发动机构造原理和总体构造4h改.ppt

面向21实际课程教材汽车构造（上册）内燃机构造（40）,吉林大学 陈家瑞 主编 机械工业出版社 刘金山、苏岩主讲,1.联系方式：,（1）姓名：苏岩 手机：邮箱：,（2）姓名：刘金山 手机：,2.推荐阅读的参考书目,（1）日本GP企业策划编，董铁有译.汽车发动机构造图册.人民交通出版社.通俗趣味性：95分；技术新颖性：90分；系统应试性：80分。（2）顾柏良译.BOSCH汽车工程手册.北京理工大学出版社.通俗趣味性：85分；技术新颖性：90分；系统应试性：80分。（3）教材通俗趣味性：85分；技术新颖性：85分；系统应试性：90分。（4）Internal combustion engine handbook.SAE(2004).,3.很好的专业POWERTRAIN,（1）充满智慧的专业（2）富有想象创造的专业（3）蕴含丰富内秀的专业（4）具备宽广胸怀的专业（5）彰显缜密思维的专业（6）展现治学严谨的专业,4.学习方式：,坚持听课完成课后作业课间实物观察暑假后专业认识实习,5.本课程学习的目的、任务、内容：,一、目的：1.了解汽车发动机的发展历史、现状及未来趋势；2.掌握典型发动机的结构特点、类型及基本组成；3.学习各个系统的结构特点及其工作原理；4.掌握典型零部件的常用材料和基本加工方法。二、任务：通过44/4学时的学习掌握内燃机的基本结构、工作原理。三、内容：共12章，分别介绍了内燃机的结构及组成系统。,6.教学进程,绪论,什么是汽车？,汽车：由自身的动力装置驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载车辆，主要用于运载人员或货物、或牵引运载人员或货物。,汽车的基本构造,绪论,汽车的作用,材料：钢铁、有色金属、工程塑料、橡胶、玻璃工艺、制造：铸造、锻造、焊接、机械加工装配工业：冶金、化工、电子、石油第三产业：销售营销、金融、运输、服务,绪论,汽车的分类,乘用车：设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和临时物品，座位9座以下。轿车、多用途车（MPV）、越野、专用乘用车等,商用车：用于运送人员和货物的汽车。包括客车、货车、半挂牵引车等。,第一章 发动机的工作原理和总体构造,1.1 发动机的分类一、发动机与内燃机的逻辑关系：1、发动机：将某一种形式的能量（热能、电能、化学能、太阳能等）转变成机械能的机器。2、热力发动机（热机）：将热能转变成机械能的发动机。（1）外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动机。（2）内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输出的热力发动机。,第一章 发动机的工作原理和总体构造,（3）比较：外燃机体积大，重量重，热效率低；内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，起动性能好;燃气轮机功率大，转速高，质量小（没有往复运动件，单位功率质量小），转矩特性好，燃料适应性好，起动性好，但耗油量、噪声和制造成本均较高，适用于坦克发动机。,3、活塞式内燃机：按活塞运动方式分：（1）往复活塞式内燃机（2）转子活塞式内燃机,三角活塞旋转式发动机（简称转子发动机）于1958年由德国F.汪克尔发明，关键技术是1954年F.汪克尔提出的气密封系统，1964年德国NSU公司将转子发动机装在轿车上，1967年日本东洋工业公司成批生产，至今。比较：转子发动机与往复活塞式发动机相比，优点是体积小，重量轻，转速高，升功率大，但耐久性、可靠性等较差，制造成本较高。,二.发动机的历史,三.发动机分类,发动机分类标准：按进气系统分：自然吸气式、增压式按气缸排列方式分：单列式、双列式按气缸数目分：单缸、多缸按冷却方式不同分：水冷、风冷按行程数分：四行程、二行程按所使用燃料分：汽油机、柴油机、代用燃料发动机按着火方式分：压燃、点燃,三.发动机分类,按照进气系统分类 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。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。,增压后的优点：,三.发动机分类,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180(一般为90)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180称为对置式发动机。,单列式,型,对置式,V型发动机优点：,“V”型发动机相对于直列式，它的高度和长度尺寸小，能节省发动机所占的空间，减轻重量，便于在汽车上布置。发动机盖越低，可以使汽车迎风面越小，更适合于现代汽车空气动力学设计。另外，发动机长度缩短，为驾乘舱留出了更大的空间。气缸之间相互错开布置，便于通过扩大气缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的气缸数。此外，气缸对向布置，还可抵消一部分震动，使发动机运转更平顺。,“W”型发动机,“W”型发动机是德国大众专属发动机技术。将“V”型发动机的每侧气缸再进行小角度的错开，就成了“W”型发动机。或者说“W”型发动机的气缸排列形式是由两个小“V”形组成一个大“V”形。严格说来“W”型发动机还应属“V”型发动机的变种。