本节主要介绍的内容有：

●发动机的概述

●发动机的分类

汽车的动力源是发动机。发动机是将某一种形式的能量转化为机械能的机器。

将燃料燃烧所产生的热能转化为机械能的装置称为热力发动机，简称热机。内燃机是热力发动机的一种，其特点是液体或气体燃料与空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。另一种热机是外燃机，如蒸汽机，其特点是燃料在机器外部的锅炉内燃烧，将锅炉内的水加热而产生高温、高压的水蒸气，输送至机器内部，使所含的热能转变为机械能。

内燃机具有热效率高、体积小、重量轻、便于移动以及起动性能好等优点，因而广泛应用于飞机、舰船以及汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是，内燃机一般要求使用石油燃料，同时排出的废气中所含有害气体成分较高。为解决能源与大气污染的问题，目前国内外正致力于排气净化以及其他新能源发动机的研究工作。

根据将热能转化为机械能的主要构件的不同，内燃机可以分为活塞式内燃机和燃气轮机。活塞式内燃机可以分为往复活塞式内燃机和旋转活塞式内燃机。

往复活塞式内燃机在汽车上应用最广泛，是本课程的主要讨论对象。汽车用活塞式内燃机可以根据不同的特征分类。

1）按所用的燃料分类。按所用燃料可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机等）和气体燃料发动机（如天然气发动机、液化石油气发动机等）。

2）按点火方式分类。按点火方式可分为压燃式发动机与点燃式发动机。汽油机一般采用点燃式，柴油机一般采用压燃式，如图1-1所示。柴油的特性是在同样的条件下其自燃点比汽油的自燃点低，因此采用压燃式（自燃式）发火。一般利用喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机的气缸内，在气缸内与压缩空气混合后，在高温下自燃，这种发动机称为压燃式发动机。

图1-1 汽油机和柴油机

a）汽油机 b）柴油机

汽油的特性是其自燃的温度（425℃）比柴油（320～338℃）的要高，因此常采用点燃式发火。利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油，使其发火燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。

图1-2 四冲程和二冲程内燃机

a）四冲程 b）二冲程

汽油机与柴油机各有特点：汽油机转速高，重量轻，噪声小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。

3）按工作循环的冲程数分类。在发动机内，每一次将热能转变为机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料，使之发火燃烧而膨胀做功，然后将生成的废气排出这样一系列连续过程，这一过程称为一个工作循环。对于往复活塞式发动机，可以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类，如图1-2所示。凡曲轴转两圈（720°），活塞往复四个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机。曲轴转一圈（360°），活塞往复两个单程即完成一个工作循环的称为二冲程发动机。汽车上广泛使用四冲程发动机。(www.daowen.com)

图1-3 单缸和多缸发动机

a）单缸 b）多缸

4）按气缸数及其排列方式分类。如图1-3所示，仅有一个气缸的称为单缸发动机，有两个以上气缸的称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。单缸有立式与卧式，多缸有直列、V形与对置式。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。

5）按冷却方式分类。根据冷却方式不同，发动机可以分为水冷式和风冷式两种，如图1-4所示。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代汽车。

6）按照气缸排列方式分类。内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角小于180°（一般为90°），称为V形发动机，如图1-5所示，若两列之间的夹角等于180°，称为水平对置式发动机。

7）按照进气系统是否采用增压方式分类。当发动机不装增压器，空气是靠活塞的抽吸作用进入气缸内的发动机，称为非增压式发动机（或自然吸入式发动机）；发动机上装有增压器，空气通过增压器可以提高进气压力的发动机，称为增压式发动机，如图1-6所示。

汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。

8）按每气缸中的气门数来分类。每气缸中设有一个进气门和一个排气门的发动机，称为二气门发动机；每缸中设有2个进气门和2个排气门的，称为四气门发动机；每个气缸中设有3个进气门和2个排气门的，称为5气门发动机。

图1-4 水冷式和风冷式

a）水冷式 b）风冷式

图1-5 直列排列与V型排列

a）直列排列 b）V形排列

图1-6 自然吸气式和增压式

a）自然吸气 b）增压