第三节 发动机工作原理及构造n一、 内燃机基本结构n二、 内燃机基本术语n三、 四冲程内燃机工作原理n四、 二冲程内燃机工作原理n五、 发动机的总体构造n六、 发动机的性能指标n作业1车辆与动力工程系一、 内燃机基本结构n气缸n活塞n连杆n气缸盖n气门n凸轮轴n曲轴 返回2车辆与动力工程系二、 内燃机的基本术语n工作循环n气缸工作容积n内燃机排量n燃烧室容积n气缸总容积n压缩比返回3车辆与动力工程系气缸工作容积n定义：上、下止点间所包容的气缸容积n符号：VSn公式：n式中：D-气缸直径mmS-活塞行程mm返回4车辆与动力工程系内燃机排量n定义：内燃机所有气缸工作容积的总和n符号：VLn公式：n式中：i-气缸数VS-气缸工作容积L返回5车辆与动力工程系燃烧室容积和气缸总容积n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成为 燃烧室，其容积称为燃烧室容积。符号：VCn气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积 之和称为气缸总容积。符号：Va公式： 返回6车辆与动力工程系压缩比n定义：气缸总容积与燃烧室容积之比n符号：n公式：返回7车辆与动力工程系三、 四冲程内燃机工作原理 进气行程 压缩行程 作功行程 排气行程 工作过程 柴油机返回8车辆与动力工程系进气行程 活塞在曲轴的带动下 由上止点向下止点运 动，这时排气门关闭 ，进气门打开，活塞 在移动过程中，气缸 容积增大，气缸内形 成一定的真空度。可 燃气体被吸入气缸。 返回9车辆与动力工程系压缩行程 曲轴继续旋转，活 塞从下止点向上止 点运动，这时进、 排气门都关闭，气 缸内成为封闭容积 ，可燃混合气受到 压缩，压力和温度 不断升高，当活塞 到达上止点时压缩 行程结束。 返回 10车辆与动力工程系作功行程 作功行程包括燃烧过 程和膨胀过程，在这 一行程中，进气门和 排气门仍然保持关闭 。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 剧升高，推动活塞从 上止点运行到下止点 。返回11车辆与动力工程系排气行程 排气行程开始，排气 门打开，进气门仍然 关闭，曲轴通过连杆 带动活塞右下止点移 到上止点，靠废气的 残余压力和活塞的推 动下，经排气门排出 气缸。当活塞到达上 止点时，排气行程结 束。 返回12车辆与动力工程系汽油机工作过程演示返回13车辆与动力工程系四冲程柴油机工作原理n四行程柴油机的工作循环同样包括进气、 压缩、作功和排气四个行程。n进气行程：被吸入气缸的是纯空气n压缩行程：柴油机压缩比较大n作功行程：压缩终了时喷油器将柴油喷入 燃烧室，柴油自行燃烧。n排气行程：与汽油机相同返回14车辆与动力工程系四、 二冲程内燃机工作原理 第一行程 第二行程 工作过程返回15车辆与动力工程系二冲程汽油机工作过程返回16车辆与动力工程系五、发动机的总体构造 发动机两大机构五大系统曲柄连杆机构配气机构供给系统冷却系统润滑系统点火系统起动系统返回我们看一下发动机的装配过程17车辆与动力工程系曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是 发动机实现工作 循环，完成能量 转换的主要运动 零件 它由机体组、活 塞连杆组和曲轴 飞轮组等组成 返回18车辆与动力工程系配气机构 配气机构是根据发 动机的工作顺序和 工作过程，定时开 启和关闭进气门和 排气门，使可燃混 合气或空气进入气 缸，并使废气从气 缸内排出。 配气机构一般由气 门组、气门传动组 和气门驱动组组成 。 