发动机的基本类型

发动机根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式不同，可以分为活塞式发动机和燃气轮机两大类。

活塞式发动机又可按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式发动机是现代发动机的主流。活塞在气缸中做往复的直线运动，经连杆、曲轴等转动变为旋转运动。

往复活塞式发动机按照点火方式、工作循环、凸轮轴的位置及凸轮轴数、气缸排列、使用燃料、冷却方式等，又可分为很多不同的形式。

1. 按照点火方式分类。按照点火方式可分为点燃式发动机（汽油发动机、液化石油气发动机、双燃料发动机）和压燃式发动机（柴油发动机、重油发动机）。

2. 按照工作循环方式分类。按照工作循环方式可分为四冲程发动机和二冲程发动机。

3. 按照凸轮轴的位置及凸轮轴数分类。按照凸轮轴位置可分为凸轮轴装在气缸盖上（凸轮轴顶置）的发动机和凸轮轴装在气缸体内（凸轮轴中置，又称为气门顶置式）的发动机；按照凸轮轴数可分为单凸轮轴发动机、双凸轮轴发动机、四凸轮发动机。

4 按照使用燃料分类。按照使用燃料可分为汽油发动机、柴油发动机、液化石油气发动机、双燃料发动机。

5. 按照气缸的数目及排列方式分类。按照气缸的数目可分为单气缸发动机和多气缸发动机；按照气缸的排列方式可分为直列式发动机、V 型发动机、辐射式发动机、对置式发动机、水平式发动机。

6. 按照冷却方式分类。按照冷却方式可分为水冷式发动机和风冷式发动机。

目前，现代汽车以采用四冲程、多缸、水冷、顶置凸轮轴的发动机为主。

发动机的工作原理

（往复活塞式四冲程汽油机 ▼ ）

1. 进气行程

进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，产生真空度，气缸内压力降到进气压力以下，在真空吸力作用下，通过汽油喷射装置雾化的汽油，与空气混合形成可燃混合气，由进气道和进气门吸入气缸内。

 

2. 压缩行程

进排气门全部关闭，压缩缸内的可燃混合气，混合气温度升高，压力上升。活塞临近上止点前，可燃混合气压力上升到0.6～1.2MPa，温度可达330～430℃。

 

3. 做功行程

在压缩行程接近上止点时，装在气缸盖上方的火花塞发出电火花，点燃所压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后放出大量的热量，缸内燃气压力和温度迅速上升，燃烧压力高达3~6MPa，燃烧温度高达2200～2500℃。高温高压燃气推动活塞快速向下止点移动，通过曲柄连杆机构对外做功。做功行程开始时，进、排气门均关闭。

 

4. 排气行程

做功行程接近终了时，排气门开启，由于这时缸内压力高于大气压力，高温废气迅速排出气缸，这一阶段属于自由排气阶段，高温废气通过排气门排出。随排气过程进行进入强制排气阶段，活塞越过下止点向上止点移动，强制将缸内废气排出，活塞到达上止点附近时，排气过程结束。排气终了时，气缸内气体压力稍高于大气压力，为0.105～0.115MPa，废气温度为600～900℃。由于燃烧室占有一定容积，因此在排气终了时，不可能将废气彻底排除干净，剩余部分废气称残余废气。

 

四冲程发动机完成一个工作循环，经历进气、压缩、做功和排气四个行程，发动机的正常运转就是工作循环连续不断交替。曲轴每转两圈（720℃）完成一个工作循环，一个行程对应曲轴转角为180°。

做功和进气行程，活塞从上止点向下止点运动；压缩和排气行程，活塞从下止点向上止点运动。

四个行程中，只有做功行程是有效输出动力行程；其余三个行程是辅助行程，靠飞轮惯性维持转动，因而飞轮转速是不均匀的，必须具有足够的转动惯量才能保证发动机运转平稳。

发动机维修常用术语图解

（说明：下面各图中的序号1为活塞，序号2为曲轴）

1. 上止点（TDC）

活塞最高位置，即活塞在气缸中向上运动所能到达的最高点。

 

2. 下止点（BDC）

活塞最低位置，即活塞在气缸中向下运动所能到达的最低点。

 

3.活塞行程（S）

活塞往复直线运动时的路径，即上、下止点之间的距离。

 

4.曲柄半径（R）

曲轴与连杆大端相连接的曲柄销中心线到曲轴回转中心线的距离。

 

5.气缸工作容积（Vh）

也被称为气缸排量，是指一个气缸中活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。

 

6. 发动机排量（Vl）

发动机所有气缸工作容积的总和。

7. 燃烧室容积（Vc）

活塞在上止点时，活塞顶上面空间的容积。

 

8. 气缸总容积（Va）

活塞在下止点时，活塞顶上面空间的容积。

 

9. 压缩比（ε）

气缸总容积与燃烧室容积的比值。

 

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本期内容来自最新出版的图书：《汽车发动机构造原理与诊断维修》 | 顾惠烽 等编著 | 2019年10月出版