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模块三 汽车基本结构与工作原理 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 课题二 汽车底盘的基本结构及工作原理 课题三 汽车电器的基本结构及工作原理 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 相关知识一：四冲程发动机的工作原理 1发动机基本术语 （1）上止点 活塞顶距离曲轴旋转中心最远的位置称为上止点（图 3-1）； （2）下止点 活塞顶距离曲轴旋转中心最近的位置，称为下止点（图3-1） （3）活塞行程 上、下止点间的距离称为活塞行程，用s表示（图3-1）。 s=2R 式中 R——曲柄半径。 即曲轴每转一周，活塞完成两个行程。 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 （4）燃烧室容积 活塞在汽缸内作往复直线运动，当活塞位于上止点时，活塞顶上面的汽缸空间为燃烧室容积，用Vc表示。 （5）汽缸工作容积 活塞从一个止点移到另一个止点所扫过的容积称为汽缸工作容积，用Vh（L）表示。 式中 D——汽缸直径，mm； s——活塞行程，mm 。 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 （6）汽缸总容积 活塞位于下止点时，活塞顶上部的全部汽缸容积称为汽缸总容积，用Va表示，即： （7）发动机排量 多缸发动机所有汽缸工作容积的总和称为发动机排量，用VL表示。 （8）压缩比 汽缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，表示活塞从下止点移到上止点时，汽缸内气体被压缩的程度，用ε表示。 通常，汽油机压缩比一般为6～9（有的轿车可达9～11），柴油机压缩比一般为 16～22。 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 （9）工作循环 内燃机每一次能量转换所经历的一系列连续过程。 2四冲程汽油机工作原理 活塞在汽缸内往复四个行程（相当于曲轴旋转两周）完成一个工作循环的发动机，称为四冲程发动机。四冲程发动机每个工作循环中的四个活塞行程分别为进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程。 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 （1）进气行程 进气行程将空气与燃料先在汽缸外部的化油器中进行混合，形成可燃混合气，然后吸入汽缸。如图3-2（a）所示，进气行程中，进气门开启，排气门关闭，曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，活塞上方的汽缸容积增大，从而汽缸内压力降到大气压以下，即在汽缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入汽缸。在这个过程中，曲轴转过了180°。由于进气系统有阻力，进气终了时汽缸内气体压力约为0.075～0.09 MPa。 流进汽缸内的可燃混合气，因为与汽缸壁、活塞顶等高温机件表面接触并与前一循环留下的高温残余废气混合，所以温度升高到370～400 K。 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 （2）压缩行程 为使吸入缸内的混合气迅速燃烧，放出更多的热量，从而使发动机发出更大的功率，必须在混合气燃烧前对其进行压缩，使其容积变小、温度升高。为此，在进气终了时便立即进入压缩行程，如图3-2（b）所示。在压缩行程中，进、排门均关闭，曲轴推动活塞定时由下止点向上止点移动一个行程，压缩终了时，活塞到达上止点，混合气被压入活塞上方很小的燃烧室中。此时，混合气压力高达0.6～1.2 MPa，温度可达600～700 K。 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 （3）作功行程 如图3-2（c）所示，作功行程在压缩行程接近终了时，火花塞产生电火花点燃混合气，此时进、排气门仍关闭。由于混合气的迅速燃烧，使缸内气体的温度和压力迅速升高，最高压力可达5～9 MPa，最高温度可达2 200～2 800 K。在高温高压气体的作用力推动下，活塞向下止点运动，活塞的下移通过连杆使曲轴旋转运动，产生转矩而作功。发动机至此完成了一次将热能转变为机械能的过程。通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余即用于对外作功。作功终了时，压力降至0.3～0.5 MPa，温度则降为1 300～1 600 K。此时曲轴又转过180°。 课题一 汽车发动机的基本结构及工作原理 （4）排气行程 如图3-2（d）所示，排气行程混合气燃烧后成为废气，应从汽缸内排出，以便下一个工作循环得以进行。因此，当作功行程接近终了时，排气门打开，进气门仍关闭，因废气压力高于大气压而自动排出。此外，当活塞越过下止点上移时，还靠活塞的推挤作用强制排气。活塞到上止点附近时，排气行程结束。排气终了时，缸内压力约为0.105～0.115 MPa，温度约为900～1 200 K。 综上所述，四冲程汽油发动机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。这期间活塞在上下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转两圈（720°），