1、发动机初级 讲解教程,讲解员：XXX2012.12.29,发动机种类以及定义 汽油发动机与柴油发动机的区别 发动机参数 发动机性能指标,发动机种类及定义,一、按照燃料不同 1）汽油发动机 2）柴油发动机 3）天然气发动机 4）液化石油发动机等 二、按照工作循环冲程数 1）二冲程发动机 2）四冲程发动机 三、按照气缸数 1）单缸、两缸、多缸（三缸以上如3、4、5、6、8、10、12等）发动机,四、按照冷却方式 1）水冷式 2）风冷式 五、按照排列方式分 1）直列L型式 2）H型式 3）W型式 4）V型排列式等,二冲程发动机 第一个行程：活塞从上止点到下止 点。完成两个动作 1）火花塞点火，做功排
2、气 2）关闭进气，把空混合气从活塞下部压入曲轴箱，从活塞上部再进入汽缸 第二个行程：活塞从下止点到上止 点。完成两个动作 1）关闭所有进排气，压缩混合气。 2）完成一个做功循环需要活塞运动两个行程，所以叫二冲程。,原理 发动机气缸体上有三个孔，即进气孔、排气孔和换气孔，这三个孔分别在一定时刻由活塞关闭。其工作循环包含两个行程： 1）第一行程：活塞自下止点向上移动，三个气孔同时被关闭后，进入气缸的混合气被压缩；在进气孔露出时，可燃混合气流入曲轴箱。 2）第二冲程：活塞压缩到上止点附近时，火花塞点燃可燃混合气，燃气膨胀推动活塞下移作功。这时进气孔关闭，密闭在曲轴箱内的可燃混合气被压缩；当活塞接近下
3、止点时排气孔开启，废气冲出；随后换气孔开启，受预压的可燃混合气冲人气缸，驱除废气，进行换气过程。,四冲程发动机 进气冲程：活塞由上止点到下止点，此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转180。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力逐渐降低，汽缸内形成一定的真空，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气 。 压缩冲程：活塞由下止点到上止点，此时进、排气门同时关闭，曲轴转180。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高。,做功冲程：当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提
4、高。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180。 排气冲程：排气门开启，进气门仍然关闭，活塞由下止点到上止点，曲轴转180。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。,单缸发动机,两缸发动机,四缸发动机,六缸发动机,水冷发动机 是以水或以水为主要成分的防冻液作为冷却介质的发动机。它在气缸及缸盖的内壁铸造出一些可以流通水的通道，并在发动机机体之外设有专门的散热器，通过水泵和管道使冷却水强制循环，然后用冷却风扇使空气高速吹过散热器的散热片表面，带走发动机散
5、出的热量，使发动机冷却。,风冷发动机 风冷发动机，是以空气作为冷却介质的发动机。它在气缸及缸盖的外壁铸造出一些散热片，并用冷却风扇使空气高速吹过散热片表面，带走发动机散出的热量, 使发动机冷却。 风冷发动机的特点是结构简单，质量轻。维护使用方便，对气候变化适应性强，起动快，不需要散热器。因此它被一些军用汽车和个别载货汽车采用。风冷发功机大量用于摩托车，使摩托车不必安装散热器。风冷发动机还用于缺水地区，因为它不用水作冷却介质。它的缺点是，缸体和缸盖刚度差，振动大，噪声大，容易过热。,L型发动机 又称“直列” 发动机，是指气缸是按直线排列的，它所有的气缸均按同一角度肩并肩排成一个平面。 “直列”一
6、般用L代表，后面加上气缸数就是发动机代号，现代汽车上主要有L3、L4、L5、L6型发动机。 V型发动机 是将所有气缸分成两组，把相邻气缸以一定的夹角布置在一起，使两组气缸形成两个有一个夹角的平面，从侧面看气缸呈V字形，故称V型发动机。 夹角一般是90度，这样可以抵消运转时的震动，更加稳定。也有75度和72度的。,H型发动机 又称水平对置发动机，这也是V型发动机的一种，只不过V的夹角变成了180度了，一般为4缸或6缸。 W型发动机 W型发动机是德国大众专属发动机技术。 简单说就是两个V型发动机相加，再组成一个V型发动机，也就是“V+V=W”,转子发动机 转子发动机是德国科学家最早发明的。费油，污
