第二章第二章 汽车发动机结构汽车发动机结构2.1 发动机基本结构及工作原理发动机基本结构及工作原理u 汽油机基本结构及工作原理汽油机基本结构及工作原理 1、单缸四冲程汽油机基本结构 一台车用汽油机，结构虽复杂，但其基本结构都是由多个相同的单缸机组成，活塞2在汽缸1中作往复运动，并通过连杆3推动曲轴4转动。如下图所示。四冲程汽油机基本结构图1机体 2曲轴 3排气道 4排气门 5火花塞6电控喷油器 7 进气道 8进气门 9汽缸盖10活塞 11汽缸 12连杆 2、四冲程汽油机基本工作原理 （1）进气系统 当活塞从上止点向下止点运动时，相当于曲轴转角从0180，这时进气门开启，排气门关闭，电控喷油器向进气道喷油，空气与汽油混合气便被吸入气缸，该过程称为进气行程。 （2）压缩行程 当活塞继续从下止点向上止点运动时，进、排气门关闭，进入气缸的混合气便被压缩，该过程称为压缩行程。 压缩行程的作用:一是提高进入气缸内混合气的压力和温度，为混合气迅速着火燃烧创造条件；二是可以有效提高发动机的燃烧热效率。 气缸内气体被压缩的程度用压缩比表示，一般为711 =Va/Vc 式中 Va 汽缸总容积（活塞处于下止点时，活塞顶部以上的气缸容积） Vc 气缸燃烧室容积（活塞处于上止点时，活塞顶部以上的气缸容积） （3）作功行程 在压缩行程末，火花塞开始点火，进、排气门都关闭，进入气缸的可燃混合气被点燃、燃烧，放出大量的热能，导致气缸内气体压力和温度迅速增加，气体体积急剧膨胀，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能，该过程为作功行程。 （4）排气行程 活塞继续从下止点往上止点运动，这时进气门关闭，排气门开启，燃烧后产生的废气被排出气缸，该过程称为排气行程。行程名称行程名称曲轴转角（曲轴转角（）活塞行向活塞行向进气门进气门排气门排气门进气0180开关压缩180360关关作功360540关关排气540720关开四冲程发动机工作过程 3、多缸发动机结构特点 单缸发动机功率小，转速不均匀，工作振动大，现代汽车发动机都是采用多缸发动机，用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机。多缸发动机是由多个结构相同的气缸组成，它们一般共用一个机体，一根曲轴。曲轴的曲柄布置应该使各缸作功行程均匀分布在720曲轴转角内。如4缸发动机曲轴相邻工作缸的曲柄夹角为180，曲轴每转180 便有一个气缸作功，其工作 顺序有1-3-4-2和1-2-4-3两种。曲轴转角（曲轴转角（）第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸0180作功排气压缩进气180360排气进气作功压缩360540进气压缩排气作功540720压缩作功进气排气四缸机工作循环（工作顺序1-3-4-2） 多缸发动机所有气缸工作容积之和就称为该发动机的排量，发动机的排量越大，功率就越大。四缸机发动机曲轴u 柴油机结构特点与工作原理柴油机结构特点与工作原理 柴油机所用的燃料是柴油。与四冲程汽油机相比，基本结构特点是没有火花塞，喷油器直接安装在汽缸顶向气缸内喷油。1机体 2曲轴 3排气道 4排气门 5喷油器 6进气道 7进气门8汽缸盖 9活塞 10气缸 11连杆 四冲程柴油机工作原理与四冲程汽油机也有所不同，在进气行程进入气缸的是纯空气，而不是可燃混合气；在压缩行程末，喷油器向气缸喷入高压柴油，由于气缸的高温高压作用，柴油迅速着火燃烧，使气体急剧膨胀，推动活塞作功。其着火方式属于压燃式，而不是汽油机的点燃式。 由于柴油燃料的性质与汽油不同，粘度高，不易挥发，自燃点低，不会产生爆燃。为了使柴油可靠着火，提 高发动机燃烧热效率，柴油机的压缩比比汽油机高得多，一般为1622，所以最高燃烧压力也比汽油机高，工作也比汽油机粗暴。但柴油机比汽油机省油，相同排量的柴油汽车比汽油汽车省油近30%。u 发动机的主要性能指标发动机的主要性能指标 1、动力性能指标 （1）有效功率 由发动机曲轴输出的功率称为有效功率。每台发动机 铭牌上标明的功率称为该发动机的标定功率，标定功率时的发动机转速称为标定转速。 （2）升功率 它是指发动机在标定工况下每升气缸工作容积所发出的有效功率。升功率越大，发动机动力性能越好。 （3）有效转矩 发动机曲轴输出的平均转矩称为有效转矩。 2、经济性能指标 （1）燃油消耗率 指发动机每发出1Kw有效功率，在1h内所消耗的燃油质量，单位是g/(kw.h)。燃油消耗率越低，汽车越省油。 （2）有效热效率 燃料中所含的热量转变为有效功的比例称为有效热效率。汽油机的热效率一般为0.3，柴油机为0.4。u 汽车发动机总体组成汽车发动机总体组成 汽车发动机种类繁多，但总体看都是在一个机体上安装一个机构（曲柄 连杆机构）和六大系统（换气系统、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统）。柴油机则为五大系统，没有点火系统。2.2 发动机机体组件与曲柄连杆机构发动机机体组件与曲柄连杆机构u 发动机机体组件发动机机体组件 机体组件是发动机的骨架，安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷，内部有油道和水道。它主要由气缸体、气缸、气缸盖和气缸垫等零件组成。 1、气缸体 气缸体由灰铸铁或铝合金铸成。其 上部加工有气缸，下部有曲轴支撑孔，曲轴运动的空间称为曲轴箱。在气缸体内部铸有许多加强肋，冷却水套和润滑油道等。 气缸是活塞运动和燃烧作功的场所，如果磨损严重，将导致发动机功率下降、油耗升高、起动困难。 2、气缸盖 气缸盖安装在气缸体上面，从上部密封气缸。气缸盖下端面与活塞顶部和气缸壁一起构成燃烧室，内部铸有冷却水套。 缸盖上还装有进、排气门座和气门导管，用于安装进、气门。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，柴油机的气缸盖上则加工有安装喷油器的孔。 3、气缸垫 气缸垫安装在气缸盖和气缸体之间，其功用是保证气缸盖与气缸体接触面的密封，防止漏气、漏水和漏油。u 发动机曲柄连杆机构发动机曲柄连杆机构 曲柄连杆机构包括活塞连杆组件及曲轴飞轮组件两部分。 1、活塞连杆组件 活塞连杆组件由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成。 2、曲轴飞轮组件 曲轴飞轮组件主要由曲轴、飞轮和一些附件组成。