,“W”型与“V”型发动机相比可以做得更短，曲轴也可短些，对于汽车设计工程师极具吸引力，因为这样的发动机更有利于汽车防撞安全性、空气动力学、重量分布和空间利用等方面的设计，使汽车更有魅力。,三.发动机分类,按照气缸数目可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。,三.发动机分类,按照冷却方式分可以分为水冷发动机和风冷发动机。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车用发动机。,三.发动机分类,把曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。,按照完成一个工作循环所需的行程数分四行程和二行程内燃机。,三.发动机分类,按照所使用燃料分可分为汽油机和柴油机、代用燃料发动机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。,（1）液体燃料发动机 汽油机（gasoline engine）；柴油机（diesel engine）。（2）气体燃料发动机 压缩天然气发动机（CNG）；液化石油气发动机（LPG）。,双燃料发动机 两用燃料发动机,1.2 四冲程发动机的工作原理,一、四冲程汽油机工作原理（一）基本工作原理1、化油器式汽油机：汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功传统式。2、汽油喷射式汽油机：（1）进气管内喷射：将汽油喷射入进气管内，同空气混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功（现代轿车电控汽油喷射式汽油机）。（2）气缸内直接喷射：将汽油直接喷射入气缸内同空气混合成可燃混合气并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功（未来发展）。,（二）单缸汽油机 基本结构：,气缸内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内作往复直线运动，通过连杆推动曲轴转动，通过飞轮对外输出作功。,发动机的总体构造,1、曲柄连杆机构：实现工作循环完成能量转换,曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动（单缸机）。,2、配气机构：实现换气过程,配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。,3、供给系:根据要求配制可燃混合气、排除废气,汽油机燃料供给系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；柴油机燃料供给系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、点火系:汽油机中定时在火花塞间产生电火花,在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花。点火系通常由蓄电池、发电机、点火线圈、分电器和火花塞等组成。,5、润滑系：提供发动机工作时对重要表面的润滑,润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。,6、冷却系：保证发动机在正常的工作温度下（905）工作。,冷却系的功用是将受热零件吸收的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。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。,7、起动系：保证发动机正常启动过渡到正常工作状态,要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，然后气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。起动机由直流电机、传动机构、控制机构组成。,上止点（TDC）:活塞离曲轴中心最远的位置；下止点（BDC）:活塞离曲轴中心最近的位置；活塞行程（也称冲程）S：上止点与下止点间的距离；曲柄半径R:曲轴中心（曲柄旋转中心）到曲柄销间的距离；S=2R 燃烧室容积Vc:活塞在上止点时其顶部容积；气缸工作容积Vh:活塞上止点和下止点间的气缸容积；气缸总容积Va:活塞在下止点时其顶部以上的气缸容积；Va=Vh+Vc排量VL:发动机缸数*气缸工作容积VL=i.Vh,（三）发动机基本术语,压缩比,气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用表示。,其中：Va 气缸总容积；Vh 气缸工作容积；Vc 燃烧室容积；,工作循环,对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。,多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量，用表示VL。,发动机排量,VL=V h i,Vh气缸工作容积（气缸排量）i 气缸数目,（三）发动机基本术语,1.进气行程,.压缩行程,.作功行程,4.排气行程,四冲程发动机的工作循环需要经过进气、压缩、膨胀（作功）、排气四个过程，对应活塞上下四个行程，相应的曲轴转角旋转720（两周）。,（四）四冲程发动机的工作循环：,四冲程发动机工作循环包括：,进气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,（四）四冲程发动机的工作循环：,开始时，活塞位于上止点（PrP0），有残气，进气门（阀）开，排气门（阀）关，活塞下行（PP0）。