发动机小知识点

关于发动机小知识点

1.汽车发动机的基础知识

发动机是汽车的“心脏”，下面将以活塞往复式发动机为例进行详细说明：发动机的结构图解，组成发动机的零部件。

发动机由各式各样的零部件组成，如下图所示：往复式发动机的工作原理是，向气缸中喷入燃油和空气的混合气体并点火，混合气体燃烧时体积膨胀，产生的能量推动活塞移动，再通过曲轴将活塞的上下移动转变为旋转运动，使发动机运转。几乎所有汽车都采用该类发动机。

发动机性能上的飞速发展比其机械零部件的进化更为显著。近年来，发动机大多采用电子控制单元（ECU,Electronic Control Unit）来控制燃油和空气的混合方法、混合气体喷入气缸的时间及喷入量，因此发动机的性能比之前有了很大的提高。

气缸：气缸指的是气缸体内的圆筒形部件，燃油和空气的混合气体是在气缸中进行燃烧的。因为混合气体在气缸内燃烧会导致压力和温度迅速上升，所以气缸需要有足够的强度来承受高压和高温。

活塞要在气缸内上下移动，因此气缸是圆筒形的。混合气体燃烧时产生的热量和活塞移动时产生的热量都会转移到气缸体内。

气缸盖：气缸盖安装在气缸体上方，其上装有进气门、排气门、控制气门开闭的凸轮以及凸轮轴。发动机的工作原理：混合气体燃烧所爆发出的能量使活塞上下移动，从而带动曲轴等部件进行旋转运动。

上下移动转换为旋转运动：空气由进气歧管供给，燃油从喷油器中喷出，将空气和燃油充分混合后通过进气门输送至气缸。混合气体在气缸内经火花塞点燃后燃烧，气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。

在气体压力的作用下，活塞迅速向下移动，随后因废气的排出又向上移动。与活塞相连接的连杆同时也固定在曲轴上，通过连杆可以将活塞的上下移动转换为曲轴的旋转运动。

活塞的上下移动分为进气、压缩、做功、排气四个冲程，拥有这四个冲程的发动机就称为四冲程发动机。活塞：活塞要承受气缸内混合气体燃烧所产生的高压和高温，因此对活塞的强度有特别的要求。

活塞需要上下移动，为了提高其移动的效率，活塞应选用较轻的材料，且与气缸壁之间的移动阻力要尽量小。另外，为了保证气缸的套筒与活塞间存在一定的阻力，还需要在活塞上安装活塞环。

连杆：连杆是连接活塞和曲轴的棒状零部件。连杆的小端连接活塞，大端连接偏移曲轴的旋转部位，因此将活塞的上下移动传递到了曲轴上。

同活塞一样，为了提高效率，要求连杆的材料也拥有轻量、高强度、低移动阻力的性能。曲轴：曲轴通过连杆接受活塞传递来的上下移动，并将其转变为旋转运动。

连杆将上下移动传递到曲轴上距离旋转中心偏移的部位，因此需要曲轴具有较大的刚性。曲轴将旋转运动传递到飞轮上，成为发动机的驱动力。

曲轴运转的同时，气门也将随着正时皮带（正时链条）的联动而开启和关闭。飞轮：气缸内混合气体燃烧后产生高压，施加在活塞上带动曲轴旋转，但曲轴旋转存在不均匀的现象，所以就需要飞轮作为维持惯性的工具，保证曲轴平顺的运转。

飞轮越重，就越能使带惯性的发动机更加平滑地运转，但这样却不利于急剧的转速改变，因此选择飞轮时一定要考虑平滑旋转的扭矩和转速改变等性能上的平衡。气缸的排列：往复式发动机的活塞和气缸相互配合，其数量和排列形式根据用途分为多个种类。

小排量发动机多为2~3气缸，1~2L的发动机为4气缸，较大排量的发动机是6气缸。要想使活塞平滑移动，则需要更大的旋转扭矩，但由于直列型气缸的重量大且价格高，因此6缸发动机大多采用V型。

