北交《发动机原理与汽车理论》第一章课堂笔记.docx

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北交《发动机原理与汽车理论》第一章课堂笔记

北交《发动机原理与汽车理论》第一章概论课堂笔记

◆主要知识点掌握程度

了解发动机与汽车发展简史，重点掌握发动机与汽车分类、发动机与汽车基本工作原理，了解发动机与汽车的发展方向。

◆知识点整理

一、发动机与汽车发展简史

（一）蒸汽发动机及蒸汽汽车时代。

　　1、1675年英国人詹姆斯．瓦特（JamesWatt）发明了世界上第一个真正的动力机械——蒸汽发动机；

　　2、1769法国军事工程师尼古拉斯．柯诺特（NicholasJosephCugnot）发明世界上第一个自动车辆——三轮蒸汽汽车。

　　3、1804年，脱威迪克（Trouithick）设计并制造了一辆蒸汽汽车。

1831年，美国的ColdsworthyGur-ney将一台蒸汽汽车投入运输，此后的三年内，伦敦街头也出现了蒸汽驱动公共汽车。

（二）内燃机及近代汽车时代。

1、1801年法国化学家飞利浦．勒本（PhilipsLebon）成功地研制出了第一台以煤气和氢气为燃料的活塞发动机，这是一种让燃料在发动机内部燃烧的发动机，人们后来称这类发动机为内燃机。

2、1862年法国的莱诺（EttienneLenoir）研制出了卧式二冲程内燃机。

3、1876年康特、尼古扎、奥托（CountNicholasOtto）发明具有进气、压缩、做功、排气四个行程的汽油机，为了纪念奥托的发明，人们把这种循环改称为奥托循环。

4、1879年德国工程师卡尔、苯茨（KartBenz），首次试验成功一台二冲程试验性发动机。

1885年他制成了第一辆苯茨专利三轮汽车。

此车具备了现代汽车的一些基本特点，如火花点火、水冷循环、钢管车架、钢板弹簧悬架、后轮驱动前轮转向和制动手把等。

本茨于1886年1月29日向德国帝国专利局申请了专利并被正式批准，因此这一天被公认为是世界上首辆汽车诞生日。

5、1893年德国人戴姆勒（Daimler）制成了世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车。

