汽车发动机原理及曲轴作用.docx

汽车发动机原理及曲轴作用汽车发动机原理四冲程汽油机往复活塞式内燃机所用的燃料主要是汽油(gasoline)或柴油(diesel)由于汽 油和柴油具有不同的性质，因而在发动机的工作原理和结构上有差异一.四冲程汽油机工作原理汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程被吸入 汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动 活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能四冲程汽油机在 进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环1) 吸气冲程(intake stroke)活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点此时进气门开启，排气门关闭，曲 轴转动180?在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力从pr逐渐 降低到pa，汽缸内形成一定的真空度，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由于进气系统存在阻力，进气终点 (图中a点)汽缸内气体压力小于大气压力0 p，即pa= (0.80,0.90) 0 p进入 汽缸内的可燃混合气的温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高 温零件的加热以及与残余废气的混合而升高到340,400K。

2) 压缩冲程(compression stroke)压缩冲程时，进、排气门同时关闭活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动 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，到达压缩终点时，其压力pc可达800,2 000kPa，温度达600,750K在示功图 上，压缩行程为曲线a,c3) 做功冲程(power stroke)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高燃烧最高压力pZ达3 000,6 000kPa， 温度TZ达2 200,2 800K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随着活塞下移，汽缸容积增加，气体压力和温度 逐渐下降，到达b点时，其压力降至300,500kPa，温度降至1 200,1 500K在做 功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180?在示功图上，做功行程为曲线 c_Z_bo(4) 排气冲程(exhaust stroke)排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲 轴转动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。

由于排气系统的阻力作用，排气终点r点的 压力稍高于大气压力，即pr=(1.05,1.20)p0排气终点温度Tr=900,1100K活塞 运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废 气四冲程柴油机二.四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环也是由进气冲程、压缩冲程、做功 冲程和排气冲程组成由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、 黏度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点压燃着火，也叫压燃式点火，其工作过 程及系统结构与汽油机有所不同.(1)进气冲程汽车发动机进入汽缸的工质是纯空气由于柴油机进气系统阻力较小，进气终点压力pa= (0.85,0.95)p0,比汽油机高进气终点温度Ta=300,340K，比汽油机低2) 压缩冲程由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高(一般为8=16,22)压缩终点的压力为3 000,5 000kPa,压缩终点的温度为750,1 000K, 大大超过柴油的自燃温度(约520K)3) 做功冲程当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以10MPa左右的高压通过 喷油器喷入汽缸燃烧室中，在很短的时间内与空气混合后立即自行发火燃烧。

汽缸 内气体的压力急速上升，最高达5 000,9 000kPa，最高温度达1 800,2 000K由 于柴油机是靠压缩自行着火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机4) 排气冲程柴油机的排气与汽油机基本相同，只是排气温度比汽油机低一般Tr=700,900K对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不平稳，振动 大这是因为四个冲程中只有一个冲程是做功的，其他三个冲程是消耗动力为做功 做准备的冲程为了解决这个问题，飞轮必须具有足够大的转动惯量，这样又会导 致整个发动机质量和尺寸增加采用多缸发动机可以弥补上述不足现代汽车用多 采用四缸、六缸和八缸发动机编辑本段指标发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优 劣的依据发动机的性能指标主要有:动力性指标、经济性指标、环境指标、可靠 性指标和耐久性指标1. 动力性指标动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有 效功率、发动机转速等作为评价指标1) 有效转矩发动机对外输出的转矩称为有效转矩，(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，(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，2. 经济性指标发动机经济性指标一般用有效燃油消耗率表示。

发动机每输出1kW?h的有效功 所消耗的燃油量(以g为单位)称为有效燃油消耗率.3. 环境指标环境指标主要指发动机排气品质和噪声水平由于它关系到人类的健康及其赖 以生存的环境，因此各国政府都制定出严格的控制法规，以期削减发动机排气和噪 声对环境的污染当前，排放指标和噪声水平已成为发动机的重要性能指标排放指标主要是指从发动机油箱、曲轴箱排出的气体和从汽缸排出的废气中所 含的有害排放物的量对汽油机来说主要是废气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)含量;对柴油机来说主要是废气中的氮氧化物(NOx)和颗粒(PM)含量噪声是指对人的健康造成不良影响及对学习、工作和休息等正常活动发生干扰 的声音由于汽车是城市中的主要噪声源之一，而发动机又是汽车的主要噪声源， 因此控制发动机的噪声就显得十分重要如我国的噪声标准（GB/T 18697-2002 ）中 规定，轿车的噪声不得大于79dB（A）4. 可靠性指标和耐久性指标可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下，在规定的时间内，正常持续工 作能力的指标可靠性有多种评价方法，如首次故障行驶里程、平均故障间隔里程 等耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。

5. 发动机万有特性汽车发动机的工况能在很广泛的范围内变化当发动机的工况（即功率和转速） 发生变化时，其性能（包括动力性、经济性、排放性和噪声等）也随之改变发动机 性能指标随运行工况而变化的关系称为发动机万有特性什么是曲轴，在汽车中起什么作用, 曲轴是干什么用的，曲轴曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下（往复）运动变成 循环（旋转）运动是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸 铁制成的，有两个重要部位:主轴颈，连杆颈，（还有其他）主轴颈被安装在缸体 上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑 块机构曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑（曲轴的旋 转是发动机的动力源也是整个机械系统的源动力。