汽车概论-第2章发动机之工作原理.ppt

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1、2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,1,第二章 发动机工作原理,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,2,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,3,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,4,发动机的基本术语,工作循环 进气 压缩 作功 排气,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,5,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,6,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,7,发动机结构示意图,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,8,上止点（Top Dead Center）活塞离曲轴旋转中心最远的位置 下止点（Bottom Dead Ce

2、nter）活塞离曲轴旋转中心最近的位置 活塞行程 S 上下止点之间的距离 曲柄半径 R 曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离 气缸工作容积 VS（L）活塞由上止点运动到下止点，活塞顶部所扫过的容积 VS=(/4)D2S10-6,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,9,内燃机排量 VL（L）所有气缸的工作容积之和 VL=iVS 燃烧室容积（压缩容积）VC 活塞位于上止点时，活塞顶部上方的容积 气缸总容积 Va 气缸工作容积与燃烧室容积之和 Va=VS+VC 压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比=Va/VC=1+VS/VC 表示气缸内气体被压缩的程度（压缩终了气体）P、T 汽油机一般710，柴油

3、机一般1422,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,10,内燃机 直接以燃料燃烧所生成的燃料产物为工质的热机 活塞式内燃机（汽车发动机）往复活塞式 旋转活塞式 燃气轮机 外燃机 燃料燃烧加热其它工质（水）蒸气机 汽轮机,发动机的分类,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,11,根据所用燃料种类 汽油机：以汽油为燃料，空气与汽油在气缸外混合，形成可燃混合气后进入气缸，经压缩后依靠火花塞产生电火花引起燃烧。柴油机：以柴油为燃料，进气过程中进入汽缸的是纯空气，压缩终了时喷入柴油，柴油与空气在汽缸内混合，由于空气经压缩后所达到的温度能引起柴油的自燃，这种内燃机也称为压燃式内燃机。气体

4、燃料发动机：天然气、液化石油气等。,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,12,按冲程数 四冲程发动机 二冲程发动机,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,13,按气缸数 单缸发动机、多缸发动机 按气缸排列方式 直列立式、直列卧式、V型发动机 按冷却方式 风冷发动机、水冷发动机 按进气方式 增压发动机、非增压发动机 按着火方式 点燃式发动机、压燃式发动机,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,14,四冲程内燃机工作循环,工作循环 进气行程 压缩行程 作功行程 排气行程,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,15,工作循环特点,2023/10/29,北京邮电大学自

5、动化学院,16,四冲程汽油机工作原理,进气行程,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,17,压缩行程,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,18,作功行程,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,19,排气行程,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,20,三、四冲程柴油机工作原理,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,21,发动机的总体构造,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,22,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,23,机体组 机体 气缸体+曲轴箱的连铸体 构成气缸的零件称做气缸体 支承曲轴的零件称作曲轴箱 骨架作用，安装各个机构和

6、系统 气缸盖 组成燃烧室，布置各零件,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,24,曲柄连杆机构 主要件 活塞、连杆、曲轴 功用 将活塞的往复直线运动曲轴的旋转运动，对外输出动力,活塞连杆组,曲轴飞轮组,机体组,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,25,配气机构,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,26,凸轮轴,挺柱,推杆,摇臂,气门与气门座,气门导管,气门弹簧,配气机构 功用 定时开启和关闭进排气门 主要部件 气门组 传动组,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,27,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,28,供给系统 燃油供给系统 将燃油及时供给

7、气缸 进、排气系统 将空气及时供给气缸 将废气及时排除,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,29,点火系统 汽油机点燃混合气,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,30,冷却系 功用 防止发动机过热，及时散热 分类 风冷系 水冷系,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,31,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,32,润滑系 功用 润滑、冷却、清洁、密封、防腐 润滑方式 压力润滑 飞溅润滑,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,33,起动系 利用外力起动发动机,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,34,2023/10/29,北京邮电大学自动化

8、学院,35,主要性能指标,发动机的性能指标 用来衡量发动机性能好坏的标准 动力性指标：表征内燃机对外作功能力 经济性指标：发动机油耗 环境指标：排放性和噪声水平 强化指标：承受热负荷和机械负荷的能力 紧凑性指标：表征发动机总体结构紧凑程度 可靠性指标：表征发动机正常持续工作能力 耐久性指标：主要零件磨损损坏的极限时间 工艺性指标：制造工艺性和维修工艺性好坏,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,36,动力性指标,有效转矩 发动机对外输出的转矩:Te（单位：Nm）发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数:n（单位：r/min）n一般范围 车用汽油机：40006000 r/min 车用柴油机：

9、20004000 r/min 有效功率 发动机曲轴的输出功率:Pe=Te(2n/60)10-3(KW),2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,37,速度特性与负荷,发动机特性 发动机性能指标随工况而变化的关系称为发动机特性 这种关系以曲线的形式表示，称为发动机特性曲线 参见彩图！,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,38,经济性指标,有效热效率e燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数 百公里油耗（90km/h）,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,39,环境指标,有害排放物 汽油机 主要是废气中的CO和HC的量 对柴油机 主要是废气中的NOx和颗粒的排放量 发动机

10、的噪声 是汽车噪声的主要来源 约占城市噪声的75%,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,40,汽油车一氧化碳不超过2.2g/km，碳氢化合物不超过0.5g/km；柴油车一氧化碳不超过1.0g/km，碳氢化合物不超过0.7g/km，颗粒物不超过0.08g/km。这是欧洲排放标准。与欧洲、号标准在机动车热启动的情况下进行检验不同，欧洲号标准将改为冷启动，过去在检验时给予的发动后40秒再行检验的通融时间不再有效，据测算，机动车一氧化碳排放量将在原有基础上减少30%，碳氧和氮氧化合物分别减少40%.,汽车排放标准欧2，欧3的解释,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,41,欧洲汽车排放标准,