汽车发动机概述共16页

使用高热值、清洁的燃油可以提高发动机的燃烧效率，提升发 动机性能。
通过改进进气系统的设计，如采用可变进气歧管等技术，可以 提高发动机的充气效率，提升动力性能。
采用高性能的点火线圈、火花塞等，可以提高发动机的点火效 率，使得燃烧更加充分，提升发动机性能。
定期进行发动机的维护保养，如更换机油、清洗空气滤清器等 ，可以保持发动机的良好状态，延缓发动机性能衰减。
发动机的主体部分，用于 容纳活塞和燃烧室。
活塞
在汽缸内做往复运动的部 件，通过连杆与曲轴相连 ，将燃料燃烧产生的推力 转化为旋转动力。
曲轴
发动机的核心部件，通过 连杆与活塞相连，将活塞 的往复运动转化为旋转运 动，并输出动力。
发动机的基本构造
气门机构
控制进气和排气的装置， 包括进气门、排气门、气 门弹簧、凸轮轴等部件。
清除燃油中的杂质和水分 ，确保供给发动机的燃油 清洁无杂质。
将燃油喷入发动机进气歧 管或直喷入气缸内，其喷 雾质量和喷油量对发动机 性能具有重要影响。
燃油供给系统通过燃油泵 将燃油从燃油箱中抽出， 经过滤清器过滤后，由喷 油器喷入发动机进气歧管 或气缸内，与空气混合后 形成可燃混合气，供发动 机燃烧做功。
环保性指标
可靠性指标
主要包括尾气排放中的有害物质含量，如 一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等，这 些指标反映了发动机对环境的影响。
通常通过发动机的大修里程和故障率来评 价，反映了发动机的长久耐用性和稳定性 。
影响发动机性能的因素
燃油品质
燃油的热值、清洁度等都会直 接影响发动机的燃烧效率和性
能。
进气系统
02
发动机主要部件与功能
缸体缸盖组合件
缸体
缸体是发动机的主体部分，通常由铝合金或铸铁制成。它包含汽缸，每个汽缸 都有一个活塞，用于转换燃料的化学能为机械能。

冷却系统
组成
由水泵、散热器、风扇、节温器、冷 却液温度表等组成。
作用
将受热零件吸收的部分热量及时散发 出去，保证发动机在最适宜的温度状 态下工作。
汽车发动机的性能指
05
标与评价
发动机的性能指标
功率
发动机在单位时间内所做的功，是衡量发动 机动力性能的重要指标。
燃油消耗率
发动机在单位时间内消耗的燃油量，是评价 发动机经济性能的关键指标。
排放特性曲线
表示发动机排放物含量随转速和负荷 变化的关系曲线，体现了发动机的环 保性能。
汽车发动机的维护与
06
保养
发动机的日常维护
1 2 3
清洁空气滤清器
定期清洁或更换空气滤清器，以确保发动机吸入 的空气干净，防止杂质进入发动机内部。
检查油位和油质
每天检查发动机机油油位，确保机油在正常范围 内；定期更换机油和机油滤清器，以保持机油清 洁并延长发动机寿命。
THANKS.
汽车发动机的作用
02
提供动力
驱动汽车行驶
爬坡和载重
发动机是汽车的心脏，通过燃烧燃料 产生动力，驱动汽车前进或后退。
在面对坡道或承载重物时，发动机需 要提供更大的动力以克服重力或负载。
加速和减速
根据驾驶员的操作，发动机可以调整 输出的动力，使汽车加速或减速。
转换能量
燃料燃烧
发动机将燃料的化学能转 换为热能，通过燃烧过程 释放能量。
排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的 废气排出气缸。
发动机的工作循环
发动机的工作循环由四个基本过程组成： 进气、压缩、做功和排气。这四个过程周 而复始地进行，称为一个工作循环。
发动机的工作循环是发动机产生动力的 基础，了解工作循环的原理对于理解发 动机的工作原理和性能至关重要。

