发动机构造及其工作原理
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一、动力性指标
动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发 动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为 评价发动机动力性好坏的指标。
1.有效转矩
发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作 Te，单位为 N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出 的有效功。
2.有效功率
发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作 pe 单位为 KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。
发动机的分类
活塞运动 工作循环
往复活塞式发动机 旋转活塞式发动机 二冲程发动机 四冲程发动机
所用燃料
汽油发动机 柴油发动机 气体燃料发动机
冷却方式
水冷发Baidu Nhomakorabea机 风冷发动机
点火方式 气缸数量
强制点火式(点燃式) 发动机 压燃式发动机
单缸发动机
多缸发动机
L型(直列式/单列式)发动机
气缸排列 V型(双列式)发动机 P型(水平对置式)发动机
T：370~400K
600~750K 2200—2800K 900~1200K
P：0.075~0.09MPa 0.8~1.5MPa 3.0~6.5MPa 0.105~0.115Mpa
第二节 发动机性能指标及特性
发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为 评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要 有以下几种：
汽车发动机专业基础知识
目录
第一节 概述 第二节 发动机的性能指标及特性 第三节 曲柄连杆机构 第四节 配气机构 第五节 汽油机供给系的组成及燃料 第六节 进排气系统与排气净化装置 第七节 汽油机点火系 第八节 发动机冷却系 第九节 发动机润滑系 第十节 发动机起动系 第十一节 发动机性能参数介绍
第一节 概述
机体组
现代汽车发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸衬 垫、气缸盖罩、主轴承盖以及油底壳等组成，镶气缸 套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。
机体的构造与气缸排列形式、气缸结构形式和曲 轴箱结构形式有关。
气缸排列形式有3种：直列式、V型和水平对置式。
为了提高气缸的耐磨性和延长气缸的使用寿命而有 不同的气缸结构形式和表面处理方法。气缸结构形 式也有3种，即无气缸套式、干气缸套式和湿气缸 套式
六、可靠性指标
表征发动机在规定使用条件下，正常持续工作能力。
七、耐久性指标
主要零件磨损到不能继续正常使用的极限时间。
八、工艺性指标
评价发动机制造性工艺和维修工艺性的好坏。
九、内燃机速度特性速度特性
第三节 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过 它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。是实现发动机工 作循环，完成能量转换的主要零部件。 曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、 高速和化学腐蚀作用。 曲柄杆机构可以分成三组： 机体组、活塞连杆组、曲 轴飞轮组。
内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量，记作VL 。 VL=iVh (L)。
6.燃烧室容积
活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的 空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积,记 作VC 。
7.气缸总容积
气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积,记作Va。 Va=Vh+ VC 。
发动机类型
将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置称为热力发动机， 也称热机。 热机有内燃机和外燃机两种。直接以燃料燃烧的热能转化为机 械能的热机为内燃机。内燃机包括活塞式内燃机和燃气轮机。 外燃机则包括蒸汽机、汽轮机和热气机等。内燃机具有结构紧 凑、体积小、质量轻和容易起动等优点。因此，活塞式内燃机 广泛用作汽车动力。
十五分钟功率、一小时功率、十二小时功率、二十四小时 持续功率
3.发动机转速
发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用 n 表示， 单位为 r/min 。
4.平均有效压力
单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作 pme，单位为 MPa 。显然，平均有效压力越大，发动机 的作功能力越强。
二、经济性指标
3.活塞行程
上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。曲轴的回转半径 R 称为曲柄半径。显然，曲轴每回转一周，活塞移动两个
活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，
其 S＝2R 。
4.气缸工作容积
上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积，记 作Vh。Vh=πD2*S/4*106 (L)
5.内燃机排量
按曲轴箱结构形式的不同机体有平底式、龙门式和隧道式3种。 平底式机体的底平面与曲轴轴线齐平。这种机体高度小、质量 轻、加工方便。但与另外两种机体相比刚度较差。 龙门式机体是指底平面下沉到曲轴轴线以下的机体机体底平面 到曲轴轴线的距离称作龙门高度。 隧道式机体是指主轴承孔不剖分的机体结构。
发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。
三、强化指标
强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指 标，一般包括升功率和强化系数等。
四、紧凑性指标
紧凑性指标是用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标， 通常用比容积和比质量衡量。
五、环境指标
环境指标用来评价发动机排气品质和噪声水平(75dB （A）)。
干气缸套式机体是在一般灰铸铁机体的气缸套座
孔内压入或装入干式气缸套式气缸套不与冷却液 接触。干式气缸套的外圆表面和气缸套座孔内表 面均须精加工，以保证必要的形位精度和便于拆 装。
湿气缸套式机体，其气缸套外壁与冷却液直接接触。用合 金铸铁制造的湿式气缸套的壁厚一般为5～8mm。湿式气 缸套下部用1～3道耐热耐油的橡胶密封圈进行密封，防止 冷却液泄漏。湿式气缸套上部的密封是利用气缸套装入机 体后，气缸套顶面高出机体顶面0.05～0.15mm。
8.压缩比
气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比ε.压缩比的大小 表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩 的程度ε =Va/ VC = (Vh+ VC )/ VC=1+ Vh/VC . 一般汽油机的压缩比是7~10，柴油机的压缩比是15~25.
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四冲程汽油机工作原理
1.进气行程 2.压缩行程 3.作功行程 4.排气行程
混合气形成
化油器式发动机 直接喷射式发动机
进气状态
非增压(自然吸气) 式发动机 增压式发动机
发动机的基本术语
1. 工作循环
活塞式内燃机的工作循环是由进气、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。
2.
