发动机基本原理与构造

•发动机基本构造
➢机体及曲柄连杆机构 ➢配气机构 ➢燃油供给系 ➢点火系 ➢冷却系 ➢润滑系 ➢起动系
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1、曲柄连杆机构
§ 1.1 功用 将燃料燃烧时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变为曲 轴的旋转运动而对外输出动力。
§ 1.2 组成 1、机体组 2、活塞连杆组 3、曲轴飞轮组
S——活塞行程mm
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§ 2.1压缩比
定义：压缩前气缸中气体的最 大容积与压缩后的最小容积之
比称为压缩比。用ε表示。
ε= Va/Vc
现代化油器式发动机 压缩比一般为6～9(轿车有 的达9～11)。
公司各发动机压缩比一览表
发动机型号 TU3AF TU5JP4 CNG –TU5JP4 G
高度小，总体布置方便。 轿车中应用不多
对置气缸式发动机
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这3种分别为什 么式？
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§1.2.3 整体式气缸体和镶嵌式气缸体
a、整体式气缸体：气缸直接镗在气缸体上。 b、镶嵌式气缸体：气缸套镶嵌到气缸体内的气缸。
类型 整体式
构造
性能及应用
气缸直接镗在气缸体上
强度和刚度好，能承受大 负荷。成本高。
表面 点火
由于燃烧室内炽热 表面与炽热处(如排 气门头，火花塞电 极，积炭处)点燃混 合气产生的另一种 不正常燃烧。
伴有强烈的较沉闷 敲击声。
产生的高压会使发动机机件 负荷增加，寿命降低。
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3、四冲程发动机的简单工作原理
§3.1 四冲程汽油机的工作原理
1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程
蒸汽机
汽轮机 热汽机
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活塞式内燃机
蒸汽机
汽轮机
热汽机
优点
噪声小，平稳,升功率 高
缺点
油耗高、维修成本高
应用范围
马自达
结构简单、维修成本低
噪音、振动大
汽车
动力强劲 适于输送易燃易爆的气体
运营成本高，能量转换效率低 体积庞大、能量转换效率低
火车、轮船 电站
效率高 、噪音低、排放低
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制造成本高、体积大
单缸四冲程汽油机的工作过程
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进气行程
温度370~440 K， 压 力75~90 kPa
排气门关闭
进气门开启
上 止
P点
下 止 点
活 塞
大气压力线 r
a
示功图
V
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示功图：表示活塞在不同位置---时气缸内气体压力的变化情况。
压缩行程
温度600~800K， 压力600~1500 kPa
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进气门关闭
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1、发动机概述
发动机是汽车最主要的总 成之一，动力的来源。被称为 汽车的“心脏”。
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2、基本术语
上止点
下止点
活塞行程(S)
曲柄半径(R)
气缸工作容积(V h )
发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc )
VL= V h × I
气缸总容积(Va )
压缩比（ε） ε= Va / Vc
工作循环 Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm
压缩比
10.5
10.5
11
EW10A 11
EW12 10.8
压缩比愈大，在压缩终了时混合气的压力和温度便越高，燃烧速度便越快，
因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。
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但压缩比越大越好吗？
压缩比过大的不良后果：压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情
况，反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。
发动机基本原理与构造
MXY/MOT：张文
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技术中心机加部襄樊现场支持分部
DEPA/DMEC/MXF
目录
一、发动机的类型 二、发动机的工作原理 三、发动机的基本构造 四、发动机的性能指标 五、神龙公司系列发动机产品参数介绍
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发动机的类型
内燃机
发动机
外燃机
转子式内燃机
发动机类型 转子式内燃机 活塞式内燃机
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭
上 止
P点
下 止 点
活
塞
c
大气压力线 r a
示功图
V
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作功行程
进气门关闭
瞬时最高：温度 2200~2800 K， 压力 3~5MPa
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作功终了：温度 1500~1700 K， 压 力300~500 kPa
排气门关闭
上 止
Z
P点
下 止 点
活 塞
c
大气压力线 r
示功图
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§1.2.1 机体组 气缸盖
机体组组成：
气缸体
气缸
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气缸垫 油道和水道
曲轴箱 油底壳
§1.2.2 气缸体的布置分类
结构简单、加工 容易，但发动机长度 和高度较大。
缩短了机体的长度和高度， 增加了刚度，减轻了发动机 的重量；形状复杂，加工困 难。六缸以上发动机使用
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铝合金与 铸铁相比 有何优越
性？
导热性好、利于提高压 缩比，适用与高速高强 化汽油机
上置式凸轮轴
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§1.2.5 燃烧室
名称
特点
半球形
结构紧凑、火焰行程段、 燃烧速率高、热损失小、 热效率高
b
a V
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排气行程
进气门关闭
残余废气
活 塞
-Байду номын сангаас
排气门打开
P
上Z
止 点
下 止 点
c
大气压力线 r
b
温度900~1200 K 压力 105~125 kPa
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V 示功图
目录
一、发动机的分类 二、发动机的工作原理 三、发动机的基本构造 四、发动机的性能指标 五、神龙公司系列发动机产品参数介绍
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镶嵌式
用耐磨优质材料制成气 降低了制造成本，便于修
缸套，再装到一般材料 理和更换气缸套，延长了
制成的气缸体内。
气缸体的使用寿命。
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§1.2.4 气缸盖
功用：密封气缸的上部，与活塞、气缸等共同构成燃烧室。 材料：灰铸铁或合金铸铁，铝合金。 工作条件：由于接触温度很高的燃气，所以承受的热负荷很大。
电站、动力厂
活塞式内燃机的分类
按冷却方式 按冲程
按燃料 按缸孔数目
按缸孔排列
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水冷发动机
风冷发动机 四冲程发动机
二冲程发动机
汽油发动机 柴油发动机 气体燃料发动机 多缸发动机 单缸发动机 直列式发动机 对置式发动机 V型发动机
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W型发动机
直接喷射式发动机 化油器式发动机
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一、发动机的分类 二、发动机的工作原理 三、发动机的基本构造 四、发动机的性能指标 五、神龙公司系列发动机产品参数介绍
名称
成因
爆燃
由于气体压力和温 度过高，在燃烧室 内离点燃中心较远 处的末端可燃混合 气自燃而造成的一 种不正常燃烧。
现象
火焰以极高的速率 向外传播，形成压 力波，以声速向前 推进。当压力波撞 击燃烧室壁时就发 出尖锐的敲缸声。
后果
还会引起发动机过热，功率 下降，燃油消耗量增加等一 系列不良后果。严重爆燃时 甚至造成气门烧毁、轴瓦破 裂，火花塞绝缘体击穿等。