1、内燃机我们知道，无论是汽油发动机还是柴油发动机，它们都属于内燃机，都是燃烧燃料后通过推动气缸内活塞作往返运动来将燃料中的化学能量转换成为驱动车辆前进的机械能量，因此两者的工作原理大体是相同的。作为日常使用的燃料本身，柴油的能量密度最高，比液化天然气高出近 1 倍，比汽油高出 10 以上。与汽油相比，柴油不易挥发，着火点较高，不易因偶然情况被点燃或发生爆炸。由于两者挥发性和燃点的不同，导致使用这两种燃料的发动机有不同的点火方式。汽油发动机的特点：体积小、重量轻、起动性好。 汽油发动机中，油气混合气进入气缸后，在压缩接近终了时由火花塞点燃。因此，汽油发动机需要一套控制何时让火花塞工作的点火系统，此
2、系统必须精确控制火花塞放电的时刻和火花能量的大小，才能保证汽油机的工作正常，汽油机的燃料供给系和点火系是汽油机上发生故障比例较高的部位。此外，由于汽油的燃点较低，汽油机的压缩比就不能太高，以免油气自燃，因此其热效率和经济性较柴油机为差。汽油机的优点在于其体积小、重量轻、价格便宜；起动性好，最大功率时的转速高；工作中振动及噪声小，因此，在载客汽车，特别是轿车中，汽油机得到了广泛的应用，特 别是在我们国家目前生产的绝大多数轿车，都是采用汽油发动机作为自己的动力系统。传统柴油发动机的特点：热效率和经济性较好。柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃燃点，这时再喷入柴油、柴油喷雾
3、和空气混合的同时自己点火燃烧。因此，柴油发动机无需点火系。同时，柴油机的供油系统也相对简单，因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同功率的情况下，柴油机的扭矩大，最大功率时的转速低，适合于载货汽车的使用。 但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。由于上述特点，以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。小型高速柴油发动机的新发展：
4、排放已经达到欧洲 III 号的标准。传统上，柴油发动机由于比较笨重，升功率指标不如汽油机转速较低，噪声、振动较高，炭烟与颗粒 PM 排放比较严重，所以一直以来很少受到轿车的青睐。但随着近年来柴油机技术的进步，特别是小型高 速柴油发动机的新发展，一批先进的技术，例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用，使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决，而柴油机在节能与 CO2排放方面的优势，则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的，因此，先进的小型高速柴油发动机，其排放已经达到欧洲 III 号的标准，成为 “绿色发动机 ”，目前已经成为欧美许多新轿车的动力装置，可以预见，
5、我国将出现越来越多的柴油轿车。内燃机是一种热力发动机。通常可按燃用的燃料来分有：汽油机、煤气机等几类。因为汽油机轻便、噪音低以及环保性，它 赢得了公众较好的口碑，因此其有机在国民经济和国防工程上得到了较为广泛的应用。内燃机传热在很大程度上主宰着汽油机的经济性、可靠性以及其他各项重要的技术经济指标。在汽油机负载日益增强的今天，研究汽油机热负荷问题已经是非常紧迫的任务了。汽油机向高强化方向的发展使其零部件的机械负荷和热负荷不断增大，而汽油机的的汽缸套是气体压缩、燃烧和膨胀的空间，并为活塞起导向作用，它的不正常变形将破坏活塞与缸套间的正常间隙，导致工作过程的恶化。因而，如何降低汽油机的热负荷，则是提
