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今天我們來說說發動機的基本結構、運動關系及基本術語。

我們以最簡單的往複活塞式發動機為例，首先它要有一個圓柱形的氣缸，鑲嵌在一個結實的缸體上，在氣缸中有一個圓形的活塞，通過活塞銷與連杆相連，連杆與曲軸相連，氣缸上部用氣缸蓋密封，在氣缸蓋上有進排氣門，引導發動機進氣和排氣，并将燃料送入氣缸，還要有一套驅動氣門開啟和關閉的機構，比如凸輪軸、氣門搖臂等。有了這些元件，發動機就可以實現最基本的能量轉換功能。現在的汽車發動機，不論如何發展，都沒有跳出這個圈圈，在這個基礎上增加的所有元器件，都是為了讓發動機運轉更平順、能量轉換效率更高而已。

當然，隻有上述機構的發動機，在理論上可以實現能量轉換功能，但是在實際上是無法完成的，必須有一些附屬的機構來配套支持它的運轉。所以實際上的發動機是由兩大機構和五大系統組成的，即由曲柄連杆機構、配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系。這些機構與系統協調配合作業，發動機才能順利地運行。

發動機中各元器件的運動關系是：圓形的活塞在氣缸中做上下往複直線運動，并通過活塞銷、連杆與曲軸相連，将活塞的直線運動轉換為曲軸的旋轉運動，這就是發動機最基本的運動關系。後期增加的所有零部件以及幹涉運動速度、行程等參數的機構，其目的都是為了讓這種運動關系更加協調、高效。

下面來說說發動機的一些基本術語。

1、發動機工作循環：在氣缸内進行的每一次将燃料燃燒的熱能轉化為機械能的一系列連續過程（進氣、壓縮、作功、排氣），稱為發動機工作循環。

2、上、下止點：活塞頂離曲軸回轉中心最遠處為上止點；活塞頂離曲軸回轉中心最近處為下止點。活塞在上下止點之間運動時速度是不均勻的，在上、下止點處，活塞的運動速度為零，在中間位置時運動速度最快。

3、活塞行程：上、下止點間的距離 S 稱為活塞行程。

4、曲柄半徑：曲軸的回轉半徑 R 稱為曲柄半徑。顯然，曲軸每回轉一周，活塞移動兩個活塞行程。對于氣缸中心線通過曲軸回轉中心的内燃機，其 S＝2R 。

5、氣缸直徑：氣缸截面圓的直徑稱為氣缸直徑。

6、氣缸工作容積：上、下止點間所包容的氣缸容積稱為氣缸工作容積。

7、發動機排量：發動機所有氣缸工作容積的總和稱為發動機排量。

8、燃燒室容積：活塞位于上止點時，活塞頂面以上氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積，也叫壓縮容積。

9、氣缸總容積：氣缸工作容積與燃燒室容積之和為氣缸總容積。

10、壓縮比：氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比。 壓縮比的大小表示活塞由下止點運動到上止點時，氣缸内的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸内的氣體壓力和溫度就越高。

11、發動機工況：發動機在某一時刻的運行狀況簡稱工況，以該時刻發動機輸出的有效功率和曲軸轉速表示。曲軸轉速即為發動機轉速。

12、發動機負荷率：發動機在某一轉速下發出的有效功率與相同轉速下所能發出的最大有效功率的比值稱為負荷率，以百分數表示。負荷率通常簡稱負荷，對于汽油機來說，發動機負荷可以簡單看做節氣門開度。

13、發動機的最大功率、最大扭矩、轉速：發動機的功率、扭矩與轉速三者是密不可分的，單獨說其中的任何一個是沒有意義的。

功率是指物體在單位時間内所做的功，是表示物體做功快慢的物理量。發動機的最大功率表示發動機的最高性能。

扭矩是指發動機運轉時從曲軸端輸出的平均力矩，發動機最大扭矩表示發動機從曲軸端輸出的最大扭矩值。它可以表示發動機動力的輸出特性。

發動機轉速是指發動機曲軸的轉速。最大功率轉速是指發動機輸出最大功率對應的曲軸轉速。最大扭矩轉速是指發動機輸出最大扭矩對應的曲軸轉速。

發動機功率、扭矩、轉速三者的關系是：

P=M·n/9550

通常我們用發動機特性曲線圖來表示三者的關系，從這上面能最直觀地看出發動機的動力輸出特性。

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