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1、第二章 汽車發(fā)動機結(jié)構(gòu) 2.1 發(fā)動機基本結(jié)構(gòu)及工作原理 汽油機基本結(jié)構(gòu)及工作原理 1、單缸四沖程汽油機基本結(jié)構(gòu) 一臺車用汽油機，結(jié)構(gòu)雖復(fù)雜，但 其基本結(jié)構(gòu)都是由多個相同的單缸機 組成，活塞 2在汽缸 1中作往復(fù)運動， 并通過連桿 3推動曲軸 4轉(zhuǎn)動。如下圖 所示。 四沖程汽油機基本結(jié)構(gòu)圖 1機體 2曲軸 3排氣道 4排氣門 5火花塞 6電控噴油器 7 進氣道 8進氣門 9汽缸蓋 10活塞 11汽缸 12連桿 2、四沖程汽油機基本工作原理 （ 1）進氣系統(tǒng) 當(dāng)活塞從上止點 向下止點運動時，相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角從 0 180 ，這時進氣門開啟，排氣門 關(guān)閉，電控噴油器向進氣道噴油，空 氣與汽油混合氣便
2、被吸入氣缸，該過 程稱為進氣行程。 （ 2）壓縮行程 當(dāng)活塞繼續(xù)從下 止點向上止點運動時，進、排氣門關(guān) 閉，進入氣缸的混合氣便被壓縮，該 過程稱為壓縮行程。 壓縮行程的作用 :一是提高進入氣 缸內(nèi)混合氣的壓力和溫度，為混合氣 迅速著火燃燒創(chuàng)造條件；二是可以有 效提高發(fā)動機的燃燒熱效率。 氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度用壓縮比 表示，一般為 711 =Va/Vc 式中 Va 汽缸總?cè)莘e（活塞處于下止點時， 活塞頂部以上的氣缸容積） Vc 氣缸燃燒室容積（活塞處于上止點 時，活塞頂部以上的氣缸容積） （ 3）作功行程 在壓縮行程末， 火花塞開始點火，進、排氣門都關(guān)閉， 進入氣缸的可燃混合氣被點燃、燃燒，
3、放出大量的熱能，導(dǎo)致氣缸內(nèi)氣體壓 力和溫度迅速增加，氣體體積急劇膨 脹，推動活塞從上止點向下止點運動， 通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機械能， 該過程為作功行程。 （ 4）排氣行程 活塞繼續(xù)從下止 點往上止點運動，這時進氣門關(guān)閉， 排氣門開啟，燃燒后產(chǎn)生的廢氣被排 出氣缸，該過程稱為排氣行程。 行程名稱 曲軸轉(zhuǎn)角（ ） 活塞行向 進氣門 排氣門 進氣 0180 開 關(guān) 壓縮 180360 關(guān) 關(guān) 作功 360540 關(guān) 關(guān) 排氣 540720 關(guān) 開 四沖程發(fā)動機工作過程 3、多缸發(fā)動機結(jié)構(gòu)特點 單缸發(fā)動機功率小，轉(zhuǎn)速不均勻， 工作振動大，現(xiàn)代汽車發(fā)動機都是采 用多缸發(fā)動機，用得最多的是 4缸、 6
4、 缸、 8缸發(fā)動機。多缸發(fā)動機是由多個 結(jié)構(gòu)相同的氣缸組成，它們一般共用 一個機體，一根曲軸。曲軸的曲柄布 置應(yīng)該使各缸作功行程均勻分布在 720 曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)。如 4缸發(fā)動機曲軸 相鄰工作缸的曲柄夾角為 180 ，曲軸 每轉(zhuǎn) 180 便有一個氣缸作功，其工作 順序有 1-3-4-2和 1-2-4-3兩種。 曲軸轉(zhuǎn)角（ ） 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸 0180 作功 排氣 壓縮 進氣 180360 排氣 進氣 作功 壓縮 360540 進氣 壓縮 排氣 作功 540720 壓縮 作功 進氣 排氣 四缸機工作循環(huán)（工作順序 1-3-4-2） 多缸發(fā)動機所有氣缸工作容積之 和就稱為該發(fā)動機的排量
