技校汽车课件--发动机工作原理

1、技校汽车课件技校汽车课件-发动机工作原理发动机工作原理 1概述概述发动机发动机 将某一形式的能量转化为机械能的机器。汽车最主要的总成之一，是动力的来源。作用作用 将燃料与空气进行混合在其机体内燃烧，推动活塞往复运动再带动曲轴旋转，从而将化学能转变为机械能向汽车提供动力。 了解内燃机（1）定义：内燃机：燃料在气缸内燃烧生成高温高压的的燃气,使燃气推动活塞而做功的机器（2）分类：汽油机 燃用汽油的发动机 柴油机 燃用柴油的发动机。2. 2.发动机的分类发动机的分类（1）按照所用燃料分类 可以分为汽油机和柴油机。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。汽油机与柴油机比较

2、各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。 （2）按照行程分类 内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机(图1-2 )。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。 四冲程二冲程（3）按照冷却方式分类 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

3、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。 （4）按照气缸数目分类 内燃机按照气缸数目不同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。 单缸多缸星型发动机（多缸）（5）按照气缸排列方式分类 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

4、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。 12 基本术语基本术语 活塞置于气缸中，活塞可在气缸中作往复直线运动，活塞通过连杆和曲轴相连，曲轴可绕其轴线旋转。观看Flash动画 1.上止点上止点：活塞离曲轴回转中心最远处；2.2.下止点下止点：活塞离曲轴回转中心处；观看 Flash动画 3.3.活塞行程（活塞行程（S S）：）：上、下两止点间的距离S=2R； 4.4.冲程：冲程：活塞由一个止点到另一个止点运动一次的过程5.5.气缸工作容积（气缸工作容积（V Vh h）：）：活塞从上止点到下止点所让 出的空

5、间的容积（L） h =D2/(410-6)S (L) 6. 6.发动机工作容积发动机工作容积（发动机排量）（V VL L） 发动机所有气缸工作容积之和 i =h i (L) （ i为发动机的气缸数） 7.燃烧室容积（燃烧室容积（Vc）：）：活塞在上止点时，活塞顶上面的空 间容积。 8. 8. 气缸总容积（气缸总容积（V Va a）：）：活塞在下止点时，活塞顶上面的空间容积。 a =h +C 9.9.压缩比（压缩比（）：）：气缸总容积与燃烧室容积的比值。 =a / C =(h +C)/ C =1+h /C 它表示气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般车用

6、汽油机的压缩比为610，柴油机的压缩比为1522。视频 13 发动机的总体构造发动机的总体构造1、四冲程汽油机组成 两大机构：曲柄连杆机构、配气机构 五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系 1）曲柄连杆机构 作用： 实现功能转换。 组成：气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组2）配气机构 作用：适时开关进、排气门，以便可燃混合气能及时进入气缸、废气能及时从缸内排出。 组成：进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮等组成。视频 14 发动机简单工作原理发动机简单工作原理1 14 41 1 四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理四冲程发动机 活塞往复四个冲程完成一

7、个循环的 发动机 工作循环 由进气、压缩、作功、排气四个冲程 组成。 视频观看 Flash动画视频 视频 排气门关闭进气门开启示功图大气压力线大气压力线PVra上止点下止点进气行程进气行程 进气门开启，排气门关闭。进气终了气体 压力为0.0750.09MPa0.0750.09MPa，温度370400K。进气行程 进气门关闭排气门关闭压缩行程 进排气门全部关闭，压缩终了时，可燃混合气压 力升高到0.61.2MPa0.61.2MPa，温度为600700K600700K。PVra示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点 进气门关闭排气门关闭瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPaZVPr

8、a示功图大气压力线大气压力线cb上止点下止点 作功行程 进、排气门仍旧关闭。活塞向下移动，终了气 体压力降至0.30.5MPa，温度降3001600K。 进气门关闭排气门打开温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气PVr示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点 排气行程 排气门开启，压力稍高于大气压，存在残余废气。 142 四冲程柴油机工作原理视频 每个循环也由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成。工作过程如左图动画所示 1.进气行程 进入气缸的不是混合气，而是纯空气。2.压缩行程 (1)压缩行程压缩的是纯空气。 (2)压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高， 压力可达3

9、MPa5MPa，温度可达800K1000K。 点燃温度 汽油的点燃温度很低，约263K， 柴油的点燃温度高，约为313K359K。 自燃温度自燃温度 柴油的自燃温度低，约为473K573K， 汽油自燃温度高，约为653K 视频 3.作功行程 (1)压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气。因为此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度自燃温度(约500K左右)，柴油自行着火燃烧，且以后的一段时间内边喷边燃烧，气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行作功。 (2)作功行程中，瞬时压力可达5MPa10MPa，瞬时温度可达1800K2200K；作功终了，压力约为200kPa400kPa，温度约为1200K1500K。4.排气行程 排气行程与汽油机排气行程基本相同。 四冲程汽油机与柴油机的相同点与不同点四冲程汽油机与柴油机的相同点与不同点 相同点：相同点： 1.每个工作循环曲轴转两周，每一冲程曲轴转半周，进 气冲程进气门开，排气冲程排气门开，其余两个冲 程进、排气门均关。 2.四个冲程中，只有作功冲程产生动力，其余三个冲 程消耗能量。 3.必须用外力起动。 4.工作循环基本内容相似，主要机件的运动相同， 结构基本相同。 柴油机与汽油机不同点不同点： 1. 混合气形成方式不同： 汽油机是缸外混合；进入气缸的是燃油混合气； 柴油机是缸内