课题一 发动机总体结构

课题1 :发动机的整体结构，学习目标，1，记述往复式发动机的基本结构和工作原理，2，记述发动机的整体结构，3，知道发动机的类型和编号，4，区分基本术语和主要技术参数，5，知道发动机的主要性能指标和工作特性，1.1发动机的作用和分类，1876年， 德国人奥托发明往复式四冲程发动机，1892年德国工程师柴油发明往复式四冲程柴油机，1956年使用，德国人范凯尔发明使用转子式发动机，发动机使用某种形式的能量1 )、根据燃料的使用，发动机的定义：发动机的分类：现代汽车多使用往复活塞式内燃机。 使燃料在发动机的气缸内燃烧，将产生的热能转换为机械能。 1.1.12、发动机的作用和分类、燃气发动机：燃气汽车氢气汽车(长安景程)生物乙醇、3 )、冷却方式、2 )、完成一个工作循环所需的行程数、4、气缸数和排列方式、串联式、v型、对向式、5、气门位置：6、 进气系统是否采用增压方式别：7、按活塞运动方式别：上死点、下死点、活塞行程(s )、曲柄半径(r )、气缸工作容积(Vh )、燃烧室容积(Vc )、气缸总容积(Va )、压缩比、发动机排出量、工作周期、1.2发动机常用词语： 例如，现代化油器式发动机的压缩比一般为811 (轿车为10以上)。 柴油压缩比一般为1622。 Va-气缸总容积Vh-气缸工作容积VC燃烧室容积； 每次对往复活塞式发动机进行能量转换时，工作循环都必须经过进气、压缩、工作、排气4个过程。 这样一周重复的连续过程称为发动机工作周期。 多汽缸发动机的各汽缸的工作容积的总和称为发动机排出量，表示VL。发动机排出量、VL=Vhi、Vh-气缸工作容积(气缸排出量) i-气缸数、1.3行程发动机工作原理1.3.1行程汽油发动机的工作原理、演示、1、进气行程、2、压缩行程、3、工作行程、4、排气行程、汽油发动机的四个行程的图1、进气行程、排气阀关闭，进气阀打开。、大气压力线、p、v、r、a、示功图、上止点、下止点、示功图：表示活塞处于不同位置时气缸内的气体压力的变化。 进气结束时的气缸内压力为0.0740.093Mpa，温度上升至370440K，活塞下降，通过进气行程、曲轴的旋转，活塞从上死点向下死点移动时，排气阀关闭，进气阀打开。 进气过程开始时，活塞位于上死点，气缸内残留有前循环的废气，因此气缸内的压力稍高于大气的压力。 随着活塞的下降，气缸内容积增大，压力减小，压力低于大气压时，气缸内产生真空吸引力，通过空气过滤器从汽化器供给的汽油和可燃混合气体混合，活塞通过吸气阀被吸入气缸直到下死点。 在进气过程中，受到空气滤清器、化油器、进气管道、进气阀等阻力的影响，进气结束时，气缸内的气体压力略低于大气压，约为0.0750.09MPa，同时受到残留废气和高温工件加热的影响，温度达到370440K。 实际的汽油发动机进气门在活塞到达上死点之前打开，延迟到下死点之后关闭，由此吸入更多的可燃混合气体。 2、压缩行程、吸气阀关闭、排气阀关闭、p、v、r、a、演示文稿、大气压力线、c、上止点、下止点、压缩结束时，气缸内压力上升至0.61.2Mpa，温度持续上升至600800K。活塞上升，压缩行程，曲轴持续旋转，活塞从下死点向上死点移动时，进气阀和排气阀关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气体被压缩，压力和温度持续上升，活塞到达上死点时，压缩行程结束。 此时气体的压力和温度主要由压缩比的大小决定，可燃混合气体的压力可达到0.61.2MPa，温度可达到600800K。 压缩比越大，压缩结束时气缸内的压力和温度越高，燃烧速度越快，发动机功率也越大。 但是，压缩比过高的话，容易发生爆震。 爆震是指由于气体的压力和温度过高，可燃混合气体不着火而自燃，火焰以正常燃烧的数倍以上的速度向外传播，引起尖锐的爆震声。 发动机过热，电力下降，汽油消耗增加，零件损坏。 允许轻微爆震，但强爆震对发动机有害，汽油机压缩比通常为=610。 3、工作行程、吸气阀关闭、排气阀关闭、p、v、r、a、工作图、大气压力线、c、z、b、上止点、下止点、工作缸内的最高压力为35Mpa、最高温度达到22002800K的工作结束时，缸内的压力为0.30.5Mpa、温度为1300 MPa 活塞下降、工作行程、工作行程包括燃烧过程和膨胀过程，在该行程进气门和排气门保持关闭状态。 