尾气净化装置的 组成：包括催化 转化器、颗粒物 捕集器等部分
工作原理：通过催 化转化器将尾气中 的有害物质转化为 无害物质，颗粒物 捕集器则捕集尾气 中的颗粒物，减少 对环境的污染
作用：有效降低 汽车尾气中的污 染物排放，保护 环境
维护与保养：定 期清洗和更换催 化转化器和颗粒 物捕集器，保证 其正常工作
做功冲程：燃料燃烧产生动力
排气冲程：废气排出气缸
发动机的进气系统
组成：空气滤 清器、进气管、 节气门、气门
等部件
作用：为发动机 提供清洁的空气， 控制进入发动机 的空气量，为发 动机提供最佳的
混合气
进气门和排气门的结构：进气门通 常较大，排气门较小，形状和大小 的设计需满足发动机的工作需求。
气门弹簧的作用：气门弹簧的作用 是保证气门的正常开闭，防止气门 在高温下因热膨胀而卡滞。
发动机由多个机构和系统组 成，如气缸、活塞、曲轴等
发动机的分类：根据燃料类型， 发动机可分为汽油机、柴油机和 混合动力机等；根据进气方式， 发动机可分为自然吸气和增压进 气发动机。
发动机的基本组成：发动机 由进气系统、燃油系统、点 火系统、排气系统和曲柄连 杆机构等组成。
吸气冲程：空气进入气缸
压缩冲程：空气被压缩
燃油泵：提供燃 油压力，确保燃 油供应
喷油嘴：将燃油 雾化并喷入气缸
燃油滤清器：过 滤燃油中的杂质 和水分
燃油管路：输送 燃油，连接各部 件
燃油泵：将燃油从油箱中抽出，加压后供给发动机 喷油器：将燃油雾化后喷入燃烧室，与空气混合燃烧 燃油滤清器：过滤燃油中的杂质和颗粒物，保持燃油清洁
发动机的点火系统
润滑油滤清器：分为粗滤器和细滤器，分别过滤较大和较小的杂质，保持润滑油的清洁度， 延长发动机使用寿命。

2、压缩行程
作用 过 程
提高空气或可燃混合气的压力和温度，为迅速燃烧创造条件
汽油机
压力：0.6~1.5mpa；气温：600~800k
柴油机
压力：3~5mpa；气温：800~1000k；
3、做功行程
作用 过 使压缩终了的混合气燃烧并膨胀做功
程
汽油机 压力：3~5mpa；气温：2200~2800k； 柴油机 压力：5~10mpa；气温：1530~1930k
活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积称为气缸总容积。一般用Va表示，显而 易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室 容积之和，即Va＝Vc＋Vh
8、燃烧室容积：
活塞在上止点时活塞顶面所封闭的的气缸容积。
10、压缩比：
• 气缸总容积与燃烧室容积的比值。用ε表示 • ε=Va/Vc=（Vh+Vc）/Vc=1+Vh/Vc • 现代车用汽油机的压缩比一般为6~10； • 现代车用柴油机的压缩比一般为16~22。
4、点火系
• 在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸 盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生 电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点 火线圈和火花塞等组成。
5、冷却系
• 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最 适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、 水箱、节温器等组成。
2. 内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义
3、发动机型号举例 • （1）CA6102——表示由第一汽车制造厂生产、六缸、 直列、四冲程、缸径102mm、液冷、通用型。 • （2）EQ6100-1——表示由第二汽车制造厂生产、六 缸、直列、四冲程、缸径100mm、液冷、通用型、第 一次改型产品。 • （3）、YC6105QC——表示由广西玉林柴油机机器股 份有限公司生产、六缸、直列、四冲程、缸径为 105mm、液冷、车用柴油机、第二次改型产品。 • （4）、1E65F——表示单缸、二冲程、缸径65mm、 风冷、通用型。

气缸盖内的进气道被一个优 质钢片水平分成两部分。 通过位于前部的进气管翻板 可以关闭下部的进气道，于
是就可以提高气流密度并会
在燃烧室内使空气柱产生滚 动（波动） ,从而可使得燃油空气混合气产生最佳的涡流
运动。
为了减少气流损失，进气管
翻板是偏心安装的，这样就 可保证翻板在打开位置可与 气道壁合为一体。
高压喷射阀由日立公司制造。其任 务是及时将所需的燃油直接喷入燃 烧室。发动机控制单元施加大约
66V 电压来驱动喷油阀。燃油量取 决于打开时间和燃油压力。燃烧室 由Teflon 密封圈密封。在解体后必须 更换
第三十二页，编辑于星期一：五点 二十二分。
FSI发动机燃油喷射系统 —— 工作说明
连接处在节气门前和 V形室盖上，为了避免吸入窜出的气体（例如在全负
荷和节气门打开时，由于曲轴箱和进气软管之间存在压力差），在管路
上装上了一个单向阀。
第九页，编辑于星期一：五点 二十二分。
曲轴箱通风系统
第十页，编辑于星期一：五点 二十二分。
曲轴箱通风系统
第十一页，编辑于星期一：五点 二十二分。
曲轴箱通风系统 ——压力调节阀
发动机燃油喷射系统 ——高压泵进油
进油冲程出口 在进油冲程，在活塞弹簧力的作用下，活塞向下移动。内部空间增大使燃 油进入油泵内部。流量控制阀使低压阀保持在打开状态。流量控制阀处于断电状态。
第二十九页，编辑于星期一：五点 二十二分。
发动机燃油喷射系统 ——高压泵有效冲程
有效冲程 在有效冲程，凸轮使泵活塞向上移动。但因油控制阀处于断电状态而导致 低压进油阀无法关闭。因此，压力依然无法建立。
发动机燃油喷射系统 ——低压部分
第二十五页，编辑于星期一：五点 二十二分。