水平对置型发动机的优点是振动少，中心高度低；缺点是加工工艺复杂。发动机的分类和基本（结构）构造原理发动机根据所用燃料分类：活塞式内燃机主要分为：汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。

以汽油和柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机和柴油机。使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。

发动机按冷却方式的不同分类：活塞式内燃机分为水冷式和风冷式两种。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式内燃机，而以空气为向回应会式内燃机。

往复活塞式内燃机还按其在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数进行分类。活塞式内燃机每完成一个工作循环，便对外作功一次，不断地完成工作循环，才使热能连续地转变为机械能。

在一个工作循环中活塞往复四个行程的内燃机称作四冲程往复活塞式内燃机，而活塞往复两个行程便完成一个工作循环的则称作二冲程往复活塞式内燃机。发动机按照气缸数目分类可以分为：单缸发动机和多缸发动机。

仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。

现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式：单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角180（一般为90）称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。

发动机按进气状态不同分类活塞式内燃机还可分为增。

2.内燃机知识点

内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。常见的是汽油机和柴油机。它们是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环来连续工作的。

吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸。

压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。

做工冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高压的燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。

排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

一个工作循环轮子转两圈，活塞往返两次。

3.汽车发动机原理知识点

汽车发动机的工作原理：

(1)四冲程汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混 汽车发动机 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。

(2)进气冲程（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，气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，进气终点时，汽缸内气体压力小于大气压力p0 ，即pa= (0.80~0.90)p0。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。

(3)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。

(4)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°。

(5)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。

汽车发动机的保养：

4.发动机的基本构造

首先发动机由两大机构、五大系统组成：

一、曲柄连杆机构

曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。

二、配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。进、排气门的开闭由凸轮轴控制。凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构

三、燃料供给系统

汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；四、润滑系润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

五、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。

六、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。

七、起动系理解这个并不难，要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转，发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。

5.汽车发动机原理复习思考题

汽车发动机原理复习思考题 一、解释下列名词术语： 1）压缩比 2）发动机排量 3）指示功 4）平均指示压力 5）平均有效压力 6）指示热效率 7）有效热效率 8）有效功率 9）有效扭矩 10）升功率 11）充气效率 12）四行程非增压内燃机的泵气损失 13）冲程 14）机械效率 15）残余废气系数 16）理论空气量 17）过量空气系数 18）燃料低热值 19）速度特性 20）最佳点火提前角 21）扭矩储备系数 22）稳定调速率 23）瞬态调速率 24）喷油规律 25）火焰传播速度 26）喷油泵的速度特性 27）工作容积 28）配气相位 29）负荷特性 30）万有特性 31）扫气系数 32）燃油消耗率 33）活塞平均速度 34）横流扫气 35）直流扫气 36）自由排气 37）强制排气 38）滚流 39）挤流 40）湍流 41）表面点火 42）爆燃 43）汽油机滞燃期 44）预混燃烧 45）扩散燃烧 46）外特性 二、填空 1、四行程内燃机实际循环由五个过程组成，依次是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

2、比较汽油机和柴油机标定工况下下列参数的大小，并说明为什么： 1）进气终了压力，汽油机（ ）柴油机，因为（ ）。 2）进气终了温度，汽油机（ ）柴油机，因为（ ）。

3）压缩终了压力，汽油机（ ）柴油机，因为（ ）。 4）压缩终了温度，汽油机（ ）柴油机，因为（ ）。

5）最高燃烧温度，汽油机（ ）柴油机，因为（ ）。 6）排气温度，汽油机（ ）柴油机，因为（ ）。

3、内燃机主要机械损失包括三部分，分别是（ ）、（ ）和（ ），所占的比例分别为（ ）、（ ）和（ ）。 4、发动机转速一定，负荷增加时，汽油机的充气效率（ ），柴油机的充气效率（ ）。