活塞位于压缩行程接近上死点(即点火提前角)的位置时，火花塞点火而点燃可燃混合气体，在可燃混合气体燃烧后放出大量的热量使气缸内的气体温度和压力急剧上升，最高压力达到35MPa，最高温度达到22002800K， 高温高压气体膨胀使活塞从上死点向下死点运动，通过连杆旋转曲轴输出机械功，除了维持发动机自身的运转外，还用于对外功。 随着活塞向下移动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，活塞向下死点移动时，功能行程结束，气体压力降低到0.30.5MPa，气体温度降低到13001600K。 4、排气行程、进气阀关闭，排气阀打开，p、v、r、示范图、大气压力线、c、z、b、上死点、下死点、残留排气、排气结束时气缸内压力降低到0.1050.115Mpa，温度为9001200K，a，活塞上升，排气行程、可燃混合气体在气缸内工作结束后，在排气阀打开、吸气阀关闭的状态下，利用排气的压力先进行自由排气，在活塞到达下死点并朝向上死点运动时，将排气持续强制排出到大气中，在活塞超过上死点后，排气阀关闭，排气行程结束。 实际汽油发动机的排气行程也是，排气门提前打开，延迟关闭，排出更多的排气。 由于燃烧室容积的存在，废气不可能全部排到汽缸里。 受排气阻力的影响，排气结束后，气体压力仍高于大气压力，约为0.1050.115MPa，温度约为9001200K。 曲轴继续旋转，活塞从上死点向下死点运动，开始下一个新的循环。 四冲程汽油发动机经过进气、压缩、工作、排气四冲程完成一个循环，其间活塞在上下死点往复运动四冲程，曲轴相应地旋转了两圈。 总之，发动机是将燃料燃烧产生的热能转换为机械能的能量转换机构。 那么，四冲程汽油发动机如何完成这个能量转换过程，即如何将热能转换成机械能呢？完成这个能量转换，必须经过进气，将可燃混合气体导入汽缸，然后， 压缩进入气缸的可燃混合气，压缩接近终点时点燃可燃混合气燃烧，膨胀推压活塞下降，实现对外工作，最后排出燃烧的废气。 即进气、压缩、工作、排气四个过程。这四个过程称为发动机工作周期，工作周期不断重复，实现了能量转换，使发动机能够连续运转。 一个工作周期结束后，曲轴旋转2圈(720 )，活塞上下往复4次，称为四冲程发动机。 复习发动机的基本术语，复习，一、四冲程发动机有哪些四冲程？ 2、汽油机进气行程、压缩行程各有什么特点？ 1.3.2四冲程柴油机的工作原理与汽油发动机的工作原理相比，在一个冲程即工作冲程中，由于柴油机比汽油粘度高、不易蒸发且自燃温度低，因此采用压缩自燃式点火。 开始进气冲程、压缩冲程、工作冲程、排气冲程、新鲜空气、四冲程柴油机各冲程的示意图、喷射，1.4汽油发动机与柴油机的比较、汽油(柴油)发动机的工作循环状况压力温度、比较表、1.4.1汽油发动机、柴油机的工作相同点：各工作点分析并比较汽油发动机、柴油机工作的不同点：1.4.2汽油发动机、柴油机的工作、不同点，火花塞、喷射器、(1)、混合气的形成方式不同，汽油发动机为缸外混合，柴油机为缸内混合。 (2)、点火方式不同，汽油机为点火式，柴油机为压缩式。 1.5双冲程发动机工作原理1.5.1双冲程汽油发动机工作原理，双冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、工作、排气4个过程，完成于活塞往复两个过程中。 在第一行程-活塞的上方进行换气、压缩，在活塞的下方进气关闭换气孔和排气孔时，混合气体开始压缩，到达上死点。 活塞持续上升时，吸气孔打开，混合气被吸入曲轴箱内。 在第二行程-活塞的上方进行工作、换气，在下方压缩点火混合气体后，活塞下降，开闭吸气孔，压缩曲轴箱内的混合气体。 继续下行，排气空气打开，排出废气。 通风孔打开进行通风，直至混合气体关闭通风孔和排气孔。 