第1章--汽车发动机基本结构与工作原理.ppt

1、1、第一章发动机的基本结构和工作原理、教育目标和四冲程发动机的基本结构和工作原理理解二冲程内燃机的基本结构和工作原理把握内燃机的分类把握内燃机的主要工作性能指标理解发动机特性和速度特性曲线分析把握汽车内燃机的整体结构和功能学会汽车一般装卸工具选择，2、发动机：以某种形式的能源为机械能内燃机：燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转换成机械能的动力机械。 3、内燃机的特点、单功率范围大、热效率高、体积小、重量轻、移动启动性能好、操作简单、排气污染噪声大、4、1.1.1循环发动机的基本结构和工作原理、1.1.1循环汽油发动机的基本结构和工作原理1.4循环汽油单缸四冲程汽油发动机的基本构造和工作原理，6，

2、1.4冲程汽油发动机的基本构造影像，7，2.4冲程汽油发动机的基本工作原理，进气，0180，开闭，压缩，180360，闭，工作，360540，闭，闭活塞方向，曲柄角，行程名称，8，4冲程汽油发动机的基本工作原理，9，3 .工作过程分析(1)4冲程发动机的活塞在上死点之间往复移动4个行程(相当于曲柄轴旋转2周)，进气、压缩、工作、排气的(10、11、(2)行程和活塞行程，行程：是发动机类型活塞行程：是指活塞移动的上下两个停止点间的距离s。 12、汽缸工作容积(排出量Vs )一个活塞在一个行程中扫描的容积。 发动机总排量1台发动机的全气缸工作容积之和。 (13，14，(3)压缩行程的作用提高了进入

3、汽缸的混合气的压力和温度，创造了混合气迅速燃烧的条件，可以有效地提高发动机的燃烧热效率，15，奥托(oto )机，1876年，德国人奥托是实用的往复式四冲程内燃机单缸，卧式，2.94Kw，压缩比2.66，热效率高，每分钟转速250转。 16、压缩比()、汽缸总容积(Va ) :活塞处于下死点时，活塞顶部以上的汽缸容积。 燃烧室容积(Vc ) :活塞处于上死点时，活塞顶部以上的容积。 压缩比： 711 (汽油发动机)，1622 (柴油机)。 17、发动机结构一定，压缩比有变化吗？ 合理吗？ 在18、新技术、可变压缩比发动机(SVC )、19、(4)示范表、示范表：的一个循环中，气缸内的气体压力随

4、气缸的工作容积而变化的关系图。20、发动机演示的特征点参数，注： P-汽缸气体压力(MPa) T-汽缸气体温度(k )，21、(5)单汽缸机存在的问题和解决途径，问题1 :功率小的问题2:4个行程中，只有一个行程工作，曲柄轴的回路线1 :在曲柄轴的后端安装质量大的飞轮，减少转速的不均匀度。 路线2 :多汽缸机，22，4 .多汽缸发动机的结构特点，(1)一个机体，共用一个曲柄轴(2)曲柄轴的曲柄分布应使各汽缸的工作行程均匀分布在7200曲柄角内。23、多汽缸发动机工作原理、24、1.1.24循环柴油机的结构特征和工作原理、1 .结构特征无火花塞喷射器、25、(1)进气行程进入汽缸的是纯空气(2)

5、点火方式为压燃式。 2、工作原理、26、4冲程柴油机的工作原理、27、柴油机与汽油发动机的比较、28、29、1.2冲程发动机的结构特征和工作原理、2冲程发动机：活塞在上、下死点之间往复移动(曲柄轴转了一周与30、1.2.1二冲程汽油机的结构特点和工作原理、1.2冲程汽油机的结构特点和四冲程汽油机相比，没有进、排气阀和驱动机构，设有进、排气孔和扫气孔，活塞控制开闭。、1-汽缸2-扫气孔3-活塞4-连杆5-曲轴箱6-曲轴7-吸气孔8-排气孔9-火花塞、31、2.2循环汽油发动机的工作原理、(1)第一行程(换气-压缩行程) (2)第二行程(膨胀-换气行程)、3 二冲程汽油机与四冲程汽油机的比较，34

6、，351.2.3二冲程柴油机的结构特征和工作原理，1 .二冲程柴油机的结构特征，1-活塞2-缸膛的空气进气孔3-排气阀4-泵-喷嘴6-单向离合器7-排气排出口8-排气涡轮叶轮9-离心风扇10-排水口11-增压空气冷却器12-流入口13-集箱、36 2.2循环柴油机的工作原理、(1)第一行程(换气-压缩行程) (2)第二行程(膨胀-换气1.3内燃机的分类和型号、热能变为机械能的方式、1.3.1内燃机的分类、38、行程数、39、点火方式、40、燃料种类、41、进气状态、42、冷却方式、43、气缸数和配置、(1)单缸内燃机：仅一个气缸的内燃机。 (2)多汽缸内燃机：具有两个以上汽缸的内燃机。 (3)