5、发动机转速一定，负荷增加时，发动机平均机械损失压力（ ），机械效率（ ）。 发动机油门位置不变，转速增加时，发动机平均机械损失压力（ ），机械效率（ ）。

6、为了便于分析，汽油机燃烧过程通常分为（ ）、（ ）和（ ）三个阶段。 7、汽油机燃烧过程通常出现的不正常燃烧现象有（ ）和（ ）。

8、汽油机排气中、主要污染物质包括（ ），（ ）和（ ）。 9、为了便于分析，柴油机燃烧过程通常分为（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四个阶段。

10、柴油机排气中、主要污染物质包括（ ），（ ）、（ ）和（ ）。 11、从喷油器喷出的柴油喷注特征可用三个参数（ ）、（ ）和（ ）表示。

12、下列参数变化时，说明汽油机爆震和柴油机工作粗暴的变化倾向： （1）压缩比增加，汽油机爆震倾向（ ），柴油机工作粗暴倾向（ ）。 （2）进气温度增加，汽油机爆震倾向（ ），柴油机工作粗暴倾向（ ）。

（3）燃料自燃温度增加，汽油机爆震倾向（ ），柴油机工作粗暴倾向（ ）。 （4）点火提前角或喷油提前角增加，汽油机爆震倾向（ ），柴油机工作粗暴倾向（ ）。

（5）冷却水温度增加，汽油机爆震倾向（ ），柴油机工作粗暴倾向（ ）。 （6）发动机负荷增加，汽油机爆震倾向（ ），柴油机工作粗暴倾向（ ）。

13、汽油机转速一定，负荷增加时，汽油机的进气管真空度（ ）；充气效率（ ）；残余废气系数（ ）；着火落后期（ ）；火焰传播速度（ ）。 14、柴油机转速一定，负荷增加时，进气管真空度（ ）；充气效率（ ）；循环供油量（ ）；着火落后期（ ）；过量空气系数（ ）；排气烟度（ ）；燃烧噪音（ ）。

15、汽油机油门位置不变，转速增加时，进气管真空度（ ）；最佳点火提前角（ ）；平均机械损失压力（ ）；机械效率（ ）。 16、柴油机油门位置不变，转速增加时，循环供油量（ ）；排气温度（ ）；平均机械损失压力（ ）；机械效率（ ）。

三、选择题 1、于汽油机冷起动性有关的汽油性能是 a、初馏点 b、10%馏出温度 c、50%馏出温度 d、90%馏出温度 2、与汽油机加速性和暖车时间有关的汽油性能是 a、10%馏出温度 b、50%馏出温度 c、90%馏出温度 d、汽油机的辛烷值 3、与汽油机爆震现象有关的汽油性能是 a、10%馏出温度 b、50%馏出温 c、90%馏出温度 d、汽油的辛烷值 4、我国汽油的标号是指汽油的 a、马达法辛烷值 b、研究法辛烷值 c、道路法辛烷值 d、10%馏出温度 5、与柴油机喷雾，雾化质量有关的柴油性能是 a、低温流动性 b、柴油粘度 c、柴油的挥发性 d、柴油的十六烷值 6、柴油机排气中一氧化碳浓度最大的工况是 a、怠速工况 b、加速工况 c、中等负荷等速工况 d、减速工况 7、汽油机在使用中出现爆震，常用的消除办法是 a、加大点火提前角 b、减小点火提前角 c、换低标号汽油 d、调整气门间隙 8、柴油机燃烧噪音较大的工况是 a、冷车怠速 b、大负荷稳定工 c、中等负荷稳定工况 d、热车减速工况 9、柴油机排气冒烟的工况是 a、怠速工况 b、小负荷稳定工况 c、加速工况 d、减速工况 10、柴油机在寒冷气候下起动时，经常冒白烟，原因是 a、燃烧不完全，生成一氧化碳排出 b、气温低，燃烧着火不好，染料等以液滴状排出 c、燃烧时缺氧，生成碳烟排出 d、是没有燃烧的燃油蒸汽 11、非增压柴油机平均有效压力比汽油机低的原因是 a、受冒烟限制，平均过量空气系数大 b、柴油机充气效率低 c、柴油机转速低 d、柴油机压缩比高 12、四行程汽油机冬季与夏季比较 a、夏天充气效率大，。