7、染环境，还有机器的寿命比较短。 目前只有“马自达”在应用这项技术。,汽油发动机与 柴油发动机的区别,一、燃料不同 汽油机用的是汽油。 柴油机用的是柴油。 二、构造不同 汽油机气缸顶部有火花塞。 柴油机气缸顶部有喷油器。 三、吸气冲程 汽油机吸入的是汽油与空气的混合物。 柴油机吸入的是空气。,四、压缩冲程 汽油机气体体积被压缩为吸进体积的1/61/9 机械能转化为内能。 柴油机气体体积被压缩为吸进体积的1/61/22 机械能转化为内能 。 五、点火方式 汽油机压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式 。 柴油机压缩冲程末，喷油器向气缸内喷进柴油遇温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃
8、式 。,六、效率 汽油机效率低，2030 柴油机效率高，3045七、应用 汽油机机体较轻，主要用于汽车、飞机、摩托车等 。 柴油机机体较重，主要用于载重汽车、火车、轮船等。,一、发动机型号 发动机的型号由四部分组成 首部：包括产品系列代号、换代符号和地方、企业代号，有制造厂根据需要自选相应的字母表示，但须经行业标准标准化归口单位核准、备案。 中部：由缸数符号、气缸布置形式符号、冲程符号和缸径符号组成。 后部：由结构特征符号和用途特征符号组成。 尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选择适当的符号表示，后部与尾部可用“-”分隔 车型: EQ,DFL代表的是东风 CA代表的是
9、解放 BJ代表北汽福田 HFC代表江淮 JX代表江铃 NKR代表五十铃 国内发动机厂家 CY代表朝柴 EQB代表康明斯动力 CA代表一汽无锡发动机厂 YC代表广西玉柴,气缸的结构特征符号，用途特征符号： 无符号 水冷 F 风冷 T 拖拉机 N 凝气冷却 M 摩托车 S 十字头式 C 工程机械 Z 增压 Q 汽车 ZL 增压中冷 J 铁路机车 DZ 可倒转 D 发电机组,发动机参数,二、冲程 冲程也叫行程，指的是发动机活塞从上止点运行到下止点之间的距离。形象点儿说，冲程描述的是发动机活塞在缸体中活动范围的大小。这个参数对于发动机性能取向有着至关重要的意义。 在发动机排量一定的情况下，发动机可以有
10、两种设计思路： 大缸径小冲程和小缸径大冲程。 小冲程意味着活塞的行程相对较小，这也就意味着活塞更容易在单位时间内往复运行更多的次数，也就是说更容易达相对高的转速。小冲程决定了发动机缸体高度就会相对较小，因此重心更低。 大冲程则意味着活塞行程相对较大，这也就意味着活塞拥有更长的加速距离，也就是说更容易输出相对高的扭矩。大冲程决定了发动机重心会更高。两者相较而言，各有他们的特点：,同为1.6升的常见家用车的部分发动机参数,现实生活中关于活塞冲程的一个极端例子：F1赛车的引擎。目前F1赛车采用的均为2.4升排量的V8引擎，活塞冲程不到40毫米，而最高转速普遍都能达到1.8万转。相比之下，一台2.4排
11、量的雅阁，活塞冲程却达99毫米，最高转速仅仅6500转。这便能很好地说明活塞冲程对发动机特性的影响了。,三、缸径缸径是气缸的直径。 举个例子： 一个汽车发动机，缸径80毫米，行程90毫米，四缸的。 汽缸排量： 40（半径）平方x3.14x90=452160立方毫米=0.45升，发动机总排量=0.45X4=1.8L 1升=1立方分米 =1000立方厘米（毫升） =1000000立方毫米,四、工作方式（进气方式）工作方式是指发动机的特征，分为：自然吸气、涡轮增压、 机械增压和双增压。 自然吸气就是利用负压来自主把空气吸入发动机。 涡轮增压利用排气的废气推动涡轮，强制把空气压入汽缸。 机械增压是发动
12、机直接输出一个传动轴连通增压器，强制把空气压入汽缸。 机械+涡轮增压，顾名思义就是含有这两种增压形式的发动机。,五、供油方式发动机的工作需要燃烧混合气做功，而将燃料与进入发动机的空气混合的方式就是供油方式。 发动机燃油供给方式主要分化油器、单点电喷、多点电喷和直喷。 单点电喷(SPI)与多点电喷（MPI)比较： 单点电喷是由电脑控制将燃油喷入进气总管，然后再依次吸入各气缸燃烧，一台发动机只有一个喷头； 多点电喷是将燃油直接喷入各气缸的进气岐管，然后进入相应的燃烧，每个气缸一个喷头。 多点电喷发动机是电喷技术发展成熟的结果，也是目前的主流产品。由于是分别直接喷入各气缸燃烧，因此空燃比控制更为精确