活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中 心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。
动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发 动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为 评价发动机动力性好坏的指标。
1.有效转矩
发动机对外输出的转矩称为有效转矩，记作 Te，单位为 N·m 。有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出 的有效功。
2.有效功率
发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作 pe 单位为 KW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。
发动机的分类
活塞运动 工作循环
往复活塞式发动机 旋转活塞式发动机 二冲程发动机 四冲程发动机
所用燃料
汽油发动机 柴油发动机 气体燃料发动机
冷却方式
水冷发Baidu Nhomakorabea机 风冷发动机
点火方式 气缸数量
强制点火式(点燃式) 发动机 压燃式发动机
单缸发动机
多缸发动机
L型(直列式/单列式)发动机
气缸排列 V型(双列式)发动机 P型(水平对置式)发动机
T：370~400K
600~750K 2200—2800K 900~1200K
P：0.075~0.09MPa 0.8~1.5MPa 3.0~6.5MPa 0.105~0.115Mpa
第二节 发动机性能指标及特性
发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为 评价各类发动机性能优劣的依据。发动机的性能指标主要 有以下几种：
汽车发动机专业基础知识
目录
第一节 概述 第二节 发动机的性能指标及特性 第三节 曲柄连杆机构 第四节 配气机构 第五节 汽油机供给系的组成及燃料 第六节 进排气系统与排气净化装置 第七节 汽油机点火系 第八节 发动机冷却系 第九节 发动机润滑系 第十节 发动机起动系 第十一节 发动机性能参数介绍
第一节 概述
机体组
现代汽车发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸衬 垫、气缸盖罩、主轴承盖以及油底壳等组成，镶气缸 套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。
机体的构造与气缸排列形式、气缸结构形式和曲 轴箱结构形式有关。
气缸排列形式有3种：直列式、V型和水平对置式。
为了提高气缸的耐磨性和延长气缸的使用寿命而有 不同的气缸结构形式和表面处理方法。气缸结构形 式也有3种，即无气缸套式、干气缸套式和湿气缸 套式
六、可靠性指标
表征发动机在规定使用条件下，正常持续工作能力。
七、耐久性指标
主要零件磨损到不能继续正常使用的极限时间。
八、工艺性指标
评价发动机制造性工艺和维修工艺性的好坏。
九、内燃机速度特性速度特性
第三节 曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过 它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。是实现发动机工 作循环，完成能量转换的主要零部件。 曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、 高速和化学腐蚀作用。 曲柄杆机构可以分成三组： 机体组、活塞连杆组、曲 轴飞轮组。
内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量，记作VL 。 VL=iVh (L)。
6.燃烧室容积
活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的 空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积,记 作VC 。
7.气缸总容积
气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积,记作Va。 Va=Vh+ VC 。
发动机类型
将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置称为热力发动机， 也称热机。 热机有内燃机和外燃机两种。直接以燃料燃烧的热能转化为机 械能的热机为内燃机。内燃机包括活塞式内燃机和燃气轮机。 外燃机则包括蒸汽机、汽轮机和热气机等。内燃机具有结构紧 凑、体积小、质量轻和容易起动等优点。因此，活塞式内燃机 广泛用作汽车动力。
十五分钟功率、一小时功率、十二小时功率、二十四小时 持续功率
3.发动机转速
发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用 n 表示， 单位为 r/min 。
4.平均有效压力
单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，记作 pme，单位为 MPa 。显然，平均有效压力越大，发动机 的作功能力越强。
二、经济性指标
3.活塞行程
上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。曲轴的回转半径 R 称为曲柄半径。显然，曲轴每回转一周，活塞移动两个
活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，
其 S＝2R 。
4.气缸工作容积
上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积，记 作Vh。Vh=πD2*S/4*106 (L)
5.内燃机排量
按曲轴箱结构形式的不同机体有平底式、龙门式和隧道式3种。 平底式机体的底平面与曲轴轴线齐平。这种机体高度小、质量 轻、加工方便。但与另外两种机体相比刚度较差。 龙门式机体是指底平面下沉到曲轴轴线以下的机体机体底平面 到曲轴轴线的距离称作龙门高度。 隧道式机体是指主轴承孔不剖分的机体结构。
发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。
三、强化指标
强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指 标，一般包括升功率和强化系数等。
四、紧凑性指标
紧凑性指标是用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标， 通常用比容积和比质量衡量。
五、环境指标
环境指标用来评价发动机排气品质和噪声水平(75dB （A）)。
干气缸套式机体是在一般灰铸铁机体的气缸套座
孔内压入或装入干式气缸套式气缸套不与冷却液 接触。干式气缸套的外圆表面和气缸套座孔内表 面均须精加工，以保证必要的形位精度和便于拆 装。
湿气缸套式机体，其气缸套外壁与冷却液直接接触。用合 金铸铁制造的湿式气缸套的壁厚一般为5～8mm。湿式气 缸套下部用1～3道耐热耐油的橡胶密封圈进行密封，防止 冷却液泄漏。湿式气缸套上部的密封是利用气缸套装入机 体后，气缸套顶面高出机体顶面0.05～0.15mm。
8.压缩比
气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比ε.压缩比的大小 表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩 的程度ε =Va/ VC = (Vh+ VC )/ VC=1+ Vh/VC . 一般汽油机的压缩比是7~10，柴油机的压缩比是15~25.
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四冲程汽油机工作原理
1.进气行程 2.压缩行程 3.作功行程 4.排气行程
混合气形成
化油器式发动机 直接喷射式发动机
进气状态
非增压(自然吸气) 式发动机 增压式发动机
发动机的基本术语
1. 工作循环
活塞式内燃机的工作循环是由进气、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。
2.
活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中 心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。