汽车发动机工作原理课件

1、汽车发动机工作原理报告大纲 1：工作原理 2：总体构造及主要部件 3：汽缸布局及排量1：工作原理是什么让汽车动起来呢？答案是发动机发动机如何产生动力呢？加农炮加农炮 内部燃烧：高能燃料在小的内部燃烧：高能燃料在小的密闭空间点燃，它以气体膨密闭空间点燃，它以气体膨胀的形式释放出巨大能量胀的形式释放出巨大能量 发动机的核心是气缸和在气缸发动机的核心是气缸和在气缸内部上下运动的活塞内部上下运动的活塞 使用四冲程燃烧循环来将汽油使用四冲程燃烧循环来将汽油热能转化为机械能。热能转化为机械能。单缸四冲程汽油机的工作过程单缸四冲程汽油机的工作过程“活塞活塞” =土豆。土豆。 活塞通过连杆连接活塞通过连杆连接

2、到曲轴。到曲轴。 当曲轴旋转时，它的作用当曲轴旋转时，它的作用相当于相当于“让加农炮复位让加农炮复位” 四冲程方式又称作四冲程方式又称作“奥托循环奥托循环”，以此，以此纪念纪念1867年发明它的尼克劳斯年发明它的尼克劳斯奥托奥托 (Nikolaus Otto)。 进气冲程进气冲程 压缩冲程压缩冲程 燃烧冲程燃烧冲程 排气冲程排气冲程 1进气行程进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370440 K， 压力7590 kPa作用：作用： 吸入混合气吸入混合气过程：过程： 活塞在曲轴的带动下由上活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，气门开启，排气门关闭

3、，曲轴转动曲轴转动180180。在活塞移。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力降增大，汽缸内气体压力降低，汽缸内形成一定的真低，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形并在汽缸内进一步混合形成可燃混合成可燃混合气气 。2压缩行程压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞温度600800K， 压力6001500 kPa作用：作用： 压缩混合气，为燃烧创造压缩混合气，为燃烧创造条件条件过程：过程： 压缩冲程时，进、排气门压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点同时关闭。活塞从下

4、止点向上止点运动，曲轴转动向上止点运动，曲轴转动180180。活塞上移时，工。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度合气受压缩后压力和温度不断升高不断升高。3作功行程作功行程进气门关闭排气门关闭活塞瞬时最高：温度22002800 K， 压力35MPa作功终了：温度15001700 K， 压力300500 kPa 作用：作用： 燃烧高温高压气体膨胀做功燃烧高温高压气体膨胀做功过程：过程： 当活塞接近上止点时，由当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压热能，使汽缸内

5、气体的压力和温度迅速提高高温高力和温度迅速提高高温高压的燃气推动活塞从上止压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机曲柄连杆机构对外输出机械能械能。4 排气行程排气行程进气门关闭排气门打开活塞温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气作用：作用： 排出膨胀做功后的废气排出膨胀做功后的废气过程：过程： 排气门开启，进气门仍然排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动止点运动，曲轴转动180180。排气门开启时，。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外缸内

6、外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气的排挤作用向缸外排气 内燃发动机输出的运动是旋转运动，内燃发动机输出的运动是旋转运动，而土豆加农炮产生的运动是线性运动（直而土豆加农炮产生的运动是线性运动（直线）。线）。 在发动机中，活塞的线性运动转化在发动机中，活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。为曲轴的旋转运动。 2.5 发动机的总体构造发动机的总体构造两大机构两大机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五大系统五大系统供给系供给系点火系点火系冷却系冷却系润滑系润滑系起动系起动系连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆凸轮轴正时齿轮 配气机构 曲柄连杆机构连杆曲

7、轴气门活塞凸轮轴连杆连杆连杆将活塞连接到曲轴。连杆将活塞连接到曲轴。 它的两它的两端都可以旋转，以便在活塞运动端都可以旋转，以便在活塞运动和曲轴旋转的同时改变角度和曲轴旋转的同时改变角度曲轴曲轴曲轴将活塞的上下运动转变为圆周曲轴将活塞的上下运动转变为圆周运动运动凸轮轴凸轮轴通过凸轮直接控制气门，或者通过一通过凸轮直接控制气门，或者通过一个很短的连杆控制气门。个很短的连杆控制气门。 火花塞火花塞火花塞可提供火花来点燃空气火花塞可提供火花来点燃空气/燃油混合物以使其燃油混合物以使其燃烧。燃烧。 必须在正确的时刻打出火花才能正常工作。必须在正确的时刻打出火花才能正常工作。气门气门进气门和排气门在正确

8、的时间开启，输入空气和进气门和排气门在正确的时间开启，输入空气和燃油并排出废气。燃油并排出废气。 请注意，两种气门在压缩和燃请注意，两种气门在压缩和燃烧期间都处于闭合状态以密闭燃烧室。烧期间都处于闭合状态以密闭燃烧室。活塞活塞活塞是一个金属圆柱形部件，可以在气缸内部上活塞是一个金属圆柱形部件，可以在气缸内部上下运动。下运动。活塞环活塞环活塞环在活塞外缘和气缸内径之间起到滑动密封活塞环在活塞外缘和气缸内径之间起到滑动密封作用。作用。 活塞环有两个目的：活塞环有两个目的： 在压缩和燃烧期间，防止燃烧室中的燃油在压缩和燃烧期间，防止燃烧室中的燃油/空气混合物空气混合物和废气泄露到油槽中。和废气泄露到

9、油槽中。 防止油槽中的油液泄露到燃烧区域并在该处燃烧和流防止油槽中的油液泄露到燃烧区域并在该处燃烧和流失。失。 大多数大多数“烧油烧油”汽车必须每隔汽车必须每隔1600公里便添公里便添加加1升左右的油，其中的原因就是发动机老化，而升左右的油，其中的原因就是发动机老化，而且活塞环不再能够起到正确的密封作用。且活塞环不再能够起到正确的密封作用。汽缸布局汽缸：直列式、直列式、V型、卧式型、卧式 直列式直列式结构简单结构简单V型型体积小结构复杂体积小结构复杂卧式卧式力学性好，维修不便力学性好，维修不便 排量排量 燃烧室是发生压缩和燃烧过程的区域。燃烧室是发生压缩和燃烧过程的区域。 链锯发动机的排量约为链锯发动