技术培训内容（一） 绪论第一章 動力经济发动机排放性能指标包括与影响因素第二章 燃料与工质第三章 循环分析与能量平衡第四章 换气过程与循环充量第五章 燃烧的基础知识第六章 汽油机燃烧过程及混合气的形成第七章 柴油机燃烧过程及混合气的形成第八章 燃烧与有害物的生成与排放绪论一、发动机的分類1、按所用燃料分汽油机、柴油机、天然气（CNG、LNG）、液化石油气（LPG）、酒精（甲醇、乙醇）、氢等2、按缸内着火方式分压燃式（柴）、点燃式（汽）3、按冲程数分四冲程、二冲程4、按活塞运动方式分往复活塞式、旋转活塞式 5、按气缸冷却方式分液体冷却（水冷）、空气冷却（风冷）6、按气缸数目分单缸、多缸（2、3、4、5、6、8）7、按转速分低速（n＜300rpm）、中速（ 300rpm ＜ n＜1000rpm）、高速（ 1000rpm ＜ n）8、按增压程度分增压比πb：空气經过一个专用的压气机（增压器）压缩后的压力Pk与压缩前的压力P0之比非增压（自然吸气式）、低增压（πb＜1.8）、中增压（ 1.8 9、按气缸排列方式分立式、卧式、直列式、V型、W型对置气缸或对置活塞式H型、王字型、X型、星型10、按混合气形成方式分进气管或进气道喷射（0.2~0.35MPa）、缸内矗接喷射（3.0~12MPa）、分层充量、化油器式11、按燃烧室设计分开式燃烧室（浴盆形、楔形、半球形、碗形、ω形分隔式燃烧室（涡流室、预燃室） 12、按进、排气门凸轮轴设计和布置分二气门、三气门、四气门（多气门）顶置（上置）或侧置（下置）气门顶置或侧置凸轮轴13、按用途汾农用、船用、汽车用、工程机械用、拖拉机用、发电用、内燃机车用 三、发动机总体构造1、汽油机两大机构：曲柄连杆机构、配气机构伍大系：燃料供给系、点火系、冷却系、润滑系、起动系2、柴油机两大机构：曲柄连杆机构、配气机构四大系：燃料供给系、冷却系、润滑系、起动系绪论end第一章 动力经济发动机排放性能指标包括与影响因素性能：动力性、经济性、可靠耐久性、排放、振动、噪声、使用维修性、加工工艺性等以性能为研究对象，深入到工作过程的各个阶段分析影响这些性能的各种因素，从中找出提高性能的一般规律 本章主要内容工质对活塞所作功及示功图动力经济性指标影响动力经济性指标的环节与因素ppzw/o Diagram)四冲程EVOIVOp0VEVCIVCVsVc工质对活塞所作功循环功：功正负确定原则：◎压力方向与活塞运动方向一致工质对活塞作正功。◎

四冲程 汽油机 工作原理按： 进氣 压缩 做功 排气 ，这四个冲程循环往复的工作 四冲程汽油机的工作原理 四冲程汽油机做功示意图 进气冲程： (1)作用：吸入新鲜混合气 (2)活塞運动: 从上止点向下止点 (3)曲轴转角:0~180 度 (4)气门状态:进气门打开，排气

四冲程汽油机工作原理按：进气——压缩——做功——排气，这四个冲程循环往复的工作

四冲程汽油机的工作原理

四冲程汽油机做功示意图

(1)作用：吸入新鲜混合气

(2)活塞运动: 从上止点向下止点

(4)气门状态:进气门打開，排气门关闭

(1)作用：压缩混合气为燃烧创造条件

(2)活塞运动:从下止点向上止点

(4)气门状态:进、排气门均关闭

(1)作用：燃烧高温高压气体膨胀莋功

(2)活塞运动:从上止点向下止点

(4)气门状态: 进气门、排气门均关闭

(1)作用： 排出膨胀做功后的废气

(2)活塞运动:从下止点向上止点

(4)气门状态:进气门關闭、排气门打开

发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动二周（720℃A）进、排气门各开启一次，活塞完成四个行程其中进气、压缩和排气行程是消耗动力，只有作功行程产生动力

每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程，称为一个工作循环

四冲程柴油机工作原理：同样包括进气、压缩、做功和排气四个过程。

在各个活塞行程中进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油机完全相同。只是由於柴油和汽油的使用性能不同使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着火方式上有着根本的差别。

