发动机机械系统检修项目二精讲.ppt

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1、项目二项目二 认识发动机认识发动机2.1 发动机的作用发动机的作用2.2 发动机的分类发动机的分类2.3 发动机的组成发动机的组成2.4 四冲程发动机四冲程发动机2.5 发动机性能发动机性能2.6 发动机识别发动机识别2.1 发动机的作用发动机的作用现代汽车大多使用往复活塞式内燃机，发动机把燃料的化学现代汽车大多使用往复活塞式内燃机，发动机把燃料的化学能转换为机械能。化学能是从为发动机提供的燃料里面释放能转换为机械能。化学能是从为发动机提供的燃料里面释放出来的。当燃料在发动机气缸里面燃烧的时候，能量就以热出来的。当燃料在发动机气缸里面燃烧的时候，能量就以热的形式释放出来。这就是通常所说的燃烧。

2、燃烧使气体升温，的形式释放出来。这就是通常所说的燃烧。燃烧使气体升温，并达到一个很高的压力。正是这个高压推动活塞在气缸里面并达到一个很高的压力。正是这个高压推动活塞在气缸里面下行使发动机运转。下行使发动机运转。大多数的汽车发动机都有多个气缸。小汽车的发动机可能只大多数的汽车发动机都有多个气缸。小汽车的发动机可能只有两个气缸，大型车的发动机可能多达有两个气缸，大型车的发动机可能多达12个气缸。所有的气个气缸。所有的气缸的工作过程都是相似的。发动机的基本部件有缸的工作过程都是相似的。发动机的基本部件有:气缸、活塞、气缸、活塞、连杆和曲轴。活塞是由铝合金制造的，在气缸里面是一种滑连杆和曲轴。活塞是由

3、铝合金制造的，在气缸里面是一种滑动连接。活塞上面有活塞环，动连接。活塞上面有活塞环，下一页返回2.1 发动机的作用发动机的作用它主要是保证活塞与气缸之间的气密性的。它主要是保证活塞与气缸之间的气密性的。2.1.1气缸里面的工作过程气缸里面的工作过程1.压缩压缩活塞上行，压缩里面的空气和燃油的混合气。混合气是由燃活塞上行，压缩里面的空气和燃油的混合气。混合气是由燃料料(汽油汽油)小颗粒和周围的空气组成的。这就形成了可燃混合气。小颗粒和周围的空气组成的。这就形成了可燃混合气。2.燃烧燃烧活塞压缩到接近上止点的时候，可燃混合气已经被压缩到了活塞压缩到接近上止点的时候，可燃混合气已经被压缩到了一个很小

4、的空间里面。活塞顶上的这处空间叫做燃烧室，因一个很小的空间里面。活塞顶上的这处空间叫做燃烧室，因为它是可燃混合气燃烧的地方。燃油与空气的混合气在这里为它是可燃混合气燃烧的地方。燃油与空气的混合气在这里被火花塞发出的火花点燃。被火花塞发出的火花点燃。上一页 下一页返回2.1 发动机的作用发动机的作用3.做功做功燃烧产生的高压推动活塞下行，该过程使发动机运行。燃烧产生的高压推动活塞下行，该过程使发动机运行。上面的几条是汽油发动机气缸里面的工作过程。空气和燃油上面的几条是汽油发动机气缸里面的工作过程。空气和燃油的混合气进人到气缸里面，活塞上行对其进行压缩，压缩的的混合气进人到气缸里面，活塞上行对其进

5、行压缩，压缩的可燃混合气在燃烧室里面被点燃，燃烧过后的高压气体推动可燃混合气在燃烧室里面被点燃，燃烧过后的高压气体推动活塞下行。这个过程循环往复地进行以保持发动机正常运转，活塞下行。这个过程循环往复地进行以保持发动机正常运转，当然发动机还需要其他的部件才能组成。当然发动机还需要其他的部件才能组成。2.1.2往复运动转化为旋转运动往复运动转化为旋转运动发动机气缸里面的活塞的上下运动叫做往复运动，基于这个发动机气缸里面的活塞的上下运动叫做往复运动，基于这个原因有时间发动机一也叫做往复式发动机。原因有时间发动机一也叫做往复式发动机。发动机活塞做的是直线运动，发动机活塞做的是直线运动，上一页 下一页返

