在标定工况下每升气缸工作容积所发 出的有效功率。
P
c
Pe V si
(kw/ l)
1
19
1.4.2 经济性能指标
1.燃油消耗率：每小时单位有效功率消耗的 燃油质量（以g/kW.h为单位）。
be
B Pe
103
B-发动机每小时消耗的燃油质量（kg/h）
Pe-发动机的有效功率（kW）
1
20
2.有效热效率：燃料中所含的热量转变为有效功 的比例。
1
28
（7）二氧化硫（SO2）
是一种无色的气体，对人体的呼吸系统 具有剌激作用。当SO2的浓度达到8ppm 时，人开始感到难受，它会使呼吸道内 腔缩小，呼吸量少，并剌激鼻喉，引起 咳嗽。如浓度进一步增大，则会引起呼 吸困难，呼吸道红肿、脑闷，形成支气 管炎、哮喘病甚至肺气肿等。
1
29
2.噪声
噪声是发动机工作时发出的一种声强和 频率无一定规律的声音。
1500
2500 3500 4500
Engin1e Speed [rpm]
5500
6500
Torque(N.m)
Air/Fuel Ratio
27 26 25 24 23 22 21 20
300 280 260 240 220 200
1200 1600 2000 2400 2800
Engine Speed(r/min)
发动机基本结构与工作原理
2.工作原理
（1）进气行程 进入气缸的是 纯空气；
（2）着火方式 属于压燃式。
1
2
四冲程柴油机工作原理
1
3
四冲程柴油机各行程示意图
新鲜空气
开始喷油
进气行程
压缩行程
1
作功行程
排气行程
4
汽油机和柴油机的特征点参数对比
1
5
柴油机与汽油机比较
性能
汽油机 柴油机
着火方式
点燃
压燃
1.二冲程柴油机结构特点
1-活塞 2-缸套上的空 气进气孔 3-排气门 4-泵-喷嘴 5-传动轮 （由柴油机驱动） 6单向传动离合器 7-废 气排出口 8-排气涡轮 叶轮 9-离心式风机 10-排水口 11-增压空 气冷却器 12-进水口 13-集流箱
1
美国GM公司710G3B二冲程柴油14 机
2.二冲程柴油 机工作原理
1
35
1.5.2 发动机速度特性
速度特性：指当燃料供给调节机构（汽油机的 节气门或柴油机喷油泵的油量控制拉杆）位置 不变时，发动机性能指标（转矩、功率、燃油 消耗率等）随转速的改变而变化的关系。对应 的曲线称为速度特性曲线。
外特性：当燃料供给调节机构固定在全负荷位 置（汽油机节气门全开位置或柴油机的油量控 制拉杆在额定供油量位置）时，所测得的速度 特性称外特性或全负荷速度特性。
1
38
燃油消耗率/g(kWh)-1 BSFC(g/kW.h)
Air/Fuel Ratio
380 360 340 320 300 280 260 240
0.0
B00 B20 B30 B40
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
平均有效压力/MPa
300 285 270 255 240 225 210
60
48 45 42 39 36 33 30 27 24
1
40
BMEP [bar]
Torque(N.m)
E ngine T esting - M apping - B S FC [g/kW h] 12
11
10
9
8 2 6 0 .0
7
6 2 8 0 .0
5
3 0 0 .0 4
3
3 3 0 .0 3 6 0 .0
2 4 7 0 .0
1
0 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000
措施，汽油机和柴油机均在-10±2℃的 气温条件下起动发动机，在15s以内发动 机 要 能 自 行 运 转 （ GB/T 125352007）。
1
31
1.4.4 可靠性与耐久性能指标
1.可靠性：是指发动机在规定的运转 条件下，具有持续工作，不至因为 故障而影响正常运转的能力。
2.耐久性：是指发动机在规定的运转 条件下，长期工作而不大修的能力。
l 运转情况一般指发动机转速和负荷等。
1
33
2．特性曲线
以曲线形式表示的发动机特性称为发动 机特性曲线 。
1
34
3. 发动机特性分类
（1）调节特性：指发动机的性能指标随调节情 况而变化的关系。如柴油机的供油提前角调节 特性、汽油机的点火提前角调节特性、汽油机 的燃料调节特性等。
