第一章發動機總論

第一節汽車發動機的類型及工作原理一、發動機的類型分類

內燃機的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內燃機分成不同的類型，下面讓我們來看看內燃機是怎樣分類的：

（1）按照所用燃料分類內燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機。使用汽油為燃料的內燃機稱為汽油機；使用柴油機為燃料的內燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經濟性能和排放性能都比汽油機好。（2）按照行程分類內燃機按照完成一個工作循環所需的行程數可分為四行程內燃機和二行程內燃機。把曲軸轉兩圈(720°)，活塞在氣缸內上下往復運動四個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為四行程內燃機；而把曲軸轉一圈(360°)，活塞在氣缸內上下往復運動兩個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為二行程內燃機。汽車發動機廣泛使用四行程內燃機。（3）按照冷卻方式分類內燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發動機和風冷發動機。水冷發動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環的冷卻液作為冷卻介質進行冷卻的；而風冷發動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的。水冷發動機冷卻均勻，工作可k，冷卻效果好，被廣泛地應用于現代車用發動機。（5）按照氣缸排列方式分類

內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角<180°(一般為90°)稱為v型發動機，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發動機Ｈ水平對置式Ｗ型發動機按照進氣系統是否采用增壓方式分類內燃機按照進氣系統是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發動機和強制進氣(增壓式)發動機。汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有采用增壓式的（7）：按照是否電噴分類（8）：按照噴油位置的分類

二，四沖程發動機的工作原理6缸以下的發動機汽缸多為單排直列方式，少數6缸發動機也有直列方式的。直列式發動機結構簡單，價格便宜，缺點是發動機高度較高，長度較長。直列四缸發動機工作原理動畫

V型六缸發動機工作原理動畫V型發動機將所有汽缸分成兩組，兩組相鄰汽缸成一定的夾角布置在一起，可以抵消一部分振動，從側面看汽缸呈V字形，故稱V型發動機。V型發動機運轉比較平穩，振動與噪聲較小，高度較低，長度較短，能為駕乘艙留出更大的空間，缺點是必須使用兩個汽缸蓋，結構相對復雜，價格也較貴。中高級轎車上普遍采用V6發動機。V型發動機的汽缸數一般為6、8、10、12、16。據說，有的汽車公司還有V5、V7、V11等非對稱式V型發動機。

水平對置發動機工作原理動畫水平對置發動機一般安裝在整車的中心線上，活塞平均分布在曲軸兩側，在水平方向上左右運動，兩側活塞產生的力矩相互抵消，大大降低車輛運行中的振動，減少噪音，發動機轉速得到很大提升，油耗較低，并使發動機的整體高度降低、長度縮短、整車的重心降低，車輛行駛更加平穩，適合運動型轎車或跑車。缺點是潤滑系統不太理想，技術要求很高，冷卻系統也要求很嚴格，制造成本比V型發動機更高。

2.發動機術語：（1）上止點與下止點：活塞運動到氣缸最頂端所對應的點為上止點，活塞運動到氣缸最底端所對應的點為下止點。（2）活塞行程：上下止點間的距離稱作活塞行程。用S表示。單位為mm。（3）曲柄半徑：曲柄旋轉成圓直徑的一半。用r表示，單位為mm。（4）缸徑：氣缸的直徑。用字母D表示，單位為mm。（5）燃燒室容積：用字母表示，單位L。（6）發動機的排量：氣缸的排量（工作容積）用V表示。（7）氣缸總容積：用Va表示，它是燃燒室容積和氣缸工作容積之和。（8）壓縮比：氣缸總容積與燃燒室容積之比。汽油機壓縮比一般在6~11之間，柴油機壓縮比一般在16~22之間3.四沖程汽油機工作原理

發動機是汽車的動力源，發動機工作的基本原理是將燃料燃燒的熱能轉化為機械能。

四沖程發動機每完成一次能量轉換必須經過四個連續的工作行程：吸氣行程、壓縮行程、作功行程、排氣行程。能量轉換的一個過程中曲軸轉動兩圈，進排氣門各開閉一次（1）吸氣行程：進氣門打開，曲軸帶動活塞下行，氣缸內空間變大形成真空，將混合氣體從進氣門吸入氣缸中。（2）壓縮行程：進排氣門均關閉，曲軸帶動活塞上行，將氣體壓縮在狹小的燃燒室內。（3）作功行程：進排氣門仍關閉，當活塞接近上止點時，火花塞點燃混合氣，氣體膨脹推動活塞下行，活塞推動曲軸旋轉，完成熱能向機械能的轉換。（4）排氣行程：排氣門打開，曲軸帶動活塞上行，將燃燒生成的廢氣排出氣缸。4.四沖程汽油機與柴油機工作循環比較表主要區別（兩者相對比較）汽油機柴油機工作原理進氣行程吸入氣缸的是可燃混合氣吸入氣缸的是純空氣壓縮行程壓縮的是混合氣、壓力較小，溫度較低壓縮的是純空氣，壓力較大，溫度較高作功行程壓縮行程末，火花塞點燃混合氣體，壓力較低，溫度較高。壓縮行程末，高壓燃油霧狀噴入高溫高壓空氣中自行燃燒（壓然）；壓力較大，溫度較低排氣行程基本相同第二節發動機的總體構造一、基本構造：發動機的基本構造主要有兩大機構和六大系統。（1)

曲柄連桿機構

曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。2023/2/2一、機體及曲柄連桿機構機體及曲柄連桿機構是由：機體組、活塞、連桿、曲軸和飛輪等組成。（2)

配氣機構

配氣機構的功用是根據發動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實現換氣過程。配氣機構大多采用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。（3)

燃料供給系統

汽油機燃料供給系的功用是根據發動機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。（4)

潤滑系統

潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。（5)

冷卻系統

冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。水冷發動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。

6)

點火系統

在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。（7)

起動系統

要使發動機由靜止狀態過渡到工作狀態，必須先用外力轉動發動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉。發動機才能自行運轉，工作循環才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉動到發動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發動機的起動系。

（8）電子控制系：主要由控制單元（微電腦）、傳感器和執行器組成。控制單元通過各路信號收集處理后，控制噴油嘴的噴油和各缸點火。

二、其他發動機1、化油器式發動機：化油器式發動機具有兩大機構五大系統（沒有電子控制系）。其燃料供給主要部件是化油器，采用的機械膜片式油泵安置在氣缸體一側，由中間軸驅動。在真空作用下，化油器中空氣汽油進行混合形成混合氣體。2、柴油發動機柴油發動機具有兩大機構四大系統（？）。其燃料供給系主要由柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等組成。其中噴油泵是核心部件，擔負著將低壓由變成高壓油的任務，當空氣在氣缸中被壓縮后，高壓油由噴油嘴直接噴入氣缸，霧狀柴油在高壓下自行燃燒。第三節發動機主要性能指標與編號規則一、國產發動機型號編制規則內燃機型號由首部、中部、后部和尾部組成。各部含義如下二、發動機主要性能指標發動機主要性能指標包括動力性指標和經濟性指標1.有效轉矩：發動機曲軸對外輸出的轉矩，用表示，單位N.m。評價動力性指標，可用測功器測得。2.有效功率：發動機對外輸出的功率用表示，單位kW。發動機銘牌上標明的功率為標定功率，用來評價動力性指標。3.有效燃油消耗率：發動機在1h內持續發出1kW有效功率所消耗的燃油量。用表示，單位g/（kW.h）本章小結

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