汽车发动机构造原理图文.docx
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汽车发动机构造原理图文
汽车发动机构造原理-图文
汽车发动机构造与原理
Motorcarenginestructureand
Principle
专业汽车制造与装调学生苏立民指导教师
长春汽车工业高等专科学校
二零一一年七月
田丰福
独创性声明
本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得长春汽车工业高等专科学校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
论文作者签名：
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年月日
学位论文版权使用授权书
本论文作者完全了解长春汽车工业高等专科学校有关保留、使用论文的规定。
特授权长春汽车工业高等专科学校可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。
（保密的论文在解密后适用本授权说明）
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年月日签字日期：
年月日
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摘要
汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏——发动机技术的进步显得更受关注。
如今介绍一辆汽车的发动机时,在用料上往轻量化的方向发展，全铝发动机目前的应用已经非常广泛；汽车的污染也是不可避免，于是新能源技术—绿色汽车成为成为发动机的发展趋势的最好体现，回顾一下发动机的历史或许更能理解这一百多年来汽车技术所发生的巨大变革。
通过阅读关于汽车类书籍关于发动机的相关知识，查找网上相关知识让我在这个月内完成了汽车制造与装调的毕业论文。
汽车发动机是每个汽车的心脏，只有心脏健康，汽车才可以自由地行驶在各种工况下，这篇文章就是让我们更好的了解发动机的构造、原理以及未来的发张趋势，例如：
汽油机的做功行程，
（1）吸气行程活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。
此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180°。
进入汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340～400K。
（2）压缩冲程时，进、排气门同时关闭。
活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。
活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时，其压力pc可达800～2000kPa，温度达600～750K。
（3）做功行程当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。
高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。
在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180°。
4）排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180°。
最后还添加了最几年的热点问题汽车新能源问题。
我相信中国在未来的几年内汽车发展会走上顶峰。
关键词：
发动机
系统
原理
分类汽车
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Summary
Theautomobileoveralltechnologychangeswitheachnewday,butappearsastheautomobileheart--enginetechnologyprogressreceivespaysattention。
Nowintroducedwhenanautomobileengine,developsontheneededmaterialstowardthelightweightdirection,theentirealuminumengineatpresentapplicationalreadyextremelywaswidespread;Theautomobilepollutionalsoisinevitable,thereforeperhapsthenewenergytechnology-greenautomobileintotheenginethetrendofdevelopmentwellmanifest,reviewstheenginethehistorytobeabletounderstandthis100formanyyearsautomobiletechnologyhasoccurredhugetransformation。
Througheadingabouttheautomobileclassbooksabouttheengineelatedknowledge,searchedonthenettobeconnectedtheknowledgetoletmecompletethegraduationthesisinthismonthwhichtheautomobilemanufactureandtheattiremoved.Themotorcarengineiseachautomobileheart,onlythenthehearthealth,theautomobileonlythenmaygofreelyundereachkindofoperatingmode,thisarticlewillbeletswebetterunderstandingenginethestructure,theprincipleaswellasthefuturesendsopensthetendency，Forexample:
Gasolineengineactingtravelingschedule，1）Thesuctionstrokepistonmovesunderthecrankimpetusbythetopdeadcentertothebottomdeadcenter.Thistimeairintakevalveopening,exhaustgateclosure,crankrotation180°.Entersinthecylindertheinflammablemixturetemperature,asaresultofhightemperaturecomponentsandsoontheairfeeder,cylinderwall,pistoncrown,tirevalveandcombustionchamberwallheatingsaswellaselevates340~400Kwiththeresidualgasmix.2）Whencompressionstroke,enters,theexhaustgatealsocloses.Thepistonstopsupwardlyfromthebottomdeadcenterthemovement,thecrankrotation180°.Onthepistonafterashortwhile,thepistondisplacementgraduallyreduces,afterinthecylindermixesmistreatsthecompressionthepressureandthetemperatureelevatesunceasingly,whenarrivesthecompressionendpoint,itspressurepcmayreach800~2000kPa,thetemperaturereaches600~750K.3）Whenactingtravelingschedulepistonclosetopdeadcenter,lightstheinflammablemixturebytheigniterplug,mixtureairburningreleasesthemassiveheatenergies,causesinthecylinderthegaspressureandthetemperaturerapidenhancement.Thehightemperaturehighpressurefuelgasimpetuspistonstopsdownwardfromthetopdeadcenterthe
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movement,andthroughcranklinkmotiongearforeignoutputmechanicalenergy.Intheactingstroke,theairintakevalve,theexhaustgateclose,crankrotation180°.4）Whenexhauststhestroke,exhaustgateopening,theairintakevalvestillshutdown,thepistonstoppedupwardlyfromthebottomdeadcenterthemovement,thecrankrotation180°.Finallyalsoincreasedseveralyearhottopicautomobilenewenergyquestion.
IbelievedChinatheautomobiledevelopmentwillbeabletostepontothecrestinfutureseveralyears.
