第二章汽车发动机工作原理和总体构造20019.ppt
第二章 汽车发动机工作原理和总体构造,2.1 往复活塞式内燃机基本结构与基本术语,2.4 内燃机性能指标,2.2 往复活塞式内燃机工作原理,2.5 内燃机产品名称及型号编制规则,2.3汽车发动机总体构造,2.1 基本结构与基本术语,一 发动机常用术语,发动机常用术语,发动机常用术语,1.上止点活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为上止点。2.下止点活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。3.活塞行程活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。一般用s表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180。,4.曲柄半径曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即s=2R5.气缸工作容积活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。一般用Vs表示：式中：D气缸直径，单位mm；S活塞行程，单位mm；,发动机常用术语,6.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称为燃烧室容积。一般用 Vc 表示。7.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。一般用 Va 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VaVcVs,发动机常用术语,8.发动机排量多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般用 VL表示：VL=i*Vs式中：Vs气缸工作容积；i 气缸数目。9.压缩比气体压缩前的容积与气体压缩后的容积比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用表示。压缩比是发动机中一个非常重要的概念，表示了气体的压缩程度,发动机常用术语,10.二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作循环（曲轴旋转一周）。11.四冲程发动机：活塞往复四个行程完成一个工作循环（曲轴旋转一周）。12.负荷率（负荷）：发动机某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率之比。表示：百分数。13.工况：某时刻的运行状况；一般用 n、负荷表示。,发动机常用术语,1.四冲程发动机点燃式发动机：汽油机压燃式发动机：柴油机2.二冲程发动机(自学）二冲程汽油机：点燃二冲程柴油机：压燃,2.2 往复活塞式内燃机工作原理,一.四冲程发动机的基本工作原理,使燃料在气缸中燃烧，形成高温、高压的燃气，推动活塞并通过连杆带动曲轴旋转，将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。,二.四冲程汽油机工作原理,活塞运动过程 气缸压力及温度变化 进、排气门状态,示功图：缸内气体压力随曲轴转角或气缸容积变化的曲线图。表示：P-V或P=图,四冲程汽油机工作原理,进气行程 曲线 ra 表示进气行程,活塞从上止点(r)向下止点(a)运动，进气过程开始时，气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，可燃混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。,四冲程汽油机工作原理,压缩行程 曲线 ac 表示压缩行程,活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点(c)时压缩行程结束。压缩终了时可燃混合气压力可达 0.61.2MPa，温度可达 600700K。,四冲程汽油机工作原理,作功行程 曲线 cb 表示作功行程,包括燃烧过程和膨胀过程，压缩行程接近上止点时，火花塞点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，Z 点最高压力可达 35MPa，最高温度可达 22002800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点(b)时，作功行程结束，气体压力降低到0.30.5MPa，气体温度降低到 13001600K。,四冲程汽油机工作过程,排气行程 曲线br表示排气行程,活塞从下止点向上止点运动，把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。排气终止(r)时，气体压力仍高于大气压力，约为0.1050.115MPa，温度约为9001200K。,四冲程汽油机工作过程,上-下,开,关,0180,ra,进气门开启到关闭时期,排气门,进气门,压力气体,下-上,开,关,540720,br,上-下,关,关,360540,cz,下-上,关,关,180360,ac,排气门开启到关闭时期,三.四冲程柴油机与汽油机比较,进气冲程,做功冲程,压缩冲程,排气冲程,四冲程柴油机示功图,四冲程发动机示功图特征点的热力参数比较,四冲程发动机示功图特征点的热力参数比较,四冲程柴油机与汽油机比较,四冲程柴油机与汽油机比较,思考题,四冲程汽油机和柴油机工作原理和结构差异的根本原因是什么,汽油与柴油理化特性不同,1.汽油机优点：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、制造和维修费用低缺点：燃油消耗率高，燃油经济性差2.柴油机优点：压缩比高，燃油消耗率平均比汽油机低20%-30%，且价格低，所以燃油经济性好缺点：转速低、不易蒸发，低温起动性差、噪声较大、质量大、要求有较高的零部件强度、刚度，制造维修费用高,四冲程柴油机与汽油机优缺点对比,自学：单缸二冲程内燃机工作原理,二冲程汽油机二冲程柴油机二冲程、四冲程比较,二冲程汽油机结构,第一行程：活塞自上向下运动，进行上方压缩，下方进气；接近上止点时，火花塞打火，混合气燃烧。第二行程：活塞自上向下运动，在上方做功和换气，下方进行混合气与压缩。,二冲程柴油机,思考题,1.理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。2.由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。3.构造简单，质量较小。4.易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。5.换气时间短，换气质量较差。,2.3 汽车发动机总体构造,1 机体组,2 曲柄连杆机构,3 配气机构,4 供给系,5 点火系,6 润滑系,7 冷却系,8 起动系,1 机体组,结构：缸体，缸盖，曲轴箱,安装运动件和附属机构的支承架；整机的支承基础,作用：,2 曲柄连杆机构：,结构,A 是主要运动机构：活塞作往复直线运动；曲轴作旋转运动；连杆作平面运动,B 活塞力变为曲轴转矩，输出动力（能量转换机构）,其他冲程利用飞轮中储存的动能克服各种阻力,作用：,活塞、连杆、曲轴、飞轮,3 配气机构,结构：,作用：,定时启、闭进、排气门，实现缸内充量的更换,气门组、传动组、驱动组,汽油机燃油系统和进、排气系统的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃油系统和进、排气系统的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。,4 供给系,结构：,燃油供给系、空气供给（进、排气系统）,柴油机燃油供给系,汽油机供给系,5 点火系,火花塞、点火线圈、分电器、电源设备,定时以足够的能量点燃缸内被压缩的可燃混合气,（点燃式内燃机）,结构：,作用:,6 润滑系,机油滤清器、机油道、机油泵、机油散热器等,减磨冷却密封防锈清洗,返回,作用：,结构：,桑塔纳发动机润滑系示意图,7 冷却系,水冷、风冷、复合,水泵、散热器、风扇、节温器,散热,类型：,结构：,作用：,桑塔纳发动机冷却系示意图,8 起动装置,起动电机、传递机构、离合装置,可靠起动,结构：,作用：,动力性指标 经济性指标 强化指标 紧凑性指标 环境指标 可靠性指标 耐久性指标 工艺性指标内燃机调整和运行特性（曲线）,2.4 内燃机性能指标,2.5 内燃机产品名称及型号编制规则,内燃机产品名称：按所采用的燃料命名,内燃机型号：,数字+汉语拼音字母或象形字,型号示例 汽油机1E65F-单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型EQ6100-1-六缸、直列、四冲程、缸径100mm、水冷，区分符号1表示第一种变型产品（EQ为第二汽车制造厂代号）柴油机495T-4缸、四冲程、缸径95mm、水冷、拖拉机用12V135ZG-12缸、V型、四冲程、缸径135mm、水冷、增压、工程机械用,
