发动机的基本知识.ppt

第一章汽车发动机的工作原理及总体构造 汽车发动机类型 往复活塞式内燃机的工作原理 发动机的总体构造 发动机的性能指标 内燃机产品名称和型号编制规则 往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语 1 1汽车发动机类型 发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器 现代汽车大多使用活塞式内燃机 它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧 把产生的热能转变成机械能 一 发动机的定义 二 活塞式内燃机的分类 1 按活塞运动方式不同 往复活塞式发动机 旋转活塞式发动机 图1 二 发动机结构基本术语 1 2往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语 一 基本结构 结构图 动态演示 压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比 用 表示 现代汽油发动机压缩比一般为8 11 轿车有的达10以上 柴油机压缩比一般为为16 22 Va 气缸总容积 Vh 气缸工作容积 Vc 燃烧室容积 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 称为发动机的工作循环 多缸发动机各气缸工作容积的总和 称为发动机排量 用表示VL 发动机排量 VL Vh i Vh 气缸工作容积 气缸排量 i 气缸数目 一 四行程汽油机工作原理 1 进气行程 2 压缩行程 3 作功行程 4 排气行程 1 3往复活塞式内燃机工作原理 汽油发动机四个行程的图示 1 进气行程 压缩行程 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 进气终了时气缸内气体压力为0 08 0 09Mpa 温度上升至320 380K 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 压缩终了时气缸内气体压力上升至0 8 1 5Mpa 温度继续上升至600 750K 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 作功中气缸内燃气的最大压力可达3 6 5Mpa 最高温度可达2200 2800K 作功终了时气缸内压强下降至0 35 0 5Mpa 温度下降至1200 1500K 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 排气终了时气缸内残余废气压力为0 105 0 120Mpa 温度为900 1100K a 活塞上行 二 四行程柴油机工作原理 与汽油机工作原理相比 柴油机由于用的柴油粘度比汽油大 不易蒸发 且自然温度又较汽油低 所以采用的是压缩自燃式点火 进气行程 压缩行程 作功行程 排气行程 新鲜空气 四行程柴油机各行程示意图 开始喷油 汽油机 柴油机的工作相同点 每个工作循环都包含进气 压缩 做功和排气四个形成 每一行程占180 曲轴转角 汽油机 柴油机的工作不同点 三 二冲程汽油机工作原理 进气孔 排气孔 换气孔 第一冲程 活塞上行 活塞上方 压缩活塞下方 进气 第二冲程 活塞下行 活塞上方 膨胀 作功 排气活塞下方 换气 二冲程发动机每一个工作循环要经历四个过程 活塞上下往复两次 曲轴旋转一圈 作功一次 换气时间短 进排气几乎同时进行 造成新气流失 废气排不尽 多使用在摩托车 摩托艇等 1 4发动机的总体构造 桑塔纳发动机结构示意图 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环 完成能量转换的主要运动零件 它由机体组 活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成 在作功行程中 活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动 通过连杆转换成曲轴的旋转运动 并从曲轴对外输出动力 而在进气 压缩和排气行程中 飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动 配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程 定时开启和关闭进气门和排气门 使可燃混合气或空气进入气缸 并使废气从气缸内排出 实现换气过程 配气机构大多采用顶置气门式配气机构 一般由气门组 气门传动组和气门驱动组组成 桑塔纳发动机的配气机构 汽油供给系 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求 配制出一定数量和浓度的混合气 供入气缸 并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去 柴油供给系 柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸 在燃烧室内形成混合气并燃烧 最后将燃烧后的废气排出 桑塔纳轿车汽油供给系 冷却系 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去 保证发动机在最适宜的温度状态下工作 水冷发动机的冷却系通常由冷却水套 水泵 风扇 水箱 节温器等组成 发动机润滑系 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油 以实现液体摩擦 减小摩擦阻力 减轻机件的磨损 并对零件表面进行清洗和冷却 润滑系通常由润滑油道 机油泵 机油滤清器和一些阀门等组成 发动机点火系 在汽油机中 气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的 为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞 火花塞头部伸入燃烧室内 能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系 点火系通常由蓄电池发电机 分电器 点火线圈和火花塞等组成 起动系统 要使发动机由静止状态过渡到工作状态 必须先用外力转动发动机的曲轴 使活塞作往复运动 气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功 推动活塞向下运动使曲轴旋转 发动机才能自行运转 工作循环才能自动进行 因此 曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程 称为发动机的起动 完成起动过程所需的装置 称为发动机的起动系 桑塔纳轿车起动机 1 5发动机的性能指标 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成为发动机的有效功率 用Pe表示 式中 Te 有效转矩 单位为N m n 曲轴转速 单位为r min 二者关系 3 发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速 用n表示 单位为 r min 4 平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力 记作Pme单位为MPA 二 经济性指标 2 燃油消耗率 只发动机每发出1有效功率 在1小时内所消耗的燃油质量 成为燃油消耗率 用be表示 1 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 三 强化指标 指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标 1 升功率 发动机在标定工况下 单位发动机排量输出的有效功率称为升功率 2 强化系数 平均有效压力与活塞平均速度的乘积称为强化系数 四 紧凑性指标 是用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标 1 比容积 发动机外廓体积与其标定功率的比值称为比容积 2 比质量 发动机干质量与其标定功率的比值称为比质量 五 环境指标 主要指发动机排气品质和噪声水平 六 可靠性指标 是表征发动机在规定的使用条件下 正常持续工作能力的指标 七 耐久性指标 指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间 八 工艺性指标 指评价发动机制造工艺性和维修工艺性好坏的指标 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有可能发出的最大功率之比 以百分数表示 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 1 6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 柴油机195 表示单缸 四行程 缸径95mm 水冷通用型165F 表示单缸 四行程 缸径65mm 风冷通用型6135Q 表示六缸 四行程 缸径135mm 水冷车用X4105 表示四缸 四行程 缸径105mm 水冷通用型 X表示系列代号 三 型号编制举例 小结 发动机 常用术语 工作原理 发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器 分类 定义 按不同的分类方法大致分为四大类 十个基本术语 汽油发动机 柴油发动机 重点 区别于汽油机的工作过程 四个行程的工作过程 发动机 总体构造 汽油机 两大机构五