发动机构造工作原理

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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,,第一章 汽车发动机的总体构造和,,工作原理,,,主要内容,,概述,,发动机的结构与基本术语,,往复活塞式内燃机工作原理,,四冲程发动机,,二冲程发动机,,内燃机产品名称与型号编制规则,,发动机的性能指标与特性,,,发动机的发展,第一次重大突破：往复活塞式四冲程汽油机,,1876,年德国人奥托 发明并使用。由于采用进气、压缩、作功和排气四冲程，发动机的热效率从大气压力式发动机的,11%,提高到,14%,，发动机的质量却降低了,70%,。,,第二次重大突破：发明了压燃式发动机,(,即柴油机,),,1892,年德国工程

2、师狄塞尔发明了柴油机。由于采用高压缩比和膨胀比，热效率又提高了,1,倍。,,第三次重大突破：废气涡轮增压,,1926,年，瑞士人布希,(A.Buchi),提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压，使发动机性能有很大提高。,,1956,年，德国人汪克尔发明了转子式发动机，使发动机转速有大幅度提高。,,第四次重大突破：汽油喷射系统,,1967,年德国博世公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统，使发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力性能。,,第一节 概述,,发动机的分类,发动机作为汽车的动力源大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助

3、工作介质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。,,热力机分内燃机和外燃机两种。,,直接以燃料燃烧所生成的燃烧产物为工作介质的热机称为内燃机，反之则为外燃机。内燃机与外燃机相比，具有结构紧凑、体积小、质量轻和容易起动等优点。,,内燃机包括活塞式内燃机和燃气轮机。内燃机尤其是活塞式内燃机被广泛地用作汽车的动力装置。,,,活塞式发动机的分类,,按活塞运动方式 ：,往复活塞式、旋转活塞式,,按着火方式,:,压燃式、点燃式,,按所用燃料,:,汽油机、柴油机、气体燃料发动机,,按冷却方式,:,水冷式、风冷式,,按冲程数,:,四冲程、二冲程,,按进气,状态,：,增压式、非增压式,,按气缸数目、排列方式

4、：,单缸、多缸、直列式、,V,型、对置式,,,,,,,,,,第二节 发动机的结构与基本术语,1.,发动机的总体结构,,曲柄连杆机构,热能――》机械能，是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。,,组成：机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组,,,,配气机构,功用：定时开关气门，吸入新鲜气体，排除废气,,组成：气门组、气门传动组,,,曲柄连杆机构、配气机构动画,,燃料供给系统,汽油机供给系功用,,供入一定数量和浓度的混合气，排出燃烧后的废气。,,柴油机燃料供给系功用,,把柴油和空气分别供入气缸，并排出的废气。,,组成：,,汽油/柴油供给装置，空气供给装置、进气管、排气管、排气消声器等。,,供给

5、系,,,供给系,,,,点火系统,汽油机气缸盖上装有火花塞，其头部伸入燃烧室内。,,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。,,冷却系统,功用：将受热零件吸收部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。,,组成：冷却水套、水泵、风扇、水箱等。,,冷却系统,,润滑系统,功用：润滑零件，减轻磨损。同时有清洗、冷却作用。,,组成：润滑油道、机油泵、滤清器、和阀门等组成,,起动系统,功用：起动发动机,,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。,,组成：起动机及其附属装置,,,2.,单缸发动机的基本结构,,3.,基本术语,,发动机常用

6、术语,工作循环,,上止点、下止点,,活塞行程,,气缸,工作容积,,发动机排量,,燃烧室容积,,气缸总容积,,压缩比,,工况,,负荷率,,,工作循环,,进气行程：,,压缩行程：,,作功行程：,,排气行程：,,上止点、下止点,,活塞顶面离曲轴回转中心最远时的止点称为上止点；,,活塞顶面离曲轴回转中心最近时的止点称为下止点。,,活塞行程,,上、下止点间的距离,s,为活塞行程。对应一个活塞行程，曲轴旋转,180,°。,,曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径,R,，通常活塞行程为曲柄半径的两倍，,即,S=2R,。,,气缸工作容积,,上、下止点间所包容的气缸容积,，用,V,s,表示 。,,发动机

7、排量,,多缸发动机各气缸,工作容积,的总和，用,V,L,表示。,,燃烧室容积,,活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积，用,V,c,表示,。,,气缸总容积,,活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。用,V,a,表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即,V,a,＝,V,s,＋,V,c,。,,,,,压缩比,,表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比。一般用,ε,表示。,,,,工况,,内燃机在某一时刻的运行状况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。,,负荷率,,内燃机在某一转速下发出的有效功率

8、与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。,,第三节 往复活塞式内燃机工作原理,四冲程汽油机的工作原理,,四冲程柴油机的工作原理,,二冲程汽油机的工作原理,,二冲程柴油机的工作原理,,四冲程汽油机的工作原理,,,,,,,,,,,,,整个工作过程的示功图,,,曲轴箱扫气,,,,扫气泵工作原理,,,,,,,,,柴油机与汽油机性能比较,柴油机优点：,,压缩比高,,热效率高,,燃油消耗率低，价格较低，燃料经济性能好,,排气污染少，排放性能较好,,主要缺点：,,转速低，质量大,,噪声大，振动大,,制造和维修费用高,,汽油机优点：,,转速高,,质量轻,,体积小

9、,,噪声小,,起动性能好,,制造和维修成本低,,主要缺点：,,燃油消耗率高，燃料经济性差,,第四节 内燃机产品名称与型号编制规则,,,第五节 发动机的性能指标与特性,动力性能指标,,经济性能指标,,环境指标,,发动机速度特性,,动力性能指标,有效转矩,T,e,,发动机对外输出的转矩称为有效转矩，单位为,N·m,。,,有效转矩与曲轴角位移的乘积就是发动机对外输出的有效功。,,有效功率,P,e,,发动机在单位时间内对外输出的有效功称为有效功率，单位为,kW,。它是有效转矩与曲轴角速度的乘积 。,,,曲轴转速,n,,发动机曲轴每分钟回转的次数称为发动机转速，单位为,r/min,。,,转速高低，关

10、系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小。,,,经济性能指标,,燃油消耗率,b,e,,发动机每输出,1kW·h,的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率 ，单位为,g/(kW·h),。,,,,,,,,有效燃油消耗率越小，其经济性越好。,,环境指标,,排放品质,,有害气体,CO、HC、NOx,、排气颗粒,,噪声水平,,刺激神经、使人烦躁、反映迟钝,,发动机速度特性,,速度特性曲线,,燃料供给调节机构位置不变时，发动机性能参数（有效转矩、功率、燃料消耗率）随转速改变而变化的曲线。,,如何得到曲线：,在一定转速下，用测功器对曲轴施加阻力矩，获取曲线的位置，依此类推。,,发动机外特性：（图）,,燃料供给调节机构位置达到最大时获得的曲线,,重要性能指标：最大功率、最大有效转矩、转速,,部分速度特性：,发动机外特性外的其他位置曲线。,,发动机外特性曲线,,发动机工作状况,,发动机运转状态表征：,,功率与转速,,负荷与转速,,发动机负荷：,,发动机驱动从动机械所耗费的功率或有效转矩的大小,,某一转速下的负荷：,,发动机发出的功率与同一转速下发出的最大功率之比,,不要把负荷和功率混淆,,