汽车发动机构造课件.ppt

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汽车的总体构造汽车的总体构造11）发动机发动机22）底盘）底盘33）车身）车身44）电气设备）电气设备发动机发动机是将是将化学能化学能转变为转变为机械能机械能并输出并输出，为汽车为汽车运行运行和和发电机、空发电机、空调、动力转向调、动力转向等其他系等其他系统的工作提供统的工作提供动力动力的的机器。

机器。

曲柄连杆曲柄连杆机构机构配气机构配气机构燃油供给系燃油供给系润滑系润滑系冷却系冷却系起动系起动系点火系点火系第二章第二章汽车发动机汽车发动机发动机工作原理和总体构造发动机工作原理和总体构造桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机结构示意图现代汽车发动机主要采用现代汽车发动机主要采用四冲程四冲程往复活塞式内往复活塞式内燃机，具有功率燃机，具有功率大大、热效率、热效率高高、体积、体积小小、质量、质量轻轻、操作操作简单简单、便于移动、起动性、便于移动、起动性好好等优点。

等优点。

2.4发动机的分类发动机的分类冷却方式分冷却方式分水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机燃燃料料冲冲程程四冲程发动机四冲程发动机二冲程发动机二冲程发动机汽油发动机汽油发动机柴油发动机柴油发动机化油器式发动机化油器式发动机直接喷射式发动机直接喷射式发动机发动机的分类发动机的分类气气缸缸数数单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机气缸的排列气缸的排列单列式发动机单列式发动机双列式发动机双列式发动机（双列发动机两列之间的夹角小于（双列发动机两列之间的夹角小于180的，的，又称为型发动机）又称为型发动机）进气系统是否进气系统是否采用增压方式采用增压方式增压式增压式（强制进气）（强制进气）非增压式非增压式（自然吸气）自然吸气）一、单缸四冲程汽油机基本工作原理一、单缸四冲程汽油机基本工作原理汽车发动机构造复杂，但基本结汽车发动机构造复杂，但基本结构由多个单缸机组成。

构由多个单缸机组成。

单缸发动机结构示意图单缸发动机结构示意图汽缸盖上装有汽缸盖上装有火花塞火花塞，并有，并有进、排气道进、排气道，进、排气门进、排气门控控制其制其开闭开闭。

气缸盖上还装有。

气缸盖上还装有喷油器喷油器，喷油器喷出的，喷油器喷出的汽油与空汽油与空气气按一定比例混合进入气缸，被上行的按一定比例混合进入气缸，被上行的活塞压缩活塞压缩，经，经火花塞火花塞点火燃烧，气体燃烧产生的点火燃烧，气体燃烧产生的热能热能推动推动活塞活塞下行，并通过下行，并通过连杆连杆将力传给将力传给曲轴曲轴，使曲轴转动，由曲轴将，使曲轴转动，由曲轴将力矩力矩输出。

输出。

（一）、单缸四冲程汽油机的基本工作原理：

（一）、单缸四冲程汽油机的基本工作原理：

（二）、基本术语

（二）、基本术语发动机基本术语说明如上图所示：

发动机基本术语说明如上图所示：

1.上止点上止点活塞在离活塞在离曲轴回转中心曲轴回转中心最最远远处时，与活塞顶处时，与活塞顶最高最高点相对点相对应的应的气缸壁气缸壁上的某一上的某一点点（或其一（或其一位置位置），称为上止点。

），称为上止点。

2.下止点下止点活塞在离活塞在离曲轴回转中心曲轴回转中心最最近近处时，与活塞顶处时，与活塞顶最高最高点相对点相对应的应的气缸壁气缸壁上的某一上的某一点点（或其一（或其一位置位置），称为），称为下止点下止点。

3.活塞冲程活塞冲程活塞由一个活塞由一个止点止点向另一个向另一个止点止点运动运动一次一次的的过程过程，称为，称为活塞的活塞的一个冲程一个冲程。

4.活塞行程活塞行程活塞由一个活塞由一个止点止点向另一个向另一个止点止点移动的移动的距离距离，称为活塞，称为活塞行程行程，用用S表示。

表示。

5.曲柄半径曲柄半径曲轴与连杆曲轴与连杆下端下端（大头）的（大头）的连接中心连接中心至曲轴至曲轴回转回转中心中心的的距离距离，称为曲轴半径，用，称为曲轴半径，用R表示。