进气终了：Pa：Ta：340-380K进气压力大致保持不变，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。,进气行程,排气门关闭,进气门开启,（四）四冲程发动机的工作循环：,进、排气门关，活塞上行，缸内气体被迅速压缩，气压上升，同时气温升高。为气体膨胀作功创造条件。提高空气的温度,为燃料的燃烧（及自行发火）作准备。压缩终了：Pc：0.8-2.0MpaTc：600-750K,压缩行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,压缩比的范围,（a）爆燃：由于压缩终了时气体压力和温度过高，在火花塞点火之后燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧现象，称为爆燃。,爆燃现象及严重爆燃的危害：爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速推进，当这种压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。同时还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果，严重爆燃时甚至造成排气门烧废、轴瓦破裂、活塞顶熔穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。,（b）表面点火：在火花塞点火之前，由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气而产生的另一种不正常燃烧现象，称为表面点火。,表面点火现象：表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降低。,（c）汽油机压缩比的选择：应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。,（四）四冲程发动机的工作循环：,此时进排气阀均关闭，混合气由火花塞点燃或自燃，缸内燃料迅速燃烧膨胀，气体压力、温度急剧上升，推动活塞自上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴转动，对外做功。Pz：3-6.5Mpa Tz：2200-2800KPb：0.3-0.6Mpa Tb：1200-1500K,作功行程,（四）四冲程发动机的工作循环：,自由排气阶段：排气门提前开，靠压差排气（60）；强制排气阶段：活塞从下止点向上止点运动，推动排气；惯性排气阶段：流经排气门流速高，具有一定惯性；Pr=0.1050.115MPa，Tr=9001100K,排气行程,二、四行程柴油机工作原理,四冲程柴油机每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程，相应地曲轴旋转了两周。,进气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,新鲜空气,开始喷油,柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴油在很短的时间内完全雾化。柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（否则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。柴油机压缩比较高（一般为1622），所以压缩终了时的压力可达3.05.0MPa，温度高达7501000K，大大超过柴油的 自燃温度，故柴油高压（10MPa以上）喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便自行着火燃烧，最大爆发压力可达4.59MPa，最高燃气温度可达18002200K。,（一）柴油机压缩比的选择依据柴油机压缩比远较汽油机的压缩比高，这是因为柴油机采用压燃的着火方式，为了保证发动机良好的冷起动性能，压缩比远较汽油机的高。柴油机压缩比应在保证良好的冷起动性能前提下尽可能低，因为过高的压缩比会导致发动机工作粗暴，而且，发动机的循环热效率随着压缩比的增加已接近缓慢，增加不明显，对燃油经济性并没有带来多大改善。,（二）分析和比较汽油机、柴油机的工作异同 首先分别看一下汽油机和柴油机的图示,火花塞,喷油器,汽油机、柴油机的工作相同点：,1、每个工作循环曲轴转两周;2、每一行程曲轴转半周，只有作功行程产生动力。3.发动机运转的第一个循环，必须有外力使曲轴旋转完成，以后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。,汽油机、柴油机的工作不同点：,（三）柴油机与汽油机性能比较：汽油机具有转速高（轿车高达5000 6000r/min）、质量小、工作柔和、起动容易、制造成本低和维修方便等优点，不足之处是燃油消耗率较高，燃油经济性较差，适用于轿车型乘做人员车辆；柴油机燃油消耗率较汽油机低30%左右，且柴油价格低，所以燃油经济性好，而且输出扭矩较大，但冷起动困难、工作粗暴、工作转速较低（一般4000r/min以下）、制造成本高、维修困难，适用于运输型汽车。,（四）飞轮的作用：储存作功行程时的动能，克服在其它行程中的阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，维持工作循环周而复始，并使曲轴转速均匀，克服短时间的超载。