发工生 ,四冲程发动机工作顾理和总体构造 发动机的分类 主讲：武涛 >发动机的性能指标 口机是汽车聚生 时方轮 机油 机油 “ 压缩比过大的不良后果 名称 成因 t=Va/Vo 压蜜比过大的不良后果■ 更 债会 1
1 wt55pub@scau.edu.cn 第一章 发动机工作 原理和总体构造 主讲：武涛 第一章 发动机工作原理和总体构造 ¾基本概念 ¾发动机总体构造 ¾四冲程发动机工作原理和总体构造 ¾发动机的分类 ¾发动机的性能指标 发动机概述 发动机是汽车最主 要的总成之一，动 力的来源。被称为 汽车的“心脏”。 §1.2 基本术语 上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 压缩比（ε） 工作循环 VL= V h × I ε= Va / Vc Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm S——活塞行程mm 压缩比 现代化油器式发 动机压缩比一般为 6～9(轿车有的达 9～11)。上海桑塔 纳轿车汽油机压缩 比为8.2。 定义：压缩前气缸中气 体的最大容积与压缩后 的最小容积之比称为压 缩比。用ε表示。 ε= Va/Vc 压缩比过大的不良后果 压缩比过大的不良后果 由于燃烧室内炽热 表面与炽热处(如排 气门头，火花塞电 极，积炭处)点燃混 合气产生的另一种 不正常燃烧。 由于气体压力和温 度过高，在燃烧室 内离点燃中心较远 处的末端可燃混合 气自燃而造成的一 种不正常燃烧。 成因 产生的高压会使发动机机 件负荷增加，寿命降低。 伴有强烈的较沉闷敲 表面点 击声。 火 还会引起发动机过热，功 率下降，燃油消耗量增加 等一系列不良后果。严重 爆燃时甚至造成气门烧毁、 轴瓦破裂，火花塞绝缘体 击穿等。 火焰以极高的速率向 外传播，形成压力 波，以声速向前推进。 当压力波撞击燃烧室 壁时就发出尖锐的敲 缸声。 爆燃 名称 现象 后果
行程 ·1、迹气行有 单四冲容汽机的工作世程 作功行程 季142四冲程油机的工作原 示功 2
2 §1.4 四冲程发动机的简单工作原理 §1.4.1 四冲程汽油机的工作原理 • 1、进气行程 • 2、压缩行程 • 3、作功行程 • 4、排气行程 单缸四冲程汽油机的工作过程 进气行程 示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。 排气门关闭 进气门开启 活塞 温度320-380 K， 压 力0.08-0.09MPa 大气压力线 P V r a 示功图 上止点 下止点 压缩行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 压缩比： ε=Va/Vc P V r a 示功图 大气压力线 c 上止点 下止点 温度600~750K， 压力0.8-1.5MPa 作功行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 P V r a 示功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 瞬时最高温度 2200~2800 K 压力:3~6.5MPa 作功终了：温度 1200~1500 K， 压 力0.35~0.5 MPa 排气行程 进气门关闭 排气门打开 活塞 P V r 示功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 温度:900~1100 K 压力:0.105~0.12MPa 残余废气 §1.4.2 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 温度310~340K压 力 0.085~0.095MPa 温度750~1000K压 力3~5 MPa 瞬时：温度1800~2200K压 力6~9 MPa 温度700~900K压 力 0.105~0.12MPa 终了：温度 1000~1200K压力 0.2~0.5MPa
油机与汽油机工作时各行程状态数比 1897年，德国人鲁道夫，秋塞尔(1858.1913年) 制造出世界上第一台柴油机并获得了发明专利 8-1 1105-0D L-1100 0.105-0L12 世界上第一辆柴油桥 1936年将事棉新奔抛牌索油机轿车 口四冲程汽油机与四冲程柴油机的共同点是： 口两者不同之处是： 了时开 3
