4.2发动机基础知识（课件）——《汽车文化》同步教学（高教版）

第4章 汽车构造基础知识 汽车文化（第2版） 4.2.1 发动机的总体构造 4.2.2 曲柄连杆机构 4.2 发动机基础知识 4.2.3 配气机构 4.2.4 汽油机燃料供给系统 4.2.5 冷却系统 4.2.6 润滑系统 4.2.7 启动系统 4.2.8 点火系统 TRANSITION PAGE 过渡页 汽车燃油发动机（见图4-2）一般是将液体燃料或气体燃料和空气混合后，直接输入机器内部燃烧产生热能，再将热能转变为机械能，因此又叫内燃机。按所用燃料不同，发动机可分为汽油发动机（简称汽油机）和柴油发动机（简称柴油机），常见的汽油机和柴油机都属于往复活塞式内燃机。现代汽车上应用最广、数量最多的是水冷式四冲程往复活塞式内燃机，该类发动机可分为自然吸气式和增压式两种，其中增压式发动机又可分为机械增压、涡轮增压以及气波增压3类。 4.2.1 发动机的总体构造 1． 发动机的概念 图4-2 燃油发动机 本书以汽油机为例来讲解发动机，单缸四冲程汽油机的基本结构如图4-3所示，主要由两大机构、五大系统组成：曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、启动系统和点火系统。 发动机缸体内圆柱形腔体称为气缸，内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内作往复直线运动，通过连杆推动曲轴做旋转运动。在气缸盖上装有进、排气门，通过凸轮轴控制进、排气门开启和关闭，实现向气缸内充入新鲜可燃混合气并将燃烧后的废气排出气缸。 2．四冲程汽油机的结构及发动机常用术语 图4-3 单缸四冲程汽油机结构示意图 1）四冲程汽油机的结构 如图4-4所示为发动机常用术语示意图，基本术语的含义如表4-1所示。 图4-4 发动机常用术语示意图 1） 发动机常用术语 表4-1 基本术语含义 基本术语 含 义 上止点 上止点是指活塞离曲轴回转中心最远处，即活塞的最高位置 下止点 下止点是指活塞离曲轴回转中心最近处，即活塞的最低位置 活塞冲程（S） 上止点与下止点之间的距离称为活塞冲程 曲柄半径（R） 曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离（即曲轴的回转半径）称为曲柄半径。活塞行程为曲柄半径的两倍，即S = 2R 气缸工作容积（Vh，L） 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积称为气缸工作容积或气缸排量 燃烧室容积（Vc ，L） 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 气缸总容积（Va，L） 活塞在下止点时，活塞顶上方的容积称为气缸总容积。显然，气缸总容积是气缸工作容积与燃烧室容积之和 发动机排量（VL，L） 多缸发动机各气缸工作容积的总和称为发动机排量 压缩比（ε） 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比 工作循环 在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转变成机械能的一系列连续过程（进气、压缩、做功、排气）称为发动机的一个工作循环 四冲程汽油机的每一个工作循环都包括进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，如图4-5所示。 3． 发动机的基本工作原理 图4-5 四冲程汽油机工作原理示意图 （a）进气冲程 （b）压缩冲程 （c）做功冲程 （d）排气冲程 进气冲程：进气门开启，排气门关闭，活塞在曲轴和连杆的带动下由上止点向下止点运行。活塞上方气缸容积逐渐增大，形成一定的真空度。这样，可燃混合气通过进气门被吸入气缸，直到活塞到达下止点时，进气冲程结束。 压缩冲程：进、排气门关闭，活塞在曲轴和连杆的带动下由下止点向上止点运动。活塞上方气缸容积逐渐减小，进入气缸内的可燃混合气被压缩，温度和压力不断升高，直到活塞到达上止点时，压缩冲程结束。 做功冲程：进气门和排气门均处于关闭状态，当活塞运动到压缩冲程上止点附近时，火花塞跳火点燃气缸内的可燃混合气，缸内气体温度和压力同时升高，高温高压的气体膨胀，推动活塞由上止点向下止点运动，并通过连杆带动曲轴旋转，直到活塞到达下止点时，做功冲程结束。 排气冲程：在做功冲程结束后，气缸内的可燃混合气通过燃烧转变为废气。此时排气门开启，进气门处于关闭状态，活塞在曲轴和连杆的带动下由下止点向上止点运动，气缸内的废气经排气门排出，直到活塞到达上止点时，排气冲程结束。 排气冲程结束后，进气门再次开启，又开始下一个工作循环。如此周而复始，发动机即可连续运转。 拓展阅读 四冲程柴油机的工作原理 四冲程柴油机工作原