发动机总体构造认知

任务情境

一、任务描述

一辆丰田卡罗拉GL型轿车，已经快到年审日期，客户要求代办年审手续。你的主管安排你对发动机外观进行检查，并要求拓印发动机号码，你能完成吗？

二、任务提示

完成本任务，需要对发动机的基本结构组成以及各系统的功用有完整的认识。因此，我们必须先学习发动机的总体构造。

任务目标

一、知识目标

（1）能描述发动机的类型；

（2）能描述发动机的常用术语；

（3）能描述发动机总体结构的组成及功用；

（4）能描述发动机的基本工作原理。

二、能力目标

（1）能识别发动机的分类；

（2）能识别发动机各机构组成和系统，并对其功能是否正常做出判断；

（3）能拓印车架、发动机的号码，供车辆年审使用。

必备知识

一、基本知识

汽车的动力源是发动机，发动机是把某一种形式的能量转变成机械能的机器。汽车所使用的发动机多为内燃机。内燃机是把燃料燃烧的化学能转变成热能，然后又把热能转变成机械能的机器。汽车上使用的内燃机主要有汽油发动机和柴油发动机。

1．发动机分类

发动机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把发动机分成不同的类型。

（1）按照所用燃料分类。根据发动机所用燃料的不同可分为：汽油发动机和柴油发动机等，如图 1-1-1 所示。

图1-1-1　汽油机与柴油机

（2）按照冲程（又称行程）分类。根据发动机冲程的不同可分为：二冲程发动机和四冲程发动机。在发动机工作过程中，每一次将热能转化成机械能，都经过可燃混合气体的进气、压缩、做功、排气这样一系列连续的过程，这称为发动机的一个工作循环。凡活塞往复 4 个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机；而两个单程即完成一个工作循环的则称为二冲程发动机，如图1-1-2所示。目前大多数发动机都采用四冲程发动机，即曲轴转两圈（720°），活塞上下往复运动 4 个冲程，对外做功 1 次，完成一个工作循环。

图1-1-2　四冲程与二冲程发动机

（3）按照气缸排列方式分类。根据气缸排列方式的不同可分为：直列式、V 形、W 形、水平对置式，如图 1-1-3 所示。

图1-1-3　各类型发动机

（4）按照冷却方式分类。根据冷却方式的不同可分为：水冷型和风冷型，如图 1-1-4 所示。

图1-1-4　水冷型与风冷型发动机

（5）按照点火方式分类。根据点火方式的不同可分为：点燃式和压燃式（柴油机）。

（6）按照有无增压器分类。根据有无增压器可分为：自然吸气型和增压型，如图 1-1-5所示。

图1-1-5　自然吸气型与增压型发动机

2．发动机基本术语

（1）上止点：活塞顶距离曲轴旋转中心最远的位置称为上止点。

（2）下止点：活塞顶距离曲轴旋转中心最近的位置称为下止点。

（3）活塞行程：上、下止点间的距离称为活塞行程，用 S 表示，单位为 mm。曲轴每转一周，活塞完成两个行程。

（4）燃烧室容积：活塞在气缸内做往复直线运动，当活塞位于上止点时，活塞顶上部的气缸空间为燃烧室容积，用 Vc 表示。

（5）气缸工作容积：活塞从一个止点移到另一个止点所扫过的容积称为气缸工作容积，用 Vh 表示，单位为 L，如图1-1-6 所示。

（6）气缸总容积：活塞位于下止点时，活塞顶上部的全部气缸容积称为气缸总容积，用 Va 表示，即

（7）发动机排量：多缸发动机所有气缸工作容积的总和称为发动机排量，用 VL 表示，单位为 L。

图1-1-6　发动机基本术语示意图

我们平时看到的汽车排量，都标示为 1.6 L、2.0 L、2.4 L 等。其实气缸是个圆柱体，不太可能正好是整升数的，如 1 998 mL、2 397 mL 等数字，可以近似标示为 2.0 L、2.4 L。