6、高其整机性能的重要研究课题。发动机：发动机充当动力装置。内燃机是最常见的：它通过在发动机汽缸里面燃烧一种液体燃料获得动力。发动机有两种类型 :汽油机也叫做一个火花 - 点火发动机和柴油机也被称为一个压缩 - 点火发动机。这两种发动机都叫做热机；燃料在气缸内燃烧产生的高温高压气体推动曲轴旋转而传递动力。车身：汽车车身是由窗子，门，一个发动机罩和一个行李舱盖建成的一个金属板壳。它给发动机，乘客和货物提供一种保护。车身的设计应使得乘客安全和舒适。车身的外表使得汽车具有吸引人的，五彩缤纷的和现代的外表。底盘：底盘是汽车上主要操作系统组成的一个总成。底盘包括传动系，悬挂，转 向，以及刹车系统。传动系统
7、- 把动力运送到车轮。主要零部件是离合器，变速器，传动轴，主减速器，和差速器。悬挂 - 吸收路面震动。转向 - 控制运动的方向。刹车 使车辆减速。电气设备：电系统为点火，喇叭，灯光，发热器和起动器提供电。通过循环充电来维持电量。这条电路由电池，交流发电机或者发电机组成。蓄电池储存电。交流发电机把发动机的机械能换成电能并给电池再充电。气缸体：气缸体是发动机的基本框架。发动机的其他零件都安装在它里面或者固定在它上。缸体里有气缸，水套和油道。曲轴也固定在气缸体底部。除了顶置凸轮 OHC 发动机以外，凸轮轴都安装在气缸体里面。在大多数汽车里，气缸体由灰铸铁或者一种灰铸铁和其他金属的合金混合物做成，例如
8、镍或铬。气缸体是铸件。有些气缸体，特别是在小汽车里的那些，都是由铝做成的。这种金属比铸铁轻得多。但是，铸铁的耐磨性比铝好。因此，在大多数铝制发动机的气缸内镶有铸铁或者钢的轴套。这些轴套叫做气缸套。而有些气缸体完全由铝做成。气缸盖：气缸盖固定在气缸体的顶上，正像屋顶套在一所房子上面一样。气缸盖下面与活塞顶上的空间形成燃烧室。最常见的气缸盖类型是半球形，楔形和准半球形。这三种说法都是指燃烧室的形状 。气缸盖携带阀门，气门弹簧和在摇臂杆上的摇臂，这部分的气门传动机构通过推杆工作。有时，凸轮轴直接安装在气缸盖上并且不用摇臂控制阀门工作。这被叫为顶置凸轮轴装置。像气缸体一样，气缸盖是由铸铁或者铝合金制成
9、。衬垫：气缸盖与气缸体用高强度的钢螺栓缚连结。气缸体和气缸盖之间的连接必须密封以便没有燃烧的混合气体泄漏。这通过使用气缸盖衬垫实现。这是一个夹层衬垫，即在两片铜之间放一片石棉，这两种材料都能禁得住在发动机内的高温和高压。油底壳：油底壳通常由钢冲压形成。油底壳和气缸体的下半部分一同被叫做曲轴箱；他们把曲轴封闭起 来。润滑系统中的机油泵从油底壳抽取油并把油输送到发动机内全部正在工作的部分。机油流出后又流回油底壳。因而在油底壳和发动机工作零件之间有机油不断流动循环。进气配气定时：如果进口门在进气行程的上止点打开并且在这次行程的下止点关闭，它将有 180的开度。气门在 180转角内完全打开。然而气门达