13、，排放更优，更经济省油。 单点电喷是化油器技术向电喷过渡的结果，由于与化油器工作原理基本一致，因此不用改变原化油器发动机缸体设计，直接将化油器改换一套电脑控制设备即可。,发动机直喷技术 缸内燃油直喷是当今发动机领域趋向成熟的前沿技术之一，也被视为内燃式发动机下一阶段的必然趋势。 当前普遍应用的是多点燃油喷射，它的燃油喷嘴布置在各气缸进气歧管内，但仍然不能精准控制喷入每个气缸的燃油量，还会有较多的油滴附着在气道壁上，造成不必要的能量损耗。而最新的缸内燃油直喷技术将喷油嘴布置在气缸内，用高压将燃油直接喷入气缸，实现了对空燃比的精确控制，促进燃油充分燃烧，既提高了燃油的利用效率和发动机动力的输出，同
14、时又改善了排放。,六、环保标准为了抑制汽车排放有害气体的产生，并促使相关厂商注重产品技术的改进，许多国家制定了相关汽车环保排放标准（国际主流的有欧、美、日三大体系）其中应用最为广泛的欧洲标准也是我国借鉴的汽车排放标准，而在此基础上推出了更适合国情的国标。目前国产和进口的车型都要满足国或国标准。 这套欧洲排放标准是怎样制定的呢？ 简单的说，它就是一个对汽车常见排放物：HC（碳氢化合物）、NOx（氮氧合物）、CO（一氧化碳）、PM（微粒）占所排放物含量的控制规定，具体数值可以参见下面的表格。,七、“燃料”形式发动机的燃料形式分为：汽油、柴油、油电混合和电动四类。 我们通常所说的油电混合动力，即燃料
15、（汽油，柴油）和电能的混合。利用电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。而且，辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力，因此，车主可以享受更强劲的起步、加速。同时，还能实现较高水平的燃油经济性。 电动车则是以电动机作为动力。 八、排量汽车排量后面标注的L,T,VCT等分别代表什么意思？ L表示升，比如1.6L就是1.6排量自然进气 T表示涡轮增压，比如1.8T表示1.8排量带涡轮增压 CVT是无级变速 本田会标I-VTEC表示可变气门正时技术，同样差不多的技术丰田是标VVTi，韩系车标VVT或CVVT 还有奥迪的TSI，表示机械增压+涡轮增压+分层燃烧，目前国内的TSI只有涡轮增压技术
16、,九、燃油标号当我们为自己的车辆加油时，汽油有90、93、97、98等标号的区分，那么这些数字指的是什么呢？ 其实之所以有不同标号主要由标准汽油内的两种物质异辛烷和正庚烷的比值决定的。以93号汽油为例，它的异辛烷比例就约占93%，正庚烷的比例就约占7%。其中异辛烷的抗爆性较好，而正庚烷的抗爆性较差。 而所谓抗爆性指的是汽油在发动机中燃烧时抵抗爆震的能力。也就是说97号汽油相比93号汽油的抗爆性会更高，因而适用于压缩比更高的发动机。 评定燃油的抗爆震性能，一般采用两种方法：马达法和研究法。两种评定工作都是在一台专门设计的可变压缩比的单缸发动机上进行的。只是评定条件稍有不同。一句话：9x#代表汽油
17、的辛烷值，标号越高抗爆震性能越好。 0#是柴油的凝结温度，数字越大则表明允许的使用温度越高（例如：“-10#”表明柴油的凝结温度是-10）。,十、气门数传统发动机每个汽缸只有一个进气门和一个排气门，这种设计结构相对简单，成本较低，维修方便，低速性能较好，缺点是功率很难提高，尤其是高转速时充气效率低、性能较弱。 为了提高进排气效率，现在多采用多气门技术，常见的是每个汽缸布置有4个气门（也有单缸3或5个气门的设计，原理一样，如奥迪A6的发动机），4汽缸一共就是16个气门。这种多气门结构容易形成紧凑型燃烧室，喷油器布置在中央，这样可以令油气混合气燃烧更迅速、更均匀，各气门的重量和开度适当地减小，使气
18、门开启或闭合的速度更快。,十一、压缩比要说明一台发动机的技术参数，可以概略地用功率与扭矩的大小来标示出来，然而影响功率、扭矩输出的因素却很多，其中一个重要因素就是发动机的压缩比。 什么是发动机的压缩比？不论是汽油发动机还是柴油发动机,能保持稳定且适当的压缩比才能使发动机的运转得以平顺和稳定。 压缩比的定义就是发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积）之比来表示。 活塞处于下止点时气缸有最大容积，用Va表示；活塞处于上止点时气缸内的容积称为压缩容积，用Vc表示。内燃机的压缩比为 （伊普西隆） =Va/Vc,十二、最大功率最大功率是指的发动机可以实现的最大动
19、力输出，功率使用kW做单位。和最大马力数据是一个意思 。 功率是指物体在单位时间内所做的功。功率越大转速越高，汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。 最大功率一般用公制马力(PS)或千瓦(kW)来表示，1PS等于0.735kW。 十二、最大功率转速发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加， 发动机的功率也相应提高，但是到了一定的转速以后， 功率反而呈下降趋势。因此，发动机在达到最大功率 时对应的转速称为最大功率转速。一般在汽车使用 说明中转速的单位用r/min来表示，如最大功率 为100ps/5000r/min，即在每分钟5000转时 最高输出功率100马力。,十二、最