（8）压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示。

ε表示活塞从下止点移到上止点时，气缸内气体被压缩的程度，汽油机一般为 7～12，柴油机一般为 16～22。

压缩比表示发动机混合气体被压缩的程度，以气缸总容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积，燃烧室容积是指活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积）之比来表示。

3．发动机基本工作原理

发动机能产生动力其实是源于气缸内的“爆炸力”，如图 1-1-7 所示。在密封气缸燃烧室内，火花塞将一定比例的汽油和空气的混合气体在合适的时刻里瞬间点燃，就会产生一个巨大的爆炸力，而燃烧室的顶部是固定的，巨大的压力迫使活塞向下运动，通过连杆推动曲轴旋转，再通过一系列传动机构把动力传递到驱动轮上，最终推动汽车运动。

图1-1-7　混合气体在气缸内的“爆炸”瞬间

（1）四冲程汽油机的工作原理。

四冲程发动机每个工作循环包含进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。

①进气行程。

曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，此时进气门开启，排气门关闭，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内压力降到大气压以下，即在气缸内造成真空吸力，如图 1-1-8所示。经滤清的空气与喷射出的汽油形成的可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸，在这个过程中，曲轴转过了 180°，活塞从上止点到达下止点。由于进气系统有阻力，进气终了时气缸内气体压力为 0.075～0.09 MPa。

流进气缸内的可燃混合气，因为与气缸壁、活塞顶等高温机件表面接触并与前一循环留下的高温残余废气混合，所以温度可升高到 370～440 K。

②压缩行程。

活塞在曲轴的带动下从下止点向上止点运动，进、排气门关闭，气缸内容积逐渐减小，可燃混合气被压缩，直到活塞到达上止点时结束，如图 1-1-9 所示。压缩终了时，混合气压力高达 0.6～1.2 MPa，温度可达 600～850 K。

图1-1-8　进气行程示意图

图1-1-9　压缩行程示意图

为什么要对气缸的混合气体压缩呢？这样可以让混合气体更容易、更快速地完全燃烧，从而提高发动机的性能和效率。

压缩比对发动机的影响：在发动机技术状况良好的情况下，发动机的压缩比越大，则混合气燃烧越迅速，同样的排量发动机发出的功率越大，经济性就越好。但由于受汽油抗爆性等因素的影响，压缩比过高会导致混合气在气缸内爆燃和表面点火等不正常燃烧现象出现，从而造成发动机过热、功率下降、油耗增加等一系列不良后果。因此，在提高汽油机压缩比时，必须防止爆燃和表面点火现象的发生。

③做功行程。

在压缩行程接近终了时，火花塞产生电火花点燃混合气，此时进、排气门仍关闭，如图 1-1-10 所示。由于混合气迅速燃烧，使气缸内气体的温度和压力迅速升高，最高压力可达 5 MPa，最高温度可达 2 200～2 800 K。在高温高压气体的作用力推动下，活塞从上止点向下止点运动，活塞的下移通过连杆使曲轴旋转运动，产生转矩而做功。输出的机械能，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余即用于对外做功。此时曲轴又转过180° 曲轴转角。

④ 排气行程。

在做功行程终了时，排气门打开，进气门仍关闭，因废气压力高于大气压而自动排出，此外，当活塞越过下止点上移时，还靠活塞的推挤作用强制排气，如图 1-1-11 所示。活塞到达上止点，排气行程结束。排气终了时，气缸内压力为 0.105～0.115 MPa，温度为 900～1 200 K。

综上所述，四冲程汽油发动机经过进气、压缩、做功、排气 4 个行程，完成一个工作循环。这期间活塞在上下止点间往复移动了 4 个行程，相应地曲轴旋转两圈（720°），进、排气门各打开一次，发动机有一次做功。至此，发动机完成一个工作循环，接着又开始下一个新工作循环。