（2）性能特性：指内燃机的性能指标随运行工 况而变化的关系。如负荷特性、速度特性、调 速特性、万有特性等，它们可以通过试验测得。 汽车应用较多的是速度特性。
(2)标定转速：标定功率对应的转速。
(3)我国内燃机功率标定分以下四级：
★ 15min功率：在标准环境条件下，内燃机能连续 稳定运转15min时的最大有效功率 。（汽车等）
★ 1h功率
（工程机械、拖拉机等）
★ 12h功率
（部分拖拉机和发电机等）
★ 持续功率 （铁路机车、船舶和发电机组等）
1
18
升功率
232 240
2000 2400
50kW
245 40kW
250 260
30kW 20kW
2800 3200
Enging Speed(r/min)
1
41
1.6 汽车发动机总体组成
一个机体上安装一个机 构和六大系统(汽油机） （柴油机是五大系统）
机体组件 曲柄连杆机构 换气系统 燃油系统 润滑系统 冷却系统 点火系统（汽油机） 起动系统
1
换气系统
冷却系统 机体组件
曲柄连 杆机构 润滑系统
燃料系统 点火系统
起动系统
42
汽车发动机总体组成
1
43
汽车发动机总体组成
1.机体组件: 发动机的 骨架，支 承着发动 机的所有 零部件。
气缸罩 气缸盖 气缸垫
气缸 水道、油道
气缸体 曲轴箱 油底壳垫 油底壳
1
44
2.曲柄连 杆机构
将活塞顶的 燃气压力转 变为曲轴的 转矩，输出 机械能。
90 120 150 180 210 240 270
Torque(N.m)
1
39
1.5.4 发动机万有特性
通过对速度特性和负荷特性的分析发现， 这两种特性都有一个限制条件，即要么转 速一定或油门（节气门）开度一定，这就 不能全面地了解和评价内燃机整个运行范 围的状况。因此采用万有特性。
万有特性即是以转速和平均有效压力为横、 纵坐标，在平面坐标上显示等油耗和等功 率（或其他参数）曲线。
We
Q1-燃料中所含的热量（kJ） We-发动机有效功（kJ）
e Q1
Pe-发动机有效功率（kW）
3
B-发动机每小时消耗的燃油质
3.610 Pe 量（kg/h）
e
be-燃油消耗率（g/（kW.h））
BHu Hu-燃料低热值（kJ/kg）
3.6106
b e
.Hu
1e
ηe ：汽油机一般0.30 左右 柴油机一般0.40左右
1
24
（3）HC
包括未燃和未完全燃烧的燃油，润滑油 及其裂解产物和部分氧化产物，人体内 吸入较多的HC，会破坏造血机能，造成 贫血、神经弱，并会降低肺对传染病的 抵抗力。
HC的另一危害是它与NO2经光化反应后 会形成臭氧。
1
25
（4）光化学烟雾
它是HC与NOx在阳光作用下所形成 的烟雾，有刺激性 。 光化学烟雾会降低大气可见度，伤害 眼睛、咽喉，影响植物生长
部分负荷速度特性：当燃料供给调节机构固定 在全负荷以内各位置时，所测得的速度特性就 称为部分负荷速度特性。
1
36
BSFC [g/kW·h]
350 335 320 305 290 275 260 245 230
500
BSFC(without correction) BSFC(with correction)
1
26
（5）醛类
是燃料未完全氧化的产物，它包括甲醛、 乙醛、丙醛、丙烯醛、丁醛等，它会使 排气产生臭味，具有较强的剌激性。长 时间受浓度较大的甲醛的作用，将使眼 睛、上呼吸道系统中枢神经受到损害。
1
27
（6）微粒（含碳烟）
燃用无铅汽油的汽油机可以认为不产生 微粒。微粒主要来自柴油机排放物，它 被人体吸入呼吸道及肺组织，并在其中 沉积，从而引起人体肺组织等的病变。
E N G IN E S P E E D [rpm ]
BSFC [g/kWh]
325
300
275 250 225 200 175
220 207
216
201 202
203 204 205
80kW 70kW 60kW
150 125 100
75 50
213 216
220
225 232
1200 1600
1
8
1.3.1 二冲程汽油机结构特点与 工作原理
1.二冲程汽油机结构特点
与四冲程汽油机比较： 没有进、排气门及驱动 机构，设进、排气孔和 扫气孔，由活塞控制开 闭。
1-气缸 2-扫气孔 3-活塞 4-连杆 5-曲轴箱 6-曲
轴 17-进气孔 8-排气孔 9-火花塞
9
2.二冲程汽油机工作原理
（1）第一行程 （换气-压缩行 程）
21