课题二 发动机的基本原理和结构

一、发动机的基本原理

汽车发动机普遍采用四冲程，曲轴转动带动活塞上下往复运动，完成进气、压缩、做功和排气四个冲程，在做功冲程，燃料在发动机内燃烧膨胀产生动能，让发动机“很有劲”。四冲程汽油缸外喷射发动机工作原理如下：

1．进气冲程的工作情况

如图2-10所示，在进气冲程，排气门关闭，进气门打开，活塞由曲轴带动从上止点移动到下止点。此时又好比注射器吸液，随着容积变大，产生真空，吸进混合气。缸外喷射发动机将空气和汽油的混合物（即混合气）吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。

2．压缩冲程的工作情况

压缩冲程好比消化食物的胃，发动机此时对混合气进行压缩，使得混合气压力和温度提高，以便于点燃。如图2-11所示，压缩冲程时，进、排气门都关闭，活塞由曲轴带动从下止点移动到上止点。因为气体在压缩后有温度上升的特性，温度越高越利于燃烧。随着活塞向上移动，空间变小，压力与温度都在升高。

3．做功冲程的工作情况

如图2-12所示，做功冲程就像鞭炮被点燃后发生爆炸，会产生很大的威力。在做功冲程，进、排气门关闭形成封闭空间，火花塞适时发出高压电火花，将温度很高的混合气点燃，火焰迅速传播，混合气燃烧后产生巨大的压力，推动活塞移动使曲轴旋转，产生能驱动车轮的动力。

4．排气冲程的工作情况

如图2-13所示，排气冲程开始，排气门开启，进气门关闭，活塞上行，推动废气通过排气门排出。汽车排气管排出的废气是汽车主要污染源，在汽车维修或年检时使用废气分析仪检测的气体就是排气管排出的废气。

二、发动机的组成

发动机是汽车上最复杂的部分，汽油发动机（图2-14）包括两大机构和五大系统，两大机构是曲柄连杆机构和配气机构，五大系统包括点火系统、燃料供给系统、冷却系统、润滑系统和起动系统组成。柴油发动机的组成与汽油发动机的组成基本类似，只是柴油发动机没有点火系统。

如图2-15所示为发动机的曲柄连杆机构和配气机构。曲柄连杆机构是发动机的“躯体”，它是实现工作循环和完成能量转换的主要部分，它主要包括曲轴、活塞、连杆等部件。配气机构是发动机的“肺”，定时开启和关闭进、排气门，实现换气，它主要包括正时传动带、凸轮轴、进气门和排气门等部件。

燃料供给系统是发动机的“消化系统”，它将混合气供入气缸，将废气排出车外。润滑系统是发动机的“心血管系统”，它向发动机曲轴等运动零件表面输送机油。冷却系统是发动机的“皮肤”，它将气缸工作时高温零件所吸收的热量及时带走，使发动机保持在正常的温度范围内。点火系统是“胃酸”，适时点燃气缸内“食物”——混合气，从而使混合气燃烧对外做功。起动系统通常归类于汽车电气设备，通过起动机将蓄电池的电能转换成机械能，带动发动机运转。