图1-1-10　做功行程示意图

图1-1-11　排气行程示意图

由于在这 4 个行程中只有一个行程对外做功，其他 3 个行程都要消耗能量，所以发动机需要一个大惯量的飞轮来储存能量，在不做功的行程带动曲轴旋转。

（2）四冲程柴油机的工作原理。

四冲程柴油机和四冲程汽油机的工作原理相似，每个工作循环也经历进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程这 4 个行程，如图 1-1-12 和图 1-1-13 所示。但气缸在进气行程中吸入的是纯空气，在压缩行程接近终了时高压柴油成雾状喷入气缸，那些细小的油雾与空气中的氧接触，经过一个复杂的物理化学过程自己着火燃烧，气缸内压力和温度急剧升高，推动活塞下行做功。

图1-1-12　柴油机工作原理示意图（一）

图1-1-13　柴油机工作原理示意图（二）

①进气行程。

其进气行程不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。

②压缩行程。

其压缩行程不同于汽油机的是压缩的是纯空气，且由于柴油机压缩比高，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达 3～5 MPa，温度可达 800～1 000 K。

③做功行程。

其做功行程与汽油机有很大不同，在柴油机压缩行程末，高压柴油经喷油器呈雾状直接或间接喷入气缸内的高温空气中，由于此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约 500 K），柴油便迅速自行着火燃烧，且此后一段时间内边喷油边燃烧，气缸内压力、温度急剧升高，推动活塞下行做功。

此行程中，瞬时压力可达 5～10 MPa，瞬时温度可达 1 800～2 200 K，做功行程终了时压力为 0.2～0.4 MPa，温度为 1 200～1 500 K。

④排气行程。

其排气行程与汽油机基本相同。排气终了气缸内压力为 0.105～0.125 MPa，温度为800～1 000 K。

（3）四冲程发动机的工作特点。

①每一个发动机工作循环，曲轴转两周（720°），每一个行程曲轴转半周（180°），进气行程时进气门开启，排气行程时排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。

② 4 个行程中，只有做功行程产生动力，其他 3 个行程是为做功行程做准备工作的辅助行程，虽然做功行程是主要行程，但其他 3 个行程也必不可少。因此，进气行程、压缩行程和排气行程被称为“辅助行程”。

③在发动机运转的第一循环时，必须有外力使曲轴旋转完成进气、压缩行程，着火后，完成做功行程，并依靠曲轴和飞轮储存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。

（4）柴油机与汽油机的不同之处。

①汽油机的混合气通常是在气缸外部形成的，而柴油机的混合气是在气缸内部形成的。汽油机在进气行程时，被吸入的通常是汽油和空气的混合气，而柴油机在进气行程时，被吸入气缸内的是纯空气（现在很多发动机制造厂商都在大力发展直接把汽油喷入气缸内燃烧的发动机技术）。

②汽油机在压缩终了时，靠火花塞强制点火，使汽油和空气的混合气着火燃烧；而柴油机则靠柴油微滴在气缸内吸收热量自行着火燃烧。

4．发动机型号

（1）汽车发动机型号标准。

国家于 1988 年对内燃机名称和型号编制方法重新审定颁布了国家标准（GB 9417—88）。如图 1-1-14 所示。

型号编制示例如下：

汽油机：EQ6100-1——表示东风汽车工业公司生产，六缸，四冲程，直列，缸径 100 mm，水冷，第一种类型产品。

柴油机：CA6110——表示第一汽车集团公司生产，六缸，四冲程，直列，缸径 110 mm，水冷，基本型。

图1-1-14　发动机编号规定

（2）车辆识别码（VIN）。

VIN 是英文 Vehicle Identification Number（车辆识别码）的缩写。VIN码由17位字符组成，所以俗称十七位码。

VIN 包含了车辆的生产厂家、生产年份、车型、车身形式及代码、发动机代码及组装地点等信息。VIN 的每位代码代表着汽车的某一方面信息参数。按照识别代号编码顺序，从VIN中可识别出该车的生产国家、制造公司、生产厂家、车的类型、品牌名称、车型系列、车身形式、发动机型号、车型年款、安全防护装置型号、检验数字、装配工厂名称和出厂顺序号码等。如图1-1-15所示，VIN由三部分组成，即制造厂识别代号（WMI）、车辆说明部分（VDS）和车辆指示部分（VIS）。

