发动机基础讲义

发动机基础讲义——王志强3/12/20261三一系列产品培训一、发动机定义发动机是将某种能量转换为机械能的机器。燃料在气缸内部燃烧，使热能直接转换为机械能的发动机称为往复活塞式内燃机，简称活塞式内燃机。3/12/20262三一系列产品培训二、基本术语上止点——活塞离曲轴回转中心最远处，即活塞的最高位置。下止点——活塞离曲轴回转中心最近处，即活塞的最低位置。活塞行程——上止点与下止点间的距离（mm）。冲程——活塞从一个止点到另一个止点运动一次的过程。3/12/20263三一系列产品培训曲柄半径——曲轴与连杆大头相连的曲柄销中心线到曲轴回转中心线的距离（mm）。气缸工作容积——上止点到下止点间的容积。发动机工作容积——所有气缸工作容积之和，也叫发动机排量。燃烧室容积——活塞在上止点时，活塞顶上的空间叫燃烧室，它的容积叫燃烧室容积。3/12/20264三一系列产品培训气缸总容积——活塞在下止点时，活塞顶上面整个空间的容积。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和。压缩比——气缸总容积与燃烧室容积的比值。3/12/20265三一系列产品培训三、发动机的简单工作原理四冲程柴油机3/12/20266三一系列产品培训1、定义发动机的功能是将燃料在气缸内燃烧使其热能转换为机械能，从而输出动力。上述能量的转换是通过不断地依次反复进行“进气——压缩——做功——排气”四个连续过程来实现的，每进行一次这样的连续过程就叫一个工作循环。活塞往复四个冲程完成一个工作循环的，称为四冲程发动机；活塞往复二个冲程完成一个工作循环的，称为二冲程发动机。3/12/20267三一系列产品培训2、四冲程汽油机工作循环进气冲程——活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时排气门关闭，进气门开启。活塞移动过程中，气缸内容积逐渐增大，形成一定真空度，于是经过滤清器的空气与化油器供给的汽油混合成可燃混合气体，通过进气门被吸入气缸。至活塞到达下止点时，进气门关闭，停止进气。3/12/20268三一系列产品培训压缩冲程——进气冲程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，气缸容积逐渐减小，由于进、排气门均关闭，可燃气体被压缩，至活塞到达上止点时，压缩结束。做功冲程——在压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃混合气体，并迅速燃烧，使气体温度、压力迅速升高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴转动做功，至活塞到达下止点做功结束。3/12/20269三一系列产品培训排气冲程——在做功冲程终了时，排气门被打开，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动，废气在自身残余压力和活塞的推力作用下被排出气缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。排气终了时，由于燃烧室容积的存在，气缸内还存有少量废气。3/12/202610三一系列产品培训四冲程柴油机和四冲程汽油机一样，每个工作循环也由进气、压缩、做功和排气四个冲程所组成。但由于柴油和汽油的性质不同，使可燃混合气的形成、着火方式等，与汽油机有很大区别。3、四冲程柴油机工作循环3/12/202611三一系列产品培训进气冲程——不同于汽油机，进入气缸的不是混合气体而是纯空气。压缩冲程——由于柴油机压缩比较大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高3/12/202612三一系列产品培训做功冲程——此冲程与汽油机有很大不同，压缩冲程末，喷油泵将高压柴油经喷油呈雾状喷入气缸内的高温气体中，迅速汽化并与空气形成混合气体，因为此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约500K），柴油立即自行着火燃烧，此后一段时间内边喷边燃烧，气缸内压力、温度急剧升高，推动活塞下行做功。排气冲程——排气冲程与汽油机基本相同。3/12/202613三一系列产品培训4、比较共同特点1）每个工作循环曲轴旋转两周（720°），每一冲程曲轴旋转180°，进气冲程进气门开启，排气冲程排气门开启，其余两个冲程进、排气门关闭。2）四个冲程中，只有做功冲程产生动力。其它三个冲程是为做功冲程做准备工作的辅助冲程，都要消耗一部分能量。3/12/202614三一系列产品培训3）发动机启动时的第一个工作循环，必须有外力将曲轴转动，以完成进气、压缩冲程，当做功冲程后，依靠曲轴和飞轮储存的能量，便可维持以后的冲程和循环得以继续进行。4）两种发动机工作循环基本内容相似，主要机件的运动相同，决定了它们的结构基本相同。3/12/202615三一系列产品培训区别1）汽油机的燃油和空气在气缸外混合，进气冲程进入气缸的是混合气体，而柴油机进入的是纯空气，燃油是在做功冲程开始阶段喷入气缸，在气缸内形成可燃混合气体，即混合气体形