通过飞轮上的齿圈起动和输出机械能的作用。多缸发动机每循环作功的曲轴转角间隔小，工作较均匀，转速较平稳，飞轮的转动惯量较小。因此，汽车发动机用的较多的是四缸、六缸和八缸发动机。,1.3 二冲程发动机工作原理,一、二冲程汽油机工作原理（一）二冲程发动机的工作循环:是在两个活塞行程内，即曲轴旋转1周的时间内完成的。（二）二冲程汽油机的结构特点：二冲程汽油机采用曲轴箱扫气，曲轴箱是密封的，对多缸机而言，各曲柄轴室相互之间是密封的，气缸壁上开有矩形扫气口和排气口，气缸壁上开有进气口（右图所示最早的活塞阀进气方式）。,排气口,进气口,扫气口,（三）二冲程汽油机的工作循环：1、第一行程：活塞自下止点开始向上止点移动，曲轴箱内在上一行程中被预压缩的新鲜可燃混合气自气缸壁上的扫气口继续向气缸内扫气，活塞顶将扫气口关闭后，由于排气口仍未关闭，气缸内的新鲜可燃混合气被活塞强行从排气口挤出，此谓燃料的过后排气损失，不可避免；由于扫气过程中或多或少有新气与废气的混合，存在燃料的扫气损失，因此，二冲程汽油机的燃油消耗率远较四冲程汽油机的高，HC排放严重。,排气口关闭后，气缸内才开始真正的压缩，活塞上移到接近上止点时，火花塞点火，点燃被压缩的可燃混合气。扫气口关闭后，随着活塞的上移，曲轴箱内形成一定真空，当活塞底端打开气缸壁上的进气口，曲轴箱内开始进气，直至活塞运动到上止点，此时，进气口应全开，曲轴箱容积最大。,2、第二行程：着火后，高温、高压燃气膨胀迫使活塞从上止点向下止点移动，进气口逐渐关闭，曲轴箱内的可燃混合气开始被预压缩。当活塞顶打开排气口时，缸内压力仍有0.30.6MPa，故大部分废气以音速从缸内排出，当活塞顶打开扫气口时，缸内压力已降低到低于曲轴箱内压力，曲轴箱内的可燃混合气开始扫入气缸，并向排气口驱除剩余废气。活塞到达下止点时，排气口和扫气口应全开，曲轴箱容积最小。,二冲程发动机工作原理,压缩混合气,进气,点火燃烧,排气,扫气孔,进气孔,排气孔,火花塞,排气口关闭时气缸内气体的容积与压缩终了时气体的最小容积之比。显然，有效压缩比要小于几何压缩比（气缸内气体的最大容积与压缩终了时气体的最小容积之比）。,（四）总结,1、第一行程：,活塞自下止点上移到上止点，包括气缸内扫气、排气、压缩过程和曲轴箱内的进气过程；,2、第二行程：,活塞自上止点下移到下止点，包括气缸内燃气膨胀作功、排气、扫气过程和曲轴箱内新鲜可燃混合气的预压缩过程；,3、气缸内的换气过程：,气缸内的扫气和排气过程。,4、曲轴箱压缩比：,曲轴箱内的最大容积与最小容积之比。一般在1.251.40之间，过小影响曲轴箱进气效率（给气比），过大导致扫气时新鲜可燃混合气与气缸内废气掺混，造成燃料从排气口逸失。,5、换气口布置：,排气口上沿位置比扫气口上沿位置高，尺寸差很重要，否则若扫气口开启时气缸内废气压力高于曲轴箱内压力，会导致废气向曲轴箱内倒流。排气口与扫气口圆周方向上呈90布置，即回流扫气方式。,6、有效压缩比：,二冲程汽油机由于燃油消耗率高、HC等排放严重而逐渐淘汰出摩托车用市场，但军用小型无人航空飞行器却因其体积小、重量轻、单位气缸工作容积输出功率大而仍被看好，但要解决电控汽油喷射技术甚至废气涡轮增压技术。,二、二冲程汽油机与四冲程汽油机比较,理论上同样发动机排量、同样工作转速的发动机其功率应等于四冲程汽油机的二倍，实际上由于实际压缩比小于名义压缩比，气缸内进气不足（进气时间短，存在给气和扫气损失），换气时减少了做功的有效行程，只等于倍。,1、,二冲程汽油机没有配气机构，结构简单，体积小，重量轻，容易维修。,2、,二冲程汽油机作功间隔短，发动机运转平稳，飞轮转动惯量小，容易上高速。,3、,二冲程汽油机燃油消耗率远较四冲程汽油机的燃油消耗率高，HC等排放严重。,4、,5、,35、油底壳,桑塔纳轿车（2000GSI）电喷发动机（AJR）轴侧剖视图,16、正时齿形皮带,17、凸轮轴正时齿形带轮,18、水泵齿形带轮,19、曲轴正时齿形带轮,20、机油泵传动链,21、机油泵,22、曲轴,23、水泵,24、活塞,25、排气门,26、进气门,27、气缸体,28、气缸盖,29、液压挺柱,30、凸轮轴,31、喷油器,32、机油滤清器,33、机油压力限压阀,34、连杆,喷油器,气缸盖罩,加机油口,气缸盖,排气歧管,进气歧管,发电机,空调压缩机,导向轮,动力转向泵带轮,水泵,气缸体,曲轴箱,油底壳,机油泵链轮,曲轴,连杆,活塞,进气门,凸轮轴,液压挺柱,气门弹簧,桑塔纳轿车（2000GSI）电喷发动机（AJR）横剖面图,桑塔纳发动机结构示意图,1.5 发动机的主要性能指标与特性,一、动力性指标,1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，用Ttq表示。,2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率称为发动机的有效功率，用Pe表示。,式中：Ttq 有效扭矩，单位为Nm；n 曲轴转速，单位为r/min,二者关系：,二、经济性指标,有效燃油消耗率：发动机每发出1 kW有效功率，在1h内所消耗的燃油消耗质量，以be表示,单位为 g/（kWh）。四冲程汽油机一般为270325 g/（kWh）四冲程柴油机一般为190238 g/（kWh）。,三、运转性能指标 发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性能等。(1)排放品质三种气体排放物：一氧化碳（CO）各种碳氢化合物（HC）氮氧化合物（NOxNO、NO2）排气微粒（PM）：它指排气中除水以外的任何液态或固体微粒。