發(fā)動機工作原理和總體構(gòu)造

1、第一章 發(fā)動機工作原理 和總體構(gòu)造,§1 發(fā)動機的分類,水冷發(fā)動機,風(fēng)冷發(fā)動機,按一個工作循 環(huán)期間活塞往 復(fù)行程數(shù),按冷卻方式,按活塞運動方式,四沖程發(fā)動機,二沖程發(fā)動機,汽油發(fā)動機,柴油發(fā)動機 氣體燃料發(fā)動機,往復(fù)活塞式,旋轉(zhuǎn)活塞式,化油器式發(fā)動機,直接噴射式發(fā)動機發(fā)動機,,,,,,按進氣狀態(tài),增壓發(fā)動機,非增壓發(fā)動機,,按所用燃料,單缸發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖,§2 四沖程發(fā)動機工

2、作原理,基本術(shù)語,上止點下止點活塞行程(S)壓縮比氣缸工作容積(V h )發(fā)動機排量(VL)燃燒室容積(Vc )氣缸總?cè)莘e(Va )工作循環(huán)工況負(fù)荷率,VL= V h × i,Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——氣缸直徑mm S——活塞行程mm,§2 四沖程發(fā)動機工作原理,一、四沖程汽油機的工作原理 1、進氣行程2、壓縮行程 3、作功行程

3、4、排氣行程,單缸四沖程汽油機的工作過程,進氣行程,排氣門關(guān)閉,進氣門開啟,活塞,,,,,,,溫度370~440 K， 壓力75~90 kPa,大氣壓力線,P,V,r,a,示功圖,上止點,下止點,,示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。,進氣門關(guān)閉,排氣門關(guān)閉,活塞,壓縮比： ε=Va/Vc,,,,,,,P,V,r,a,示功圖,,大氣壓力線,c,,上止點,下止點,溫度600~800K， 壓力600~1500 kPa,

4、壓縮行程,壓縮比,,定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。 ε= Va/Vc,現(xiàn)代化油器式發(fā)動機壓縮比一般為6～9(轎車有的達9～11)。上海桑塔納轎車汽油機壓縮比為8.2。,壓縮比過大的不良后果,作功行程,進氣門關(guān)閉,排氣門關(guān)閉,活塞,,,,,,,P,V,r,a,示功圖,,大氣壓力線,,c,Z,b,,上止點,下止點,瞬時最高：溫度2200~2800 K， 壓力3~5MPa,作功終了：溫度1500

5、~1700 K， 壓力300~500 kPa,,排氣行程,進氣門關(guān)閉,排氣門打開,活塞,,,,,,,P,V,r,示功圖,,大氣壓力線,,c,Z,b,,,上止點,下止點,溫度900~1200 K 壓力105~125 kPa,殘余廢氣,二、四沖程柴油機的工作原理,噴油器,噴油泵,進氣行程,壓縮行程,作功行程,排氣行程,進氣門,排氣門,純空氣,溫310~340K壓力85~95 kPa,溫度750~1000K壓力3~5 MPa,瞬時：溫度180

6、0~2200K壓力6~9 MPa,溫度700~900K壓力105~120 kPa,終溫1000~1200K壓力200~500 kPa,思考,四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么相同之處呢？,共同特點：,每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。 只有作功行程產(chǎn)生動力。,思考：,四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么不同呢？,不同點,三、 二沖程發(fā)動機的工作原理,二沖程發(fā)動機 二沖程汽油發(fā)動機工作原理 二沖程柴油發(fā)動機工作原理,

7、(一)、二沖程汽油機工作原理,1、結(jié)構(gòu),點火燃燒,火花塞,排氣孔,壓縮混合氣,進氣孔,進氣,掃氣孔,,,,排氣,(二)、二沖程柴油機工作原理,排氣門,燃燒,廢氣,排氣,噴油器,換氣,掃氣泵,空氣,壓縮,思考,二沖程發(fā)動機與四沖程發(fā)動機相比，有何優(yōu)點？,理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動機的二倍。 由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動機的運轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。 構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。 易受磨損和經(jīng)常需要修理的運動部件數(shù)量較少。,四、速度特性,內(nèi)燃機的

