第2天 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與組成。

2.在發(fā)動(dòng)機(jī)上指認(rèn)出各組成部件的名稱。

3.熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)術(shù)語(yǔ)，了解其代表的含義。

一、發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成

現(xiàn)代汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)大都是將汽油或柴油與空氣混合直接在氣缸內(nèi)部燃燒，利用燃燒氣體的膨脹壓力來(lái)推動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)力的，所以稱為內(nèi)燃機(jī)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理相似，總體構(gòu)造也就大體一致。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通常由兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，馬自達(dá)6轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。

圖2-1 馬自達(dá)6轎車發(fā)動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖

發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2-1。

表2-1 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

二、發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語(yǔ)

1.上止點(diǎn)與下止點(diǎn)

上止點(diǎn)是指活塞運(yùn)動(dòng)到離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的點(diǎn)，通常指活塞上行到最高位置（接近氣缸頂端），這個(gè)位置簡(jiǎn)稱TDC。下止點(diǎn)是指活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，通常指活塞下行到最低位置，這個(gè)位置簡(jiǎn)稱BDC。

上止點(diǎn)、下止點(diǎn)與活塞行程的相互關(guān)系如圖2-2所示。

圖2-2 上止點(diǎn)、下止點(diǎn)與活塞行程

6.發(fā)動(dòng)機(jī)排量

發(fā)動(dòng)機(jī)排量VL是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，它是指發(fā)動(dòng)機(jī)各缸工作容積之和，即單缸工作排量和缸數(shù)的乘積。設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)共有i個(gè)氣缸，則VL=Vhi。

由公式可知，發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)越多，缸徑（D）和行程（S）越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的排量就越大。在同等條件下，排量越大的轎車，功率越大，起步轉(zhuǎn)矩越大，加速性能越好。而排量低的車輛其動(dòng)力性能相對(duì)較弱，起步時(shí)動(dòng)力不足，但比較經(jīng)濟(jì)節(jié)油。

7.燃燒室容積

燃燒室容積是指活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方由活塞頂和氣缸蓋構(gòu)成的空間，用Vc表示。

2.活塞行程

活塞行程是指活塞在氣缸中運(yùn)行時(shí)，下止點(diǎn)到上止點(diǎn)之間的距離，用S表示。

3.活塞沖程

活塞沖程是指活塞運(yùn)行時(shí)由一個(gè)止點(diǎn)到另一個(gè)止點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。一個(gè)活塞沖程的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)半圈（180°），完整的四沖程（進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣）則需要曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2圈（720°）。

4.曲柄半徑

曲柄半徑是指曲軸上的主軸頸中心線到連桿軸頸中心線的垂直距離，用字母R（單位：mm）表示。當(dāng)氣缸軸線通過(guò)曲軸的回轉(zhuǎn)中心時(shí)，S=2R，即活塞行程是曲柄半徑的兩倍。

5.氣缸工作容積

氣缸工作容積是指活塞在從一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)（上止點(diǎn)和下止點(diǎn)）間所掃過(guò)的圓柱筒狀容積，即活塞面積（取決于缸徑D）與行程的乘積，一般用Vh（單位：L）表示。

8.氣缸總?cè)莘e

活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e（Va），它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即

9.壓縮比

壓縮比是指進(jìn)入氣缸的可燃混合氣或純空氣被活塞壓縮的比率，即氣缸總?cè)莘e（V1+V2）與燃燒室容積（V1）的比值，如圖2-3所示。汽油機(jī)的壓縮比通常在8～11之間，例如本田飛度L13Z1發(fā)動(dòng)機(jī)（1.3L）的壓縮比為10.5。

圖2-3 壓縮比的形成

壓縮比與發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很大關(guān)系，它代表了活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。一般來(lái)說(shuō)，壓縮比越高的發(fā)動(dòng)機(jī)，可燃性混合氣被壓縮的體積越小，動(dòng)力性越足、油耗也越小。但壓縮比設(shè)計(jì)得過(guò)高容易導(dǎo)致混合氣自燃，引起發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)抖振會(huì)明顯增大。

特別提示

高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)選用標(biāo)號(hào)高的汽油，以增強(qiáng)其抗爆性，減少發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械部件的損壞。

10.發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)

在氣缸內(nèi)進(jìn)行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一系列連續(xù)過(guò)程（進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣）稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。

11.配氣相位

用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門(mén)實(shí)際開(kāi)閉時(shí)刻和開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間，稱為配氣相位。配氣相位的各個(gè)角度可用配氣相位圖來(lái)表示，如圖2-4所示。

為了使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣充分、排氣徹底，可以改裝發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能，實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉并不恰好在上、下止點(diǎn)，而是適當(dāng)?shù)靥崆伴_(kāi)啟和遲后關(guān)閉，以延長(zhǎng)進(jìn)、排氣時(shí)間。結(jié)果，進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)啟行程都大于180°曲軸轉(zhuǎn)角。

圖2-4 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位

為了直觀明了，我們常用TDC或BDC前/后多少度來(lái)表示曲軸轉(zhuǎn)角，即活塞到達(dá)止點(diǎn)前/后的曲軸角度。進(jìn)氣門(mén)提前多少度轉(zhuǎn)角開(kāi)啟，我們就稱之為上止點(diǎn)前（BTDC）多少度開(kāi)啟；進(jìn)氣門(mén)遲后關(guān)閉，我們就稱之為下止點(diǎn)后（ABDC）多少度關(guān)閉。

你學(xué)會(huì)了嗎？

1.汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通常由____和____組成。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)的常用術(shù)語(yǔ)有哪些？它們之間有什么聯(lián)系？

3.什么叫配氣相位？氣門(mén)適當(dāng)?shù)靥崆伴_(kāi)啟和遲后關(guān)閉有什么作用？

4.簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和各部分的組成、作用。