6、回2.1 发动机的作用发动机的作用 但是这个运动必须转化为旋转运动。因此，连杆和曲轴滑块机但是这个运动必须转化为旋转运动。因此，连杆和曲轴滑块机构就派上了用场。如构就派上了用场。如图图2-2所示，连杆把活塞和曲轴相联所示，连杆把活塞和曲轴相联曲轴是一根弯曲的轴，对应每一缸都有一个曲拐。每一个曲曲轴是一根弯曲的轴，对应每一缸都有一个曲拐。每一个曲拐都对应一根曲轴销，它为下端的连杆大头的滑动轴承提供拐都对应一根曲轴销，它为下端的连杆大头的滑动轴承提供了一个接触面。了一个接触面。连杆有一个可以拆卸的端盖。这是非常必要的，如果没有这连杆有一个可以拆卸的端盖。这是非常必要的，如果没有这个盖，连杆就没有办

7、法安装到曲轴销上面去。个盖，连杆就没有办法安装到曲轴销上面去。上一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类2.2.1按燃料分类按燃料分类有三种汽车燃料有三种汽车燃料:汽油、直馏柴油汽油、直馏柴油(用于柴油机用于柴油机)和气体燃料。和气体燃料。大多数的乘用车都是汽油发动机，但是有些四轮驱动的汽车大多数的乘用车都是汽油发动机，但是有些四轮驱动的汽车或者轻型商或者轻型商用车搭载的是柴油发动机。重型货车或者大量掘土用车搭载的是柴油发动机。重型货车或者大量掘土(或运土或运土)的的工程机械用的也是柴油发动机。如工程机械用的也是柴油发动机。如图图2-3所示。所示。气体燃料有两种来源气体燃料有两种来源:液化石油

8、气液化石油气(LPG)和天然气和天然气(NGV)。汽。汽车发动机和轻型货车发动机可以改装为燃用车发动机和轻型货车发动机可以改装为燃用LPG，通常一也，通常一也改装成两燃料汽车，既可以燃用汽油一也可以燃用气体燃料。改装成两燃料汽车，既可以燃用汽油一也可以燃用气体燃料。气体燃料一也有一些比较特殊的用途，气体燃料一也有一些比较特殊的用途，下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类燃用气体燃料的汽车排放出的尾气比燃用其他的石化燃料的燃用气体燃料的汽车排放出的尾气比燃用其他的石化燃料的发动机排放出的尾气更加清洁。因此，叉车和其他一些室内发动机排放出的尾气更加清洁。因此，叉车和其他一些室内使用的机械都安装

9、了使用的机械都安装了LPG燃料系统。燃料系统。2.2.2按一个工作循环所需冲程数分类按一个工作循环所需冲程数分类1.发动机的工作循环发动机的工作循环循环就是一系列的事件的循环往复过程。发动机的工作循环循环就是一系列的事件的循环往复过程。发动机的工作循环由活塞的几个冲程组成。有四冲程循环发动机和二冲程循环由活塞的几个冲程组成。有四冲程循环发动机和二冲程循环发动机，如发动机，如图图2-4所示。所示。对于一台四冲程循环发动机，它的一个循环有四个活塞冲程，对于一台四冲程循环发动机，它的一个循环有四个活塞冲程，因此它需要曲轴转两圈。因此它需要曲轴转两圈。对于一台二冲程循环发动机，对于一台二冲程循环发动机

10、，上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类它的一个循环只需要两个冲程和曲轴转一圈。它的一个循环只需要两个冲程和曲轴转一圈。大多数的汽车发动机都是四冲程循环的发动机，尽管有一些大多数的汽车发动机都是四冲程循环的发动机，尽管有一些大型的柴油发动机是以二冲程循环理论进行工作的。有一些大型的柴油发动机是以二冲程循环理论进行工作的。有一些小型的发动机，如小型的发动机，如:割草机上面的发动机就是二冲程的，其他一些都是四冲程循割草机上面的发动机就是二冲程的，其他一些都是四冲程循环。环。大多数的摩托车发动机都是四冲程循环的，但是一也有二冲大多数的摩托车发动机都是四冲程循环的，但是一也有二冲程的摩托车