Keyword:
enginesystemelementscategoriseautomobile
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1.2.4.二行程柴油机的工作原理
二行程柴油机和二行程汽油机工作类似，所不同的是，柴油机进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。
例如带有扫气泵的二行程柴油机工作过程如下：
第一行程：
活塞从下止点向上止点运动，行程开始前不久，进气孔和排气门均以开启，利用从扫气泵流出的空气使气缸换气。
当活塞继续向上运动进气孔被关闭，排气门也关闭，空气受到压缩，当活塞接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，燃油和空气混合后燃烧，使气缸内压力增大。
第二行程：
活塞从上止点向下止点运动，开始时气体膨胀，推动活塞向下运动，对外作功，当活塞下行到大约2/3行程时，排气门开启，排出废气，气缸内压力降低，进气孔开启，进行换气，换气一直延续到活塞向上运动1/3行程进气孔关闭结束。
发动机活塞
活塞的主要作用是承受气缸中气体压力并通过活塞销和连杆传给曲轴。
此外，活塞还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室，由于活塞顶部直接与高温燃气接触，承受很高的热负荷；活塞还承受周期性变化的的气体压力和惯性力的作用，因此要求活塞应有足够的强度和刚度，质量尽可能小，导热性能要好，要有良好的耐热性、耐磨性，温度变化时，尺寸及形状的变化要小。
汽车发动机目前广泛采用的活塞材料是铝合金，有的柴油机上也采用合金铸铁或耐热钢制造活塞。
活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部三个部分。
（1）.活塞顶部。
活塞顶部是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。
根据不同的目的和要求，活塞顶部制成各种不同的形状：
常见的有平顶活塞、、凸顶活塞、凹顶活塞及成型顶活塞。
（2）活塞头部。
活塞头部是活塞环槽以上的部分。
其主要作用是承受气体压力，并传给连杆；与活塞环一起实现对气缸的密封；将活塞顶所吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。
活塞头部切有若干道用以安装活塞环的环槽。
汽油机活塞一般有3～4道环槽，上面2～3道用以安装气环，下面一道用以安装油环。
在油环槽底面上钻有若干径向小孔，以使被油环从气缸壁上刮下来的多余机油经过这些小孔流回油底壳。
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（3）活塞裙部。
活塞环槽以下的部分称为活塞裙部。
其作用是引导活塞在气缸内作往复运动，并承受侧压力。
直列式气缸体
气缸体与上曲轴箱常铸成一体，称为气缸体－曲轴箱，简称气缸体。
气缸体上部有一个或数个为活塞在其中运动作导向的圆柱形空腔，称为气缸；下部为支撑曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。
气缸体是发动机各个机构和系统的装配基体，并由它来保持发动机各运动件相互之间的准确位置关系。
为了使气缸散热，在气缸外部制有水套（水冷式发动机）或散热片（风冷式发动机）。
在上曲轴箱有前后壁和中间隔板，其上制有主轴承座孔，有的发动机还制有凸轮轴轴承座孔。
为了这些轴承的润滑，在侧壁上钻有主油道，前后壁和中间隔板上钻有分油道。
发动机气缸排列常见的有单列式和双列式两种形式：
单列式（直列式）发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置。
但为了降低发动机的高度，有时也把气缸布置成倾斜甚至水平的。
双列式发动机左、右两列气缸中心线的夹角γ＜180°者称为V型发动机。
1.3汽车发动机的分类
按活塞运动方式分类：
活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。
前者活塞在汽缸内作往复直线运动，后者活塞在汽缸内作旋转运动。
按照进气系统分类：
内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气（非增压）式发动机和强制进气（增压式）发动机。
若进气是在接近大气状态下进行的，则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机；若利用增压器将进气压力增高，进气密度增大，则为增压内燃机。
增压可以提高内燃机功率。
按照气缸排列方式分类：
内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式、双列式和三列式。
单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的。
双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°（一般为90°）称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。
三列式把气缸排成三列，成为W型发动机。
按照气缸数目分类：
内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。
仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多
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缸发动机。
如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸、十六缸等都是多缸发动机。
现代车用发动机多采用三缸，四缸、六缸、八缸发动机。
按照冷却方式分类：
内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。
水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。
水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。
按照行程分类：
内燃机按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。
把曲轴转两圈（720°），活塞在气缸内上下往复运动四个冲程，完成一个工作循环的内燃机称为四冲程内燃机；而把曲轴转一圈（360°），活塞在气缸内上下往复运动两个冲程，完成一个工作循环的内燃机称为二冲程内燃机。
汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。
按气门机构种分类：
侧置气门（SV）发动机、侧置凸轮轴（OHV）发动机、顶置凸轮轴（OHC）发动机、可变气门（VTEC）发动机和Desmo气门机构发动机。
按燃油供应方式分类：
化油器发动机和电喷发动机。
按照所用燃料分类：
内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。
使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油为燃料的内燃机称为柴油机。
汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。
1.4发动机的常用术语1、上止点
活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为上止点。
2、下止点
活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。
3、活塞行程
活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。
一般用s表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180°4、曲柄半径
曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。
通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即S=2R。
5、气缸工作容积
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。
