发动机的工作原理和总体构造

1、第一章第一章 发动机总论发动机总论SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY学习目标学习目标发动机的分类发动机的分类发动机工作原理发动机工作原理发动机总体构造发动机总体构造发动机的型号发动机的型号A了解发动机的类型了解发动机的类型A理解发动机的工作原理理解发动机的工作原理A熟悉发动机的总体构造；熟悉发动机的总体构造；A了解发动机的型号。了解发动机的型号。第一章第一章 发动机总论发动机总论SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY3第一节第一节 四行程发动机的类型四行程发动机的类型工作原理工作原理 第二节第二节 发动机的总体构造发动机的总体构造 第三节第三节 内燃

2、机名称及型号编制规内燃机名称及型号编制规则则 第一章第一章 发动机总论发动机总论SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY4 引导引导 发动机是将热能转变成机械能的机器。发动机是将热能转变成机械能的机器。一、发动机的定义一、发动机的定义 二、发动机的分类二、发动机的分类 发动机可以按活塞运动的形式、燃料的种类、行程发动机可以按活塞运动的形式、燃料的种类、行程数、冷却方式、气缸数目等来分类。数、冷却方式、气缸数目等来分类。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY一、发动机的分类一、发动机的分类1.按活塞的运动形式分按活塞的运动形式分往复活塞式发动机往复活塞式发动

3、机转子发动机转子发动机转子发动机往复活塞式发动机SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY62.2.按完成一个工作循环所需行程数按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机发动机的分类发动机的分类SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY3.3.按燃料的使用不同分按燃料的使用不同分汽油机汽油机柴油机柴油机汽油机汽油机柴油机柴油机发动机的分类发动机的分类SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY4.4.按冷却方式不同按冷却方式不同水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机

4、水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机发动机的分类发动机的分类SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY95.5.按气缸数分按气缸数分单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机发动机的分类发动机的分类SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY6.按气缸排列形式分按气缸排列形式分直列直列V型型对置式对置式直列直列V型型发动机的分类发动机的分类对置式对置式SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY二、基本构造二、基本构造气缸活塞活塞销连杆曲轴飞轮进气门排气门起动机蓄电池SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY121.1.上止点：活塞

5、顶部离曲轴回转中心最上止点：活塞顶部离曲轴回转中心最远远处。处。2.2.下止点：活塞顶部离曲轴回转中心最下止点：活塞顶部离曲轴回转中心最近近处。处。三、发动机结构基本术语三、发动机结构基本术语 SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY3.3.活塞行程活塞行程(S) (S) ：上、下止点间的距离。：上、下止点间的距离。4.4.曲柄半径：与连杆下端相连的曲柄销中心到曲轴曲柄半径：与连杆下端相连的曲柄销中心到曲轴回转中心的距离。回转中心的距离。三、发动机结构基本术语三、发动机结构基本术语 SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY5.气缸工作容积气缸工作容积(V h

6、 )：活塞从上止点到下止点所让：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。出的空间容积。6.发动机排量：发动机所有气缸工作容积之和。发动机排量：发动机所有气缸工作容积之和。 发动机排量发动机排量三、发动机结构基本术语三、发动机结构基本术语 SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY7.燃烧室容积（燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时，活塞上方）：活塞在上止点时，活塞上方的空间的容积。的空间的容积。8.气缸总容积（气缸总容积（Va ）：活塞在下止点时，活塞上方）：活塞在下止点时，活塞上方的空间的容积。的空间的容积。三、发动机结构基本术语三、发动机结构基本术语 SHAN DONG JIA

7、OTONG UNIVERSITY9.9.压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比。压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比。三、发动机结构基本术语三、发动机结构基本术语 10.10.工作循环：在气工作循环：在气缸内进行的每一次缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能将燃料燃烧的热能装华为机械能的一装华为机械能的一系列连续过程。系列连续过程。现代汽油发动机现代汽油发动机压缩比一般为压缩比一般为810(轿车有的达轿车有的达10以上以上)。柴油机压。柴油机压缩比一般为为缩比一般为为1522。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY17动态演示动态演示 SHAN DONG JIAOTONG UNIVER

8、SITY18四、四、发动机的基本工作原理发动机的基本工作原理SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY191.1.进进气气行行程程. .压压缩缩行行程程. .作作功功行行程程4.4.排排气气行行程程1.1.四行程汽油机的工作原理四行程汽油机的工作原理SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY1）进气行程动画演示进气行程动画演示活塞向下运动，进气门开，活塞向下运动，进气门开，排气门关；至活塞运动到排气门关；至活塞运动到下止点，进气行程结束。下止点，进气行程结束。进气终了时气缸内压强为进气终了时气缸内压强为0.0750.0750.090Mpa0.090Mpa，温度，

9、温度上升至上升至370370440K440K。 SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY2）压缩行程动画演示压缩行程动画演示活塞在曲轴带动下从下止活塞在曲轴带动下从下止点向上止点运动，进、排点向上止点运动，进、排气门均关闭，到活塞运动气门均关闭，到活塞运动到上止点，压缩行程结束。到上止点，压缩行程结束。压缩终了时气缸内压强上压缩终了时气缸内压强上升至升至0.60.61.5Mpa1.5Mpa，温度继，温度继续上升至续上升至600600700K 700K 。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY3）作功行程动画演示作功行程动画演示在气体压力作用下，活塞在气体压