第十二页，共39页。
9. 工况：内燃机在某一时刻的运行状况简
称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和 曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机的转速。
10.负荷率： 内燃机在某一转速下发出的有
效功率及相同转速下发出的最大有效功率的 比值成为负荷率，以百分数表示。负荷率通 常简称为负荷。
第十三页，共39页。
三、四冲程汽油机的工作原理 1、进气行程
第一章.汽车发动机工作原理与总 体构造
第一页，共39页。
第一节.汽车发动机的定义及类型
一.汽车发动机的定义及其类型
（一）定义：
1) 发动机：将某一种形式的能量转换为机 械能的机器。 2) 热力发动机（热机）：将热能转换为机 械能的机器。包括内燃机和外燃机两种。 3) 内燃机：燃料（气、液体）燃烧的热气 直接将所含热能转变为机械能的一种机器。
压缩终了压力：pco＝0.8～1.5 Mpa 压缩终了温度：Tco＝600～750 K
第十五页，共39页。
进气门关闭
压缩行程
压缩比：
ε=Va/Vc
排气门关闭
下止点 上止点
温度600~800K， 压力600~1500 kPa
P
c 大气压力线 r
第十六页，共39页。
示功图
a V
3.作功行程
活塞：从上止点移动到下止点 气门：进气门关闭，排气门关闭 曲轴：旋转从360℃A～540℃A 最高压力：pmax＝3.0～6.5 Mpa 最高温度：Tmax＝2200～2800 K 膨胀终了压力：pex＝0.35～0.5Mpa 膨胀终了温度：Tex＝1200～1500 K
• 发动机外廓体积及其标定功率的比值称为比容积。
2.比质量
• 发动机的干质量与其标定功率的比值称为比质量。干质 量是指未加注燃油、机油和冷却液的发动机质量。比容 积和比质量越小，发动机结构越紧凑。

滤清器外形
4．细滤器
机油细滤器用来过滤机油中直径0.001mm以上的细小杂质，这种滤 清器对机油的流动阻力较大，故多做成分流式，它与主油道并联，只有 少量的机油通过它滤清后又回到油底壳。
二、润滑系统工作原理 1. 润滑作用机理
润滑油
轴承
轴
2.润滑系统原理
§3-7 冷却系统
功用
把发动机工作时受热零件吸收的部分热量及时散发出去， 使工作中的发动机得到适度冷却，保持发动机在最适宜的 温度下工作。
功用：连接活塞和连杆小头，并把活塞承受的气 体压力传递给连杆。
活塞销连接方式 形式:全浮式（工作时自由转动）、半浮式。
活塞销
全浮式：活 塞销能在连 杆衬套和活 塞销座中自 由摆动，使 磨损均匀。
连杆
半浮式： 活塞中部 与连杆小 头采用紧 固螺栓连 接，活塞 销只能在 两端销座 内作自由 摆动。多 用于小轿
保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气，并把活塞顶
部吸收的大部分热量传给气缸壁，再由冷却水将其带
走。
气环
切口
气环密封原理 将2～3道气环的切口相互错开形成“迷宫式”封气装置。
气环断面形状及泵油作用
油环
功用 ❖ 布油(活塞上行) ❖ 刮油 ❖ 密封(辅助作用)
活塞环
油环的刮油作用
油环形状
3. 活塞销
空气供给系统
汽油供给系统
电子控制系统
电控汽油喷射系统的工作原理
3．汽油喷射式燃油供给系统主要部件
喷油器
喷油器
电磁线圈
分配器
柱塞针阀
汽油喷射式燃油供给系统主要部件
电动汽油泵
汽油喷射式燃油供给系统主要部件 燃油压力调节器和燃油分配管
二、柴油机燃油供给系统