其中，以碳为主要成分的固体颗粒形成碳烟，是排气微粒最主要的成分。二氧化碳（CO2）：温室效应。,（2）噪声 噪声会刺激神经，使人心情烦躁、反应迟钝、甚至产生耳聋、高血压和神经系统疾病，汽车是城市的主要噪声源之一，发动机又是汽车的主要噪声源，故必须给予控制。如我国噪声标准中规定，轿车噪声不得大于74dB。（3）起动性能保证在低温下可靠起动，起动迅速，消耗功率小。,四、发动机速度特性：指油门开度一定时，发动机的有效功率、有效转矩和有效燃油消耗率三者随发动机转速变化的规律。,发动机全负荷速度特性（又称为发动机外特性）：指油门全开时，发动机的有效功率、有效转矩和有效燃油消耗率三者随发动机转速变化的规律。发动机最高工作转速时的全负荷有效功率为标定功率，相应转速为标定转速，为发动机铭牌功率和转速。,Ttq,Pe,be,Ttq,Pe,be,（a）汽油发动机外特性,柴油机速度特性,汽油机速度特性,Ttq,Ttq,Pe,Pe,be,be,五、汽油机与柴油机速度特性的区别：,汽油机速度特性曲线表明：发动机输出的有效转矩随转速增加而逐渐下降，原因是节气门的节流作用使发动机的充气效率下降，气缸内进气量减少，尤其是部分节气门开度时。因此，发动机输出功率随转速增加而增大到极值后迅速下降，不会发生“飞车”现象。柴油机没有节气门的进气节流作用，转速一定时，气缸内进气质量就一定，改变负荷的大小靠改变每循环喷油量的多少，柴油机速度特性曲线表明：发动机输出的有效转矩随转速增加而变化平缓。因此，发动机输出功率随转速增加一直在增大，只是前面增加迅速，后面平缓，因此，一旦喷油泵柱塞卡滞在大油门位置而发动机外界负载卸去时，发动机转速将大幅度上升，直到发动机冒黑烟，排气管烧红，飞轮飞出伤人等严重事故发生，此谓柴油机的“飞车”现象。,六、发动机的工作状况,1、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明。,2、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率与同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。,Pe/kW,n/rmin-1,0,50,45,32,27,20,2000,3500,4800,a,b,c,d,e,分析右图发动机的负荷,f,3、发动机不同工况：稳态工况：怠速、小负荷、中等负荷、大负荷、全负荷；低速、中速、高速过渡工况：起动、暖机、加速、减速,1.6 内燃机名称及型号编制规则,首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。,一、内燃机型号由以下四部分组成,二、国标GB725-82规定如下：1、按所用燃料命名，如柴油机、汽油机等。2、型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。3、型号由四部分组成：,首部,中部,系列代号,换代标志符号,缸数符号,气缸排列形式符号,符号,无符号,V,P,含 义,直列及单缸卧式,V型,平卧型,缸径符号（以气缸直径的数表示）,结构特征符号,符号,无符号,F,Z,结构特征,水 冷,风 冷,增 压,用途特征符号,符号,无符号,Q,M,用途,通用型,汽车用,摩托车用,后部,尾部,同一系列产品区分符号,6,135,Q,行程符号，E表示二冲程，无符号表示四冲程,1、6135Q柴油机2、1E65FM汽油机,举例：,(1)汽油机 1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型 4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品 TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号 CA488：表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号(2)柴油机 195：表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型 165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型 6135Q：表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用 X4105：表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号,三、型号编制举例,小 结,发动机,常用术语:,工作原理:,发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。,分类:,定义:,按不同的分类方法大致分为四大类,基本术语,汽油发动机,柴油发动机,（重点）,区别于汽油机的工作过程,四个行程的工作过程,发动机,总体构造：汽油机（两大机构五大系统）柴油机（两大机构四大系统）,主要性能指标与特性,动力性指标：有效转矩，有效功率经济性指标：燃油燃油消耗率速度特性工况与负荷,内燃机名称及型号编制规则,熟练识认内燃机名称和规格,1、内燃机的基本结构组成？2、内燃机的常用术语及其意义？3、四冲程发动机的工作过程(柴油机和汽油机）柴油机与汽油机有何不同？各过程相应数值？4、二冲程发动机的工作过程(柴油机和汽油机）并与四冲程发动机进行比较？5、发动机的命名和型号编制方法？6、发动机的主要性能指标有那些？如何表征？,思考与练习：,结束,