发动机工作原理和总体构造.ppt

发动机工作原理和总体构造,概述,四冲程发动机工作原理,发动机总体构造,发动机主要性能指标和特性,内燃机名称及型号编制规则,1、按使用的燃料不同分,三、发动机的分类 （往复活塞式）：,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,5、按进气状态分,第二节 四行程发动机工作原理,一、基本结构,1、上止点、下止点 活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。,2、活塞行程 上、下止点间的距离 s 称为活塞行程。,s,3、曲柄半径 曲柄与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离r。其中s=2r。,r,4、气缸工作容积 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积。一般用vh表示。,vh,5、燃烧室容积 活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积。一般用vc表示。,vc,6、气缸总容积 活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积。一般用va表示。,va,7、发动机排量 多缸发动机各气缸工作容积的总和。一般用vl表示。,vl=vhi,i为气缸数目,8、压缩比,气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比（压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比 ），用表示。,汽油机压缩比一般为811。柴油机压缩比一般为1622。,va 气缸总容积； vh 气缸工作容积； vc 燃烧室容积；,9、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。 （在气缸内进行的，每一次将热能转换为机械能的一系列的连续过程 ）,三、 四冲程汽油机工作原理,1、进气行程,2、压缩行程,3、作功行程,4、排气行程,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0.0740.093mpa，温度上升至353403k,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600700k 。,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,六、爆燃和表面点火,1、压缩比对发动机工作的影响： 压缩比适当增加，可燃混合气温度增加，压力增加，燃烧速度快，发动机功率增加，经济性好； 压缩比如果过大，反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象，发动机过热，功率下降。 压缩比过小，压缩终了时气体的压力和温度越低，燃烧速度缓慢，发动机功率降低，燃油消耗率增加。,2、爆燃 由于压缩比过高导致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。,3、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。,第三节 发动机总体构造,机体组 ,以汽油机为例包括：,第四节 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称为发动机的有效功率，用pe表示。,式中：te 有效转矩，单位为nm； n 曲轴转速，单位为r/min,二者关系,3、转速：指发动机曲轴每分钟的转数，单位为r/min。,二、经济性指标,燃油消耗率：指发动机每发出1kw有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量，称为为燃油消耗率，用be表示，单位为 g/（kwh） 。,三、运转性能指标 1、排气品质 有害物质主要有氮氧化合物（nox）、碳氢化合物（hc）、一氧化碳（co）等以及排气颗粒。 2、噪声 3、起动性能,四、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。用曲线表示，称为速度特性曲线。,节气门（燃料供给调节机构）全开时的速度特性叫发动机的外特性； 节气门不全开的任意位置所得到的速度特性都称为部分特性。 发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能。,te,pe,be,te,pe,be,汽油发动机外特性曲线,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,第五节 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、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表示系列符号 (2) 柴