1发动机的工作原理及总体构造
发动机的工作原理及总体构造
学时：4
教学重点：发动机的类型、工作原理及总体构造
难点：四冲程汽油机工作原理及与柴油机的区别
新课导入：引用一些事例激发学生的兴趣，进而开始讲述汽车发动机术语、组成和工作原理。
发动机的定义：发动机是发出动力的机器。是一种能量转变为机械能的装置。发动机是汽车的心脏，是汽车的动力装置，它将燃料的化学能转变为热能，再由热能转变为机械动力，并通过底盘的传动系和行驶系驱动汽车行驶。
一、发动机的分类与编号
（一）发动机分类
按燃料分：汽油机、柴油机、天然气机
按活塞运动方式：活塞往复直线运动；旋转运动
按冲程：四行程；二行程
按缸数及排列：单缸；多缸；直立；直卧；V形
按冷却方式：水冷；风冷
按气门布置；侧置；顶置
按凸轮轴布置：顶置；上置；下置
按着火方式：点燃；压燃
按进气方式：自然吸气；增压进气
按混合气形成方式：化油器；层状进气；汽油喷射
（二）发动机编号（GBJ25－65）
1、首部：缸数符号，用数字表示。
2、中部：机型系列，用字母表示行程数，用Ｅ表示二行程，不用此符号时表示四行程；用数字表示气缸直径，毫米表示，但不列出小数点后的数字。
3、尾部：变型符号，用数字表示顺序，与前面符号短横隔开；用字母表示下列特征：
Q—汽车用；Z—增压；T—拖拉机用；K—复合；C—船用；F—风冷（无符号为水冷）；J—铁路牵引用。
举例：492Q、6100Q－1、6135C－1、8120F、8E430Z
二、发动机常用术语
1、上止点：活塞顶部距离曲轴中心线最远的位置。
2、下止点：活塞顶部距离曲轴中心线最近的位置。
3、活塞行程（S）：上下止点间的距离。
4、气缸工作容积（V h）：活塞由上止点移动到下止点所扫过的容积。
5、发动机工作容积（发动机排量）（V l）：发动机全部气缸工作容积的总和。
6、燃烧室容积（V c）：活塞在上止点时，活塞顶上方的容积。
7、气缸总容积（V a）：活塞在下止点时，活塞顶上方的全部容积。V a=V c+V h。
8、压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比。ε=V a/V c
二、发动机的工作原理
（一）四行程汽油机工作原理
1、进气行程：作用是将汽油和空气混合成的可燃气体吸入气缸。
Pa =75～90 KPa，Ta =80～130℃。
2、压缩行程：作用是提高可燃混合气的压力和温度，为其迅速燃烧创造条件。
Pc =800～1400 KPa，Tc =350～450℃。
3、做功行程：作用是使压缩终了的可燃混合气燃烧后膨胀做功。
Pz =2940～3920KPa，Tz =1800～2000℃。
4、排气行程：作用是排除气缸内膨胀做功后的废气。
Pr =105～120 KPa，Tr =600～900℃。
综上所述：发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周（720℃），进、排气门各开启一次，活塞完成四个行程，其中进气、压缩和排气行程是消耗动力，只有做功行程产生动力。
每完成一次进气、压缩、做功、排气的过程，称为一个工作循环。
发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个工作循环
（二）四行程柴油机工作原理
1、进气行程
吸进纯空气，Ta=300---400K，Pa=80---95KPa
2、压缩行程
压缩终了压力、温度高于汽油机，Tc=750---950K，Pc=3000---5000KPa
3、作功行程
活塞接近上止点，喷油器高压喷油，形成混合气自然。
Tz=1800---2200K，Pz=6000---9000KPa
4、排气行程
由于ε大，膨胀充分，排气终了压力温度较低。Tr=700---900K，Pr=105---120KPa。（三）汽油机与柴油机比较
1、混合气形成方式不同：汽---外部混合
柴---内混合
2、燃烧方式不同：汽---点燃式
柴---压燃式
3、性能不同：汽：转速高，重量轻，噪音小，经济性差
柴：相反
（四）二行程工作原理
曲轴转一周，活塞往复两个行程完成一个工作循环，称为二行程发动机。
1、二行程汽油机工作原理
二行程汽油机缸壁有：排气孔、进去孔、换气孔。
活塞自下止点向上止点运动（进气、压缩），活塞上方压缩，活塞下方进气。
活塞自上止点向下止点运动（做功、排气），活塞上方做功，然后换气，活塞下方予压缩。
2、二行程柴油机工作原理（自学）
活塞自下向上，进气、压缩；活塞自上向下，做功、排气。
（五）二行程与四行程比较
1、功率提高。当Va、n、ε相同时，理论上其功率是四行程的二倍，实际提高1.5---1.6倍
2、做功次数多，运转平稳。
3、结构简单，维修方便。
4、废气不易排干净，新气损失大，经济性差。
三、发动机总体构造
两个机构和五个系统：曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、点火系（汽油机）和起动系。
本章课后思考题
1、什么叫上止点、下止点、汽缸工作容积、燃烧室容积、压缩比、发动机排量？
2、内燃机运行中，如果连杆弯曲，压缩比会如何变化?
3、什么叫发动机循环、四行程发动机、二行程发动机？二行程发动机有何特点？
4、举例说明内燃机的编号规则。