图1-1-15　VIN组成

① WMI（1～3位）：制造厂识别代号。

第1位：生产国家代码。例如，1 代表美国；2 代表加拿大；3 代表墨西哥；4 代表美国；J 代表日本；S 代表英国；K 代表韩国；T 代表瑞士；L 代表中国；V 代表法国；W 代表德国；6 代表澳大利亚；Y 代表瑞典；9 代表巴西；Z 代表意大利。

第 2 位：汽车制造商代码。例如，1 代表 Chevrolet；B 代表 BMW；M 代表 Hyundai；2代表 Pontiac；B 代表 Dodge；M 代表 Mitsubishi。

第 3 位：汽车类型代码（不同的厂商有不同的解释）。

有些厂商可能使用前 3 位组合代码表示特定的品牌。例如，TRU/WAU 代表 Audi；1YV/JM1 代表 Mazda；4US/WBA/WBS 代表 BMW；WDB 代表 Benz；2HM/KMH 代表Hyundai。

② VDS（4～9位）：车辆说明部分。

VDS 用来说明车辆的一般特性，由车辆识别代号的第4位到第9位共六位字符组成。其中，第4位到第8位是特征位，第9位是校验位。如果制造厂不用其中的一位或几位字符，应在该位置填入选定的字母或数字占位。

③ VIS（10～17位）：车辆指示部分。

VIS 是制造厂为了区别不同车辆而指定的一组字符。车辆指示部分由车辆识别代号的后8位字符组成，其最后4位字符应是数字。

第10位：车型年份，表明年份的代码应按表1-1-1推荐的年份代码。代码由数字 1～9以及字母 A～Y 组成（数字的0以及26个英文字母中的I、O、Q、U、Z因容易混淆而不用）。

第 11 位：车辆装配厂。

第 12～17 位：顺序号。

表1-1-1　汽车VIN年份代码

④车辆VIN码标牌的位置。

除摩托车和挂车外，标牌应固定在门铰链柱、门锁柱或与门锁柱接合的门边之一的柱子上，接近于驾驶员座位的地方，如果没有这样的地方可利用，则固定在仪表板的左侧，如图1-1-16 所示。

图1-1-16　VIN码标牌位置

二、基本技能

1．发动机总体构造

发动机是一部由多个机构和系统组成的复杂机器（见图 1-1-17）。一般四冲程汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、起动系统、进排气系统组成。

图1-1-17　发动机总体构造

2．发动机各系统构造

以下介绍发动机各个系统的构造。

（1）准备工作。

①防护装备：工作服、工作帽、手套、劳保鞋。

②车辆、台架、总成：发动机总成（解剖）或其他同类发动机。

③手工工具：拆装工具一套。

④辅助材料：抹布、手套等。

（2）实施步骤。

①曲柄连杆机构。

曲柄连杆机构将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出做功。如图 1-1-18 所示，曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组组成。发动机工作过程中，燃料燃烧产生的气体压力直接作用在活塞顶上，推动活塞做往复直线运动，经活塞销、连杆和曲轴，将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。

图1-1-18　发动机曲柄连杆机构组成

②配气机构。

配气机构按照发动机各缸的做功次序和每一缸工作循环的要求，适时地将各缸进气门与排气门打开或关闭，以保证新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）及时进入气缸，并把燃烧后的废气排出气缸，如图 1-1-19 所示。

图1-1-19　发动机配气机构组成

配气机构由气门组和气门传动组组成。

a.气门组：主要由气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座、气门油封和气门锁片等组成，其作用是开启和封闭进、排气道，如图 1-1-20 所示。

图1-1-20　发动机气门组

b.气门传动组：主要由凸轮轴正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂总成等组成，其作用是使进、排气门按规定的时刻开闭，如图 1-1-21 所示。

图1-1-21　气门传动组

③起动系统。

汽车起动系统的作用是将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转，实现发动机在自身动力作用下继续运转，如图 1-1-22 所示。