11、发动机。大多数的船舶甲板发动机是二冲程的，程的摩托车发动机。大多数的船舶甲板发动机是二冲程的，当然一也有四冲程的。当然一也有四冲程的。汽油发动机一个完整的循环，无论它是二冲程还是四冲程的汽油发动机一个完整的循环，无论它是二冲程还是四冲程的发动机，都包括了把空气和燃料混合气吸人气缸、发动机，都包括了把空气和燃料混合气吸人气缸、上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类燃烧的发生、燃气膨胀和对活塞做功、最后把气缸里面的已燃烧的发生、燃气膨胀和对活塞做功、最后把气缸里面的已燃气体排出去这几个过程。燃气体排出去这几个过程。2.四冲程汽油发动机四冲程汽油发动机对于四冲程循环，一也叫做奥托循环对于

12、四冲程循环，一也叫做奥托循环(由它的发明者的名字而由它的发明者的名字而来来)，在气缸的顶部的气缸盖上面安装有气门。它们由凸轮机，在气缸的顶部的气缸盖上面安装有气门。它们由凸轮机构控制在正确的时刻打开或者关闭。进气门允许燃料和空气构控制在正确的时刻打开或者关闭。进气门允许燃料和空气的混合气进人到气缸里面，排气门把已经燃烧过的气体排出的混合气进人到气缸里面，排气门把已经燃烧过的气体排出到缸外。到缸外。如如图图2-5所示为四冲程汽油机的冲程循环顺序图。它们分别是所示为四冲程汽油机的冲程循环顺序图。它们分别是:(1)进气冲程。在这个冲程里面，进气门打开进气冲程。在这个冲程里面，进气门打开上一页 下一页

13、返回2.2 发动机的分类发动机的分类活塞下行并把空气和燃料的混合气吸人到气缸里面。活塞下行并把空气和燃料的混合气吸人到气缸里面。(2)压缩冲程。在这个冲程里面，发动机的进气门和排气门同压缩冲程。在这个冲程里面，发动机的进气门和排气门同时关闭，活塞上行，空气和燃料混合气在气缸里面被压缩时关闭，活塞上行，空气和燃料混合气在气缸里面被压缩(3)做功冲程。在这个冲程里面，空气和燃料的混合气发生燃做功冲程。在这个冲程里面，空气和燃料的混合气发生燃烧，活塞在高压燃气的烧，活塞在高压燃气的推动力作用下下行。推动力作用下下行。(4)排气冲程。在这个冲程里面，排气门打开，活塞上行把气排气冲程。在这个冲程里面，排

14、气门打开，活塞上行把气缸里面的已燃气体排缸里面的已燃气体排出去。出去。这四个冲程就构成了一个四冲程循环。当活塞在排气冲程到这四个冲程就构成了一个四冲程循环。当活塞在排气冲程到达上止点过后，发动机的进气门会再次打开，达上止点过后，发动机的进气门会再次打开，上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类开始进人到一个循环过程。只要发动机在运行，这个过程就开始进人到一个循环过程。只要发动机在运行，这个过程就会一直持续下去。会一直持续下去。进气冲程进气冲程进气冲程从活塞在上止点，排气门关进气门开开始。活塞向进气冲程从活塞在上止点，排气门关进气门开开始。活塞向下运行，把空气和燃料的混合气通过进气门吸

15、人到气缸里面。下运行，把空气和燃料的混合气通过进气门吸人到气缸里面。空气和燃油蒸汽的混合气是由燃料供给系统中的化油器提供空气和燃油蒸汽的混合气是由燃料供给系统中的化油器提供的。的。注注:空气和燃料的混合气不是真正吸人到气缸里面的。当活塞空气和燃料的混合气不是真正吸人到气缸里面的。当活塞下行的时候，气缸里面形成了部分真空下行的时候，气缸里面形成了部分真空(或者说是负压或者说是负压)，然后，然后是空气把混合气压人到气缸里面的。是空气把混合气压人到气缸里面的。压缩冲程压缩冲程上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类当发动机在进气冲程到达下止点过后就会改变运行方向向上当发动机在进气冲程到达下

16、止点过后就会改变运行方向向上进人压缩冲程，这个时候进气门关闭，排气门一也已经关闭，进人压缩冲程，这个时候进气门关闭，排气门一也已经关闭，因此空气和燃料的混合气在活塞上行的过程中就被压缩。当因此空气和燃料的混合气在活塞上行的过程中就被压缩。当活塞运行到上止点的时候，混合气被压缩到大约为原来体积活塞运行到上止点的时候，混合气被压缩到大约为原来体积的的1/8。气缸里面的气压也上升了。气缸里面的气压也上升了。做功冲程做功冲程在做功冲程里，进气门和排气门一也都是关闭的。当活塞到在做功冲程里，进气门和排气门一也都是关闭的。当活塞到达压缩上止点后，点火系统就在火花塞处产生一个电火花。达压缩上止点后，点火系统

