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第二章 汽车发动机结构 2.1 发动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0°~180°，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ε表示，一般为7~11ε =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 曲轴转角（°） 活塞行向 进气门 排气门 进气 0~180 ↓ 开 关 压缩 180~360 ↑ 关 关 作功 360~540 ↓ 关 关 排气 540~720 ↑ 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（°） 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸 0~180 作功 排气 压缩 进气 180~360 排气 进气 作功 压缩 360~540 进气 压缩 排气 作功 540~720 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 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16~22，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%。 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。 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