④点火系统。

在汽油机中，能够按时在火花塞电极间产生火花的全部零部件称为点火系统。点火系统的基本功用是在发动机各种工况和使用条件下，在气缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机做功。点火系统应在发动机各种工况和使用条件下保证可靠而准确地点火，点火系统应满足以下基本条件：

a.能产生足以击穿火花塞两电极间隙的电压。

b.电火花应具有足够的点火能量。

c.点火时刻应与发动机的工作状况相适应。

图1-1-22　起动系统组成

传统点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、分电器、火花塞、点火开关和附加电阻等部件组成，如图 1-1-23 所示。

图1-1-23　传统点火系统组成

微机控制点火系统主要由电源（蓄电池和发电机）、点火开关、传感器、各种控制开关、电控单元ECU、点火控制器、点火线圈以及火花塞等部件组成，如图 1-1-24 所示。

a.传感器和控制开关。

传感器信号主要是用来检测与点火有关的发动机工作状况信息，并将检测结果输入电控单元 ECU，作为计算和控制点火时刻的依据；而各种控制开关信号则用于修正点火提前角。传感器和各种控制开关主要包括空气流量计、曲轴位置传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、车速传感器、空调开关和空挡启动开关等。

图1-1-24　微机控制点火系统组成

b.电控单元 ECU。

微机控制点火系统是发动机集中控制系统的一个子系统，电控单元 ECU 既是燃油喷射控制系统的核心，也是点火控制系统的核心。

c.点火控制器。

点火控制器又称点火电子组件、点火器或功率放大器，是微机控制点火系统的功率输出极，它接收电控单元 ECU 输出的点火控制信号并进行功率放大，以便驱动点火线圈工作。

⑤燃油供给系统。

汽油机燃油供给系统的功用是将空气与雾化后的汽油充分混合后，形成可燃混合气，提供给发动机并对可燃混合气的供给量及其浓度进行有效控制，使发动机在各种工况下都能连续、稳定运转。汽油机燃油供给系统分为化油器式燃油供给系统和电控汽油供给系统两大类，前者已经不再采用。

电控汽油供给系统由燃油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、进油管、油轨、油压调节器、喷油器、回油管等组成，如图 1-1-25 所示。

柴油机燃油供给系统的功用是根据柴油机的工作要求，定时、定量、定压地将雾化良好的柴油以一定的要求喷入气缸内，并使这些燃油与空气迅速地混合和燃烧。

图1-1-25　电控汽油供给系统组成

传统柴油机燃油系统如按结构形式来分，可分为直列柱塞式喷油泵和分配式喷油泵两大类。直列柱塞式喷油泵的柴油供给系统，在输油泵的作用下，柴油从燃油箱被吸出，经过油水分离器去除柴油中的水分，由输油泵加压，经柴油滤清器过滤。过滤干净后的柴油进入柱塞式油泵提高压力，再经高压油管送到喷油器，以一定的速率、射程和喷雾锥角喷入燃烧室。多余和泄漏的柴油从回油管流回柴油滤清器或油箱，如图 1-1-26 所示。

图1-1-26　直列柱塞式喷油泵的柴油供给系统组成

分配式喷油泵的柴油供给系统，在一级输油泵的作用下，柴油从燃油箱被吸出，经油水分离器分离去柴油中的水分，再经柴油滤清器过滤。过滤干净后的柴油进入分配式喷油泵内部的二级输油泵提高压力，再送入分配式喷油泵增压，经高压油管到喷油器，喷入燃烧室。多余和泄漏的柴油从回油管流回柴油滤清器或油箱，如图 1-1-27 所示。

图1-1-27　分配式喷油泵的柴油供给系统组成

⑥润滑系统。

润滑系统的主要作用就是对发动机中相对运动的零件的摩擦表面进行润滑。发动机工作时，相对运动的零件很多，如曲轴、凸轮轴与轴瓦，活塞与缸壁，气门与气门导管，挺柱、摇臂与凸轮轴等。即使零件表面加工精度如何高，也必须在两零件的摩擦表面之间保持一层润滑油膜，使两零件的摩擦表面隔开，形成液体摩擦，这样可减少零件的磨损和功率的消耗。