7、立式内燃机：气缸配置在曲柄轴上方，气缸中心线与水平面垂直的内燃机。 (4)卧式内燃机：气缸中心线与水平面平行的内燃机。 (5)直列式内燃机：具有两个以上直立汽缸，配置成一列的内燃机。 具有44、2或2列气缸，中心线角度为v字状，共用曲柄轴输出的内燃机。 (8)斜置式内燃机：气缸中心线与水平面成一定角度(不是直角)的内燃机。 按用途分类，有汽车用、机车用、船用，(7)相对气筒式内燃机：两个或两排汽缸分别在相同曲柄轴的两侧形成1800度的角度的内燃机。 (6)V形内燃机：45、1.4.1内燃机型号(GB725-91 )、46、1.4发动机性能指标、动力性能指标、经济性能指标、运转性能指标可靠性、耐

8、久性能指标1.4.1动力性能指标1 .有效旋转距离(Te ) :发动机曲柄轴输出的平均扭矩称为有效扭矩。 2 .平均有效压力(Pme ) :单位气缸动作容积输出的有效功。47、3 .有效功率(Pe ) :发动机曲柄轴输出的功率称为有效功率。Te-有效转速距离(N m) n-曲柄转速(r/min) Pme-平均有效压力(kPa) Vs-气缸工作容积(m3) i-气缸数-行程数、48、额定功率、(1)额定功率：发动机制造商根据国家规定额定的有效功率(发动机(2)额定转速：与额定功率对应的转速。 (3)我国内燃机功率标定为以下4级： 15min功率：标准环境条件下，内燃机能连续稳定运行15min时的

9、最大有效功率。 1h电力12h电力持续电力、49、上升电力、额定条件下，每升气缸工作容积计算出的有效电力。 50、1.4.2经济性能指标，1 .油耗：每小时有效电力消耗量的燃料质量(以g/kw.h为单位)。 B-发动机1小时所消耗的燃料质量(kg/h) Pe-发动机的有效功率(kw )，51，2 .有效热效率：燃料中含有的热变成有效功的比例。 Q1-燃料中含有的热量(kJ)We-发动机有效功(kJ )、Pe-发动机有效功(kw) B-发动机每小时的油耗(kg/h) be-油耗(g/(kw h) Hu-燃料低热量(kJ/kg )、e :汽油发动机一般为0 1.4.3运行性能指标排出指标噪音起动性

10、能的可靠性耐久性，53，1 .排出指标，(1)CO无色、无臭的有毒气体，被人体吸入后，以比氧强210倍的亲和力与血液中的血红蛋白结合，形成氧血红蛋白，阻碍血液向心、脑等器官输送氧，排出(54、(2)Nox氮氧化物的总称，其中NO2毒性大，带红褐色刺激性的气体，被人体吸收后变成硝酸，硝酸和血红蛋白结合后变成变性血红蛋白，因此血流的氧输送能力降低，对心、肝脏、肾脏等造成不良影响。 NO2的另一大危害是参与光化学反应形成臭氧和醛等。 臭氧有独特的臭味，氧化力强，植物变黑，橡胶破裂。 动物在臭氧1PPm浓度的环境中停留4h，就会出现轻微的肺气肿现象。 55，(3)HC含有未燃和不完全燃烧的燃料、润滑油

11、及其分解物和部分氧化物，向人体内吸入大量HC会破坏造血功能，贫血、神经变弱，肺对感染症的抵抗力下降。 HC的另一个危害是与NO2发生光化学反应形成臭氧。 56、(4)光化学烟雾，是HC和NOx在日光下形成的烟雾，具有刺激性。 光化学烟雾会降低大气的可视性，损伤眼睛和喉咙，影响植物的生长，57，(5)醛类是燃料未被完全氧化的物质，含有甲醛、乙醛、乙醛、丙烯醛、丁醛等，对废气产生臭气长期受到高浓度甲醛的作用，会损害眼睛和上呼吸道系统的中枢神经。 58、(6)微粒(包括碳烟)燃烧用无铅汽油的汽油发动机被认为不产生微粒。 微粒主要来自柴油机排泄物，它被人体吸入呼吸器和肺组织，堆积在那里，引起人体的肺组

