第一章__发动机工作原理和总体构造.ppt

第一章发动机概论，发动机基本构成和常用术语四冲程发动机工作原理二冲程发动机整体结构发动机主要性能指标和特性内燃机产品名称和型号制定规则，发动机：汽车动力源。 转换能量的机械：某能量机械能热机：热能内燃机：燃料与空气混合后，在机械内部燃烧产生热能，转换成机械能。 往复活塞式内燃机，发动机的定义，车辆用内燃机，水冷发动机，空冷发动机，车辆用内燃机，车辆用内燃机，四冲程发动机，二冲程发动机，汽油发动机，柴油发动机，单汽缸发动机，多汽缸发动机，化油器式发动机按照单列式发动机、双列式发动机、使用燃料，把以汽油为燃料的内燃机称为汽油发动机。 汽油发动机和柴油机比较各有特点的汽油发动机转速高、质量小、噪音小、容易起动、制造成本低的柴油机压缩比大、热效率高，经济性能和排放性能优于汽油发动机。 但其主要缺点是转速低、质量大、噪音大、振动大、制造和修理费用高。 点火方式，点火式发动机，压缩式发动机，汽油的自燃温度高，用火花塞强制点火，汽油发动机是点火式发动机。 柴油的自然温度低，以高压缩比压燃，柴油发动机是压燃式发动机。 按行程，二冲程发动机，四冲程发动机，曲柄轴转一周，完成工作周期。 通风不彻底，经济性差，但结构简单，所以被摩托车广泛使用。 曲轴旋转两圈，完成一个循环。 四冲程发动机有独立的进气和排气冲程，通风彻底，广泛用于汽车和摩托车。 4冲程、2冲程、按照冷却方式将内燃机分类的话，可以按照冷却方式分为水冷发动机和空冷发动机。 水冷发动机将在气缸体和气缸盖冷却水套中循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的空冷发动机将在气缸体和气缸盖外面的散热片间流动的空气作为冷却介质进行冷却。 水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，广泛应用于现代车用发动机。 按气缸数分类内燃机，可按气缸数分为单气缸发动机和多气缸发动机。 只有一个汽缸的发动机叫做单缸发动机。有两个以上汽缸的发动机叫做多缸发动机。 例如，二汽缸、三汽缸、四汽缸、五汽缸、六汽缸、八汽缸、十二汽缸等都是多汽缸发动机。 现代车辆发动机多采用4缸、6缸、8缸发动机。 按照气缸排列方式分类的内燃机，可以按照气缸排列方式分为单列式和双列式。 单列式发动机的各汽缸排成一列，通常垂直配置，但为了降低高度，有时也倾斜水平配置汽缸的双列，两列之间的角度180 (一般为90 )称为v型发动机，两列之间的角度=180 串联发动机、v形发动机、水平对置发动机可以根据进气系统是否采用增压方式来对内燃机进行分类，根据进气系统是否采用增压方式可以分为自然进气(非增压)式发动机和强制进气(增压)式发动机(图1-6 )。 汽油发动机大多采用自然进气式的柴油机为了提高动力而采用增压式。 工作方式、转子式发动机、活塞式发动机、转子式发动机也称为后视镜循环发动机。 利用三角转子的旋转运动控制压缩和排出，与传统的活塞往复式发动机的直线运动大不相同。 转子发动机取消了无用的直线运动，因此相同功率的转子发动机具有尺寸小、重量轻、振动和噪音低、大的优点。三角转子将气缸分成三个独立的空间，三个空间分别依次完成进气、压缩、工作和排气，三角转子自转一周，发动机进行三次点火工作。 还有气密性、润滑、磨损等一系列的技术课题。 1.1单缸发动机的结构示意图，1发动机的基本构成和常用用语，1.2基本用语，1 .上死点：指活塞离曲轴的旋转中心最远，通常活塞上升到最高位置。 2 .下死点：活塞在离曲轴的旋转中心最近的地方，通常意味着活塞下降到最低位置。 3 .活塞行程(s ) :上下两止动件之间的距离(mm )。 4 .曲柄半径(r ) :从与连杆下端(即连杆头)相连的曲柄销中心到曲柄轴旋转中心的距离(mm )。 曲柄轴每转一周，活塞就移动两个行程。 5 .气缸工作容积():活塞从上死点到下死点的空间容积(l )。 式中： D气缸缸径(mm )。 6 .发动机排出量():发动机全气缸工作容积之和(l )。 设发动机的汽缸数为I，7 .燃烧室容积():活塞位于上死点时，活塞上的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积(l )。 8 .气缸总容积():活塞位于下止点时，活塞上方的容积称为气缸总容积(l )。 这表示气缸工作容积和燃烧室容积之和，即9 .压缩比() :气缸总容积和燃烧室容积之比，即活塞从下死点移动到上死点时，气缸内的气体被压缩的程度。 