10、力作用下，活塞由上止点向下止点运动，由上止点向下止点运动，至下止点，作功行程结束。至下止点，作功行程结束。作功中气缸内最高压强可作功中气缸内最高压强可达达3 35Mpa5Mpa，最高温度可达，最高温度可达220022002800K2800K；作功终了时；作功终了时气缸内压强下降至气缸内压强下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，温度下降至，温度下降至130013001600K1600K。 SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY4）排气行程动画演示排气行程动画演示排气门打开，活塞在曲轴排气门打开，活塞在曲轴的带动下从下止点向上止的带动下从下止点向上止点移动，废气自排气门排

11、点移动，废气自排气门排出。排气终了时气缸内压出。排气终了时气缸内压强下降至强下降至0.1020.1020.120Mpa0.120Mpa，温度下降至温度下降至9009001200K1200K。 SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY思思 考考1.一个工作循环活塞运动几个行程，曲轴转一个工作循环活塞运动几个行程，曲轴转动多少度？动多少度？2.哪个行程发动机对外做功？哪个行程发动机对外做功？3.一个工作循环气门开闭几次？一个工作循环气门开闭几次？SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY分分 析析1.一个工作循环四个行程，每个行程占一个工作循环四个行程，每个行程占

12、180180曲曲轴转角，即一个工作循环曲轴转两周。轴转角，即一个工作循环曲轴转两周。2.在四个行程中只有做功行程是活塞带动曲轴转在四个行程中只有做功行程是活塞带动曲轴转动，其他三个行程都是曲轴带动活塞运动。发动，其他三个行程都是曲轴带动活塞运动。发动机自行运转之前需要外力完成进气、压缩两动机自行运转之前需要外力完成进气、压缩两个行程。个行程。3.在整个循环中，进气门、排气门各开启一次。在整个循环中，进气门、排气门各开启一次。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY26进气行程进气行程压缩行程压缩行程作功行程作功行程排气行程排气行程2.2.四行程柴油机工作原理示意图四行程柴油机

13、工作原理示意图SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY四行程柴油机工作原理（视频）四行程柴油机工作原理（视频）SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY283.3.汽油机、柴油机的工作相同点汽油机、柴油机的工作相同点 每个工作循环曲轴转两周每个工作循环曲轴转两周; ; 每一行程曲轴转半周每一行程曲轴转半周; ; 只有作功行程产生动力只有作功行程产生动力。 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油压燃高温气体加热柴油压燃有点火系

14、有点火系无点火系无点火系4. 4.汽油机、柴油机的工作不同点汽油机、柴油机的工作不同点SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY(1)(1)汽油机汽油机优：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、优：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、工作稳定、操作省力、适应性好、制造和维工作稳定、操作省力、适应性好、制造和维修费用低修费用低. .劣：燃油消耗率高、经济性差。劣：燃油消耗率高、经济性差。(2)(2)柴油机柴油机优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统的故障。的故障。劣：转速低、质量大、制造和维修费用高。劣：转速低、质量大、制造和维修费

15、用高。295.汽油机与柴油机优劣比较汽油机与柴油机优劣比较SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY30第二节第二节 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机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燃油供给系统燃油供给系统冷却系统冷却系统润滑系统润滑系统起动系统起动系统点火系统点火系统（汽）（汽）汽油机汽油机柴油机柴油机SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY31 发动机结构示意图发动机结构示意图SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY32发动机的曲柄连杆机构发动机的曲柄连杆机构发动机借以产生动力，并将活

16、发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。的旋转运动而输出动力的机构。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY33发动机的配气机构发动机的配气机构将可燃混合气及时充入气将可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出废气。缸并及时从气缸排出废气。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY34发动机燃料供给系发动机燃料供给系 根据发动机各种工况要求，根据发动机各种工况要求，配制具有一定数量和浓度的配制具有一定数量和浓度的可燃混合气供入气缸，并将可燃混合气供入气缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。燃烧生成的废气

17、排出发动机。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY35发动机冷却系发动机冷却系散热，保证发动机在最适宜的温度下工作。散热，保证发动机在最适宜的温度下工作。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY36发动机润滑系发动机润滑系减少运动零件的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩减少运动零件的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件。擦零件。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY37保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的可燃混合气。保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的可燃混合气。发动机点火系（汽）发动机点火系（汽）SHAN DONG J

18、IAOTONG UNIVERSITY38使静止的发动机起动并转入自行运转。使静止的发动机起动并转入自行运转。发动机起动系发动机起动系SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY39第三节第三节 内燃机名称及型号编制规则内燃机名称及型号编制规则 首部首部：为产品特征代号为产品特征代号( (产品系列符号和换代标志符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。由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。 中部中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。径符号等组成。 后部：后

19、部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。结构特征和用途特征符号，以字母表示。 尾部尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分区分符号。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。时，由制造厂选用适当符号表示。一、内燃机型号由以下四部分组成一、内燃机型号由以下四部分组成SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY40二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义气缸数气缸排列形式冲程符号E为二冲程气缸直径mm结构特征F风冷Z增压用途符号区分符号燃料符号SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY41三、型号编制举例三、型号编制举例 EQ6100Q-1汽油机汽油机二汽生产的六缸四冲程缸径二汽生产的六缸四冲程缸径100mm、水冷、汽车、水冷、汽车用第一种变形的汽油发动机。用第一种变形的汽油发动机。 12V135Z柴油机 12缸、缸、V型缸体、四冲程、缸径型缸体、四冲程、缸径135mm、增压柴油、增压柴油发动机。发动机。SHAN DONG JIAOTONG UNIVERSITY42总总 结结发动机发动机常用术语常用术语工作原理工作原理发动机是将某一种形