3 柴油机与汽油机工作时各行程状态参数比较 柴油机 汽油机 900~1100 2200~2800(瞬时最高) 1200~1500(作功终了) 600~750 320~380 温度(K) 0.105~0.12 3~6.5 (瞬时最高) 0.35~0.5(作功终了) 0.8~1.5 0.08~0.09 压力(MPa) 0.105~0.12 6~9(瞬时最高) 0.2~0.5(作功终了) 3~5 0.085~0.095 压力(MPa) 排气行程 700~900 1800~2200(瞬时最高) 1000~1200(作功终了) 作功行程 压缩行程 750~1000 进气行程 310~340 温度(K) 状态 行程 1897年，德国人鲁道夫·狄塞尔（1858-1913年) 制造出世界上第一台柴油机并获得了发明专利。 鲁 道 夫 · 狄 塞 尔 狄 塞 尔 发 明 的 第 一 台 柴 油 机 柴油机 1936年梅塞德斯·奔驰牌柴油机轿车 世界上第一辆柴油轿车 思考 四冲程汽油机和柴 油机的工作循环有 什么异同之处呢？ 四冲程汽油机与四冲程柴油机的共同点是： 1)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气 等四个活塞行程，每个行程各占180°曲轴转 角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。 2)四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余三 个是耗功行程。显然，在作功行程曲轴旋转的角 速度要比其他三个行程时大得多，即在一个工作 循环内曲轴的角速度是不均匀的。为了改善曲轴 旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较大 的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺 序依次进行工作。 两者不同之处是： 1)汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成并延 续到进气和压缩行程终了，时间较长。柴油机的 可燃混合气在气缸内部形成，从压缩行程接近终 了时开始，并占小部分作功行程，时间很短。 2)汽油机的可燃混合气用电火花点燃，柴油机则 是自燃。所以又称汽油机为点燃式内燃机，称柴 油机为压燃式内燃机
冲发动机的工作原 二冲程与四冲程内隧机比较 二行程汽油机工作原现 口作功次数 口换气质量 口结构 发动机总体构 连杆机构 E气机构 供系 大 曲柄连轩机构 g
4 二冲程发动机的工作原理 二冲程与四冲程内燃机比较 作功次数 换气质量 结构 §1.3 发动机总体构造 起动系 润滑系 冷却系 点火系 供给系 五大系统 配气机构 曲柄连杆机构 两大机构 曲柄连杆机构
冷却系统 ※ 5
5 配气机构 供给系统 润滑系统 油压开关 油泵 旁通阀 机油滤网 油压指示器及警告灯 油压开关 油泵 旁通阀 机油滤网 油压开关 如果在发动机运转时油压太低， 油压开关点亮警告灯 油泵 从油底壳吸入机油，并将机油泵 到发动机的各个零部件 旁通阀 当油泵的输出压力过高时，释放 一部分机油压力 机油滤网 这是一个安装在油泵吸油口的金属 网，作用是阻止大的微粒通过油泵进 入发动机的零部件 机油滤清器 发动机机油会逐渐污染，变脏。机油 滤清器可以过滤不希望有的杂质 注意： 根据保养时间表更换机油 机油分类 美国石油组织分类 API分类 API（美国石油协会）：按质量分类。 质量按字母分级。 SAE分类 SAE（美国汽车工程协会）：按粘度 分类。 SAE指数决定特定机油的使用 温度。 什么是多级油？ 单级油只能在比较窄的温度范围内使 用。多级油可以在四季使用，温度范 围较广。 水泵 节温器 副水箱 散热器 汽缸盖 气缸体 水温表 节温器 这个装置调节发动机冷却液的温度 冷却风扇 冷却分扇加快流过散热器的风速，提 高散热器的效率 散热器 散热器利用汽车前进产生的气流降低 在发动机冷却系统中循环的冷却液温 度 水泵 水泵强迫冷却水在循环系统中流通 副水箱 副水箱储存溢出的冷却水，以保持足 够的冷却液 为什么必须更换冷却液？ 因为暴露在空气中和发动机散热，长 效冷却液的腐蚀性会增加，防锈性能 下降。 冷却系统