压缩比越大，压缩结束时气缸内的气体压力和温度越高。 一般车辆用汽油发动机的压缩比为610，柴油机的压缩比为1522。 10 .发动机的工作周期：把汽缸内进行的燃料燃烧的热能转换成机械能的一系列过程(进气、压缩、工作和排气)被称为发动机的工作周期。 11 .二冲程发动机：活塞在两个行程之间往返，完成一个工作周期称为二冲程发动机。 12.4冲程发动机：活塞往复四冲程完成一个冲程的叫做四冲程发动机。24冲程发动机的工作原理、2.1、4冲程汽油发动机的工作原理1、进气行程2、压缩行程3、工作行程4、排气行程、单汽缸4冲程汽油发动机的工作过程、进气行程、排气阀关闭、进气阀开放、活塞：温度370400K，压力v、r、a、示功图、上死点、下死点、示功图：表示活塞处于不同位置时的气缸内气体压力的变化。 压缩行程，进气阀关闭，排气阀关闭，活塞，压缩比：=Va/Vc，p，v，r，a，示功图，大气压力线，c，上死点，下死点，温度600700K，压力0.61.5MPa，工作行程，进气阀关闭，排气阀关闭，活塞， 上死点下死点，瞬时最高：温度22002800K，压力35MPa，工作结束：温度13001600K，压力0.30.5MPa，排气行程，吸气阀闭合，排气阀开放，活塞，p，v，r，展示，大气压力线， 温度9001200K压力0.1050.115MPa残留废气、2.2、4冲程柴油机的工作原理、喷射器、排气行程、进气阀、排气阀、纯空气、温度300-370K压力0.07850.0932MPa、温度750-1000K 瞬时：温度2000-2500K压力6-9MPa、温度800-1000K压力0.105-0.125MPa、最终：温度12001500k压力0.2-0.4MPa、进气行程、压缩行程、工作行程、思考、 四冲程汽油机和柴油机的工作周期有什么共同点呢？共同的特征：1 .各工作周期的曲轴旋转两周(720 )各行程的曲轴旋转半周(180 )，进气行程打开进气门，排气行程打开排气门2.4个行程中，只有工作行程产生动力，其他3个行程是准备工作行程的辅助行程，工作行程是主要行程，其他3个行程也是不可或缺的。 3 .发动机运转的第一周期，外力使曲柄轴旋转，完成进气、压缩行程，点火后，完成工作行程，用曲柄轴和飞轮中积蓄的能量，自己完成之后的行程，之后的工作周期发动机需要在没有外力的情况下自己完成请想想四冲程汽油机和柴油机的工作周期有什么不同，有什么不同点，32冲程汽油机的工作原理，2冲程汽油机的工作原理，3.1，2冲程汽油机的工作原理，压缩混合气，进气火花塞、二冲程汽油发动机的工作原理、换气、燃烧、排气、压缩、喷射器、空气、扫气泵、排气、排气阀，1 )曲柄轴每转一周完成一个工作周期，并工作。 曲柄轴的转速相同的情况下，2冲程发动机的每单位时间的工作次数是4冲程发动机的2倍。 因为曲柄轴每转工作一次，所以曲柄轴旋转的角速度比较均匀。 57348； 2 )二冲程内燃机的换气过程时间短，另外，吸排气过程几乎同时进行，用新气清洁排气的话，新气流出，排气也难以清除。 因此，二冲程内燃机的通风质量差。 57348； 3 )曲轴箱换气式二冲程内燃机，因为没有进排气阀，所以结构大幅度简化。 二冲程发动机与四冲程发动机相比，有什么优点？ 4发动机的整体结构、连杆、飞轮、曲柄轴、活塞、排气阀、推杆、挺杆、正时齿轮、气体供给机构曲柄连杆机构、进气阀、摇臂、凸轮轴、凸轮轴、1曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲柄飞轮组等构成。 在工作过程中，活塞受到气体压力，在气缸内直线运动，通过连杆转换成曲柄轴的旋转运动，从曲柄轴向外部输出动力。 在进气、压缩、排气行程中，飞轮放出能量，使曲柄轴的旋转运动变成活塞的直线运动。 2配气机构的配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定期开闭进气阀和排气阀，将可燃混合气和空气放入汽缸，将废气从汽缸内排出，实现换气过程。 配气机构大多采用天花板设置的阀式配气机构，一般由阀组、阀传动组和阀驱动组构成。 3燃料供给系统汽油发动机的燃料供给系统的作用是根据发动机的要求，调制一定量和浓度的混合气，供给汽缸，将燃烧后的废气从汽缸内排出到大气中，柴油燃料供给系统的作用是将柴油和空气分别供给汽缸，在燃烧室内混合4点火系统在汽油发动机中，为了使汽缸内的可燃混合气以火花点火，在汽油发动机的汽缸盖上安装火花塞，使火花塞的头部进入燃烧室内。 