10、到全开位置需要一定时间，完全关闭也需要一定时间。因此阀门在上止点BTDC 之前被打开，在下止点 ABDC 之后关闭。排气配气定时：如果排气门在排气行程的下止点打开并且在这次行程的上止点关闭，它将有 180的持续。但是像进气门一样 ，排气门需要时间到达充分打开和关闭的位置。因此排气门在下止点之前打开，在上止点之后关闭。气门重叠：进气门在上止点前 17打开，排气门在上止点后 17关闭。因此，有 34的一段时期，两个阀门都是开的： 17 17 34。这时期被称为气门重叠。排气门的关闭和进气门的开启重叠。在这个时候，新的混合气推动燃烧后的废气从排气门排出。在涡轮增压发动机上气门重叠角被保持在一个最小值
11、。这就防止废气倒流入进气管。配气机构：那些打开和关闭气门的气门传动是为了协调四冲程的工作循环使他们各自上下移动。这些阀门运动必须正好 在合适的时刻进行。每个阀门的开启由凸轮轴控制。顶置凸轮轴气阀传动：凸轮是一在轴上的蛋形的金属，通过曲轴协调旋转。那金属轴叫凸轮轴，在发动机里的每个气门一般有各自的凸轮。当凸轮轴旋转时，凸轮凸起的或者高点的位置，推动气门座。这行动强迫阀门向下移动。这过程能使进气门在进气行程打开，或者排气门在排气行程打开。因为凸轮轴继续旋转，凸轮轴上的凸起部分离开气门装置。当这发生时，气门弹簧紧紧地关闭气门口，叫做气门座。现代汽车发动机里的阀门位于发动机顶上的汽缸盖。这被称为顶置气
12、门 OHV 结构。另外，当凸轮轴位于汽缸盖上面时， 这种方式被称为是顶置凸轮轴 OHC 结构。一些高性能发动机有两个单独的凸轮轴，分别负责开关进气门和排气门。这些发动机被称为双顶置凸轮轴 DOHC 发动机。推杆气阀传动：凸轮轴也装在发动机底部的气缸体内。为了将凸轮的运动传给气门需要一些附属装置。在这种布置中，凸轮凸角推动凸轮挺杆。当凸轮的凸角在凸轮挺杆下出现时，它推动凸轮挺杆向上运动离开凸轮轴。凸轮挺杆推动控制摇臂的推杆。摇臂以通过它的中心为轴而旋转。当摇臂的一侧上升，其另一侧下降，正如一块跷跷板一样。摇臂向下移动的那一边推动气门杆以打开气门。因为推杆气阀传动有另外 的部分，所以很难以高速运转
13、。推杆发动机一般在低速运转，从而产生比相同大小的顶置凸轮轴较少功率。记住，功率反映了工作能力。气门间隙：当发动机处于压缩行程和做功行程时，阀门必须紧紧地关闭以产生一个不透气的气封，以防止气体逃离燃烧室。如果阀门不完全关闭，发动机将不能发挥全部动力。此外气门头易于被通过的热气体燃烧，这有可能使活塞频繁冲击打开的气门，使发动机严重损坏。所以阀门能完全关闭，气门间隙在操作机构内是必须的。这意味着操作机构必须离阀门足够远以允许阀门通过气门弹簧使其完全关闭。但是，如果间隙太大，将引起金属轻敲 的噪音。凸轮轴驱动机构：在四行程循环时，每凸轮必须旋转打开一阀门。记住，一个循环相当于曲轴旋转两次。因此，凸轮轴
14、必须以曲轴正好一半的速度旋转。这用 2： 1 的传动比完成。齿轮连接到凸轮轴的齿数是齿轮连接到曲轴的两倍。齿轮连结有三种方式：（ 1）皮带传动齿型带能被使用。这样的带是由合成橡胶做成并且用内部的钢或者玻璃纤维绞合加强。皮带上有齿，或者槽以啮合并且驱动传动齿轮上的齿。皮带一般与顶置凸轮阀门传动一起被用在发动机上。（ 2）链传动在一些发动机上，金属链被用来连结曲轴和凸轮轴齿轮。大多数推杆发动机和一些顶置凸轮 轴发动机都有链。（ 3）齿轮传动凸轮轴和曲轴齿轮可能被直接连结，或者相啮合。这类操作联动通常被用在更老的六气缸，直列发动机上。凸轮轴被链或者带驱动，使其朝着曲轴相同的方向转动。但是凸轮轴被曲轴齿轮直接驱动，其将在相反方向上转动。正时皮带被使用，因为他们花费少于链子，而且噪音少。一条典型的正时皮带由用玻璃纤维加强的氯丁橡胶合成橡胶做成的。附件
