發動機的基本型別

發動機根據其將熱能轉化為機械能的主要構件的形式不同，可以分為活塞式發動機和燃氣輪機兩大類。

活塞式發動機又可按活塞運動方式分為往復活塞式和旋轉活塞式兩種。往復活塞式發動機是現代發動機的主流。活塞在氣缸中做往復的直線運動，經連桿、曲軸等轉動變為旋轉運動。

往復活塞式發動機按照點火方式、工作迴圈、凸輪軸的位置及凸輪軸數、氣缸排列、使用燃料、冷卻方式等，又可分為很多不同的形式。

1. 按照點火方式分類。按照點火方式可分為點燃式發動機（汽油發動機、液化石油氣發動機、雙燃料發動機）和壓燃式發動機（柴油發動機、重油發動機）。

2. 按照工作迴圈方式分類。按照工作迴圈方式可分為四衝程發動機和二衝程發動機。

3. 按照凸輪軸的位置及凸輪軸數分類。按照凸輪軸位置可分為凸輪軸裝在氣缸蓋上（凸輪軸頂置）的發動機和凸輪軸裝在氣缸體內（凸輪軸中置，又稱為氣門頂置式）的發動機；按照凸輪軸數可分為單凸輪軸發動機、雙凸輪軸發動機、四凸輪發動機。

4 按照使用燃料分類。按照使用燃料可分為汽油發動機、柴油發動機、液化石油氣發動機、雙燃料發動機。

5. 按照氣缸的數目及排列方式分類。按照氣缸的數目可分為單氣缸發動機和多氣缸發動機；按照氣缸的排列方式可分為直列式發動機、V 型發動機、輻射式發動機、對置式發動機、水平式發動機。

6. 按照冷卻方式分類。按照冷卻方式可分為水冷式發動機和風冷式發動機。

目前，現代汽車以採用四衝程、多缸、水冷、頂置凸輪軸的發動機為主。

發動機的工作原理

（往復活塞式四衝程汽油機 ▼ ）

1. 進氣行程

進氣門開啟，排氣門關閉，活塞由上止點向下止點移動，活塞上方的氣缸容積增大，產生真空度，氣缸內壓力降到進氣壓力以下，在真空吸力作用下，通過汽油噴射裝置霧化的汽油，與空氣混合形成可燃混合氣，由進氣道和進氣門吸入氣缸內。

2. 壓縮行程

進排氣門全部關閉，壓縮缸內的可燃混合氣，混合氣溫度升高，壓力上升。活塞臨近上止點前，可燃混合氣壓力上升到0.6～1.2MPa，溫度可達330～430℃。

3. 做功行程

在壓縮行程接近上止點時，裝在氣缸蓋上方的火花塞發出電火花，點燃所壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣燃燒後放出大量的熱量，缸內燃氣壓力和溫度迅速上升，燃燒壓力高達3~6MPa，燃燒溫度高達2200～2500℃。高溫高壓燃氣推動活塞快速向下止點移動，通過曲柄連桿機構對外做功。做功行程開始時，進、排氣門均關閉。

4. 排氣行程

做功行程接近終了時，排氣門開啟，由於這時缸內壓力高於大氣壓力，高溫廢氣迅速排出氣缸，這一階段屬於自由排氣階段，高溫廢氣通過排氣門排出。隨排氣過程進行進入強制排氣階段，活塞越過下止點向上止點移動，強制將缸內廢氣排出，活塞到達上止點附近時，排氣過程結束。排氣終了時，氣缸內氣體壓力稍高於大氣壓力，為0.105～0.115MPa，廢氣溫度為600～900℃。由於燃燒室佔有一定容積，因此在排氣終了時，不可能將廢氣徹底排除乾淨，剩餘部分廢氣稱殘餘廢氣。

四衝程發動機完成一個工作迴圈，經歷進氣、壓縮、做功和排氣四個行程，發動機的正常運轉就是工作迴圈連續不斷交替。曲軸每轉兩圈（720℃）完成一個工作迴圈，一個行程對應曲軸轉角為180°。

做功和進氣行程，活塞從上止點向下止點運動；壓縮和排氣行程，活塞從下止點向上止點運動。

四個行程中，只有做功行程是有效輸出動力行程；其餘三個行程是輔助行程，靠飛輪慣性維持轉動，因而飛輪轉速是不均勻的，必須具有足夠的轉動慣量才能保證發動機運轉平穩。

發動機維修常用術語圖解

（說明：下面各圖中的序號1為活塞，序號2為曲軸）

1. 上止點（TDC）

活塞最高位置，即活塞在氣缸中向上運動所能到達的最高點。

2. 下止點（BDC）

活塞最低位置，即活塞在氣缸中向下運動所能到達的最低點。

3.活塞行程（S）

活塞往復直線運動時的路徑，即上、下止點之間的距離。

4.曲柄半徑（R）

曲軸與連桿大端相連線的曲柄銷中心線到曲軸迴轉中心線的距離。

5.氣缸工作容積（Vh）

也被稱為氣缸排量，是指一個氣缸中活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積。

6. 發動機排量（Vl）

發動機所有氣缸工作容積的總和。

7. 燃燒室容積（Vc）

活塞在上止點時，活塞頂上面空間的容積。

8. 氣缸總容積（Va）

活塞在下止點時，活塞頂上面空間的容積。

9. 壓縮比（ε）

氣缸總容積與燃燒室容積的比值。

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本期內容來自最新出版的圖書：《汽車發動機構造原理與診斷維修》 | 顧惠烽 等編著 | 2019年10月出版

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