返回 19车辆与动力工程系供给系统返回20车辆与动力工程系冷却系统 冷却系是将受热 零件吸收的部分 热量及时散发出 去，保证发动机 在最适宜的温度 状态下工作。 冷却系由冷却水 套、水泵、风扇 、水箱、节温器 等组成。返回 21车辆与动力工程系润滑系统 润滑系的功用是向作相 对运动的零件表面输送 定量的清洁润滑油，以 实现液体摩擦，减小摩 擦阻力，减轻机件的磨 损。并对零件表面进行 清洗和冷却。 润滑系由润滑油道、机 油泵、机油滤清器和一 些阀门等组成。 返回 22车辆与动力工程系点火系统 点火系功用是 在压缩行程终 了时准确点火 点火系统由蓄 电池、发电机 、分电器、点 火线圈和火花 塞等组成。 返回 23车辆与动力工程系起动系统 要使发动机由静止 状态过渡到工作状 态，必须先用外力 转动发动机的曲轴 ，使活塞作往复运 动，气缸内的可燃 混合气燃烧膨胀作 功，推动活塞向下 运动使曲轴旋转。 发动机才能自行运 转。 返回 24车辆与动力工程系发动机的装配过程返回25车辆与动力工程系六、 发动机的性能指标 性能指标动力性指标经济性指标其他指标有效转矩有效功率发动机转速平均有效压力有效热效率有效燃油消耗率返回本节作业题26车辆与动力工程系有效转矩n定义：发动机对外输出的转矩n符号：Ten单位：N.mn有效功：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返回27车辆与动力工程系有效功率n定义：发动机在单位时间对外输出的有效 功称为有效功率n符号：Pen单位：KWn大小：有效转矩与曲轴角速度的乘积n公式： 返回28车辆与动力工程系发动机转速n发动机转速：发动机曲轴每分钟的回转 数称为发动机转速n表示符号：nn单位：r/minn标定转速：发动机产品标牌上的有效功 率及其相应的转速分别称为标定功率和 标定转速返回29车辆与动力工程系平均有效压力n平均有效压力：单位气缸工作容积发出 的有效功率称为平均有效压力n表示符号：Pmen单位：MPan评价方法：平均有效压力越大，发动机 的作功能力越强返回30车辆与动力工程系有效热效率n有效热效率：燃料燃烧所产生的热量转 化为有效功率的百分数称为有效热效率n符号：en评价方法：为了获得一定数量的有效功 所消耗的热量越少，有效热效率越高， 发动机的经济性越好返回31车辆与动力工程系有效燃油消耗率n有效燃油消耗率：发动机每输出1kW.h的有效功率所 消耗的燃油量称为有效燃油消耗率n表示符号：b e n单位：g/(kW.h)n公式：nB发动机在单位时间内的耗油量nPe发动机的有效功率返回32车辆与动力工程系其它性能指标（1）n强化指标：发动机承受热负荷和机械负荷能力的评 价指标，包括升功率和强化系数。*升功率：发动机在标定工况下，单位发动机排量 输出的有效功率称为升功率。*强化系数：平均有效压力与活塞平均速度的乘积 称为强化系数n紧凑性指标：表征发动机总体结构紧凑程度的指标 ，包括比容积和比质量。*比容积：发动机外廓体积与其标定功率的比值*比质量：发动机的干质量与其标定功率的比值下一页33车辆与动力工程系其它性能指标（2）n环境指标：发动机排气品质和噪声水平n可靠性指标：发动机在规定的使用条件下，正 常持续工作能力的指标n耐久性指标：发动机主要零件磨损到不能继续 正常工作的极限时间n工艺性指标：评价发动机制造工艺性和维修工 艺性好坏的指标n发动机速度特性：发动机有效功率、有效转矩 和有效燃油消耗率随发动机转速的变化关系返回本节作业题34车辆与动力工程系作业题n四冲程往复活塞式发动机通常有哪些机 构和系统组成？n发动机的性能指标有哪些？nCA488型四冲程汽油机有四个气缸，气 缸直径88mm，活塞行程92mm，压缩比 为8，试计算其气缸工作容积、燃烧室容 积和发动机排量。35车辆与动力工程系