12、织等病变。 59、(7)二氧化硫(SO2 )是无色的气体，对人体的呼吸系统有闪烁作用。 SO2浓度达到8ppm时，人开始感到不舒服，呼吸道内腔缩小，呼吸量少，刺激鼻喉，引起咳嗽。 浓度进一步增大，会引起呼吸困难，造成呼吸器的红肿、脑闷、支气管炎、哮喘、肺气肿等。 60、2 .噪音、噪音是发动机工作时发出的声音强度和频率不规则的声音。 它伤害了人的听觉器官、神经系统、心血管系统、消化系统和内分泌系统，甚至引起人焦躁、反应迟钝、耳聋，容易诱发高血压和神经系统的疾病。 在我国的噪音标准(GB/T 186972002 )中，轿车的噪音规定为79dB(A以下(a )。 61、3 .起动性能、起动性能是表

13、示发动机容易起动的指标。 我国标准规定，不采用特殊的低温起动措施，汽油发动机为-10，柴油机在-5以下的气温下起动发动机，发动机可以在15s以内自行运行。 62、1.4.4可靠性和耐久性能指标，1 .可靠性是指发动机在规定的运转条件下继续工作，不影响故障正常运转的能力。 2 .耐久性：发动机在规定的运转条件下长期工作，不修理的能力。 63，1.5发动机特性曲线，1.5.1发动机特性和特性曲线1发动机特性发动机性能指标根据调整状况和运转状况而变化的关系称为发动机特性。 发动机性能指标主要有动力、扭矩、油耗、排气温度、排气烟度等调整状况主要是指柴油机的供油提前角、汽油发动机的点火提前角、发动机燃料

14、等可调整因素对发动机性能的影响，而运行状况一般指发动机的转速和负荷等。 由64、2特性曲线、曲线表示的发动机特性称为发动机特性曲线。 65，3 .发动机特性分类，(1)调节特性：发动机性能指标随调节情况变化的关系。 例如柴油发动机的供油提前角调节特性、汽油发动机的点火提前角调节特性、汽油发动机的燃料调节特性等。 (2)性能特性：指内燃机性能指标随运行状况变化的关系。 例如，负载特性、速度特性、调速特性、万有特性等可以通过实验测定。 汽车应用较多的是速度特性。66、1.5.2发动机的速度特性、速度特性：燃料供给调整机构(汽油发动机的节流阀、柴油油泵的油量控制拉杆)的位置不变化的情况下，发动机性能

15、指标(扭矩、动力、油耗等)根据转速的变化而变化的关系对应的曲线称为速度特性曲线。 外特性：当燃料供给调节机构固定在全负荷位置(汽油发动机节气门全开位置或柴油机油量控制拉杆在额定供油量位置)时，测得的速度特性称为外特性或全负荷速度特性。 部分负荷速度特性：燃料供给调节机构固定在全负荷以内的各位置时测得的速度特性称为部分负荷速度特性。67、Audi 2.4L5阀V6汽油发动机的外特性、68、1.5汽车发动机的整体结构、一个机体有一个机构和六大系统(汽油发动机)(柴油机是五大系统)机体机组曲柄连杆机构换气系统燃料系统润滑系统点火系统(汽油发动机)起动系统汽车发动机整体结构，70，汽车发动机整体结构，

16、1 .机体单元：支撑发动机的所有部件。 71、2 .曲柄连杆机构将活塞顶的气体压力转换为曲柄轴的扭矩，输出机械能。 72、3 .换气系统：应发动机要求，定期开闭进气、排气阀，吸入清洁空气，排出废气。 73、4 .燃料供给系统：根据发动机的要求，定时、定量供给必要的燃料。 74、汽油发动机电子控制燃料喷射系统、75、柴油燃料系统、76、5 .点火系统：在规定的定时对汽油发动机汽缸内的可燃混合气定时点火。 77、6 .润滑系统：润滑、减摩、延长寿命、密封、清洁、冷却、防止生锈。 78、7 .冷却系统：使发动机在适当的温度下工作。1-百叶窗2-散热器3-散热器盖4-风扇5-水泵6-恒温器7-水温计8-水套9-分水管10-注水开关，79，8 .起动系统：起动发动机。 主要部件：电池、启动开关、启动马达等。 80、本章总结1 .内燃机是一种将燃料在汽缸内燃烧产生的热能转换成机械能的机器，具有热效率高、体积小、质量轻、容易移动、起动性好等优点。 2.4循环发动机是活塞在气缸内上下死点之间往复移动，完成进气、压缩、工作、排气一个循环的发动机。 点火方式分为点火式和压燃式。 汽油发动机采用点火式，柴油机采用压缩燃烧式。 81，3 .测量汽车发动机性能的主要指标有动力性能指标(有效扭矩、有效