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1、模块1发动机总论,课题一 发动机总体构造,一、发动机的组成 汽油发动机（简称汽油机）通常是由两大机构、五大系统组成，柴油发动机（简称柴油机）则由两大机构、四大系统组成。两大机构是指曲柄连杆机构和配气机构，五大系统是指燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系（柴油机无此系统）和起动系。,图1.2 发动机总体构造,1曲柄连杆机构,曲柄连杆机构的作用是将燃料燃烧产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组3部分组成，如图1.3所示。,图1.3 曲柄连杆机构,2配气机构,配气机构的作用是使可燃混合气及时充入汽
2、缸并及时将废气从汽缸中排出。配气机构由气门组及气门传动组组成，如图1.4所示。,图1.4 配气机构,3燃料供给系,燃料供给系的作用是将一定浓度和数量的可燃混合气（或空气）供入汽缸以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出。传统化油器式汽油供给系包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气管、排气消音器等，如图1.5所示。,图1.5 化油器式汽油机燃料供给系,电控直喷式汽油机供给系在传统供给系的基础上取消了化油器，取而代之的是电子控制单元、各种传感器和执行器，能精确控制空燃比，使发动机性能得到提高，如图1.6所示。,图1.6 电控直喷式汽油机燃料供给系,柴油机供给系包括柴油箱、输油泵、柴油滤
3、清器、喷油泵、喷油器、进排气管、空气滤清器等，如图1.7所示。,图1.7 柴油机燃料供给系,4润滑系,润滑系的作用是将润滑油送至各个摩擦表面，以减轻机件的磨损，并清洗、冷却摩擦表面，延长发动机的使用寿命。润滑系包括机油泵、机油滤清器、润滑油道、限压阀、油底壳等，如图1.8所示。,图1.8 润滑系,5冷却系,冷却系的作用是将受热机件的热量散到大气中去，从而保证发动机正常工作。,6点火系,点火系是汽油发动机独有的，它的作用是按规定时刻向汽缸内提供电火花以点燃汽缸中的可燃混合气。柴油发动机由于其混合气是自行着火燃烧，故没有点火系。,7起动系,起动系的作用是将静止的发动机起动并转入自行运转。起动系包括
4、起动机及其附属装置等，如图1.11所示。,图1.11 起动系,二、发动机分类,1按所用燃料分类 发动机按所使用的燃料不同可分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机。,2按冲程分类,发动机按照其一个工作循环中活塞往复运动的冲程数进行分类，可分为四冲程发动机和二冲程发动机。,3按冷却方式分类,发动机按照冷却方式不同，可以分为水冷发动机和风冷发动机。,4按汽缸数目分类,发动机按照汽缸数目不同分为单缸发动机和多缸发动机。,5按汽缸排列方式分类,发动机按汽缸排列方式分类，可分为直列式发动机、V型发动机、W型发动机、对置式发动机。,6按进气系统是否采用增压方式分类,发动机按进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸
5、气（非增压式）发动机和强制进气（增压式）发动机。,7按活塞的工作方式分类,发动机按活塞工作方式可分为往复式发动机和转子发动机。,三、发动机型号编制规则,图1.12 发动机型号编制规则,课题二 发动机工作原理,一、发动机基本术语,图1.14 发动机基本术语示意图,1上止点2下止点3活塞行程4冲程5曲柄半径6汽缸工作容积,7燃烧室容积8汽缸总容积9发动机排量10压缩比11工作循环,二、发动机的工作原理,1四冲程汽油机的工作原理 四冲程发动机是指曲轴转两圈（720），活塞往复运动4次完成一个工作循环的发动机。四冲程汽油机的工作循环示意图如图1.15所示。,图1.15 四冲程汽油机工作循环示意图,（l
6、）进气行程。,活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时进气门开启，排气门关闭。,（2）压缩行程。,活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，由于进、排气门均关闭，汽缸内容积逐渐减小，可燃混合气压力、温度逐渐升高。,（3）做功行程。,在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转做功，至活塞到达下止点时做功结束。,（4）排气行程。,在做功行程终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动，废气在自身剩余压力和活塞推动下，被排出汽缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。,2四
7、冲程柴油机工作原理,四冲程柴油机的工作循环示意图如图1.16所示。,图1.16 四冲程柴油机工作循环示意图,（l）进气行程。,进气行程不同于汽油机的是进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。,（2）压缩行程。,压缩行程不同于汽油机的是压缩纯空气。,（3）做功行程。,此行程与汽油机有很大差异，压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入汽缸内的高温高压空气中，被迅速汽化并与空气形成混合气，由于此时汽缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约500K），柴油混合气便立即自行着火燃烧，且此后一段时间内边喷油边燃烧，汽缸内压力和温度急剧升高，推动活塞下行做功。,（4）排气行程。,此行程与汽油机基本相同。,3四冲程发动机工作循环的特点,（1）每完成一个工作循环，曲轴转两周（720），每完成一个行程曲轴转半周（180），进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。,（2）在4个行程中，只有做功行程产生动力，其余3个行程是为做功行程做准备的辅助行程，都要消耗一部分能量。,（3）两种发动机运转的第一循环，都必须靠外力使曲轴旋转完成进气和压缩行程，做功行程开始后，做功能量储存在飞轮内，以维持循环继续进行。,