汽缸体与汽缸盖
汽缸体
发动机的骨架，容纳活塞运动的 圆筒形空腔，通常与曲轴箱连成 一体。
汽缸盖
封闭汽缸上部，与汽缸体和活塞 顶部共同构成燃烧室，并承担密 封和散热功能。
活塞与连杆
活塞
在汽缸内往复运动的机件，承受气体压力并通过连杆将动力 传给曲轴。
连杆
连接活塞与曲轴的机件，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋 转运动。
发动机。
缸内直喷技术
采用缸内直喷技术，提高燃油的雾化 质量和燃烧效率，降低油耗和排放。
可变压缩比技术
通过改变发动机的压缩比，实现发动 机在不同工况下的最优性能，提高燃 油经济性和动力性。
智能化和自适应技术
未来发动机将更加注重智能化和自适 应技术的应用，实现发动机的自我优 化和自适应控制。
THANKS
台架试验
在实验室条件下，通过专 门的测试设备对发动机进 行各项性能指标的测量和 评价。
道路试验
在实际道路行驶条件下， 通过测量车辆的动力性、 经济性、排放性等指标来 评价发动机性能。
模拟仿真
利用计算机仿真技术，建 立发动机的数学模型，模 拟发动机在各种工况下的 性能表现。
影响发动机性能的因素
结构设计
《汽车发动机》课件
contents
目录
• 汽车发动机概述 • 汽车发动机的工作原理 • 汽车发动机的主要部件及功能 • 汽车发动机的性能指标与评价 • 汽车发动机的维护与保养 • 汽车发动机的发展趋势与展望
01 汽车发动机概述
发动机的定义与分类
定义
发动机是一种将燃料内能转化为机械 能的装置，为汽车提供动力。
02 汽车发动机的工 作原理
四冲程汽油机工作原理
进气冲程

发动机经过.进 气、压缩、做功、 和排气4个连续 的过程,这个过 程称为发动机的 工作循环
4冲程汽油发动机工作原理 影2
21
进气行程 进气门开启,排气门关闭,
随着活塞从上止点向下止点移 动,吸入可燃混合气
2. 压缩行程
进、排气门全部关闭,活塞
由下止点上上止点移动 ,压
缩可燃混合气
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爆燃：
爆燃是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造成的1种不正常燃烧 也称炽热 点火或早燃 爆燃时会产生尖锐的敲缸声,还会引起发动机过热, 功率下降,燃油消耗量增加等1系列不良后果 严重时甚至会造 成气门烧毁、轴瓦破裂、火花塞绝缘体击穿等机件损坏现象 表面点火时,也伴有强烈的敲击声 较沉闷 ,产生的高压会使发动 机机件负荷增加,寿命降低
5.根据汽缸进气压力
来分类
概述
3
按照进气系统分类
内燃机按照进气 系统是否采用增 压方式可以分为 自然吸气 非增 压 式发动机和 强制进气 增压 式 发动机 汽油 机常采用自然吸 气式；柴油机为 了提高功率有采 用增压式的
4
机械增压发动机
机械增压的压缩
机直接被发动机
的曲轴带动,它
的优点是响应性
好 但是它本身
23
3. 做功行程
进、排气门仍旧关闭 当活塞接近上止点时, 火花塞在高压电作用 下发出电火花,点燃被 压缩的可燃混合气,发 出大量的热能 高温高 压的燃气推动活塞从 上止点向下止点运动, 使曲轴旋转并输出机 械能
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4. 排气行程
排气门开启,靠废气的 压力进行自由排气,活塞由 下止点向上止点移动时,继 续将废气强制排到大气中
按照所用燃料分类
10

18-气缸盖 19-进气门 20-排气门 21-正时齿形带 22-凸轮轴正时齿形带轮 23-水泵齿形带轮 24-曲轴正时齿形带轮 25-机油泵链 26-机油泵 27-机油盘 28-水泵 29-曲轴 30-活塞 31-连杆 32-限压阀 33-机油滤清器 34-气缸体 35-喷油器
发动机的装配
• • • • •
4. 发动机着火的基本条件是： 油：是否有油，浓度是否合适。 电：能否产生足够的火花,点燃可燃混合气。 气：气缸压力是否足够。 点火正时：压缩冲程上止点前点火。
• 配气正时：定时将进、排气门开关。
二.四冲程柴油发动机工作原理
四冲程柴油机 示意图 1-曲柄 2-进气门 3-喷油器 4-排气门 5-气缸 6-活塞 7-连杆 8缸工作容积
气缸工作容积动画
• 5.发动机的排量
气缸工作容积动画
• 6.燃烧室容积
燃烧室容积动画
• 7. 气缸总容积
气缸总容积动画
• 8. 压缩比
压缩比动画
• 压缩比对汽车性能的影响
第二节
发动机的工作原理
一、四冲程汽油 发动机的工作原理
四冲程发动机的工作原理 a）进气 b）压缩 c）作功 d）排气 1-曲轴连杆 2-活塞 3-进气门 4-火花塞 5-排气门
发动机示意图 1-进气门 2-排气门 3-气 缸 4-活塞 5-连杆 6-曲轴中心 7-曲柄
汽油发动机组成示意图
进气门
火 花 塞
排气门 气缸盖 活塞
气缸体
连杆
曲轴 油底壳
• 发动机术语综合图flash
• 1. 工作循环
工作循环动画
• 2. 上、下止点
上止点动画
下止点动画
• 3. 行程