发动机认识与评价.ppt

单元一 发动机认识与评价,本单元的主要学习任务： 1.发动机常用术语 2.发动机的总体结构及工作原理 3.发动机的性能指标,学习任务一：发动机的常用术语,对发动机进行基本的认识，了解发动机的工作原理和性能参数。,发动机的定义,发动机是将其它形式的能量转变为机械能的机器。,发动机的分类,1、按燃料的使用不同分,2、按完成一个工作循环所需行程数,3、按冷却方式不同,4、按气缸数及排列方式,型,对置式,直列式,5、按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式转子发动机,6、按进气方式分为自然吸气和增压,发动机常用术语,1、工作循环 活塞在汽缸内进行进气、压缩、做功、排气4个工作过程，每完成一次 称为一个工作循环。,2.上、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。 ,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。显然，曲轴每回转一周，活塞移动两个活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，其 S2R 。,4.气缸工作容积 上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。,5.内燃机排量 内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。,6.燃烧室容积 活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧 室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。 ,7.气缸总容积 气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。,8.压缩比,汽缸总容积与燃烧室容积的比值 通常汽油机的压缩比为610，柴油机的压缩比 较高，一般为1622。 Va 气缸总容积；Vh 气缸工作容积； Vc 燃烧室容积；,学习任务二：发动机的总体结构与工作原理,发动机由“两大机构五大系统”组成 ： 1.两大机构：曲柄连杆机构、配气机构。 2.五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系,汽油机： 油箱、燃油滤清器、空气滤清器、汽油泵、进、排气歧管等。,柴油机： 输油泵、燃油粗、细滤清器、喷油泵、调速器、喷油器、高、低压油管、回油管等。,功用： 润滑减磨， 清洁、 冷却， 密封。,四冲程汽油机工作原理,活塞往复四个冲程完成一个循环的发动机称四冲程发动机。每个循环由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成,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,1、进气行程,2、压缩行程,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 。,3、作功行程,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。,4、排气行程,P,V,r,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,排气终了时气缸内压强下降至0.1020.120Mpa，温度下降至9001200K,a,四冲程柴油机工作原理,a进气行程；b压缩行程；c作功行程； d排气行程,每个循环也由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成。但由于柴油的性质与汽油不同，其混合气形成的方式、着火方式与汽油机也不同。下述不同点： 1. 进气冲程进入气缸的是纯空气。 2 . 压缩冲程压缩比大，压缩终了的压力、温度高。 3. 作功冲程压缩冲程末，高压柴油呈雾状喷入气缸内，自行燃烧作功，最高压力5-10Mpa。 4.排气冲程与汽油机基本相同。压力0.105-0.125Mpa，温度800K-1000K。,汽油机与柴油机的相同点与不同点,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。,不同点： 1. 混合气的形成方式不同： 汽油机是缸外混合； 柴油机是缸内混合； 2.着火方式不同： 汽油机点燃式； 柴油机是压燃式 。,发动机型号,主要介绍国产发动机的分类标准 。,例: CA488 第一汽车制造厂生产的四缸直列四冲程水冷式发动机，缸径88毫米。 12V135ZG 12缸，V型排列，四冲程，缸径135mm，水冷，增压，工程机械用。,学习任务三：发动机的主要性能指标与特性,一、动力性指标 -三要素(最高车速、加速能力和最大爬坡 ),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。,二者关系,式中：Te 有效扭矩，单位为Nm； n 曲轴转速，单位为r/min,标定功率,对于非增压发动机来说, 最大功率要受到平均有效压力和转速两方面的限制。一台发动机的功率究竟标定多大才适合, 这要根据发动机特性和具体用途、使用特点及寿命和可靠性要求而人为确定, 根据我国情况,国家标准规定了发动机标定功率分为下列四级: 1 15分钟功率 允许发动机连续运转15分钟的最大有效功率。 2 1小时功率 允许发动机连续运转1小时的最大有效功率。 3 12小时功率 允许发动机连续运转12小时的最大有效功率。 4 持续功率 允许发动机长期连续运转的最大有效功率。,3、升功率,单位气缸工作容积的功率（利用率）,4.有效热效率,燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。汽油机为20%-30%，柴油机能达到40%,二、经济性指标,燃油消耗率：指发动机每发出1有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量，称为燃油消耗率，用Ge或be表示。,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。,发动机的负荷特性,发动机负荷特性：当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量(耗油率)随发动机负荷的变化关系。 汽油机负荷特性又称节流特性，柴油机负荷特性又称燃油调整特性,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