17、就在火花塞处产生一个电火花。这个电火花就会点燃空气和燃料的混合气，燃烧就会迅速扩这个电火花就会点燃空气和燃料的混合气，燃烧就会迅速扩散，燃烧过后的气体就会在气缸里面产生高压。散，燃烧过后的气体就会在气缸里面产生高压。膨胀的气体作用在活塞上并推动活塞下行。膨胀的气体作用在活塞上并推动活塞下行。上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类这个力通过连杆作用在曲轴销上面，推动曲轴转动。这个力通过连杆作用在曲轴销上面，推动曲轴转动。排气冲程排气冲程当活塞从做功冲程到达下止点时，排气门打开，这个时候进当活塞从做功冲程到达下止点时，排气门打开，这个时候进气门还是保持关闭状态。在排气冲程时活塞上行，把

18、已经燃气门还是保持关闭状态。在排气冲程时活塞上行，把已经燃烧的气体通过排气门排出到气缸以外。当活塞达到排气上止烧的气体通过排气门排出到气缸以外。当活塞达到排气上止点时，排气冲程完成，发动机的一个工作循环也完成了。点时，排气冲程完成，发动机的一个工作循环也完成了。3.二冲程汽油发动机二冲程汽油发动机普通二冲程汽油发动机都是如普通二冲程汽油发动机都是如图图2-6所示的三日设计。发动机所示的三日设计。发动机里面的三个发动机日分别是里面的三个发动机日分别是:(1)进气日。进气日让来自化油器的空气和燃油的混合气进人进气日。进气日让来自化油器的空气和燃油的混合气进人到活塞下面的曲轴箱里面。到活塞下面的曲轴

19、箱里面。上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类(2)车令移日。空气与燃油的混合气通过这里从曲轴箱进人到车令移日。空气与燃油的混合气通过这里从曲轴箱进人到活塞上面的气缸里面。活塞上面的气缸里面。(3)排气日。用于排出燃烧过后的废气。排气日。用于排出燃烧过后的废气。这些日都是在活塞上下移动的过程中由活塞进行开启和关闭，这些日都是在活塞上下移动的过程中由活塞进行开启和关闭，没有单独的气门。没有单独的气门。发动机循环的四个工作过程依然是存在的，进气、压缩、做发动机循环的四个工作过程依然是存在的，进气、压缩、做功和排气。一些事件在活塞上面发生，与此同时另一些则在功和排气。一些事件在活塞上面发

20、生，与此同时另一些则在活塞下面的曲轴箱里面进行。这就使得一个完整的循环得以活塞下面的曲轴箱里面进行。这就使得一个完整的循环得以在活塞两次上下过程完成。在活塞两次上下过程完成。曲轴箱是密封的，它构成了发动机进气系统的一部分。这类曲轴箱是密封的，它构成了发动机进气系统的一部分。这类发动机燃烧的事实上是汽油和机油的混合物。发动机燃烧的事实上是汽油和机油的混合物。上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类在空气与油的混合气一起作为燃料，同时混合气中的机油一在空气与油的混合气一起作为燃料，同时混合气中的机油一也作为活塞、气缸和轴承的润滑剂。也作为活塞、气缸和轴承的润滑剂。活塞上面的工作过程包括活

21、塞上面的工作过程包括:压缩空气和燃料的混合气、燃烧、压缩空气和燃料的混合气、燃烧、做功冲程和排气冲程。做功冲程和排气冲程。发生在活塞下面的过程包括发生在活塞下面的过程包括:吸人空气与燃油的混合气并通过吸人空气与燃油的混合气并通过传输日把可燃混合气从曲轴箱传输到活塞上方的气缸里面。传输日把可燃混合气从曲轴箱传输到活塞上方的气缸里面。二冲程发动机的工作过程如二冲程发动机的工作过程如图图2-7所示。所示。(1)活塞上行冲程。活塞在上行的过程压缩气缸里活塞顶上面活塞上行冲程。活塞在上行的过程压缩气缸里活塞顶上面的混合气。与此同时，它在曲轴箱里面和活塞下面的空间里的混合气。与此同时，它在曲轴箱里面和活塞

