汽车发动机工作原理及总体构造分析

第一篇汽车发动机

第一章汽车发动机的工作原理及总体构造

第1页，共30页。第2页，共30页。第3页，共30页。

§1-1发动机类型发动机的定义：将某一种形式的能量转变为机械能的机器。内燃机：混合气在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。外燃机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然后再转变成机械能。车用内燃机：活塞式--往复活塞式和旋转活塞式燃气轮机第4页，共30页。内燃机的分类:1）燃料：柴油机、汽油机、燃气机2）冲程数：二冲程、四冲程3）气缸数：单缸机、多缸机4）气缸排列方式：直列立式、直列卧式、V型等5）冷却方式：水冷、风冷6）进气方式：增压式、非增压式（自然吸气式）7）着火方式：压燃式、点燃式8）用途：固定式、移动式第5页，共30页。第6页，共30页。第7页，共30页。第8页，共30页。第9页，共30页。§1-2

往复活塞式内燃机的基本构造及基本术语一、基本结构发动机由“两大机构五大系统”组成

两大机构：曲柄连杆机构、配气机构。

五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系第10页，共30页。1．曲柄连杆机构功用：是往复活塞式发动机实现热功转换的主要装置。组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。第11页，共30页。2.配气机构作用：使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸中排出废气。组成：它由进气门、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成第12页，共30页。3.冷却系作用：把受热零件的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。

组成：它由水泵、散热器、风扇、分水管、水套等组成。第13页，共30页。第14页，共30页。4.润滑系作用：润滑、冷却、清洗、密封、防腐等。组成：由机油泵、滤清器、限压阀、油道等组成。第15页，共30页。5.燃料供给系功用：向发动机提供燃料和空气、并排除缸内废气。组成：燃料供给装置和进、排气装置。第16页，共30页。第17页，共30页。二、内燃机的基本名词定义1）上止点（TDC,TopDeadCenter）2）下止点（BDC,BottomDeadCenter）3）曲柄半径（mm)：R4）活塞行程（mm)：S=2R5）气缸工作容积(L)：(D——气缸直径）6）燃烧室容积（余隙容积）(L)：Vc7）气缸最大容积（L）：Va8）内燃机排量(L)：VL=Vh•i9）压缩比：=Va/

Vc动画第18页，共30页。§1-2四冲程内燃机工作原理

一、四冲程内燃机工作循环

四冲程内燃机——活塞上、下共四个行程，曲轴旋转二周（720），完成一个工作循环的内燃机。

四冲程内燃机由下述四个冲程组成一个工作循环 1.进气冲程 2.压缩冲程 3.作功冲程 4.排气冲程 (动画：四冲程内燃机工作原理)第19页，共30页。四冲程内燃机工作循环示意图第20页，共30页。四冲程发动机的简单工作原理

四冲程汽油机的工作原理

1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程第21页，共30页。进气行程示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K，压力75~90kPa

大气压力线PVra示功图上止点下止点第22页，共30页。压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/VcPVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa第23页，共30页。作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa第24页，共30页。排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200K压力105~125kPa残余废气第25页，共30页。四冲程发动机工作状态状态行程温度(K)压力进气行程370~44075~90kPa压缩行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程900~1200105~125kPa第26页，共30页。第27页，共30页。四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进气门排气门纯空气温度300~370K压力800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa温度800~1000K压力105~400kPa

终了：温800~1000K压力105~400kPa第28页，共30页。

1）使用的燃料不同2）混合气形成过程不同柴油机进气冲程吸入气缸的是纯空气，柴油以雾状直接喷入燃烧室，并与空气边混合边燃烧。汽油机混合气是在气缸外的化油器和进气管形成的。3）压缩比高低不同柴油机压缩比一般15～22，汽油机压缩比为7～10。4）点燃方式不同柴油机压缩比高，压缩终了时混合气温度超过柴油的自燃温度，混合气自行着火，称为压燃式发动机；而汽油机必须依靠火花塞进行强制点火，又称为点燃式发动机。柴油机和汽油机主要区别第29页，共30页。柴油机与汽油机的性能比较1、动力性：转速，汽油机，5000~6000r/min柴油机，