一 上海大众车系发动机基础知识

1 上海大众系列车型发动机基础知识

学习目标

知识目标：

（1）能够列出发动机的分类；

（2）描述发动机常用术语。

能力目标：

（1）能够识别发动机的类型；

（2）掌握汽油四冲程发动机工作过程；

（3）掌握大众发动机几款主要发动机的参数与特性。

大众汽车公司（Volkswagen,VW）,1937年3月28日，费迪南·保时捷在奔驰公司的支持下创建了大众开发公司，同年9月改为大众汽车股份有限公司。大众汽车公司是德国最大也是最年轻的汽车公司,是一家国际性集团公司,总部位于德国沃尔夫斯堡的大众集团，是全球领先的汽车制造商之一，同时也是欧洲最大的汽车生产商。在全球最大的汽车市场－西欧，大约每5辆新车中就有1辆来自大众集团。大众坚持走“高起点、大批量、专业化”的道路。新建成的发动机厂已能生产具有90年代国际先进水平的5气门电子喷射式发动机，给“捷达王”提供了一颗强有力的心脏。今年初，由大众的工程师独立开发制造的具有现代气息、造型美好的新型捷达王更给大众的腾飞增强了信心。

发动机是汽车的动力源，是将一种形式的能量转化为机械能的机器。现代汽车所应用的发动机多数为内燃机，但无论是以汽油机为代表的点燃式内燃机，还是以柴油机为代表压燃式内燃机，都是将燃料燃烧放出的热能转化为机械能，并且通过机械系统进行有效输出的机器。因此，能量利用与动力输出成为发动机的基本原理。也就是发动机的动力性和经济性问题。随着科学技术的发展，人们在获取所需动力的同时，不断采用先进的控制技术，以减少发动机的燃料消耗及对环境的影响。

1.1 发动机的分类

1. 按所用燃料分类：汽油发动机、柴油发动机

2. 按活塞行程分类：四冲程发动机、二冲程发动机

3. 按气缸排列分类：直列式发动机、V形布置式发动机、水平对置式发动机

4. 按进气系统分类：自然吸气式发动机、增压式发动机

1.2 发动机的基本构造

发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统

和起动系统组成。通常，将曲柄连杆机构、配气机构、冷却系统及润滑系统合称为发动机机械部分，将点火系统和起动系统划入电气设备中。

1. 曲柄连杆机构：发动机完成工作循环，能量转换的主要运动零件。

2. 配气机构：根据发动机的工作次序，定时开关进排气门，实现换气过程。

3. 燃料供给系统：根据发动机要求，将一定量的混合气或燃料送入气缸。

4. 冷却系统：将发动机工作产生的部分热量及时散发出去，保证发动机的适宜工作温度。

5. 润滑系统：输送润滑油对运动零件进行清洗、冷却和润滑。

6. 点火系统：汽油发动机中，定时产生电火花，点燃混合气。

7. 起动系统：完成发动机起动过程所需得外力加载装置。

1.3 发动机的常用术语

1. 上止点：活塞在气缸内做往复直线运动时向上运动到的最高位置。

2. 下止点：活塞在气缸内做往复直线运动时向下运动到的最低位置。

3. 活塞行程：活塞在两个止点间移动的距离，即上下止点间的距离。

4. 燃烧室容积：活塞处于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积。

5. 气缸总容积：活塞处于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积。

6. 气缸工作容积：气缸总容积与燃烧室容积之差，即活塞在上下止点间运动所扫过的容积。

7. 发动机排量：多缸发动机各缸工作容积的总和。

8. 压缩比：气体压缩前容积与压缩后容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比，表示气体的压缩程度。

9. 四行程发动机：曲轴转两圈，活塞上下往复运动四次，完成一个工作循环的发动机。

1.4 四冲程发动机的工作过程

1. 进气行程

随着曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动。此时，排气门关闭，进气门打开，可燃混合气或纯净空气进入气缸。该过程中，由于受空气滤清器、进气管、气门等处的阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压力，同时残余废气和高温机件加热的影响，气体温度上升。进气量的多少对发动机的工况有较大影响。近年来，人们不断采用各种新技术来提高发动机的充气效率。如：废气涡轮增压技术、进气歧管可变技术、可变配气相位技术。工作过程如图1-1所示。