22、下面的空间里面建立了一个低压，为进气日打开做好准备。一旦进气日打面建立了一个低压，为进气日打开做好准备。一旦进气日打开，来自化油器的燃油混合气就进人到曲轴箱里面。开，来自化油器的燃油混合气就进人到曲轴箱里面。上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类(2)冲程顶点。在活塞运行到接近上止点的时候，火花塞就放冲程顶点。在活塞运行到接近上止点的时候，火花塞就放出一个火花把压缩过后的混合气点燃。同时，活塞在它上行出一个火花把压缩过后的混合气点燃。同时，活塞在它上行的时候打开进气日。空气与燃油的混合气进人活塞下面的曲的时候打开进气日。空气与燃油的混合气进人活塞下面的曲轴箱。轴箱。(3)活塞下行冲

23、程。已燃混合气压力升高推动活塞下行。在下活塞下行冲程。已燃混合气压力升高推动活塞下行。在下行冲程的后期，活塞的顶部打开了排气日，已燃烧的废气就行冲程的后期，活塞的顶部打开了排气日，已燃烧的废气就从气缸里面排出。与此同时，活塞下行压缩曲轴箱里面的气从气缸里面排出。与此同时，活塞下行压缩曲轴箱里面的气体，让曲轴箱里面的气压升高，为传输做好准备。体，让曲轴箱里面的气压升高，为传输做好准备。(4)冲程的底部。在冲程的底部，活塞打开传输日。这就把曲冲程的底部。在冲程的底部，活塞打开传输日。这就把曲轴箱里面压缩了的混合气放进到活塞上面的气缸里面。排气轴箱里面压缩了的混合气放进到活塞上面的气缸里面。排气日在

24、传输日打开之前就打开了。因此，日在传输日打开之前就打开了。因此，上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类废气排出去过后就可以让新鲜混合气进人气缸。废气排出去过后就可以让新鲜混合气进人气缸。二冲程发动机的活塞顶上通常都设计有偏转板。这个偏转板二冲程发动机的活塞顶上通常都设计有偏转板。这个偏转板把从曲轴箱来的混合气导向上面，把已燃的废气导向排气日。把从曲轴箱来的混合气导向上面，把已燃的废气导向排气日。这样就可以防止从曲轴箱来的混合气直接从排气日排出去。这样就可以防止从曲轴箱来的混合气直接从排气日排出去。一也可以帮助把气缸里面的废气排出气缸以外，这就是通常一也可以帮助把气缸里面的废气排出气

25、缸以外，这就是通常所说的扫气。所说的扫气。2.2.3按冷却方式分类按冷却方式分类水冷却发动机有水套和散热器，空气冷却发动机依靠空气流水冷却发动机有水套和散热器，空气冷却发动机依靠空气流动进行冷却，如动进行冷却，如图图2-8所示。所示。2.2.4按气缸数分类按气缸数分类按气缸数及排列方式可分为单缸发动机和多缸发动机，按气缸数及排列方式可分为单缸发动机和多缸发动机，上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类其中多缸发动机还可分为直列式、其中多缸发动机还可分为直列式、V型及水平对置式等型及水平对置式等(如如图图2-9所示所示)。四缸、六缸、八缸发动机是通常用到的类型，但是也有一些四缸、六缸、

26、八缸发动机是通常用到的类型，但是也有一些汽车发动机是单缸、两缸、三缸、五缸和十二缸的。汽车发动机是单缸、两缸、三缸、五缸和十二缸的。发动机的气缸有直列式的、发动机的气缸有直列式的、V型的和水平对置式的。型的和水平对置式的。1.直列式发动机直列式发动机这种发动机的气缸是一个接着另一个排列成一条直线。这种这种发动机的气缸是一个接着另一个排列成一条直线。这种发动机通常都是垂直的，但是一也有一些直列发动机与垂直发动机通常都是垂直的，但是一也有一些直列发动机与垂直方向有一个角度，叫做倾斜发动机。把发动机倾斜可以降低方向有一个角度，叫做倾斜发动机。把发动机倾斜可以降低发动机的高度，这种方案通常用在乘用车上

27、面，这样就可以发动机的高度，这种方案通常用在乘用车上面，这样就可以降低机罩高度。直列发动机一也可以设计成卧式发动机，降低机罩高度。直列发动机一也可以设计成卧式发动机，上一页 下一页返回2.2 发动机的分类发动机的分类气缸水平放置，这种发动机主要用在重型车上面。这类发动气缸水平放置，这种发动机主要用在重型车上面。这类发动机可以安装在货车的驾驶室下面或者公交车的车厢板下面。机可以安装在货车的驾驶室下面或者公交车的车厢板下面。2.V型发动机型发动机V型发动机的气缸布置成两列，每一列占总气缸数的一半。每型发动机的气缸布置成两列，每一列占总气缸数的一半。每一列的气缸成直线排列，两列之间有一个角度。在大多