一般
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用Vh表示：
式中：
D－气缸直径，单位mm；S－活塞行程，单位mm；6、气缸总容积
活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。
一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即Va＝Vc＋Vh。
7、发动机排量
多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。
一般用VL表示：
VL=Vhi
式中：
Vh－气缸工作容积；i－气缸数目。
8、压缩比
是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。
一般用ε表示。
式中：
Va－气缸总容积；Vh－气缸工作容积；Vc－燃烧室容积；
通常汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比较高，一般为16～22。
9、工作循环
每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气过程，即完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个。
第二章汽车发动机的历史
2.1汽车发动机的发展历史
18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上
载人。
法国的居纽是第一个将蒸汽机装到车子上的人。
1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。
这辆车全长7.23米，时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。
1771年古诺改进了蒸汽汽车，时速可达9.5千米，牵引4-5吨的货物。
1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。
发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。
这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。
煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零。
1867年，德国人奥托受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机，后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。
由于该发动机工作效率高，引起了参
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观者极大的兴趣。
在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。
德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。
1886年被视为汽车的诞生日，那辆奔驰一直为人所津津乐道。
但是其动力单元却实在“寒酸”：
第一辆“三轮奔驰”搭载的卧式单缸二冲程汽油发动机，最高时速16KM每小时。
这就是第一辆汽车的发动机，那时勇敢卡尔奔驰的夫人驾驶这辆奔驰1号上坡还需要儿子推车，当然沿途不停的熄火，转向也不灵，回娘家100公里的路程硬是走了一整天
1892年德国工程师狄塞尔发明了压燃式发动机（即柴油机），实现了内燃机历史上的第二次重大突破。
由于采用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1倍。
1956年，德国人汪克尔发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。
1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。
1926年，瑞士人布希提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。
50年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。
1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机，这是汽油发动机发展的一个重要分支。
转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构，无曲轴连杆和配气机构，可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。
它的零件数比往复活塞式汽油少40%，质量轻、体积小、转速高、功率大。
1958年汪克尔将外转子改为固定转子为行星运动，制成功率为22.79千瓦、转速为5500转/分的新型旋转活塞发动机。
该机具有重要的开发价值，因而引起各国的重视。
日本东洋公司（马自达公司）买下了转子发动机的样机，并把转子发动机装在汽车上，可以说，转子发动机生在德国长在日本。
如今转子发动机依然只是马自达一家公司在用，如图0-3所示。
1967年德国博世公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。
经过30年的发展，以电子计算
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结束语
经过两个月的努力和在请教同学下终于完成了以《汽车发动机》为课题的自考论文。
从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。
这一切都是非常值得的也更加深刻地理解了汽车发动机的工作原理，还知道了一些关于汽车当今和未来的发展方向.为了完成这篇论文我找了很多资料，并和同学讨论如何把论文写好，庆幸的是在这个过程中我学到了很多课外知识。
第一次写论文让我又悲又喜，悲的是第一次写这么多字的文章，寻思了好多天都无从下笔；喜的是我们是在和同学的互相请教帮助下，花了很多时间和精力最后终于完成了。
这次试炼让我明白挫折并不可怕，只要坚持不懈，直面困难，不怕吃苦，脚踏实地，实事求是一定能解决问题。
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[参考文献]
1王京民：
《汽车节油窍门我教你》，科学技术文献出版社2009年5月第一版
2吉林大学汽车工程系：
《汽车构造》上册，人民交通出版社2006年6月第五版3XX百科
4发动机搜狐网汽车园地频道
5张贵荣最新丰田轿车使用与检修青岛出版社6道客巴巴网站—汽车类7曹彦汽车导报
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2003.08致谢
感谢田老师的帮助，使我对发动机发动机的构造和原理有了进一步的了解与认识，使我知道了发动机的系统、类型、结构、原理、未来的发展趋势，也使我知道中国是有很大潜力的。
但是我国和美国、欧洲、日本等发达国家相比，在汽车发动机行业和这些国家还有相当大的差距。
我们还要努力，使我国在汽车行业卓越发展，为我国的高科技快速发展打下良好的基础。
再一次感谢我的导师田教授。
在整个学习和论文指导过程中，他充分体谅我们这些工作任务及其繁重的学生，总是牺牲个人的休息时间为我们作指导。
他的无私、他的关怀、他渊博的知识、他的循循善诱，他严谨刻苦的治学态度、精益求精的工作作风、不但让我在专业知识上收获巨大，更让我学会了如何成为一名受人尊敬的人、品德高尚的人，这些都将对我产生深远的影响，使我终生受益。
在此，我衷心感谢田老师对我的关心和指导，祝愿他身体健康，阖家幸福！
我要衷心地感谢在百忙之中抽出时间审阅拙作的专家教授，希望能够得到各位师长的不吝赐教，使自己早日成为一名合格的毕业生！
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机为核心的发动机管理系统已逐渐成为汽车、特别是轿车发动机上的标准配置。
由于电控技术的应用，发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力
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