引起柴油的自燃，這種內燃機也稱為壓燃式內燃機。

氣體燃料發動機：

天然氣、液化石油氣等。2/4/20239北京郵電大學自動化學院

按沖程數

四沖程發動機

二沖程發動機2/4/202310北京郵電大學自動化學院

按氣缸數

單缸發動機、多缸發動機

按氣缸排列方式

直列立式、直列臥式、V型發動機

按冷卻方式

風冷發動機、水冷發動機

按進氣方式

增壓發動機、非增壓發動機

按著火方式

點燃式發動機、壓燃式發動機2/4/202311北京郵電大學自動化學院四沖程內燃機工作循環

工作循環

進氣行程

壓縮行程

作功行程

排氣行程2/4/202312北京郵電大學自動化學院

工作循環特點行程活塞運動氣門狀態曲軸轉角功用進氣門排氣門第一上→下開關00→1800進氣第二下→上關關1800→3600壓縮第三上→下關關3600→5400作功第四下→上關開5400→7200排氣2/4/202313北京郵電大學自動化學院四沖程汽油機工作原理

進氣行程

2/4/202314北京郵電大學自動化學院

壓縮行程

2/4/202315北京郵電大學自動化學院

作功行程

2/4/202316北京郵電大學自動化學院排氣行程

2/4/202317北京郵電大學自動化學院三、四沖程柴油機工作原理2/4/202318北京郵電大學自動化學院發動機的總體構造2/4/202319北京郵電大學自動化學院2/4/202320北京郵電大學自動化學院

機體組

機體氣缸體+曲軸箱的連鑄體

構成氣缸的零件稱做氣缸體

支承曲軸的零件稱作曲軸箱骨架作用，安裝各個機構和系統

氣缸蓋組成燃燒室，布置各零件2/4/202321北京郵電大學自動化學院

曲柄連桿機構

主要件活塞、連桿、曲軸

功用將活塞的往復直線運動→曲軸的旋轉運動，對外輸出動力活塞連桿組曲軸飛輪組機體組2/4/202322北京郵電大學自動化學院

配氣機構2/4/202323北京郵電大學自動化學院凸輪軸挺柱推桿搖臂氣門與氣門座氣門導管氣門彈簧

配氣機構

功用定時開啟和關閉進排氣門

主要部件氣門組傳動組2/4/202324北京郵電大學自動化學院2/4/202325北京郵電大學自動化學院

供給系統

燃油供給系統將燃油及時供給氣缸

進、排氣系統將空氣及時供給氣缸將廢氣及時排除2/4/202326北京郵電大學自動化學院

點火系統

汽油機點燃混合氣2/4/202327北京郵電大學自動化學院

冷卻系

功用防止發動機過熱，及時散熱

分類風冷系水冷系2/4/202328北京郵電大學自動化學院2/4/202329北京郵電大學自動化學院

潤滑系

功用潤滑、冷卻、清潔、密封、防腐

潤滑方式壓力潤滑飛濺潤滑2/4/202330北京郵電大學自動化學院

起動系

利用外力起動發動機2/4/202331北京郵電大學自動化學院主要性能指標

發動機的性能指標

用來衡量發動機性能好壞的標準

動力性指標：表征內燃機對外作功能力

經濟性指標：發動機油耗

環境指標：排放性和噪聲水平

強化指標：承受熱負荷和機械負荷的能力

緊湊性指標：表征發動機總體結構緊湊程度

可靠性指標：表征發動機正常持續工作能力

耐久性指標：主要零件磨損損壞的極限時間

工藝性指標：制造工藝性和維修工藝性好壞2/4/202332北京郵電大學自動化學院

動力性指標有效轉矩

發動機對外輸出的轉矩:

Te（單位：N·m）發動機轉速

發動機曲軸每分鐘的回轉數:n（單位：r/min）

n一般范圍

車用汽油機：4000~6000r/min

車用柴油機：2000~4000r/min

有效功率

發動機曲軸的輸出功率:

Pe=Te(2πn/60)×10-3(KW)2/4/202333北京郵電大學自動化學院速度特性與負荷

發動機特性

發動機性能指標隨工況而變化的關系稱為發動機特性

這種關系以曲線的形式表示，稱為發動機特性曲線參見彩圖！2/4/202334北京郵電大學自動化學院經濟性指標有效熱效率ηe燃料燃燒所產生的熱量轉化為有效功的百分數百公里油耗（90km/h）2/4/202335北京郵電大學自動化學院環境指標

有害排放物

汽油機

主要是廢氣中的CO和HC的量

對柴油機

主要是廢氣中的NOx和顆粒的排放量

發動機的噪聲

是汽車噪聲的主要來源

約占城市噪聲的75%2/4/202336北京郵電大學自動化學院

汽油車一氧化碳不超過2.2g/km，碳氫化合物不超過0.5g/km；柴油車一氧化碳不超過1.0g/km，碳氫化合物不超過0.7g/km，顆粒物不超過0.08g/km。這是歐洲Ⅱ排放標準。 與歐洲Ⅰ、Ⅱ號標準在機動車熱啟動的情況下進行檢驗不同，歐洲Ⅲ號標準將改為冷啟動，過去在檢驗時給予的發動后40秒再行檢驗的通融時間不再有效，據測算，機動車一氧化碳排放量將在原有基礎上減少30%，碳氧和氮氧化合物分別減少40%.

汽車排放標準歐2，歐3的解釋2/4/202337北京郵電大學自動化學院法規名稱車型CO(g/km)HC(g/km)NOx(g/km)HC+NOx(g/km)P