第2天 发动机的总体构造

学习目标

1.了解汽油发动机的基本结构与组成。

2.在发动机上指认出各组成部件的名称。

3.熟悉发动机术语，了解其代表的含义。

一、发动机的构成

现代汽车的发动机大都是将汽油或柴油与空气混合直接在气缸内部燃烧，利用燃烧气体的膨胀压力来推动机器运转产生动力的，所以称为内燃机。由于发动机的基本原理相似，总体构造也就大体一致。汽油发动机通常由两大机构和五大系统组成，马自达6轿车发动机的总体结构如图2-1所示。

图2-1 马自达6轿车发动机总体结构图

发动机的基本结构见表2-1。

表2-1 发动机的基本结构

二、发动机常用术语

1.上止点与下止点

上止点是指活塞运动到离曲轴回转中心最远的点，通常指活塞上行到最高位置（接近气缸顶端），这个位置简称TDC。下止点是指活塞离曲轴回转中心最近处，通常指活塞下行到最低位置，这个位置简称BDC。

上止点、下止点与活塞行程的相互关系如图2-2所示。

图2-2 上止点、下止点与活塞行程

6.发动机排量

发动机排量VL是发动机的一个重要参数，它是指发动机各缸工作容积之和，即单缸工作排量和缸数的乘积。设发动机共有i个气缸，则VL=Vhi。

由公式可知，发动机的缸数越多，缸径（D）和行程（S）越大，发动机的排量就越大。在同等条件下，排量越大的轿车，功率越大，起步转矩越大，加速性能越好。而排量低的车辆其动力性能相对较弱，起步时动力不足，但比较经济节油。

7.燃烧室容积

燃烧室容积是指活塞在上止点时，活塞上方由活塞顶和气缸盖构成的空间，用Vc表示。

2.活塞行程

活塞行程是指活塞在气缸中运行时，下止点到上止点之间的距离，用S表示。

3.活塞冲程

活塞冲程是指活塞运行时由一个止点到另一个止点的运动过程。一个活塞冲程的曲轴转动半圈（180°），完整的四冲程（进气、压缩、做功、排气）则需要曲轴转动2圈（720°）。

4.曲柄半径

曲柄半径是指曲轴上的主轴颈中心线到连杆轴颈中心线的垂直距离，用字母R（单位：mm）表示。当气缸轴线通过曲轴的回转中心时，S=2R，即活塞行程是曲柄半径的两倍。

5.气缸工作容积

气缸工作容积是指活塞在从一个止点运动到另一个止点（上止点和下止点）间所扫过的圆柱筒状容积，即活塞面积（取决于缸径D）与行程的乘积，一般用Vh（单位：L）表示。

8.气缸总容积

活塞在下止点时，活塞上方的容积称为气缸总容积（Va），它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即

9.压缩比

压缩比是指进入气缸的可燃混合气或纯空气被活塞压缩的比率，即气缸总容积（V1+V2）与燃烧室容积（V1）的比值，如图2-3所示。汽油机的压缩比通常在8～11之间，例如本田飞度L13Z1发动机（1.3L）的压缩比为10.5。

图2-3 压缩比的形成

压缩比与发动机性能有很大关系，它代表了活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。一般来说，压缩比越高的发动机，可燃性混合气被压缩的体积越小，动力性越足、油耗也越小。但压缩比设计得过高容易导致混合气自燃，引起发动机爆燃，发动机工作时抖振会明显增大。

特别提示

高压缩比的发动机应选用标号高的汽油，以增强其抗爆性，减少发动机机械部件的损坏。

10.发动机工作循环

在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程（进气、压缩、做功和排气）称为发动机的工作循环。

11.配气相位

用曲轴转角表示的进、排气门实际开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。配气相位的各个角度可用配气相位图来表示，如图2-4所示。

为了使发动机进气充分、排气彻底，可以改装发动机的换气过程，提高发动机动力性能，实际上发动机的气门开启和关闭并不恰好在上、下止点，而是适当地提前开启和迟后关闭，以延长进、排气时间。结果，进、排气门开启行程都大于180°曲轴转角。

图2-4 汽油发动机配气相位

为了直观明了，我们常用TDC或BDC前/后多少度来表示曲轴转角，即活塞到达止点前/后的曲轴角度。进气门提前多少度转角开启，我们就称之为上止点前（BTDC）多少度开启；进气门迟后关闭，我们就称之为下止点后（ABDC）多少度关闭。

你学会了吗？

1.汽油发动机通常由____和____组成。

2.发动机的常用术语有哪些？它们之间有什么联系？

3.什么叫配气相位？气门适当地提前开启和迟后关闭有什么作用？

4.简述发动机的基本结构和各部分的组成、作用。