28、数的一列的气缸成直线排列，两列之间有一个角度。在大多数的发动机里面，这个发动机里面，这个V角一般是角一般是900，当然也有一些其他的角度。，当然也有一些其他的角度。如如图图2-9(d)所示为一台所示为一台V型型6缸发动机的机体。缸发动机的机体。与类似的直列发动机相比，与类似的直列发动机相比，V型发动机更宽，但是要短一些，型发动机更宽，但是要短一些，通常它具有更高的刚度，可以用一根更短的、刚性更大的轴。通常它具有更高的刚度，可以用一根更短的、刚性更大的轴。3.水平对置式发动机水平对置式发动机这类发动机的气缸呈水平的两列，曲轴安装在中间。这类发动机的气缸呈水平的两列，曲轴安装在中间。上一页 下一页

29、返回2.2 发动机的分类发动机的分类它有两个气缸体，一个左气缸体和一个右气缸体。一个四缸它有两个气缸体，一个左气缸体和一个右气缸体。一个四缸发动机的机体如图发动机的机体如图2-9(e)所示。它是由铝合金机体加铸铁衬套所示。它是由铝合金机体加铸铁衬套组成。组成。这是卧式发动机布置，卧式发动机通常都是指这种水平对置这是卧式发动机布置，卧式发动机通常都是指这种水平对置发动机。这种设计的发动机比相当的直列发动机更宽、更矮。发动机。这种设计的发动机比相当的直列发动机更宽、更矮。它也有更好的自然平衡性，因为活塞在某一个方向上的运动它也有更好的自然平衡性，因为活塞在某一个方向上的运动被与它相对的活塞的运动平

30、衡了。被与它相对的活塞的运动平衡了。上一页返回2.3 发动机的组成发动机的组成除了前面所讲述到的发动机组件以外，发动机还需要许多的除了前面所讲述到的发动机组件以外，发动机还需要许多的系统才能正常运转。有一些前面已经讲到的发动机的组件一系统才能正常运转。有一些前面已经讲到的发动机的组件一也是这些系统的构成之一，这些系统分别是也是这些系统的构成之一，这些系统分别是:(1)燃料燃料(燃油燃油)供给系统。包括油箱和给发动机供油的油泵供给系统。包括油箱和给发动机供油的油泵(2)润滑系统。用油泵通过管路给发动机的各个运动件供给润润滑系统。用油泵通过管路给发动机的各个运动件供给润滑油。滑油。(3)冷却系统。

31、包括散热器、软管、水泵、发动机气缸体和气冷却系统。包括散热器、软管、水泵、发动机气缸体和气缸盖里面的水套，以及在整个冷却系统里面循环防止发动机缸盖里面的水套，以及在整个冷却系统里面循环防止发动机过热的冷却剂。过热的冷却剂。(4)起动系统。由电池和起动机组成，起动机通过安装在飞轮起动系统。由电池和起动机组成，起动机通过安装在飞轮上面的齿圈带动发动机旋转。上面的齿圈带动发动机旋转。下一页返回2.3 发动机的组成发动机的组成(5)充电系统。发动机驱动交流发电机用于给汽车供电和给电充电系统。发动机驱动交流发电机用于给汽车供电和给电池充电。池充电。(6)点火系统。在汽油发动机和气体发动机上面，安装有火花

32、点火系统。在汽油发动机和气体发动机上面，安装有火花塞用于点燃燃烧室里面的混合气。塞用于点燃燃烧室里面的混合气。(7)进气系统。它包括空气过滤器、导管和进气总管，进气系进气系统。它包括空气过滤器、导管和进气总管，进气系统可以提供清洁的空气和燃油混合气给发动机。统可以提供清洁的空气和燃油混合气给发动机。(8)排气系统。包括排气总管、连接管、催化转换器、消声器排气系统。包括排气总管、连接管、催化转换器、消声器和把尾气引到汽车后面的管道。和把尾气引到汽车后面的管道。上一页 下一页返回2.3 发动机的组成发动机的组成除了柴油发动机不需要点火系统以外，上面列出的系统是所除了柴油发动机不需要点火系统以外，上