8、速度特性： 內(nèi)燃機的油門固定不動，內(nèi)燃機的功率、轉(zhuǎn)矩、燃燒油消耗率排氣溫度等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。 （司機將油門踏板位置保持不變，由于道路阻力不同，汽車行駛速度將改變，上坡時，速度逐漸降低，下坡進，速度增加。這時，內(nèi)燃機沿速度特性工作。）內(nèi)燃機的外特性： 內(nèi)燃機的油門放在最大位置時，內(nèi)燃機的功率、轉(zhuǎn)矩、燃燒油消耗率排氣溫度等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。它代表了內(nèi)燃機的最高動力性能。,柴

9、油機速度特性曲線,五、發(fā)動機工作狀況,1.工況：指內(nèi)燃機的運行情況，以發(fā)出的功率Pe與轉(zhuǎn)速n表示。或者負(fù)荷與轉(zhuǎn)速關(guān)系。2.內(nèi)燃機特性：內(nèi)燃機的主要性能指標(biāo)隨工況而變化的關(guān)系。若這種關(guān)系以曲線形式表示，則稱內(nèi)燃機特性曲線。,一、負(fù)荷特性,內(nèi)燃機的負(fù)荷特性： 是在內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速不變的情況下，其它性能參數(shù)（主要指經(jīng)濟性能指標(biāo)）隨負(fù)荷變化的關(guān)系。 （車輛以一定的速度沿阻力變化的道路行駛時，必須改變內(nèi)燃機的油

10、門，調(diào)整有效轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)外界阻力矩變化，保持內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速不變。）柴油機的負(fù)荷特性 當(dāng)發(fā)動機進入正常工作狀態(tài)時，將柴油機固定在某一轉(zhuǎn)速，改變每循環(huán)供油量，測得各負(fù)荷下的柴油機輸出轉(zhuǎn)矩、單位時間耗油量，排氣溫度等。汽油機的負(fù)荷特性 汽油機轉(zhuǎn)速保持不變，改變節(jié)氣門的開度，測出各負(fù)荷下的汽油機轉(zhuǎn)矩、燃油消耗率、排氣溫度等隨負(fù)荷變化的規(guī)律。,§1-5 內(nèi)燃機總體構(gòu)造,內(nèi)燃機通常由下列機構(gòu)和

11、系統(tǒng)組成：1.機體與氣缸蓋： 機體：是內(nèi)燃機的骨架，由氣缸體、曲軸箱及油底殼組成 氣缸蓋：與活塞頂共同組成燃燒室。氣門、氣道等零件安排其中。2.曲柄連桿機構(gòu)：內(nèi)燃機的主要運動件，由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組成?；钊耐鶑?fù)運動——曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。3.供給系：包括燃油供給系，進、排氣系統(tǒng)。燃油供給系主要部件化油器（汽油機）及噴油泵、噴油器（柴油機）。進、排氣系統(tǒng)主要部件：空氣濾清器、進排氣管和消聲器等。4.配

12、氣機構(gòu)：定時開啟、關(guān)閉氣門。由氣門組、傳動組、驅(qū)動組等組成。5.點火系：混合氣由火花塞來點燃。由火花塞、點火線圈、斷電器、分電器等組成。6.冷卻系：對高溫零部件進行冷卻。由水泵、風(fēng)扇、散熱器等組成。分水7.潤滑系：向高速運動的摩擦副供給潤滑油，以減輕磨損。8.起動裝置：內(nèi)燃機借助于外力，使之著火達到自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。,連桿,飛輪,曲軸,活塞,進氣門,排氣門,推桿,挺柱,正時齒輪,■ 配氣機構(gòu) ■ 曲柄連桿機構(gòu),搖臂,凸輪軸,桑塔納

13、發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖,,桑塔納發(fā)動機冷卻系示意圖,,桑塔納發(fā)動機潤滑系示意圖,§1-6 內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則,國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T725-2008）：1.內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱按所采用的燃料命名2.內(nèi)燃機型號由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。3.型號由4部分組成：,范例,165F、YZ6102Q、 12VE230ZCZ要求指出： 缸數(shù)、沖程數(shù)、缸徑、冷卻方式、用途等,1. 了解內(nèi)燃機分類。,本章思考題,4. P43 思