气环
油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
发动机的构成和结构
两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废 气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构。
柴油机的基本构成
发动机的构成和结构
发动机的构成和结构
五大系统
进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 起动系统
完成燃料的储存、滤清和输送工作，按柴油机各种不同工况的要求，定时、定量、定压并以一 定的喷油质量喷入燃烧室，使其与空气迅速而良好地混合和燃烧，最后使废气排入大气。
➢在适当的时刻，将一定数量的洁净燃油增压后以适当的规律喷入燃烧室。
发动机的构成和结构
冷却系统的作用： 保持发动机在最适宜的温度范围内工作。
发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达2200K~2800K，大约 1/3做功转变为机械能，其余大部分随 废气排出，其余则被发动机零件吸收，使发 动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件，若不及时冷却，则难 以保证发动机正常工作。
柴油机的基本构成
空气滤清器
发动机的构成和结构
主滤芯
叶片环
集尘盘
安全滤芯
滤清器壳
进气管
排尘袋
空气滤清器的任务是确保给发动机以足够的保护，以被免在灰尘颗粒条件下的非正常磨损；空气滤清器须有高的 滤清效率和高的储尘能力（高的使用寿命）。
发动机的构成和结构
柴油机的基本构成
中冷器
•作用：将从涡轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却，以提高空气的密度，提高发动机的充气效率。 •一般来说，增压器增压后的进气温度往往较增压前温度升高100多度，进气温度升高后在管路内呈扩散趋势，不利 于进气，而通过中冷器后的温度可以使温度下降 •分类：空—空中冷器、水—空中冷器。
发动机的基本工作原理
2019年11月
一、发动机概述 二、发动机基本术语 三、发动机工作原理 四、发动机的构成和结构
发动机概述
发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器。是 各类机械设备的“心脏”。包括如内燃机（柴油发动机、汽油发动机 等）、外燃机（蒸汽机）、电动机等。
蒸汽机
发动机的构成和结构
五大系统
进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 起动系统
进排气系统功能：向柴油机各工作气缸提供新鲜、清洁、密度足够大的空气。
发动机的构成和结构
柴油机的基本构成
涡轮增压系统
原理：利用发动机排出的高温高速废气推动涡轮高速旋转，带动与涡轮同轴的压气机高速旋转，提高进气压力，提高进气密度，增 加进气量。 自然吸气柴油机的进气压力较低，进气压力只能到达0.7bar，通过增压后可以将进气压力提升到1.5bar。
气缸容积Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm S——活塞行程mm
发动机排量VL= V h × i
发动机工作过程
发动机气缸结构：
单缸四冲程柴油机结构示意
A：进气道； B：汽缸盖； C：进气门； D： 喷油器； E： 排气门； F： 排气道； G： 缸体； H： 汽缸套； I： 活塞； J： 连杆； K： 曲轴；
3、定期润滑：发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润滑脂（黄油）进行润滑，例如 水泵及发电机轴承就是采用这种方式定期润滑。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料 （如尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。
发动机的构成和结构
柴油机的基本构成
润滑系统组成 组成：由机油泵、机油滤清器、机油冷却器、油底壳、机油集滤器、润滑油道和一些阀门等组成。
发动机的润滑方式
1 、压力润滑：利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。例如， 曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压 力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。这种润滑方式称为压力润滑。
2 、飞溅润滑：利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑 方式称为飞溅润滑。这种润滑方式可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁，相对滑动速度 较小的活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。
➢ 机油细滤器、粗滤器、集滤器，用以 清除机油中的各种杂质。
➢ 机油压力表、机油温度表，用以显示 润滑系统的工作状况。
➢ 机油冷却器，用来冷却机油，防止机 油温度过高，影响润滑效果。
