清华大学_课件_汽车构造I(1)_汽车发动机基本知识.ppt

,造I,汽车构造I,（1）,清华大学汽车工程系,赵雨东,主要内容和学时安排,汽车发动机基本知识（4 学时） 发动机机体（2学时） 曲柄连杆机构（3学时） 气门机构（3学时） 进排气、增压系统及排放 控制装置（3学时） 汽油机燃油供给系统（4 学时）,柴油机燃油供给系统（4 学时） 汽油机点火系统（2学时） 发动机冷却系统（2学时） 发动机润滑系统（2学时） 发动机起动系统与电源 （1学时） 发动机管理系统（2学时）,汽车发动机基本知识,汽车总体结构,汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能,内燃机产品名称和型号编制规则,汽车总体结构,发动机 底盘,车身 电气系统,发动机 底盘,车身 电气系统,汽车发动机基本知识,汽车总体结构,汽车发动机工作原理 汽车发动机的分类 发动机的总体构造 发动机的主要性能,内燃机产品名称和型号编制规则,发动机工作原理基本结构,发动机往复活塞式内燃机,（1）机体,（2）曲柄连杆机构 （3）气门机构 （4）冷却系 （5）润滑系 （6）起动系 （7）供给系,（8）点火系(汽油机),发动机工作原理常用术语（1）,工作循环,由进气、压缩、 作功和排气等 四个工作过程 组成的封闭过 程。周而复始 地进行这些过 程，内燃机才,能持续地作功。,发动机工作原理常用术语（2）,上、下止点,活塞顶离曲轴回转中心最远处，即活 塞最高位置，称为上止点（Top Dead Center, TDC）；,活塞顶离曲轴回转中心最近处，即活 塞最低点，称为下止点（Bottom Dead Center, BDC）；,在上、下止点处，活塞的运动速度为 零。,发动机工作原理常用术语（3）,活塞行程 上、下止点 间的距离S称 为活塞行 程； 曲轴的回转 半径R称为曲 柄半径， S=2R。,上止点 S 下止点,R,D S 10 6 (L),发动机工作原理常用术语（4） 气缸工作容积 活塞从上止点到下止点所扫过的容 积称为气缸工作容积；, 2 4 D气缸直径 mm； S活塞行程 mm。,Vh = 式中：,发动机工作原理常用术语（5）,发动机排量,所有气缸工作容积的总 和称为发动机排量，记 作VL,式中：Vh气缸工作容,积；,i 气缸数目。,VL = Vh i,发动机工作原理常用术语（6）,燃烧室容积,活塞位于上止点时 活塞顶面以上与气 缸盖底面以下之间 形成的容积称为燃 烧室容积，记作VC,汽油机,柴油机,发动机工作原理常用术语（7）,气缸总容积,活塞位于下止点时，活塞顶部与 气缸盖之间的容积称为气缸总容,积,一般用Va表示,气缸总容积等于气缸工作容积和 燃烧室容积之和，即：,VaVcVh,= 1 + h,发动机工作原理常用术语（8） 压缩比 压缩比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称为压缩比。一般用表示,式中：Va 气缸总容积； Vh 气缸工作容积； Vc 燃烧室容积。 压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的 压缩程度。 汽油机 811；柴油机 1624,V Vc,=,Va Vc,Vh + Vc Vc, =,发动机工作原理常用术语（9） 工作循环,活塞行程,上、下止点,发动机排量 气缸总容积,气缸工作容积 燃烧室容积,常用术语 压缩比,发动机工作原理,四冲程汽油机（1）,进气行程（Intake）,进气门打开，排气门关 闭，活塞从上止点向下止 点运动；,气缸容积逐渐增大，气缸 内形成一定真空度，空气 和汽油的混合物被吸入气 缸，在气缸内进一步混合 形成可燃混合气。,进气终了时， 气缸内气 体压力约为0.080.09 MPa， 温度达到320 380 K。,压缩行程（Compression）,进气门和排气门都关闭，活塞 从下止点向上止点运动；,气缸容积逐渐变小，气缸内混 合气被压缩，其压力和温度同 时升高。,压缩终了时，可燃混合气压力 可达0.81.5 MPa， 温度可 达600750 K。,采用大压缩比，可提高压缩终 了时气缸内的压力和温度，从 而加快燃烧速度，提高发动机 热效率。但太大容易引起“爆 震” 。一般 =811,发动机工作原理,四冲程汽油机（2）,作功行程（Power/Expansion）,压缩行程结束时，火花塞产生电火花， 点燃可燃混合气，火焰迅速传遍整个燃 烧室，并放出大量热能；,燃烧气体体积膨胀，压力、温度升高； 气体压力推动活塞从上止点运动到下止 点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。此 时，进排气门仍然关闭。,燃烧最高压力可达36.5 MPa，最高 温度可达22002800 K。,作功终了时， 气体压力降低到0.35 0.5 MPa，气体温度降低到12001500 K。,发动机工作原理,四冲程汽油机（3）,排气行程（Exhaust）,进气门关闭， 排气门开启；活塞从下 止点向上止点运动。,膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在 活塞的推动下，经排气门排出气缸。 排气行程结束后，残留在燃烧室内的少 量废气称为残余废气。残余废气压力约 为0.1050.12 MPa，温度约为900 1100 K。,发动机工作原理,四冲程汽油机（4）,压缩 作功 排气,循 环,一个工作循环 四个行程，曲轴 转两周，每个行 程占180曲轴 转角,汽油机工作原理.swf,发动机工作原理 四冲程汽油机（5） 进气,发动机工作原理,四冲程汽油机（6）,发动机工作原理,四冲程汽油机（7）,示功图：气缸内气体压力随气缸,容积或曲轴转角的变化关系图。,发动机工作原理,四冲程汽油机（8）,实际进气过程中,为增加进入气缸内的混合气量和减少进气过程所消耗 的功，进气门在上止点之前开启，在下止点之后关 闭；,为减少气缸内的残余废气量和排气过程所消耗的功， 排气门在下止点之前开启，在上止点之后关闭。,进、排气过程所占曲轴转角都超过180。,发动机工作原理,四冲程汽油机（9）,进气行程,进入气缸的是纯净 的空气。,因进气系统中没有 节气门，进气阻力 小，且残余废气温 度较低，故同汽油 机相比，进气终了 时缸内气体压力略,高，约为0.085 0.095 MPa，而温,度略低，约为,310340 K。,发动机工作原理,四冲程柴油机（1）,压缩行程,柴油机的压缩比大,(一般为1622)，,压缩终了时缸内气,体压力约为35 MPa，温度约为,7501000 K，都,比汽油机的高。,压缩终了温度超过 柴油的自燃温度。,发动机工作原理,四冲程柴油机（2）,作功行程,压缩行程结束时，喷油 器将高压柴油以雾状喷 入燃烧室，细微的油滴 在运动的热空气中迅速 蒸发气化，和空气形成 可燃混合气。,缸内温度高于柴油自燃 温度，柴油自行着火燃 烧。,燃烧气体最高压力69 MPa，最高温度也可高 达18002200 K。,作功终了时，气体压力 约为0.20.5 MPa，温 度约为10001200 K。,发动机工作原理,四冲程柴油机（3）,排气过程,排气终了时， 缸内残余废气 压力约为,0.1050.12,MPa，气体温 度约为700 900 K。,发动机工作原理,四冲程柴油机（4