表示。

6.气缸工作容积气缸工作容积活塞从活塞从上止点上止点到到下止点下止点所扫过的所扫过的容容积，称气缸积，称气缸工作容积工作容积或气缸或气缸排量排量，用，用h表示。

表示。

多多缸发动机缸发动机各各气缸工作容积的气缸工作容积的总和总和，称为发，称为发动机动机工作容积工作容积或或发动机排量发动机排量，用，用VL表示。

表示。

7.燃烧室容积燃烧室容积活塞在活塞在上止点上止点时，活塞时，活塞上方上方的的容积容积，称为，称为燃烧室容积燃烧室容积，用用Vc表示。

表示。

8.气缸总容积气缸总容积活塞在活塞在下止点下止点时，活塞时，活塞上方上方的的容积容积，称为气，称为气缸缸总容积总容积，用，用Va表示。

表示。

a=Vc+Vh9.发动机排量发动机排量多缸多缸发动机所有气缸工作容积的发动机所有气缸工作容积的总和总和即为发动机即为发动机排量排量。

发动机基本术语说明如上图所示：

发动机基本术语说明如上图所示：

10.压缩比压缩比气缸气缸总总容积与容积与燃烧室容积燃烧室容积的比值，称为压缩比，用的比值，称为压缩比，用表示。

表示。

a/Vc=（c+Vh）/Vc表示气缸内的气体被表示气缸内的气体被压缩压缩的程度，或者说体积的程度，或者说体积缩小缩小的倍数。

的倍数。

压缩比越压缩比越大大，则发动机，则发动机热功热功转化的转化的热效率热效率越越高高。

柴油机为保证柴油自燃的柴油机为保证柴油自燃的最小最小压缩比约为压缩比约为12，一般为，一般为16-22；汽油机的压缩比一般为汽油机的压缩比一般为7-11。

发动机基本术语说明如上图所示：

发动机基本术语说明如上图所示：

11.工作循环工作循环在气缸进行的每在气缸进行的每一次一次将燃料的热能转化为将燃料的热能转化为机械能机械能的的一系列一系列连续连续过程，称为发动机的一个过程，称为发动机的一个循环循环。

对于往复活塞式发动机，凡是活塞往复对于往复活塞式发动机，凡是活塞往复四个单程四个单程才能完才能完成一个工作成一个工作循环循环的，称为的，称为四行程四行程发动机；活塞往复发动机；活塞往复两个单程两个单程即即完成一个工作循环的，称为完成一个工作循环的，称为二行程二行程发动机。

发动机。

发动机基本术语说明如上图所示：

发动机基本术语说明如上图所示：

发动机的工作发动机的工作循环循环周而复始，不断将周而复始，不断将热能热能转化为转化为机械能机械能，连续将，连续将动力动力输出。

输出。

一）单缸四冲程汽油机的工作过程一）单缸四冲程汽油机的工作过程（三）、单缸四冲程汽油机的工作循环（三）、单缸四冲程汽油机的工作循环：

曲柄旋转曲柄旋转两圈两圈，活塞上下往复，活塞上下往复四个四个行程完成行程完成一个一个工作工作循环循环。

进气进气行程行程压缩压缩行程行程作功作功行行程程排气排气行程行程二）单缸四冲程汽油机的工作循环二）单缸四冲程汽油机的工作循环：

（四）（四）单缸四冲程汽油机工作循环单缸四冲程汽油机工作循环各个行程的工作特点各个行程的工作特点一）进气行程一）进气行程活塞在上止点开始排气门关闭活塞在上止点时开始进气门开启活塞曲柄转角0180特点：