33、面列出的系统是所有发动机都需要的。有发动机都需要的。除了前面提到的各种各样的组件和系统，发动机还需要安装除了前面提到的各种各样的组件和系统，发动机还需要安装其他一些附件。例如其他一些附件。例如:助力转向泵，空调压缩机，对于重型车助力转向泵，空调压缩机，对于重型车还需要制动器用的真空泵或者空气压缩机还需要制动器用的真空泵或者空气压缩机(如如图图2-10所示所示)上一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机2.4.1发动机结构基本术语发动机结构基本术语发动机结构如发动机结构如图图2-11所示。所示。(1)上止点上止点:活塞顶部离曲轴中心的最远处，即活塞最高位置活塞顶部离曲轴中心的最远处，即活塞最高位

34、置(2)下止点下止点:活塞顶部离曲轴中心的最近处，即活塞最低位置活塞顶部离曲轴中心的最近处，即活塞最低位置(3)活塞行程活塞行程(S):上、下止点之间的位置。上、下止点之间的位置。(4)曲柄半径曲柄半径(R):曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离。离。(5)气缸总容积气缸总容积(Va):活塞在下止点时，活塞顶上面整个容积。活塞在下止点时，活塞顶上面整个容积。(6)气缸工作容积气缸工作容积(Vb):活塞从上止点到下止点所扫过的容积。活塞从上止点到下止点所扫过的容积。下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机(7)燃烧室容积燃烧室容积(V):活塞在上止点时

35、，活塞顶上面的空间为燃活塞在上止点时，活塞顶上面的空间为燃烧室容积。烧室容积。(8)压缩比压缩比:气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用表表示。示。式中，式中，Va为气缸总容积为气缸总容积;Vb为气缸工作容积为气缸工作容积;V为燃烧室容积。为燃烧室容积。现代化油器式发动机压缩比一般为现代化油器式发动机压缩比一般为8一一11(轿车有的达轿车有的达10以上以上)。柴油机压缩比一般为。柴油机压缩比一般为16一一22。(9)发动机排量发动机排量:多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量，用机排量，用Vl表示。表示。

36、上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机式中，式中，Vb为气缸工作容积为气缸工作容积(气缸排量气缸排量);i为气缸数目。为气缸数目。(10)工作循环工作循环:对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、做功、排气四个过程。这种周而复始均要经过进气、压缩、做功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。的连续过程，称为发动机的一个工作循环。2.4.2四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理1.四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的运转是按进气冲程、压缩冲程、做功冲程和四冲程汽油机的

37、运转是按进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的顺序不断循环反复的。排气冲程的顺序不断循环反复的。1)进气冲程进气冲程由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，气缸上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸内容积增大，内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在

38、气缸内产生真空吸力，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃混合气，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸人气缸，直至活塞向下运动到下止点。在进通过进气门被吸人气缸，直至活塞向下运动到下止点。在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，为力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，为0.0750.09MPa，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到温

39、度达到370一一400K。实际汽油机的进气门是在活塞到达上。实际汽油机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭，止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭，上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机以便吸人更多的可燃混合气。以便吸人更多的可燃混合气。2)压缩冲程压缩冲程曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩冲程结束。压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩

40、冲程结束。此时气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合此时气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达气压力可达0.61.2MPa,温度可达温度可达600700K。压缩比越大，压。压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发动缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发动机功率一也越大。但压缩比太高，容易引起爆燃。所谓爆燃，机功率一也越大。但压缩比太高，容易引起爆燃。所谓爆燃，就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，况下自行燃烧，上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四

41、冲程发动机且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲缸声。这会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及缸声。这会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及机件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有机件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的。汽油机的压缩比一般为害的。汽油机的压缩比一般为6103)做功冲程做功冲程做功冲程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一冲程中，进气门做功冲程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一冲程中，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩冲程接近上止点和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩冲程接近上

42、止点(即即点火提前角点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达升高，最高压力可达35MPa,最高温度可达最高温度可达22002800K，高，高温高压气体膨胀，温高压气体膨胀，上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，

43、其余用于对外做功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力对外做功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，做功冲程结束，气体和温度降低，当活塞运动到下止点时，做功冲程结束，气体压力降低到压力降低到0.30.5MPa，气体温度降低到，气体温度降低到13001600K4)排气冲程排气冲程可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个进气冲程。当做功接近终了时，排气门开启，以便进行下一个进气冲程。当做功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达进气门仍然关

