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西华大学交通与汽车工程学院 西华大学 汽车发动机构造（B） 第1章 绪 论 外 燃 机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。如蒸汽机、汽轮机、热气机（斯特林发动机） 内 燃 机：混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。如活塞式内燃机和燃气轮机 §1 外燃机 一、蒸汽机 是一个能够将蒸汽中的热能转换为功的热机。 泵、铁路机车和轮船曾使用蒸汽机驱动。蒸汽机在工业革命中起了基本的作用。今天人们还使用汽轮机来发电。 §1 外燃机 世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大的希罗（Hero of Alexandria）于1世纪发明的汽转球，不过它只不过是一个玩具而已。 约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本制造了第一台蒸汽机的工作模型。约与此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的主意。 1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机，1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。 现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。原子反应堆、太阳能聚热器等加热水，产生蒸汽推动蒸汽机。 §1 外燃机 §1 外燃机 二、涡轮蒸汽机（汽轮机） 一种用高压蒸汽转动涡轮叶片，将蒸汽的热能转换为动能的机械。 §1 外燃机 §2 内燃机 定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞并输出动力的机械。内燃机一般以汽油、柴油或煤气等作为燃料。 基本工作特征：内燃机是一种工质开环式循环并以间歇方式工作的发动机。 内燃机的特点：热效率高(是当今热效率最高的热力发动机)、结构简单、比质量(单位输出功率的质量)轻、移动方便。 §2 内燃机 1860年，法国工程师莱诺依尔制造出第一台以煤气为燃料的内燃机，但由于既笨重、效率又低，热效率低于5％，最大功率为4.5kW，1860—1865年共生产了约5000台，未能推广使用。 §2 内燃机 1876年年德国工程师尼古拉斯·奥托，试制出第一台实用活塞式四冲程煤气内燃机，并成批投入生产。在以后的十几年中，奥托共制造和出售了5万台这种内燃机，总马力达20万以上。 由于奥托内燃机是第一种实用化的内燃机，所以人们一般把奥托看作是内燃机的发明人。 1884年，又推出了性能更好的立式风冷发动机（取名立钟） §2 内燃机 1893年，狄塞尔制造了第一台试验样机。 §2 内燃机 在1890年前英国的克拉克和罗伯逊、德国的卡尔·奔驰成功地发明了二冲程内燃机。 §2 内燃机 1957年，德国人汪克尔发明了转子发动机。 §2 内燃机 在内燃机一百多年的发展历史中，具有划时代意义的两个重要发展阶段是： 20世纪50年代初兴起的增压技术 20世纪70年代开始的计算机、电子技术在内燃机研制中的应用 §2 内燃机 二、发动机产品名称和型号编制规则 按照GB725－91 《内燃机产品名称和型号编制规则》统一制定 内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。 内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。 内燃机型号由以下四部分组成： 首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。 中部：由缸数符号、行程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。 后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。 尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示 第2章 汽车发动机的工作原理及总体构造 按照活塞运动方式分类：可分为往复活塞式和旋转活塞式 按照燃料种类分类：可分为汽油机和柴油机、气体发动机等 按照冷却方式分类：可分为水冷式和风冷式 二、基本术语 4、曲柄半径 R 定义：曲轴的回转半径，对于汽缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机有： S＝2R 定义：活塞在上止点时，活塞顶以上、气缸盖底面以下所形成的空间容积。 物理意义：表示气缸内气体被压缩的倍数或燃气燃烧后膨胀的倍数。是发动机的重要性能参数。 柴油机ε：15～22 汽油机ε：6～10（轿车有的达到9～11） §3 往复活塞式内燃机的工作原理 四冲程发动机：曲轴转两圈，活塞在气缸内上下往复各两次，完成一个工作循环的内燃机。 二冲程发动机：曲轴转一圈，活塞在气缸内上下往复各一次，完成一个工作循环的内燃机。 一、四冲程汽油机的工作原理 1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程 二、四冲程柴油机的工作原理 1、进气行程 与汽油机主要区别： 进入气缸的是纯空气。 二、四冲程柴油机的工作原理 2、压缩行程 二、四冲程柴油机的工作原理 3、做功行程 二、四冲程柴油机的工作原理 4、排气行程 四冲程汽油机、柴油机特点比较