第一章 发动机的工作原理与总体构造.ppt

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1、发动机的分类,四行程发动机工作原理,发动机的总体构造,发动机的主要性能指标与特性,内燃机名称及型号编制规则,第一章 发动机的工作原理和总体构造,发动机的分类,发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。,1、按燃料的使用不同分,一、发动机的定义：,二、发动机的分类：,现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在 发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。,3、按冷却方式不同,2、按完成一个工作循环所需行程数,4、按气缸数及排列方式,单列式,型,对置式,四行程发动机工作原理,上止点,下止点,活塞行程(S),曲柄半径(R),气缸工作容积(V h),燃烧室容积(Vc),气缸总容积(Va),

2、一、发动机结构基本术语,压缩比,发动机排量,工作循环,动态演示,压缩比,气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用表示。,例如：现代化油器式发动机压缩比一般为811(轿车有的达10以上)。柴油机压缩比一般为为1622。,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,Vh=D2S 10-6/4（L）,二、四行程发

3、动机工作原理,观看演示,1、进气行程,2、压缩行程,3、作功行程,4、排气行程,四行程汽油机的工作原理,汽油发动机四个行程的图示,1.进气行程,.压缩行程,.作功行程,4.排气行程,每一行程工作的具体分析如下,1、进气行程,排气门关闭,进气门开启,大气压力线,P,V,r,a,示功图,上止点,下止点,示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。,进气终了时气缸内压强为0.0740.09Mpa，温度上升至310340K,活塞下行,2、压缩行程,进气门关闭,排气门关闭,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,下止点,压缩终了时气缸内压强上升至0.61.5Mpa，温度继续上升至600

4、700K。,活塞上行,3、作功行程,进气门关闭,排气门关闭,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,作功中气缸内最高压强可达35Mpa，最高温度可达22002800K；作功终了时气缸内压强下降至0.30.5Mpa，温度下降至13001600K。,活塞下行,4、排气行程,进气门关闭,排气门打开,P,V,r,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,残余废气,排气终了时气缸内压强下降至0.1020.120Mpa，温度下降至9001200K,a,活塞上行,四行程柴油机工作原理,与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程差别较大，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发

5、，且自燃温度又较汽油低，所以采用的是,压缩自燃式点火。,多缸发动机结构特点,单缸发动机问题：功率小，转速不均匀，工作振动大，现代汽车发动机都是多缸发动机，用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机。多缸发动机结构特点：由多个结构相同的气缸组成，它们共用一个机体，一根曲轴。曲轴的曲柄布置应该使各缸作功行程均匀分布在720曲轴转角内。多缸发动机各缸的做功间隔角（曲轴转720i角）（i为气缸数），如4缸发动机曲轴相邻工作缸的曲柄夹角为180，曲轴每转180便有一个气缸作功。气缸数越多，发动机工作越平稳。,进气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,新鲜空气,四行程柴油机各行程示意图,开始喷油,汽油机、柴油机的工

6、作相同点：,每个工作循环曲轴转两周;每一行程曲轴转半周;只有作功行程产生动力。,汽油机、柴油机的工作不同点：,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,汽油机与柴油机优劣比较：,(1)汽油机：优：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、工作稳定、操作省力、适应性好、制造和维修费用低劣：燃油消耗率高、经济性差(2)柴油机：优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统的故障劣：转速低、质量大、制造和维修费用高,活塞上行:上方压缩 下方吸气,二冲程汽油发动机,进气孔,排气孔,扫气孔,活塞下行(上半程):上方作功 下方预压,二冲程汽油发动机,活塞下行(下

7、半程):上方换气 下方预压,二冲程汽油发动机,活塞下行(下半程):上方换气 下方预压,二冲程汽油发动机,发动机的总体构造,桑塔纳发动机结构示意图,桑塔纳发动机的曲柄连杆机构:发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构,桑塔纳发动机的配气机构,配气机构：将可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气,桑塔纳轿车燃料供给系:根据发动机各种工况要求，形成具有一定数量和浓度的可燃混合气供入气缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。,桑塔纳发动机冷却系：散热，保证发动机在最适宜的温度下工作,桑塔纳发动机润滑系：减少运动零件的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件,桑塔

8、纳发动机点火系：保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的可燃混合气,桑塔纳轿车起动机,使静止的发动机起动并转入自行运转,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Te表示。,2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效功率，用Pe表示。,式中：Te 有效扭矩，单位为Nm；n 曲轴转速，单位为r/min,二者关系,三、发动机的速度特性,指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。,二、经济性指标,燃油消耗率：只发动机每发出1有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量，成为燃油消耗率，用be表示。燃油消耗率越低，

9、燃油经济性越好,发动机外特性：当节气门开度达到最大时，所得到的速度特性称为发动机外特性发动机部分特性：在节气门其他开度情况下得到的速度特性称为部分特性,四、发动机的工况与负荷,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,内燃机名称及型号编制规则,首部：为产品特征代号(产品系列符号和换代标志符号)，由

10、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、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义,(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

11、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,十个基本术语,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：有效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,思考与练习：,1、发动机的定义是什么？2、发动机的分类如何？3、什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？4、汽油机和柴油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同？它们在结构上有何区别？,