2. 压缩行程

曲轴继续旋转，进排气门关闭，活塞由下止点向上止点运动，气缸内气体受到压缩，压缩气体的温度、压力不断上升，当活塞到达上止点时压缩行程结束。压缩终了时刻的气体温度与压力的大小取决于压缩比的大小。压缩比越大，终了时刻气体的温度压力越高。但如果压缩比太高，容易引起爆燃，造成尖锐的敲缸声。同时会使发动机过热、功率下降、油耗增加以及机件损坏。工作过程如图1-2所示。

3. 作功行程

作功行程也称为燃烧和膨胀行程。行程中进排气门仍然关闭，当活塞运行到上止点附近时，混合气被点燃或自燃。可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧上升，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功。随活塞向下运动，气缸容积增加，气体温度和压力下降，当活塞运行到下止点时，作功行程结束。工作过程如图1-3所示。

4. 排气行程

可燃混合气在气缸内燃烧产生的废气必须从气缸内排出以便进行下一个工作循环。当作功接近终了时刻，排气门打开，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中。活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。为排出更多的气体，排气门提前打开。由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终了时，气体压力仍高于大气压力。工作过程如图1-4所示。

图1-1 进气行程 图1-2 压缩行程 图1-3 作功行程 图1-4 排气行程

1.5 发动机的主要性能评价指标

1. 动力性指标

有效扭矩(单位：牛顿?米、N?M)

有效功率(单位：千瓦、KW)

曲轴转速(单位：转/分钟、r/min)

2. 经济性指标

燃油消耗率(单位：克/千瓦?小时、g/KW?h)

3. 排放性能

有害气体(一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOX）排放量排放烟度噪声

1.6 上海大众汽车系列车型发动机介绍

1. 上海大众汽车各车型装备发动机型号介绍

2. 上海大众汽车发动机系列及最新状态介绍

（1）1.8L 5气门ANQ 汽油发动机

（3）2.0L 2气门BFF→BNL 汽油发动机

(5) 1.4L BCC 紧凑型发动机

(7) 2.0L BJZ 紧凑型发动机

(9)1.8L BKU 紧凑型发动机

(11)1.4L BMG 紧凑型发动机

(12) 1.6L BMH/CDE 紧凑型发动机

(13) 2.0L CEN 紧凑型发动机

本章小结

（1）发动机的基本术语有：上止点、下止点、活塞行程、燃烧室容积、气缸工作容积、气缸总容积、发动机排量、压缩比。

（2）四冲程汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃油系、进排气系统、润滑系、冷却系、点火系、起动系和控制系统组成。

（3）机体组主要由气缸体、气缸盖和油底壳组成。

（4）评价发动机工作性能的指标有指示指标和有效指标。

（5）发动机有效指标随调整情况和使用工况而变化的关系称为发动机特性。

复习思考题

1. 判断题

（1）四冲程发动机在进行压缩行程时，进气门是开启的。（）

（2）二冲程发动机完成一个工作循环，曲轴共转二周。（）

（3）发动机曲轴的转速单位是转/分钟。（）

（4）汽油机的组成部分有点火系统，而柴油机没有点火系统。（）

2. 选择题

（1）上止点是指活塞离曲轴回转中心（）处。

A.最远

B.最近

C.最高

D.最低

（2）下止点是指活塞离曲轴回转中心（）处。

A.最远

B.最近

C.最高

D.最近

（3）压缩比是指气缸（）容积与（）容积的比值。

A.工作……燃烧室

B.总……燃烧室

C.总……工作

D.燃烧室……工作

（4）气缸总容积等于工作容积与燃烧室容积（）。

A.之差

B.之和

C.乘积

D.之比

（5）四冲程发动机在进行压缩冲程时，进气门（），排气门（）。A.开……开 B.开……关

C.关……开

D.关……关

（6）四冲程发动机一个工作循环，曲轴共旋转（）。

A.四周

B.三周

C.二周

D.一周

（7）当发动机发出最大功率时，此时发动机转矩（）耗油率（）。A.最大……最低 B.最小……最高

C.最大……最高

D.小于最大转矩……大于最低油耗

3. 简答题

（1）发动机有什么作用？由哪些部件组成？

（2）简述发动机常用术语的定义。

（3）叙述发动机主要组成部分名称和作用，说出各个组成部分的主要部件名称。