能在火花塞的电极间按时产生火花的所有设备称为点火系统，点火系统通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等构成。 强制循环式水冷却系统示意图1-盲； 2-散热器3-散热器盖4-风扇5-小循环水管6-泵7-恒温器8-出水管9-套管10-水温计和传感器11-水套注水开关12-散热器注水开关，5冷却系统的冷却系统的作用是，受热部件水冷发动机的冷却系统通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、恒温器等构成。 6润滑系统润滑系统的作用是通过向相对运动的零件表面输送定量的润滑油，实现液体摩擦，减少摩擦阻力，减轻零件的磨损。 清洗零件表面并冷却。 润滑系统通常由润滑油通路、油泵、滤油器和几个阀等组成。 桑塔纳的发动机润滑系统的形象是，7起动系统为了使发动机从静止状态转移到工作状态，首先用外力旋转发动机的曲柄轴，使活塞往复运动，使气缸内的可燃混合气体燃烧膨胀来工作，使活塞向下运动，不要使曲柄轴旋转发动机可以自行运转，工作周期自动进行。 因此，从曲柄轴因外力开始旋转到发动机自动开始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统。 5发动机性能指标，1、发动机性能指标是衡量发动机性能好坏的标准。 发动机的主要性能指标包括动力性能指标、经济性能指标和排放性能指标等。 (1)动力性能指标动力性能指标是曲柄轴对外机能力的指标，包括有效扭矩、有效功率和曲柄轴转速、平均有效压力。 a .有效扭矩：发动机通过曲柄轴或飞轮向外部输出的扭矩，通常用Te表示，单位为Nm。 有效扭矩是作用于活塞顶部的气压通过连杆传递到曲柄轴的扭矩，是克服摩擦、驱动附件等损失从曲柄轴输出到外部的净扭矩。 b .有效功率：发动机通过曲柄轴或飞轮向外部输出的功率，通常用Pe表示，单位为kW。 有效功率也是曲柄轴外部输出的净功率。 等于有效扭矩和曲柄轴转速的积。 发动机的有效功率用专用的试验台测量，有效扭矩和曲柄轴转速，按下式计算有效功率。 公式中： -有效扭矩，单位为Nm n-曲柄轴的转速，单位为r/min。 c .转速：发动机曲柄轴每分钟的转速，单位为r/min。 发动机产品铭牌上记载的电力及其对应的转速称为额定功率和额定转速。d .平均有效压力单位将来自气缸工作容积的有效功称为平均有效压力，标记为pme，单位为MPa。 显然，平均有效压力越大，发动机的机械能力越强。 (2)经济性指标a .耗油量是指每单位时间的有效工作量，即发动机每次输出1kW的有效工作量时1小时所消耗的燃料的质量(g单位)，通常用ge表示，其单位为g/kWh，b是发动机的每单位时间的耗油量有效耗油量越小，经济性越好b .有效热效率将燃料燃烧产生的热变化为有效功的百分比称为有效热效率，记为e。 显然，为了获得一定数量的有效功能所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。 (3)、强化指标强化指标是指发动机热负荷和机械负荷能力的评价指标，一般包括上升力和强化系数等。 a .功率提高发动机在额定状态下，单位发动机排放量输出的有效功率称为功率提高。 上升力大表示气缸的工作容积每升的有效输出大，发动机的热负荷和机械负荷高。 b .强化系数平均有效压力和活塞平均速度的积称为强化系数。 活塞平均速度是指发动机以额定转速动作时活塞往复运动速度的平均值。 (4)、紧凑性指标紧凑性指标是表现发动机整体结构紧凑性的指标，通常用比容积和比质量测定。 1 .比容积发动机外廓体积与其额定功率之比称为比容积。 2 .比质量发动机的干质量与其额定功率之比称为比质量。 干质量是指没有补给燃料、油、冷却剂的发动机的质量。 比容积和比质量越小，发动机结构越紧凑。 (5)、环境指标环境指标用于评价发动机排气质量和噪音水平。 因为它关系到人类的健康及其依赖生存的环境，各国政府为减少发动机排气和噪音造成的环境污染制定了严格的限制。 (6)、可靠性指标可靠性指标是表示发动机在规定使用条件下持续正常工作的能力的指标。 可靠性有各种各样的评价方法。 例如最初的故障行驶距离、平均故障间隔距离、主要部件的破损率等。 卡； 耐久性指标； 发动机的主要零件磨损后无法正常工作为止的极限时间。 通常测量发动机的修理距离，即从发动机出厂到第一次修理之间的汽车的行驶距离。 2 .特性将作为发动机的主要性能指标的有效扭矩Te、有效功率Pe、有效油耗根据其运转状况(负荷、转速