汽车发动机工作原理和总体构造.ppt

第一章汽车发动机工作原理和总体构造 发动机总体构造基本概念四冲程发动机工作原理和总体构造发动机的分类 1汽车发动机的类型 车用内燃机 水冷发动机 风冷发动机 车用内燃机 车用内燃机 车用内燃机 四冲程发动机 二冲程发动机 汽油发动机 柴油发动机 单缸发动机 多缸发动机 化油器式发动机 直接喷射式发动机发动机 车用内燃机 单列式发动机 双列式发动机 气体燃料发动机 代用燃料 车用内燃机 往复活塞式发动机 旋转活塞式发动机 一 发动机基本结构 发动机是汽车最主要的总成之一 动力的来源 被称为汽车的 心脏 2发动机的基本结构及基本术语 二 基本术语 上止点 TopDeadCenter 下止点 BottomDeadCenter 活塞行程 S 曲柄半径 R 气缸工作容积 Vs 发动机排量 VL 燃烧室容积 Vc 气缸总容积 Va 压缩比 工作循环 VL Vs I Va Vc Vs D2 S 10 6 4 L D 气缸直径mmS 活塞行程mm 工况 P n 负荷率 压缩比 定义 压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比 用 表示 Va Vc 压缩比过大的不良后果 现代化油器式发动机压缩比一般为6 9 轿车有的达9 11 上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8 2 越大 循环热效率越高 汽油机 7 9柴油机 18 22 压缩比过大的不良后果 返回 1 3四冲程发动机的简单工作原理 1 3 1四冲程汽油机的工作原理1 进气行程2 压缩行程3 作功行程4 排气行程 单缸四冲程汽油机的工作过程 进气行程 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 排气门关闭 进气门开启 活塞 温度370 440K 压力75 90kPa 大气压力线 P V r a 示功图 上止点 下止点 压缩行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 压缩比 Va Vc P V r a 示功图 大气压力线 c 上止点 下止点 温度600 800K 压力600 1500kPa 作功行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 P V r a 示功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 瞬时最高 温度2200 2800K 压力3 5MPa 作功终了 温度1500 1700K 压力300 500kPa 排气行程 进气门关闭 排气门打开 活塞 P V r 示功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 温度900 1200K压力105 125kPa 残余废气 四冲程发动机工作状态 1 3 2四冲程柴油机的工作原理 喷油器 喷油泵 吸气行程 压缩行程 作功行程 排气行程 进气门 排气门 纯空气 温度300 370K压力800 900kPa 温度800 1000K压力3 5MPa 瞬时 温度1800 2200K压力5 10MPa 温度800 1000K压力105 400kPa 终了 温800 1000K压力105 400kPa 柴油机工作时各行程状态参数 思考 四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么异同之处呢 二冲程发动机的工作原理 二冲程发动机二冲程汽油发动机工作原理二冲程柴油发动机工作原理 二冲程汽油机工作原理 压缩混合气 进气 点火燃烧 排气 扫气孔 进气孔 排气孔 火花塞 1 结构 二 冲程柴油机工作原理 换气 燃烧 排气 压缩 喷油器 空气 扫气泵 废气 排气门 思考 1 理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍 2 由于作功频率较大 二冲程发动机的运转比较均匀平稳 3 构造简单 质量较小 4 易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少 二冲程发动机与四冲程发动机相比 有何优点 1 4发动机总体构造 机体及曲柄连杆机构配气机构燃油供给系点火系 汽油机 冷却系润滑系起动系 发动机的总体构造 连杆 飞轮 曲轴 活塞 进气门 排气门 推杆 挺柱 正时齿轮 配气机构曲柄连杆机构 摇臂 凸轮轴 1 机体与气缸盖 机体 骨架作用 安装各个机构和系统 包括气缸体 油底壳 曲轴箱 缸盖 组成燃烧室 布置各种零部件2 曲柄连杆机构 组成 活塞 连杆 曲轴三部分 作用 将活塞的往复直线运动 曲轴的旋转运动对外输出动力 3 供给系统 组成 燃油供给系统和进 排气系统组成 作用 将燃油系统和空气及时地供给气缸 并将燃烧后的废气及时排除 主要部件 化油器 汽 喷油泵和喷油器 柴 空气滤清器 进气管 排气管 声器等 4 配气机构 功用 定时开启和关闭进排气门 主要部件 气门组 传动组 5 点火系统 汽油机和煤气机所采用 点燃混合气 主要部件 火花塞 点火线圈 断电器 分电器 6 冷却系 7 润滑系 8 起动系 功用 内燃机不能自行起动 借助外力使之运转 主要部件 起动机 蓄电池 点火开关等 桑塔纳发动机结构示意图 桑塔纳发动机冷却系示意图 桑塔纳发动机润滑系示意图 1 5发动机的性能指标 动力性指标 概念 指内燃机对外作功能力的指标 1 有效转矩Te 曲轴传给汽车传动系的转动力矩 单位 N m 2 有效功率Pe 发动机在单位时间对外输出的有效功率Te 有效转矩 单位为N mn 曲轴转速 单位为r min 二者关系 1 5发动机的性能指标 4 平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功 Pme 单位MPa Pme越大 发动机的作功能力越强 3 发动机 曲轴 转速 指曲轴每分钟的转数 通常用n表示 单位为r min 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速称为额定功率和额定转速 2 经济性指标 概念 通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能 1 有效燃油消耗率be 发动机每发出一千瓦有效功率在一小时内所消耗的燃油量be B Pe 10 3 g KWh B 每小时的燃油消耗量 kg hPe 有效功率 kW显然燃油消耗率越低 燃油经济性越好 1 5发动机的性能指标 1 5发动机的性能指标 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 发动机外特性 当节气门开度达到最大时 所得到的速度特性称为发动机外特性发动机部分特性 在节气门其他开度情况下得到的速度特性称为部分特性 四 发动机的工况与负荷 Pe kW n r min 1 0 50 45 32 27 20 a b c d e 分析右图发动机的负荷 f 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 1 5内燃机名称及型号编制规则 一 内燃机型号由以下四部分组成 首部 为产品特征代号 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 二 内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义 三 型号编制举例 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 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