发动机润滑系统除了润滑作用外，还具有散热、清洗、保护和密封等作用。

润滑系统一般由油底壳、机油泵、限压阀及旁通阀、机油滤清器、机油散热器、传感器、机油压力表、温度表等组成，如图 1-1-28 所示。

图 1-1-28　发动机润滑系统组成

⑦冷却系统。

在可燃混合气的燃烧过程中，气缸内的气体温度可高达 2 100～2 300 K。直接与高温气体接触的机件（如气缸体、气缸盖、活塞、气门等）若不及时加以冷却，则其中运动机件将可能因受热膨胀而破坏正常间隙，或因润滑油在高温下失效卡死，各机件也可能因高温导致其机械强度降低甚至损坏。因此，为保证发动机正常工作，必须对这些在高温条件下工作的机件加以冷却。

冷却系统具有冷却可靠、布置紧凑、噪声小、使用方便等优点，在汽车发动机上应用较为广泛。目前，汽车发动机上采用的水冷系统大都是强制循环式水冷系统，利用水泵强制冷却液在系统中进行循环流动。水冷却系统主要由水箱、风扇、水泵、水管、水套、节温器和水温传感器、控制装置等组成，如图 1-1-29 所示。

图1-1-29　发动机冷却系统组成

⑧发动机进、排气系统。

进气系统主要包括空气滤清器、进气歧管等。空气经空气滤清器过滤掉杂质后，流过空气流量计，经由进气总管进入进气歧管，与喷油器喷出的汽油混合后形成适当比例的油气，经进气门进入气缸内点火燃烧，产生动力，如图 1-1-30 所示。

图1-1-30　发动机进气系统组成

汽车的排气系统主要包括排气歧管、消声器和排气管道等。其主要作用就是将气缸内燃烧的废气排出到大气中。发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进入排气歧管，再由排气歧管进入排气管、催化转换器和消声器，最后由排气尾管排到大气中。

为什么我们看到的排气管大多都形状怪异？这种设计主要是为了最大限度地避免各缸排出的废气发生相互干涉或废气回流的现象，从而影响发动机的动力性能，如图 1-1-31所示。

图 1-1-31　形状“怪异”的排气管

虽然排气管设计得奇形怪状，但为了防止出现紊流，还是遵循一定原则的，如各缸排气歧管尽可能独立，长度尽可能相等、尽可能长等。

直列的发动机通常采用单排气系统，大排量的“V 形”发动机通常采用双排气系统。如图 1-1-32（a）所示为单排气系统，如图 1-1-32（b）所示为双排气系统。

图1-1-32　发动机单排气和双排气系统

三、拓展知识

转子发动机也称汪克尔发动机（Wankel engine），属于无活塞回旋式四行程内燃机的一种，如图 1-1-33 所示。20 世纪 60 年代起日本马自达汽车公司陆续推出的数款高性能车种，都装备“转子发动机（rotary engine）”。

图1-1-33　转子发动机

（1）转子发动机的工作原理。

一般发动机是往复运动式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同，它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，质量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。

（2）转子发动机的优点。

转子发动机的转子每旋转一圈就做功一次，与一般的四冲程发动机每旋转两圈才做功一次相比，具有高功率容积比（发动机容积较小就能输出较多动力）的优点。另外，由于转子发动机的轴向运转特性，它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件，与一般的四冲程发动机具有进、排气门等二十多个活动部件相比结构大大简化，发生故障的可能性也大大减小。除了以上优点外，转子发动机的优点还包括体积较小、质量轻、低重心等。

（3）转子发动机的缺点。

相对地，由于三角转子发动机的相邻容腔间只有一个径向密封片，径向密封片与缸体始终是线接触，并且径向密封片上与缸体接触的位置始终在变化，因此 3 个燃烧室非完全隔离（密封），径向密封片磨损快。发动机使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，大幅增加了油耗与污染。其独特的机械结构也造成这类发动机较难维修。