➢ 调压阀、限压阀和旁通阀，用以调节 和限制机油压力，保证润滑系统安全
五大系统 进排气系统 燃料供给系统 润滑系统 冷却系统 起动系统
发动机的构成和结构
骨架
➢ 气缸体 ➢ 曲轴箱 ➢ 气缸套 ➢ 气缸盖 ➢ 气缸垫 ➢ 油底壳
作用：密封气缸的上平面，与活塞顶共同形成燃烧室。 两气门结构的缸盖
四气门结构的缸盖发动机的构源自和结构骨架➢ 气缸体 ➢ 曲轴箱 ➢ 气缸套 ➢ 气缸盖 ➢ 气缸垫 ➢ 油底壳
作用：保证缸体与缸盖间的密封，防止漏水、漏气、窜油 。 材料：有弹性、耐热性、耐压性
柴油发动机工作原理－排气冲程
活塞从下止点往上运动 进气门关闭 排气门打开 燃烧废气在活塞的推动下排出燃烧室外， 当完成排气行程后，在曲轴飞轮总成的惯性力作用下，活塞 经过下止点后开始向上运动；
发动机的构成和结构
骨架
气缸体 气缸套 曲轴箱 气缸盖 气缸垫 油底壳
发动机
两大机构
曲柄连杆机构 配气机构
五大系统
曲轴飞轮总成
发动机的构成和结构
小头端与正时齿轮有多种定位安装形式：键槽、销钉、过盈配合
发动机的构成和结构
柴油机的基本构成 活塞连杆总成
功用： (1)活塞顶部与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧 室； (2) 活塞承受气体压力，并将此力传给连杆，以 推动曲轴旋转。 工作环境：
高温、散热条件差；顶部工作温度高且分布不 均匀；高速，活塞线速度，承受很大的惯性力。
➢ 气缸体 ➢ 曲轴箱 ➢ 气缸套 ➢ 气缸盖 ➢ 气缸垫 ➢ 油底壳
发动机的构成和结构
机体上部气缸孔内镶嵌有气缸套。 目的：解决成本与寿命之间的矛盾。 气缸内镶了用耐磨的高级铸铁材料制成的气缸套，而缸体则可用价廉的普通铸铁或 质量轻的铝合金制成，这样，既延长了使用寿命，又节省了优质材料。
干式缸套
湿式缸套
发动机的构成和结构
水冷却小循环
柴油机冷机起动后热机运行时，如果冷却液 温度低于83℃时，节温器主阀门关闭，旁通阀 门打开，冷却液只能经过旁通管道直接回流到 水泵的进水口，又被水泵压人水套。此时冷却 液不流经散热器散热，只在冷却液套和水泵之 伺循环。因此，此时的冷却强度小，柴油机升 温迅速，从而保证了柴油机各部位均匀而迅速 的热机且避免了柴油机的过冷运行。由于冷却 液的流动路线最短，流量小，故称此种循环方 式为冷却液小循环。 小循环时，冷却液的流经路线：节温器→水泵 →（机油散热器）→水套→节温器。 小循环时，冷却液没有散失热量。
发动机工作过程
发动机的工作原理
进气冲程
空气或燃料混合气
压缩冲程
压缩
做功冲程
燃烧
排气冲程
排出尾气
发动机工作过程
柴油发动机工作原理－进气冲程
曲轴转动带动活塞向下运动； 在活塞顶部形成负压； 空气通过开启的通道涌入汽缸； 空气充满活塞上部空间；
发动机工作过程
柴油发动机工作原理－压缩冲程
活塞向上运动； 汽缸里的空气被压缩； 直到空气压缩到原来的1/压缩比左右； 空气压缩后温度大大升高； 为燃烧作准备。
柴油机的基本构成
电控燃油供给系统 排放达到欧III和欧IV的机型采用电控燃油喷射系统
优点
• 实现喷油压力、正时、喷油规律的电子 控制。
• 提供附加的控制（各缸平衡、可变怠速 和闭环控制、减速断油、起动控制等等）
• 与车辆有更多的联系，提供更多的功能 （A/T自动变速箱、停缸、排气制动， A/C自适应调节、P/S动力转向、ABS、 仪表指示等等 ）
进排气系统 燃油系统 润滑系统 冷却系统
起动（点火）系统
发动机的构成和结构
骨架
➢ 气缸体 ➢ 曲轴箱 ➢ 气缸套 ➢ 气缸盖 ➢ 气缸垫 ➢ 油底壳
机体是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机各总成零部件，由气缸体、气缸套、气缸盖、
气缸垫、曲轴箱、油底壳组成。
气缸盖
气缸垫
气缸体
油道和水道
曲轴箱
气缸
油底壳
电动机
发动机
发动机概述
柴油发动机和汽油发动机特点
柴油机 ➢压燃 ➢可靠性高 ➢使用安全性好 ➢压缩比大，热效率高 ➢经济性能和排放性能好
汽油机
点燃 质量小 噪音小 起动容易 制造成本低
发动机基本术语
发动机基本名词
❖ 上止点 ❖ 下止点 ❖ 活塞行程(S) ❖ 曲柄半径(R) ❖ 气缸工作容积(V h ) ❖ 发动机排量(VL) ❖ 燃烧室容积(Vc ) ❖ 气缸总容积(Va ) ❖ 工作循环
强制循环式水冷却系统是用水泵把冷却液 加压，使之在水套中流动，冷却水从气缸壁 吸收热量，温度升高，热水向上流入气缸盖， 继而从缸盖流出并进入散热器。
由于风扇的强力抽吸作用，空气从前向 后高速流过散热器，不断地将流经散热器的 水的热量带走。冷却了的水由水泵从散热器 底部重新泵入水套。水在冷却系统中不断循 环。为了控制冷却水温度，冷却系中设有冷 却强度调节装置，如百叶窗、节温器和风扇 离合器等。
• 更好的燃烧导致低排放、高性能、低油 耗
柴油机的基本构成
高压共轨燃油喷射系统
发动机的构成和结构
电控油泵
高压油轨和喷油器
高压共轨燃油喷射系统
发动机的构成和结构
共轨喷射式供油系统由高压油泵、公共供油管、喷油器、电控单元 （ECU）和一些管道压力传感器组成，系统中的每一个喷油器通过 各自的高压油管与公共供油管相连，公共供油管对喷油器起到液力 蓄压作用。工作时，高压油泵以高压将燃油输送到公共供油管，高 压油泵、压力传感器和ECU组成闭环工作，对公共供油管内的油压 实现精确控制，彻底改变了供油压力随发动机转速变化的现象。