1.1发动机的定义与分类（课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（中国铁道出版社）

第1章 发动机的总体构造和工作原理 1. 发动机定义 内燃机是将液体和气体燃料与空气混合后在内 燃机内燃烧而产生热能，再将热能转化为机械能的 机械。现代拖拉机汽车多采用往复活塞式内燃机。 这种发动机具有热效率高、结构紧凑、体积小、便 于拆装、起动性能良好等优点。 1.1发动机的定义与分类 2. 发动机分类 按使用燃料不同分 按工作循环分 按冷却方式分 按气门布置位置分 按气缸排列方式分 按气缸数目分 汽油机 柴油机 四冲程发动机 二冲程发动机 水冷式发动机 风冷式发动机 顶置气门式发动机 侧置气门式发动机 直列式发动机 单缸发动机 多缸发动机 发 动 机 分 分 类 V型和对置式发动机 燃气机 1.2 四冲程发动机的工作原理 柴油机发动机主要包括曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统等组成。汽油发动机多了点火系统。 1.2.1 发动机的一般构造和基本名词术语 1.发动机的一般构造 2. 基本名词术语 ① 上止点： 指活塞在气缸内运动，其活塞 顶部达到最高点处的位置，称为上 止点。即活塞顶部距离曲轴回转中 心最远处。 ② 下止点： 指活塞在气缸内运动，其活塞顶 部达到最低点处的位置，称为下止点 。即活塞顶部距离曲轴的回转中心最 近处。 ③ 活塞冲程： 活塞在气缸内运动，其上、下止点 间的距离，称为活塞冲程，用S来表示。 ④ 曲柄半径： 曲轴连杆轴颈的轴心线到主轴颈轴心线的距离，称为曲柄半径，用R来表示。活塞行程的大小取决于曲柄半径，其关系为：活塞行程S等于曲柄半径R的2倍，即S=2R。 活塞在下止点时，活塞顶上方空间的容积，称为气缸总容积，用Va表示。 ⑤ 燃烧室容积： 活塞在上止点时，活塞顶与气缸盖之间的容积，称为燃烧室容积，用Vc表示。 ⑥ 气缸总容积： ⑦ 气缸工作容积： 活塞从上止点移动到下止点或由下止点移动到上止点时活塞所扫过的空间容积，用Vh表示。 ⑧ 压缩比： 气缸总容积与燃烧室容积的比值，用ε表示，ε=Va/Vc。压缩比是表示气缸内气体被压缩程度的指标。压缩比越大，压缩终了时，气缸内的气体压力越大温度越高。 ⑨ 内燃机排量： 多缸机气缸工作容积之和称为排量，用VL表示，VL=i×Vh，i为气缸数 10、工作循环： 内燃机每完成一个吸气、压缩、作功和排气工作过程，称为工作循环。 11、二冲程内燃机： 曲轴每转一圈完成一个工作循环的内燃机。 12、四冲程内燃机： 曲轴每转两圈完成一个工作循环的内燃机。 13、工况： 指内燃机在某一时刻所处的工作状况。 一般用内燃机的转速和负荷来表示。 为使发动机产生动力，必须先将燃料和空气供入气缸，经点火后使之燃烧产生热，以气体为工作介质推动活塞，通过连杆使曲轴旋转，使热能转化为机械能，最后将燃烧后的废气排出气缸。至此，发动机完成一个工作循环。此循环周而复始地进行，发动机便产生连续的动力。 1.2.2 单缸四冲程汽油机的工作原理 活塞在气缸内往复四个行程： (1) 进气行程 进气门打开，排气门关闭，通过曲轴旋转带动活塞从上止点向下止点运动，气缸内容积增大，压力降低而形成真空，将可燃混合气吸入气缸。 1-排气门 2-火花塞 3-进气门 4-气缸 5-活塞 6-连杆 7-曲轴 四冲程汽油机工作原理图 (2) 压缩行程 压缩行程如图b所示。为使吸入缸内的混合气迅速燃烧，释放出更多的热量，使发动机发出更大的功率，必须在混合气燃烧前对其进行压缩，使其容积变小、温度升高。为此，进气终前便进入压缩行程。 (3) 作功行程 在压缩行程接近终了时，火花塞产生电火花点燃混合气，此时进、排气门仍关闭。混合气的迅速燃烧，使缸内气体温度和压力迅速升高，最高压力可达5 MPa～9 MPa，最高温度可达2200K～ 2800K。在高温高压气体的作用力推动下，活塞向下止点运动，活塞下移通过连杆使曲轴旋转运动，产生转矩而作功。 (4) 排气行程 混合气燃烧后成为废气，应从气缸内排出，以便下一个工作循环得以进行。至此发动机完成一个工作循环，接着又开始了下一个工作循环。 四冲程柴油机（压燃式发动机）和汽油 机一样，每一个工作循环也需经历进气行程 、压缩行程、作功行程和排气行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其黏度比汽油大，不易蒸发，自燃温度却比汽油