二冲程汽油发动机的工作原理、压缩混合气、排气孔、进气孔、点火燃烧、扫气孔、火花塞、排气、1.5.2冲程柴油发动机的工作原理、二冲程柴油发动机的工作原理与二冲程汽油发动机的工作原理类似，加入了柴油机二冲程柴油机工作原理、气泵、空气、换气、排气阀、压缩、喷射器、燃烧、排气、排气、1.6发动机的基本结构、两个机构：曲柄连杆机构配气机构、五个系统：燃料供给系统点火系统润滑系统冷却系统启动系统、1.6.1两个机构、1、 曲柄连杆机构的作用：将燃料燃烧时产生的热转换为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞往复运动转换为曲柄轴的旋转运动，将动力输出到外部。 构成：由气缸体和曲轴箱组、活塞连杆组、曲轴飞轮组构成2 .配气机构、作用：将可燃混合气体立即充入气缸，从气缸排出废气。 构成：由吸气阀、排气阀、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等构成，1.6.2五大系统、1、冷却系统的作用：将受热部件的热量散发到大气中，保证发动机正常工作。 构成：由水泵、散热器、风扇、分水管、水套、恒温器等构成。 2、润滑系统、作用：润滑、冷却、清洗、密封等。 组成：由油泵、过滤器、压力限制阀、油道等组成。 3、燃料供给系统、汽油发动机的作用：将根据需要调制的可燃混合气体供给汽缸内，燃烧排出废气。 组成：汽化器式由燃料箱、汽油泵、汽化器、吸气、排气管、过滤器等组成。 直喷式由燃料箱、电动汽油泵、液压调节器、喷射器、进气、排气管、过滤器等构成。 柴油机的作用：向气缸内供给纯空气，在规定的时间向气缸内喷射柴油，燃烧排出废气。 组成：由燃料箱、喷油泵、喷油器、前进、排气管、过滤器等组成。4、点火系统、1 .作用：在规定时间点燃气缸内的混合气体。 2 .构成：由蓄电池、分电器、点火线圈、火花塞等构成。 5 .起动系统，1 .作用：起动静止的发动机。 2 .构成：由起动器和附属装置构成。 1.6.3、发动机型号的制作规则，最初：产品系列符号和转型符号，厂家应根据需要选择合适的字母表示，需要主管部门批准。 中部：由气缸数符号、行程符号、气缸排列形式符号、气缸缸径符号等构成。 后部：结构要素和用途要素的符号。 用字母表示。 末尾：区分符号。 同一系列的产品因改良等理由需要区别时，制造商选择合适的符号进行标识。 内燃机的型号以内燃机型号的排列顺序和符号表示的意义，(1)汽油发动机1E65F :单缸、二缸、直径65mm、空冷共用型4100Q-4 :四缸、四缸、直径100mm、水冷车、第四变形品TJ376Q :三缸、四缸、直径76mm、水冷车TJ为系列符号CA488 四冲程、直径88mm、水冷通用型、CA为系列符号(2)柴油机195 :单气缸、四冲程、直径95mm、水冷通用型165F :单气缸、四冲程、直径65mm、空冷通用型6135Q气缸、四冲程、直径135mm、水冷车辆X4105气缸、4缸水冷通用型，x为系列编号，型号制作示例：1.7，发动机主要性能指标和特性，1.7.1发动机主要性能指标有评价发动机工作性能的指标和有效指标。 以工作在汽缸内对活塞工作为基础的指标作为发动机的指示指标。 指示指标用于评价发动机的实际工作周期的进展的好坏以及燃料的热能变化成功的程度。 将基于发动机曲轴对外力的指标作为有效指标。 在实际生产和使用中，应用有效的指标来评估发动机性能的好坏，并评估发动机维护质量的好坏。 1、动力指标、1、有效扭矩：发动机通过飞轮向外部输出的扭矩称为发动机的有效扭矩，用Te表示。 2、有效功率：发动机通过飞轮输出到外部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Nm； n-曲轴的转速、单位为r/min，两者的关系为，2，经济性指标，燃料消耗率：指发动机每次产生1KW的有效功率时1小时以内消耗的燃料质量，燃料消耗率用ge表示。 汽油发动机的速度性是指发动机的动力、扭矩和燃料消耗三者随着曲轴的转速而变化的规律。 发动机的工况和负荷，1，工况：发动机的运转状态或工作状态(简称发动机工况)通常用动力和转速来表示，有时也用负荷和转速来表示。 2、发动机某一转速下的负荷：以百分比表示与此时发动机的发电功率相同转速下的所有可发电最大功率之比。 分析了，