汽车构造（上册 第4版）课件：新型车用发动机

新型车用发动机新型车用发动机第一节转子发动机 第二节燃气涡轮发动机 第三节代用燃料发动机 2314567第一节转子发动机

一、概述三角活塞旋转式发动机简称为转子发动机,是由德国工程师F.汪克尔(FelixWankel)发明的,所以又称汪克尔发动机。与往复活塞式发动机相比,转子发动机具有以下突出的特点:1)有利于发动机转速的提高。2)质量小,体积小,升功率高,比质量小。3)由于活塞做旋转运动,使发动机运转平稳,振动噪声小。

二、转子发动机的分类转子发动机按其运动形式分为匀速型、差速型和行星型三大类。(1)匀速型这种形式的转子发动机结构比较简单,其主要特点是旋转件绕固定中心按均匀的角速度旋转。(2)差速型差速型转子发动机是指在同一气缸中,有同轴旋转但角速度不同的两个活塞做相对运动而产生工作容积的变化。(3)行星型行星型转子发动机的特点是,活塞在固定的气缸体内做行星运动,即活塞在绕固定的轴心公转的同时,绕其自身的回转中心自转,此时气缸容积发生变化。

三、转子发动机的基本结构转子发动机主要由转子、前后端盖、气缸体、密封件和主轴等零件组成。此外,汽油转子发动机还有进排气、燃油供给、点火、润滑和冷却等基本系统。图12-3所示为国产GZ2-900型双缸汽油转子发动机的结构。图12-3国产GZ2-900型双缸汽油转子发动机的结构

四、汽油转子发动机的工作原理1.四行程工作过程转子发动机的工作循环与往复活塞式发动机相同,即由进气、压缩、做功及排气等4个行程组成。2.气缸型线的创成及三角转子外廓转子发动机气缸内壁的理论型线是双弧长短幅圆外旋轮线,,是由一个嵌在转子上的内齿圈1(动圆)围绕与其相啮合的固定外齿轮2(定圆)做纯滚动而创成的。

四、汽油转子发动机的工作原理3.转子发动机的密封系统转子发动机的密封包括气体密封及油密封。4.转子发动机的进、排气转子发动机利用进、排气孔实现进、排气过程,而进、排气孔的开启与关闭是由三角转子的轮廓来控制的。

五、转子发动机的冷却系统转子发动机冷却系统的任务是,既要降低受热零件的温度,又要减小气缸体及端盖工作表面的温差。为此,需要合理地组织循环冷却液的流动。目前,水冷转子发动机多采用轴流式冷却液循环方式。冷却液从前端盖进入热区,然后沿发动机轴向在气缸体及端盖的水套中往返流动(图12-11),并从热区流向冷区,最后仍从前端盖流出。图12-11转子发动机的冷却系统1—散热器2—补偿水桶3—水泵4—前端盖5—气缸体6—中间隔板7—后端盖

六、转子发动机的润滑系统转子发动机润滑系统的作用及其组成与往复活塞式发动机大体相同。不过转子发动机的润滑系统有以下两个特点:①润滑系统的部分润滑油被引入三角转子的内腔,用来冷却转子;②装设机油计量泵,根据发动机负荷的大小及转速的高低,计量泵将一定数量的润滑油送入化油器,润滑油与汽油在化油器内混合后进入气缸润滑气缸密封件和气缸型面。

七、转子发动机的点火系统与四冲程往复活塞式发动机相比,转子发动机点火有如下许多不利因素:1)转子发动机转速高,主轴每转一转需要点火一次,因此点火频率高,火花塞受热严重。2)为避免径向密封片与火花塞电极碰触,火花塞必须缩进气缸型面以内,通过连通孔与气缸工作腔相通。在这种情况下,火花塞得不到新鲜混合气的冲刷及冷却,电极温度高。另外,连通孔内残存有较多的废气,不利于点火。3)连通孔周围气流速度很高,点火后火焰中心散热快,容易灭火。4)采用一般的蓄电池点火系统,由于点火频率高,断电触点闭合时间短,感应电动势下降,致使点火能量不足。

七、转子发动机的点火系统针对上述问题,通常采取下列技术措施来改善转子发动机的点火性能:1)采用炽热数较大的冷型火花塞。2)装用两个火花塞,装在气缸体短轴前方的称前火花塞,装在短轴后方的称后火花塞。双火花塞既能改善火花塞工作条件,又有利于火焰的形成和传播。3)采用无触点高能点火系统,以提高点火能量。2134567第二节燃气涡轮发动机一、概述燃气涡轮发动机简称燃气轮机,是另一种旋转式内燃机。图12-14所示为一台汽车燃气轮机的结构实例。它主要由压气机、涡轮机、燃烧室及回热器等四大部件组成。此外,还包括燃油供给系统、速度调节装置、起动装置及各种辅助设备等。图12-14汽车燃气轮机结构1—辅助设备传动轴2—压气机3—右回热器4—喷管调节机构5—动力涡轮6—减速器7—左回热器8—压气机涡轮9—燃烧室10—燃油喷嘴11—点火器12—起动机13—回热器传动轴二、压气机压气机的功用是将涡轮传输的机械功在其中转化为气流的动能,进而转化为压力能。广泛应用于燃气轮机中的压气机分为轴流式和径流式两类,后者通常称为离心式。三、涡轮机涡轮机的功用是将燃气的能量转换为机械功。涡轮机与来自燃烧室的高温燃气直接接触,因此温度很高。另外,涡轮机在每分钟几万乃至十几万转的高速下运转,因此旋转部件承受巨大的离心力。涡轮机按照燃气流动方向分为:①径流式——燃气沿涡轮机的径向流动;②轴流式——燃气沿涡轮机的轴向流动。四、燃烧室燃料与空气在燃烧室内混合并燃烧,所放出的热量加热燃气使其温度达到给定的温度。燃烧室由外壳1、火焰管2、空气旋流器3、点火器及其他辅助设备等组成(图12-20)。图12-20汽车燃气轮机燃烧室1—外壳2—火焰管3—空气旋流器4—燃油喷嘴2134567第三节代用燃料发动机一、醇类燃料醇类燃料作为车用发动机的代用燃料,主要指甲醇和乙醇。甲醇燃料是石油危机以后最初被注目的代用燃料。近年来,甲醇和乙醇燃料作为降低CO2排放量的可再生燃料,已受到关注。乙醇汽油是我国推行新能源汽车过渡期内推出的清洁能源。二、压缩天然气压缩天然气(CNG)汽车是目前普及率较高的一种汽车。CNG燃料的主要成分为甲烷(CH4),根据CNG燃料的C原子和H原子的组成比例,其CO2排放量比汽油机可降低28%左右。CNG发动机的燃烧方式有预混合燃烧方式和用轻柴油高压压燃方式两种。三、液化石油气液化石油气(LPG)的主要成分有丙烷、丙烯以及丁烷,具有在常温下加压到0.5~1.0MPa程度时容易液化的特性。n-丁烷的沸点为-0.5℃,而丙烷的沸点为-42.1℃,所以夏季使用廉价的丁烷系列LPG,冬季使用混入低沸点的丙烷LPG。使用LPG燃料的优点是,LPG中不含硫黄成分,所以发动机腐蚀及磨损减小,有利于提高排气催化转化装置的耐久性;同时可减轻对机油的稀释作用。四、氢气液化石油气(LPG)的主要成分有丙烷、丙烯以及丁烷,具有在常温下加压到0.5~1.0MPa