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S 2R 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6 10 柴油机的压缩比较高 一般为16 22 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353 403K 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 6 1 5Mpa 温度继续上升至600 700K 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3 5Mpa 最高温度可达2200 2800K 作功终了时气缸内压强下降至0 3 0 5Mpa 温度下降至1300 1600K 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0 102 0 120Mpa 温度下降至900 1200K 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 12V135ZG12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N m 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 115分钟功率 允许发动机连续运转15分钟的最大有效功率 21小时功率 允许发动机连续运转1小时的最大有效功率 312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