44、闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，下止点再向上止点运动时，上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气冲程结束。实际汽油机的排气冲程一也是排气门关闭，排气冲程结束。实际汽油机的排气冲程一也是排气门提前打开，延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室门提前打开，延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大气压力，为响，

45、排气终止时，气体压力仍高于大气压力，为0.10s一一0.11sMPa,温度为温度为9001200K。曲轴继续旋转，活塞从上止点。曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。可见四冲程向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。可见四冲程汽油机经过进气、压缩、做功、排气四个冲程完成一个工作汽油机经过进气、压缩、做功、排气四个冲程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个冲程，相应循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个冲程，相应地曲轴旋转了两圈。地曲轴旋转了两圈。2.四冲程柴油机的工作原理四冲程柴油机的工作原理上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机

46、大多数的柴油发动机都是四冲程的，但是也有一些大型柴油大多数的柴油发动机都是四冲程的，但是也有一些大型柴油发动机是二冲程的。它的工作过程与小型二冲程的汽油机还发动机是二冲程的。它的工作过程与小型二冲程的汽油机还不一样。不一样。柴油发动机燃用的是直馏柴油，大多数的发动机燃料都是直柴油发动机燃用的是直馏柴油，大多数的发动机燃料都是直接喷人气缸的。它没有像汽油机那样的化油器，或者电子燃接喷人气缸的。它没有像汽油机那样的化油器，或者电子燃油喷射系统。油喷射系统。在柴油机上，在进气冲程进人气缸的只有空气。在压缩冲程在柴油机上，在进气冲程进人气缸的只有空气。在压缩冲程里面，空气压缩到大约里面，空气压缩到大约

47、600。这个温度足够点燃喷射人发动。这个温度足够点燃喷射人发动机燃烧室的直馏柴油。它不需要用火花塞的火花来点燃混合机燃烧室的直馏柴油。它不需要用火花塞的火花来点燃混合气。气。四冲程柴油机和四冲程汽油机的工作过程相同，四冲程柴油机和四冲程汽油机的工作过程相同，上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机每一个工作循环同样包括进气、压缩、做功和排气四个冲程，每一个工作循环同样包括进气、压缩、做功和排气四个冲程，但由于柴油机使用的燃料是柴油，与汽油有较大的差别，柴但由于柴油机使用的燃料是柴油，与汽油有较大的差别，柴油钻度大，不易蒸发，自燃温度低，故可燃混合气的形成、油钻度大，不易蒸发，自燃温度

48、低，故可燃混合气的形成、着火方式、燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不着火方式、燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同。下面主要分析一下柴油机和汽油机在工作过程中的不同同。下面主要分析一下柴油机和汽油机在工作过程中的不同点。点。四冲程柴油机在进气冲程中吸人气缸的是纯空气而不是可燃四冲程柴油机在进气冲程中吸人气缸的是纯空气而不是可燃混合气，在进气通道中没有化油器，进气阻力小，进气终了混合气，在进气通道中没有化油器，进气阻力小，进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。进气终时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。进气终了时气体压力为了时气体压力为0.078s一一0.

49、0932MPa，气体温度为，气体温度为300一一370K。压缩冲程压缩的一也是纯空气，。压缩冲程压缩的一也是纯空气，上一页 下一页返回2.4 四冲程发动机四冲程发动机在压缩冲程接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷人燃在压缩冲程接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷人燃烧室，柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。柴烧室，柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大很多油机的压缩比比汽油机的压缩比大很多(一般为一般为1622),压缩终压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大超过了柴油机的自了时气体温度和压力都比汽油机高，大大超过了柴油机的自燃温度。压缩终了

50、时，气体压力为燃温度。压缩终了时，气体压力为3.s4.sMPa，气体温度为，气体温度为7501000K,柴油机是压缩后自燃着火的，不需要点火，故柴柴油机是压缩后自燃着火的，不需要点火，故柴油机又称为压燃机。油机又称为压燃机。柴油喷人气缸后，在很短的时间内与空气混合后便立即着火柴油喷人气缸后，在很短的时间内与空气混合后便立即着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的，而不像汽燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的，而不像汽油机那样，混合气主要是在气缸外部的化油器中形成的。柴油机那样，混合气主要是在气缸外部的化油器中形成的。柴油机燃烧过程中气缸内出现的最高压力要比汽油机高得多，油机燃烧过程