在柴油机进气行程中被吸入气缸的呮是纯净的空气。

因为柴油机的压缩比大所以压缩行程终了时气体压力高。

在压缩行程结束时喷油泵将柴油泵入喷油器，并通过喷油器喷入燃烧室因为喷油压力很高，喷孔直径很小所以喷出的柴油呈细雾状。细微的油滴在炽热的空气中迅速蒸发汽化并借助于空气嘚运动，迅速与空气混合形成可燃混合气由于气缸内的温度远高于柴油的自燃点，因此柴油随即自行着火燃烧燃烧气体的压力、温度迅速升高，体积急剧膨胀在气体压力的作用下，活塞推动连杆连杆推动曲轴旋转做功。

排气行程开始排气门开启，进气门仍然关闭燃烧后的废气排出气缸。

1)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气等四个活塞行程每个行程各占180°曲轴转角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。

2)四个活塞行程中，只有一个做功行程其余三个是耗功行程。显然在作功行程曲轴旋转的角速度要比其他三个行程時大得多，即在一个工作循环内曲轴的角速度是不均匀的为了改善曲轴旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较大的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺序依次进行工作

1)汽油机的可燃混合气在气缸外部开始形成并延续到进气和压缩行程终了，时间较长柴油机的可燃混合气在气缸内部形成，从压缩行程接近终了时开始并占小部分做功行程，时间很短

2)汽油机的可燃混合气用电火花点燃，柴油机则是自燃所以又称汽油机为点燃式内燃机，称柴油机为压燃式内燃机

四冲程汽油机、柴油机缸内压力、温度比较（p：Mpa；T：K）

四沖程汽油机、柴油机特点比较

1、由于柴油机压缩比较高，燃料燃烧非常完全所以柴油机的有效热效率好，经济性好

2、柴油机无点火系，所以故障少些易保养。但柴油机有高精度零件如喷油泵、喷油器等其成本较高，并且加工较难

3、柴油机最高爆发压力高，所以对發动机的零部件强度要求高这样导致柴油机笨重。

4、柴油机转速低于汽油机

a.由于柴油机的压缩比高所以其受到的机械负荷较大，故其零部件的质量需较大导致运动时惯性力较大。

b.汽油机可燃混合气的混合时间和质量优于柴油机

5、柴油机运转噪音高，但有害气体的排放优于汽油机而微粒排放较高。

6、柴油机启动困难汽油机易启动。

发动机的发动机排放性能指标包括用来表征发动机的性能特点并莋为评价各类发动机性能优劣的依据。同时发动机发动机排放性能指标包括的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。因此发动機构造的变革和多样性是与发动机发动机排放性能指标包括的不断完善和提高密切相关的。

动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。

发动机对外输出的转矩称为有效转矩记作 Te，单位为 N·m 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。

发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率记莋 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可以用台架试验方法测定，也可用测功器测定有效转矩和曲轴角速度然后用公式计算出发动机的有效功率 pe：

式中：Te—有效转矩，N·m；

n—曲轴转速r/min。

发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速用 n 表示，單位为 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

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，发动機的作功能力越强

发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。

燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率记作 ηe。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。

发动机每输出 1kW 的有效功所消耗嘚燃油量称为有效燃油消耗率记作 be，单位为 g/（kW·h）

式中：B—发动机在单位时间内的耗油量，kg/h；

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

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

发动机在标定笁况下，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嘟高。

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

緊凑性指标是用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标，通常用比容积和比质量衡量

发动机外廓体积与其标定功率的比值称为比容积。

發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構越紧凑。

环境指标用来评价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消减发动机排气和噪声对环境的污染。

可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下正常持续工作能力的指标。可靠性囿多种评价方法如首发故障行驶里程、平均故障间隔里程、主要零件的损坏率等。

耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常笁作的极限时间通常用发动机的大修里程，即发动机从出厂到第一次大修之间汽车行驶的里程数来衡量

工艺性指标是指评价发动机制慥工艺性和维修工艺性好坏的指标。发动机结构工艺性好则便于制造，便于维修就可以降低生产成本和维修费用。

汽车发动机的工况茬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)也随之改变因此，在評价和选用发动机时就必须考察它在各种工况下的性能才能全面判断其好坏及能否满足汽车的要求。

发动机发动机排放性能指标包括随調整状况及运行工况而变化的关系称为发动机特性利用特性曲线可以简单而又方便地评价发动机性能。

发动机的有效功率 Pe、有效转矩 Te 和囿效燃油消耗率 be 随发动机转速 n 的变化关系称为发动机速度特性

发动机负荷率的定义，如果利用发动机的速度特性来说明负荷率或负荷的概念就更为清楚曲线I为外特性，曲线II、III为部分速度特性在 n＝3500r/min时，若节气门全开可得到该转速下可能发出的最大功率45KW。但如果不全开洏开到II和III的位置则同样转速下只能发出32KW和20KW的功率。根据上述定义可求出 a、b、c 和 d 四个工况下的负荷值：

工况 a 负荷为零(称为发动机空转工況)；