汽车发动机构造与技术1基本知识汇总.docx
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汽车发动机构造与技术1基本知识汇总
汽车发动机构造与技术（基本知识清华大学汽车工程系赵雨东
主要内容和学时安排
⏹发动机基本知识（0.5学时⏹机体（1学时
⏹曲柄连杆机构（1学时⏹气门机构（1学时
⏹冷却系润滑起动（1学时⏹进排气、增压系统及排放控制装置（1学时
⏹汽油机燃油系统（1学时⏹柴油机燃油系统（1学时⏹汽油机点火系统（0.5学时
汽车发动机基本知识
⏹汽车总体结构
⏹汽车发动机工作原理
⏹汽车发动机的分类
⏹发动机的总体构造
汽车总体结构
发动机车身底盘电气系统
发动机车身底盘电气系统
汽车发动机基本知识
⏹
⏹汽车发动机工作原理
⏹汽车发动机的分类
⏹发动机的总体构造
发动机工作原理——常用术语（1
⏹工作循环
⏹由进气、压缩、
作功和排气等
四个工作过程
组成的封闭过
程。
周而复始
地进行这些过
程,内燃机才
能持续地作功。
发动机工作原理——常用术语（2
⏹上、下止点
⏹活塞顶离曲轴回转中心最远处,即活塞最高位置,称为上止点（TopDeadCenter,TDC;
⏹活塞顶离曲轴回转中心最近处,即活塞最低点,称为下止点（BottomDeadCenter,BDC;
⏹在上、下止点处,活塞的运动速度为
零。
发动机工作原理——常用术语（3
发动机工作原理——常用术语（4⏹气缸工作容积
⏹活塞从上止点到下止点所扫过的容
积称为气缸工作容积;
式中:
D-气缸直径mm;
S-活塞行程mm
。
发动机工作原理——常用术语（5⏹发动机排量
⏹所有气缸工作容积的总
和称为发动机排量,记
作VL
式中:
Vh-气缸工作容积;
i-气缸数目。
i
VVh×=
L
发动机工作原理——常用术语（6⏹压缩比
⏹活塞位于下止点时的缸内容积（气缸总容积与活塞位于上止点时的缸内容积（与燃烧室容积之比。
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。
⏹
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。
⏹汽油机9~13;柴油机
15~24
发动机工作原理——常用术语（7
发动机工作原理
-四冲程汽油机（1⏹进气行程（Intake
⏹进气门打开,排气门关闭,
活塞从上止点向下止点运
动;
⏹气缸容积逐渐增大,气缸
内形成一定真空度,空气
和汽油的混合物被吸入气
缸,在气缸内进一步混合
形成可燃混合气。
⏹进气终了时,气缸内气
体压力约为0.08~0.09
MPa,温度达到320~
380K。
发动机工作原理
-四冲程汽油机（2⏹压缩行程（Compression
⏹进气门和排气门都关闭,活塞从下
止点向上止点运动;
⏹气缸容积逐渐变小,气缸内混合气
被压缩,其压力和温度同时升高。
⏹压缩终了时,可燃混合气压力可达
0.8~1.5MPa,温度可达600~
750K。
⏹采用大压缩比,可提高压缩终了时
气缸内的压力和温度,从而加快燃
烧速度,提高发动机热效率。
但太
大容易引起“爆震”。
一般
ε=9~13
⏹作功行程（Power/Expansion
⏹压缩行程结束时,火花塞产生电火花,点燃可燃混合气,火焰迅速传遍整个燃烧室,并放出大量热能;
⏹燃烧气体体积膨胀,压力、温度升高;气体压力推动活塞从上止点运动到下止点,并通过连杆推动曲轴旋转作功。
此时,进排气门仍然关闭。
⏹燃烧最高压力可达3~6.5MPa,最高温度可达2200~2800K。
⏹作功终了时,气体压力降低到0.35~0.5MPa,气体温度降低到1200~1500K。
发动机工作原理
-四冲程汽油机（3
⏹
排气行程（Exhaust
⏹进气门关闭,排气门开启;活塞从下
止点向上止点运动。
⏹膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在
活塞的推动下,经排气门排出气缸。
⏹排气行程结束后,残留在燃烧室内的少
量废气称为残余废气。
残余废气压力约
为0.105~0.12MPa,温度约为900~
1100K。
发动机工作原理
-四冲程汽油机（4
发动机工作原理
-四冲程汽油机（5
发动机工作原理
-四冲程汽油机（6
⏹实际进气过程中
⏹为增加进入气缸内的混合气量和减少进气过程所消耗的功,进气门在上止点之前开启,在下止点之后关闭;⏹为减少气缸内的残余废气量和排气过程所消耗的功,排气门在下止点之前开启,在上止点之后关闭。
⏹进、排气过程所占曲轴转角都超过180°。
发动机工作原理
-四冲程汽油机（7
⏹
进气行程
⏹
进入气缸的是纯净的空气。
⏹
压缩行程
⏹
柴油机的压缩比大,压缩终了时缸内气体压力、温度都比汽油机的高。
⏹
温度超过柴油的自燃温度。
⏹
作功行程
⏹
压缩行程结束时,喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室,与空气行程可燃混合气。
⏹
着火燃烧
⏹
排气
发动机工作原理
-四冲程柴油机（1
发动机工作原理
-四冲程柴油机（2
汽车发动机基本知识
⏹
⏹
⏹
⏹汽车发动机的分类
⏹发动机的总体构造
汽车发动机的分类—
归纳
进气状态
汽车发动机的分类——主流汽油机-火花点火柴油机-压缩着火
自然吸气
增压
直列（3~6
V型（6~16水冷
多
缸（3~16
汽车发动机基本知识
⏹
⏹
⏹
⏹
⏹发动机的总体构造
发动机的总体构造（1
两个机构五个系统
发动机的总体构造（2
机体
曲柄连杆机构气门机构供给系统润滑系统冷却系统点火系统起动系统
缸盖缸体
机体
活塞
连杆
曲轴
飞轮曲柄连杆机构
气门机构
供给系统
喷油器油轨油管
燃油
滤清器油压调节器油箱
燃油泵
汽油机燃油系统
空气滤清器进气歧管
节气门组件
Santana2000汽油机进气系统
柴油机燃油系统
润滑系统
冷却系统
ECU
节气门位置传感器双火花点火线圈
带集成驱动级
水温传感器
曲轴位置和转速传感器点火开关
蓄电池氧传感器
火花塞
点火系统
起动系统
复习思考题nnn1一般情况下，怎样描述一个汽车发动机？
以一款市场上比较畅销的汽车为例，从结构的角度描述其发动机。
2汽油机和柴油机有何不同？
怎样从外观上分辩出是哪种发动机？
3汽车发动机由哪些部分组成？
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