活塞上方气缸容积增大，产生真空，将空气与汽油的混合气吸入气缸；混合气被气缸壁和上一循环形成的残留气体加热，提高了温度，形成了工作混合气。

二）压缩行程二）压缩行程活塞在下止点时开始进气门关闭活塞在下止点时开始排气门关闭活塞特点：

随着气缸容积的减小和气流的扰动，压力和温度升高，气油和空气间的混合更加完善，为混合气燃烧做准备。

曲柄转角180360三）作功行程三）作功行程进气门关闭排气门关闭活塞曲柄转角360540特点：

压缩行程末期，火花塞点火，混合气迅速燃烧，缸内压力急剧升高，推动活塞下行，通过连杆使曲轴旋转，将力矩输出。

四）排气行程四）排气行程进气门关闭活塞在下止点时开始排气门打开活塞残余废气特点：

活塞上行，将燃烧后的废气压出。

曲柄转角540720二、单缸四冲程柴油机的工作原理二、单缸四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进气门排气门纯空气二、单缸四冲程柴油机的工作原理二、单缸四冲程柴油机的工作原理一）工作原理：

一）工作原理：

柴油机在柴油机在进气进气行程吸入行程吸入纯空气纯空气，压缩压缩行程中压缩行程中压缩纯空纯空气气，在压缩行程终了时，安装在气缸盖上的，在压缩行程终了时，安装在气缸盖上的喷油器喷油器将经喷将经喷油泵加压的油泵加压的高压柴油高压柴油以以雾状雾状喷入气缸内的喷入气缸内的高温高温、高压空气高压空气中，柴油与空气迅速混合中，柴油与空气迅速混合自燃自燃，推动活塞作功。

，推动活塞作功。

二、单缸四冲程柴油机的工作原理二、单缸四冲程柴油机的工作原理二）与汽油机的比较：

二）与汽油机的比较：

1、特点：

、特点：

汽油机：

汽油机：

转速高转速高（最高可达（最高可达50006000r/min）、）、质量轻、噪声小、质量轻、噪声小、易起动易起动、成本低。

、成本低。

在轿车和中小型载货汽车上广泛应用。

在轿车和中小型载货汽车上广泛应用。

柴油机：

柴油机：

压缩比高压缩比高，热效率热效率较汽油机较汽油机高高，相同排，相同排量的柴油机比汽油机量的柴油机比汽油机省油省油30%左右，燃料经济性较好。

左右，燃料经济性较好。

2、柴油机的柴油机的着火着火方式为方式为压燃压燃式，没有火花塞。

其燃料供给式，没有火花塞。

其燃料供给系与汽油机也有较大区别。

系与汽油机也有较大区别。

二、单缸四冲程柴油机的工作原理二、单缸四冲程柴油机的工作原理3、四冲程柴油机的活塞、曲轴的运动与汽油机相四冲程柴油机的活塞、曲轴的运动与汽油机相同，但工作循环有所不同。

同，但工作循环有所不同。

3.1、共同点：

、共同点：

3.1.1、每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲、每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。

轴转半周。

3.1.2、只有作功行程产生动力。

、只有作功行程产生动力。

思考思考四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢？

3.2不同点不同点汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器一）、结构特点：

一）、结构特点：

多缸发动机有多个多缸发动机有多个结构相同结构相同的气缸，的气缸，共用共用一个一个缸体缸体，共用共用一根一根曲轴曲轴，曲轴上曲拐布置使各缸作功行程均匀布置在，曲轴上曲拐布置使各缸作功行程均匀布置在720曲轴转角内，使发动机的功率符合使用要求，且运转平曲轴转角内，使发动机的功率符合使用要求，且运转平稳。

稳。

二）、二）、四冲程直列四缸发动机发火四冲程直列四缸发动机发火间隔角间隔角为为720/4=180。

四个曲柄布置在同一平面内，相邻两工作缸曲柄夹解为四个曲柄布置在同一平面内，相邻两工作缸曲柄夹解为180，曲柄每转，曲柄每转180就有一个气缸作功。

就有一个气缸作功。

三、多缸发动机的结构特点：

三、多缸发动机的结构特点：

三）、发火次序有两种排列方法：

三）、发火次序有两种排列方法：

即即1-2-4-3或或1-3-4-2.三、多缸发动机的结构特点：

三、多缸发动机的结构特点：

连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮配气机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，动机实现工作循环，完成能量转换的主要完成能量转换的主要运动零件。

运动零件。

单缸四冲程汽油机的工作过程单缸四冲程汽油机的工作过程曲柄连杆机构曲柄连杆机构

（一）、功用：

（一）、功用：

将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能，再将燃料燃烧时产生的热量转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

通过连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。

过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。

而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋而在进气、压缩和排气行程