（4）转子发动机的应用。

在世界环保意识日益强化，石油资源日渐枯竭的今天，以氢气作动力源的研究已成为一大课题。当年马自达公司坚持下来的转子发动机从结构上讲是最适合燃烧氢气，而且是最“干净”的，因为氢燃烧完后排出的是水蒸气，对环境没有任何污染。马自达公司改制了RX-7型跑车的转子发动机，使它可以用氢作燃料。这种发动机装配在马自达 HR-X 汽车上，1 m3的燃料箱吸储了相当于 43 m3 的压缩氢气，以 60 km/h 的车速可行驶 230 km，引起了各界人士的关注。由于从生产装配到维护修理，转子发动机都与传统的发动机大不一样，开发成本大。加上往复式活塞发动机在功率、质量、排放、能耗等方面都比过去有了显著提高，加上各大汽车企业对往复式活塞发动机技术研究的成熟，而对转子发动机技术的生疏，转子发动机没有显出明显的优势，因此各大汽车企业都没有积极性去开发利用。

四、学习小结

（1）发动机的分类方法。

（2）发动机的术语：上止点、下止点、活塞行程、燃烧室容积、气缸工作容积、气缸总容积、发动机排量、压缩比。

（3）发动机的总体构造：曲柄连杆机构、配气机构、燃油系统和进排气系统、电子点火系统、冷却系统、润滑系统、起动系统。

（4）四冲程汽油机工作原理：进气、压缩、做功、排气。

五、任务分析

车辆年审除了车辆性能满足要求以外，还需要保证车辆特别是发动机外观正常，并拓印发动机号码，粘贴在指定的单据上。

六、自我评估

1．填空题

（1）发动机按照燃料不同分为________和________。

（2）发动机按照燃烧方式不同分为________和________。

（3）汽车用发动机工作循环有________个，分别是________________________。

（4）活塞顶距离曲轴旋转中心最远的位置称为________。

（5）上、下止点间的距离称为________，曲轴每转一周，活塞完成________行程。

（6）燃油系统由汽油箱、________、________、汽油喷射系统等组成。

（7）一个工作循环进气门开启________次，排气门开启________次。

（8）压缩比是________与________________之比。

2．判断题

（1）由于柴油机的压缩比大于汽油机的压缩比，因此在压缩终了时的压力及燃烧后产生的气体压力比汽油机压力高。（　　）

（2）多缸发动机各气缸的总容积之和，称为发动机排量。（　　）

（3）活塞顶是燃烧室的一部分，活塞头部主要用来安装活塞环，活塞裙部可起导向的作用。（　　）

（4）每一个发动机工作循环，曲轴转两周 720°，每一个行程曲轴转半周 180°（　　）。

（5）进气行程时进排气门都是打开的。（　　）

（6）汽油机的混合气通常是在气缸外部形成的，而柴油机的混合气是在气缸内部形成的。（　　）

（7）目前，汽车发动机上采用的水冷系统大都是强制循环式水冷系统。（　　）

（8）配气机构的作用是使可燃混合气适时充入气缸并适时把废气从气缸排出。（　　）

3．选择题

（1）一般四冲程汽油发动机由哪些组成，下面说法最全面的是（　　）。

A.曲柄连杆机构、配气机构

B.燃油系统、进排气系统、润滑系统

C.冷却系统、点火系统、起动系统和控制系统

D.以上都是

（2）关于活塞连杆组成说法错误的是（　　）。

A.活塞、活塞环　　　B.活塞销　　　C.连杆　　　D.凸轮轴

（3）关于配气机构组成说法错误的是（　　）。

A.进气门、排气门、挺柱　　　B.推杆、摇臂、凸轮轴

C.凸轮轴正时齿轮　　　　　　D.活塞和活塞销

（4）发动机工作循环中关于压缩行程说法正确的是（　　）。

A.进排气门都是打开的　　　　　B.进排气门都是关闭的

C.进气门打开，排气门关闭　　　D.进气门关闭，排气门打开

（5）关于汽油和柴油发动机说法正确的是（　　）。

A.柴油发动机是靠火花塞点燃的

B.柴油发动机进气时吸入的是可燃混合气

C.汽油发动机进气时吸入的是纯空气

D.同等条件下柴油机比汽油机使用更经济。