5、，發(fā)動機的 排量越大，功率就越大。 四缸機發(fā)動機曲軸 柴油機結(jié)構(gòu)特點與工作原理 柴油機所用的燃料是柴油。與四 沖程汽油機相比，基本結(jié)構(gòu)特點是沒 有火花塞，噴油器直接安裝在汽缸頂 向氣缸內(nèi)噴油。 1機體 2曲軸 3排氣道 4排氣門 5噴油器 6進氣道 7進氣門 8汽缸蓋 9活塞 10氣缸 11連桿 四沖程柴油機工作原理與四沖程汽 油機也有所不同，在進氣行程進入氣 缸的是純空氣，而不是可燃混合氣； 在壓縮行程末，噴油器向氣缸噴入高 壓柴油，由于氣缸的高溫高壓作用， 柴油迅速著火燃燒，使氣體急劇膨脹， 推動活塞作功。其著火方式屬于壓燃 式，而不是汽油機的點燃式。 由于柴油燃料的性質(zhì)與汽油不同， 粘度
6、高，不易揮發(fā)，自燃點低，不會 產(chǎn)生爆燃。為了使柴油可靠著火，提 高發(fā)動機燃燒熱效率，柴油機的壓縮 比比汽油機高得多，一般為 1622，所 以最高燃燒壓力也比汽油機高，工作 也比汽油機粗暴。但柴油機比汽油機 省油，相同排量的柴油汽車比汽油汽 車省油近 30%。 發(fā)動機的主要性能指標(biāo) 1、動力性能指標(biāo) （ 1）有效功率 由發(fā)動機曲軸輸 出的功率稱為有效功率。每臺發(fā)動機 銘牌上標(biāo)明的功率稱為該發(fā)動機 的標(biāo)定功率，標(biāo)定功率時的發(fā)動機轉(zhuǎn) 速稱為標(biāo)定轉(zhuǎn)速。 （ 2）升功率 它是指發(fā)動機在標(biāo)定 工況下每升氣缸工作容積所發(fā)出的有 效功率。升功率越大，發(fā)動機動力性 能越好。 （ 3）有效轉(zhuǎn)矩 發(fā)動機曲軸輸出的
7、平均轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩。 2、經(jīng)濟性能指標(biāo) （ 1）燃油消耗率 指發(fā)動機每發(fā) 出 1Kw有效功率，在 1h內(nèi)所消耗的燃油 質(zhì)量，單位是 g/(kw.h)。燃油消耗率越 低，汽車越省油。 （ 2）有效熱效率 燃料中所含的 熱量轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ЧΦ谋壤Q為有效熱 效率。汽油機的熱效率一般為 0.3，柴 油機為 0.4。 汽車發(fā)動機總體組成 汽車發(fā)動機種類繁多，但總體看都 是在一個機體上安裝一個機構(gòu)（曲柄 連桿機構(gòu)）和六大系統(tǒng)（換氣系統(tǒng)、 燃料供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、 點火系統(tǒng)和起動系統(tǒng)）。柴油機則為 五大系統(tǒng)，沒有點火系統(tǒng)。 2.2 發(fā)動機機體組件與曲柄連桿機構(gòu) 發(fā)動機機體組件 機體組件是發(fā)動機的骨
8、架，安裝 著發(fā)動機的所有主要零件和附件，承 受各種載荷，內(nèi)部有油道和水道。它 主要由氣缸體、氣缸、氣缸蓋和氣缸 墊等零件組成。 1、氣缸體 氣缸體由灰鑄鐵或鋁合金鑄成。其 上部加工有氣缸，下部有曲軸支撐 孔，曲軸運動的空間稱為曲軸箱。在 氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強肋，冷卻水 套和潤滑油道等。 氣缸是活塞運動和燃燒作功的場 所，如果磨損嚴重，將導(dǎo)致發(fā)動機功 率下降、油耗升高、起動困難。 2、氣缸蓋 氣缸蓋安裝在氣缸體上面，從上 部密封氣缸。氣缸蓋下端面與活塞頂 部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室，內(nèi)部鑄 有冷卻水套。 缸蓋上還裝有進、排氣門座和氣 門導(dǎo)管，用于安裝進、氣門。汽油機 的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔， 柴油機的氣缸蓋上則加工有安裝噴油 器的孔。 3、氣缸墊 氣缸墊安裝在氣缸蓋和氣缸體之 間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接 觸面的密封，防止漏氣、漏水和漏油。 發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu) 曲柄連桿機構(gòu)包括活塞連桿組件及 曲軸飛輪組件兩部分 。 1、活塞連桿組件 活塞連桿組件由活塞、活塞環(huán)、 活塞銷、連桿、連桿軸瓦等組成。 2、曲軸飛輪組件 曲軸飛輪組件主要由曲軸、飛輪 和一些附件組成。
汽車發(fā)動機結(jié)構(gòu)