20、大扭矩(Nm) 扭矩是发动机性能的一个重要参数，扭矩越大，发动机输出的“劲”越大，曲轴转速的变化也越快，汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。但是扭矩随发动机转速的变化而不同，转速太高或太低，扭矩都不是最大，只在某个转速时或某个转速区间内才有最大扭矩，这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。 十三、最大扭矩转速(rpm)最大扭矩转速单位为rpm，表示发动机在此转速下出现最大扭矩。,发动机性能指标,一、动力性指标 发动机对外做功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、平均有效压力和转速等来评价动力性
21、的好坏。 1）有效转矩： 发动机对外输出的转矩叫有效转矩，记作Te，单位Nm，有效转矩与曲轴角位移的乘积即为发动机对外输出的有效功。 2）有效功率 发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，记作pe 单位为kW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。 发动机的有效功率pe: ,3）发动机转速： 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，用n 表示，单位为r/min 。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。 在发动机产品标牌上规定的有效功率及其相应的转速分别称作标定
22、功率和标定转速。 发动机在标定功率和标定转速下的工作状况称作标定工况。标定功率不是发动机所能发出的最大功率，它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机，当其用途不同时，其标定功率值并不相同。有效转矩也随发动机工况而变化。因此，汽车发动机以其所能输出的最大转矩及其相应的转速作为评价发动机动力性的一个指标。,4）平均有效压力： 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力， 记作pme，单位为MPa 。显然，平均有效压力越大， 发动机的作功能力越强。 5）经济性指标： 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。 有效热效率 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称
23、为有效热效率，记作e（伊塔) 。显然，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少， 有效热效率越高，发动机的经济性越好。 有效燃油消耗率 发动机每输出1kW 的有效功所消耗的燃油量 称为有效燃油消耗率， 记作be，单位为g/（kWh） 式中：B发动机在单位时间内的耗油量，kg/h； 可由试验测定 Pe发动机的有效功率，kW。 显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。,6）强化指标： 强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标，一般包括升功率和强化系数等。 升功率 发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率。升功率大，表明每升气缸工作容积发出的有效功率大，发动机的热负荷和机械负荷都高。 强化系数 平均有效压力与活塞平均速度的乘积称为强化系数。 活塞平均速度是指发动机在标定转速下工作时，活塞往复运动速度的平均值。它与发动机的转速关系为,活塞平均速度，m/s,活塞行程，mm,发动机标定转度，r/min,无论是活塞平均速度高，还是平均有效压力大，均使发动机的热负荷和机械负荷增高，因此，强化系数表征了发动机的强化程度。强化系数记作：,6）紧凑性指标 7）环境指标 8）可靠性指标 9）耐久性指标 10）工艺性指标,谢谢！,