苯茨和戴姆勒则被尊为汽车工业的鼻祖。

6、1894年德国人狄塞尔（RudolfDiesel）发明的柴油发动机——这也是动力工程中最伟大的发明之一。

1926年戴姆勒．本茨公司制造了世界上第一台柴油发动机汽车——宾士260D型轿车。

（三）大规模现代汽车生产时代

1、亨利、福特（HeneryFord）在1908年10月开始出售著名的“T”型车时，这种车产量增长惊人。

2、1913年福特汽车公司还首次推出了流水装配线的大量作业方式，使汽车成本大跌，汽车价格低廉，逐渐成为大众化的商品。

3、现代汽车变为关联产业最广、工业技术波及效果最大的综合性工业，并受到汽车行业本身的技术进步、投资能力、经济形势及环境要求和能源供应等的影响。

二、内燃机与汽车基本工作原理

（一）内燃机工作的基本概念。

1、上止点TDC

活塞距曲轴中心最远位置，运动速度为零。

2、下止点BDC

活塞距曲轴中心最近位置，运动速度为零。

3、活塞行程（活塞冲程）S

活塞从上止点到下止点所走过的行程。

4、燃烧室容积　Vc

活塞位于上止点时由活塞、气缸以及气缸盖所包围的容积。

5、气缸工作容积VS（workingvolume）

活塞从上止点到下止点所走过的容积。

6、气缸总容积（overallvolume）

Vt=Vc+Vs

7、压缩比ε（compressionratio）

ε=Vt/Vc＝1+Vs/Vc

（二）内燃机的基本工作原理

1、四冲程柴油机工作原理

柴油机的工作循环由进气、压缩、做功、排气四个冲程组成。

（1）进气冲程

活塞由上止点向下止点运动，进气门增大，排气门关闭。

（2）压缩冲程

活塞由下止点向上止点运动，进、排气门关闭，缸内工质压力和温度上升。

（3）做功冲程

燃料喷入，活塞由上止点向下止点运动，进、排气关闭，高温高压工质推动活塞膨胀作功。

（4）排气冲程

活塞由下止点向上止点运动，进气门关闭，排气门打开。

2、四冲程汽油机工作原理

汽油机的工作过程由进气、压缩、爆发和排气四个冲程组成。

（三）各种内燃机典型结构

1、点燃式发动机

　　三大结构：

曲柄连杆、配气机构和机体；

五大系统：

供油、冷却、润滑、起动和点火。

2、压燃式发动机

三大机构：

曲柄连杆、配气机构和机体；

四大系统：

供油、冷却、润滑、起动。

三、发动机与汽车的分类

（一）发动机的分类

1、基本概念

发动机：

将某一种能量转变为机械能而驱动别的机械做功的机器，也称动力装置（动力机械）。

热力发动机：

是将燃料中的化学能通过燃烧释放出热能，在通过机器本身将热能转变为机械功的发动机，简称热机。

热机又分为内燃机和外燃机。

内燃机：

燃料在发动机作功场所（如气缸）内部燃烧而释放出工质热能，并直接转化为机械能的热机。

2、内燃机的分类

根据所用燃料分：

汽油机、柴油机、天然气机、LPG发动机、乙醇发动机等。

根据缸内着火方式分：

点燃式、压燃式

根据冲程数分：

二冲程、四冲程

根据活塞运动方式分：

往复式、旋转式

根据气缸数目分：

单缸机、多缸机

根据进气充量压力分：

自然吸气式、增压式

（二）汽车的分类

1、从用途方向来分类

汽车可分为轿车，客车，货车和特种车四大类。

轿车主要用于运输人，从两个人乘坐的小轿车（当然现在也有一个人的轿车），四，五人乘坐的普通轿车，六个人的中型轿车，直到包括驾驶座在内不多于9座的大型轿车。

客车主要指座位超过9座的，用于人乘坐的汽车。

货车又称卡车，主要用于货物运输。

特种车主要包括矿山机械，军用车等。

2、按照发动机排量分类,

轿车可分为以下几类：

微型轿车:

<=1.0升,夏利,奥托,福特Ka;

普通轿车:

1.0~1.6升,宝马1系列、奥迪A2系列;

中级轿车:

1.6~2.5升,宝马3系列、奥迪A4系列;

中高级轿车:

2.5~4升,宝马5系列、奥迪A6系列;

高级轿车:

>4升,宝马7系列、奥迪A8系列。

3、轿车的分类

（1）按车身结构分类

1）三厢式轿车，又称四门轿车，是一种最常用的轿车。

代表车型有宾士E系列，宝马5系列，奥迪A6等。

2）活顶轿车，或称双门活顶轿车，也就是常说的敞篷车，一般只有两个座位。

如宝马Z4，马自达X5。

3）运动型轿车，跑车，又称高性能轿车，高速旅游轿车，动力强劲，虽然只有两个门，但配有4个座位，如宝马6系列和8系列，保时捷和法拉利。

4）旅行轿车。

拥有宽敞的行李箱，除了用于乘坐者上下的四个门外，汽车尾部也可以完全打开。

如宾士C系列旅行车，宝马3系列旅行车，奥迪A4系列旅行车。

5）双门轿车，该车型没有单独的行李箱，又称两厢式轿车。

实际上该车型最适用于两，三个人的家庭，经济，实惠，如大众高尔夫。

6）皮卡，即客货两用车。

该车型不仅设有单排或双排座位，而且拥有后货箱，如日产（尼桑）皮卡。

7）休闲车——运动型多用途车/越野车e），底盘高，马力大，一般为四轮驱动，适于各种不同的道路情况，如铃木越野车，宝马X3，X5系列和奥迪A6四轮驱动车。

8）高级轿车，房车（Pullmansaloon,executivelimousine）——即豪华轿车，不仅马力强劲，而且装备精良，从电话，传真等办公用品到酒吧，冰柜等日常奢侈品应有尽有，甚至拥有防弹功能。

如加长林肯，加长宾士，劳斯莱斯，本特利和迈巴赫等。

9）赛车——用于比赛的汽车。

F1方程式车赛，现在已经对比赛用车的排量（3.5升）进行了规定，最高时速仍可达350公里/小时。

赛车车身低，轮胎宽，空气动力学性能良好。

10）多用途车，多功能车——又名单厢式轿车。

拥有流线型车身，多人（7人以上）的乘坐空间，且兼有轿车的舒适性，可折叠和移动的座椅。

三升路波汽车

三升路波车发动机技术参数

四、发动机与汽车发展方向

（一）现代发动机与汽车发展的动力

1、环保的要求

40年代：

洛杉矶空气污染

60年代：

美、日、西欧排放法规，发展了汽油喷射、三元催化剂、无铅汽油。

80年代：

更严格的各类排放法规。

2、节能的要求

70年代：

石油危机，重视经济性，发展了电喷和代用燃料。

3、技术的进步

电子技术、计算机与信息技术、新材料技术

（二）发动机的发展方向

电控技术：

电控燃油喷射技术、电控点火定时和爆燃控制、电控EGR技术

烧理论及排放控制技术：

分层燃烧理论、HCCI燃烧方式、新型代用燃料的燃烧；

可变及控制技术：

多气门可变进气系统；

可变增压系统。

（三）汽车的发展方向

环保化：

能耗、排放、噪声等日将减少；

电子化：

各种电子控制装置，安全性、使用方便性将日益提高；

信息化：

无线电通讯、卫星导航、GPS。

智能化：

雷达防撞系统；语言感知系统；语音驾驶系统。