发动机的基本知识.ppt

1、九江学院机械工程师院汽车研究室，第一章发动机的基本知识，第一章发动机的定义和分类2，发动机的工作原理3，发动机的整体结构4，发动机的主要性能指标和特性5，发动机的编号规则，九江学院机械工程师院汽车研究室，汽车的动力源是发动机，发动机是将某种形式的能源转化为机械能的机器。现代汽车使用的引擎大部分是内燃机。内燃机是将燃料燃烧的化学能转换成热能，然后再将热能转换成机械能的机器，这种能量转换过程在发动机缸内进行。汽车使用的内燃机主要有汽油发动机和柴油机。口腔学院机械工程学院汽车研究室，发动机分类，内燃机分类方法多种多样。根据不同的分类方法，内燃机可以分为多种类型。看看内燃机是怎么分类的。口腔学院机械工

2、程学院汽车研究室，(1)根据使用的燃料，内燃机根据使用的燃料，将汽油作为燃料的内燃机和柴油机称为汽油引擎。以柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油发动机和柴油机徐璐具有不同的特性。汽油发动机转速高，质量小，噪音小，易于启动，制造成本低。柴油机的压缩比大，热效率高，经济能力和排放性能都比汽油机好。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(2)根据日程，内燃机可以根据完成一个工作循环所需的行程数分为4冲程内燃机和2冲程内燃机。将曲轴旋转到两个蟑螂(720)，活塞在气缸内上下往复，完成一个工作周期的内燃机称为四冲程内燃机。蟑螂绕曲轴旋转(360)，活塞在气缸内上下往复，移动两个冲程，完成一个工作周期的内燃机称

3、为两冲程内燃机。汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(3)根据冷却方式分类，内燃机可以根据冷却方式分为水冷引擎和风冷引擎。水冷引擎使用气缸体和汽缸盖冷却槽中循环的冷却液作为冷却介质进行冷却。风冷引擎通过使用气缸体和汽缸盖外部表面散热器之间流动的空气作为冷却介质来冷却。水冷引擎冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，广泛应用于现代车用引擎。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(4)根据气缸数分类，内燃机可以根据气缸数分为单缸发动机和多缸发动机。只有一个气缸的引擎称为单缸引擎。具有两个或多个气缸的引擎称为多缸引擎。例如，2缸、3缸、4缸、5缸、6缸、8缸、12缸等都是多缸引擎。现代

4、汽车发动机多使用4缸、6缸、8缸发动机。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(5)根据气缸排列方式分类，内燃机可以根据气缸排列方式分为一列式和二列式。单列引擎的每个气缸都排成一行，通常垂直排列，但为了降低高度，有时会倾斜或水平放置气缸。双列引擎以两列排列圆柱体，两列之间的角度180(通常为90)称为V型引擎，两列之间的角度=180称为相反引擎。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(6)根据进气系统是否使用增压方式，内燃机可以根据进气系统是否使用增压方式分为自然进气(非增压)引擎和强制进气(增压)引擎。汽油发动机经常使用自然吸气式。柴油机为了提高动力，采用了增压式。，口腔学院机械工程学院汽车研究室，发动

5、机结构的基本术语，商店下点活塞行程S曲柄半径R缸工作容积Vh，燃烧室容积Vc缸总容积Va发动机排放量压缩比工作循环，口腔学院机械工程学院汽车研究室，(1)商店，活塞在缸内往复直线运动时，活塞移动到活塞最高位置活塞顶部。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(2)下点，活塞在气缸上往复直线运动时活塞最低的位置，即活塞顶部最接近曲轴旋转中心的极限位置，称为下点。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(3)活塞行程，活塞从一个停止点移动到另一个停止点的距离，即上下停止点之间的距离称为活塞行程。通常用S表示。相当于活塞冲程，曲轴旋转180。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(4)曲柄半径，曲轴旋转中心到曲柄销中心的

6、距离称为曲柄半径(通常用R表示)。活塞行程通常是曲柄半径的两倍，S=2R，口腔学院机械工程大学汽车研究室，(5)汽缸工作容积，活塞从一个停止点移动到另一个停止点的容积称为汽缸工作容积。通常以Vh表示：格式中：D圆柱直径，单位CM；s活塞行程，单位cm；口腔学院机械工程学院汽车研究室，(6)燃烧室容积，活塞在常停点时其顶部和气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。通常用Vc表示。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(7)汽缸的总容积，活塞在低点时，其顶部和气缸盖之间的容积称为汽缸总容积。一般用Va表示，汽缸的总容积是汽缸工作容积和燃烧室容积，即VaVcVh的总和。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(8)发动机

7、排气量，多缸发动机各缸的工作容积总和称为发动机排气量。通常显示为VL:VL Vhi样式：Vh圆柱体工作卷；I气缸数，口腔学院机械工程学院汽车研究室，(9)压缩比，压缩比是引擎中非常重要的概念，压缩比表示气体的压缩程度，气体压缩前体积与气体压缩后体积的比率，即气缸总体积与燃烧室体积的比例，称为压缩比。一般标记。中间：Va气缸总体积；Vh气缸工作容量；Vc燃烧室容量；普通汽油发动机的压缩比为610，柴油机的压缩比较高，一般为1622。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(10)工作周期，每个工作周期完成进、压、工作、排气过程，即进、压、工作、排气过程的四个茄子过程称为一环。，口腔学院机械工程学院汽车研

8、究室，口腔学院机械工程学院汽车研究室，4冲程汽油发动机的工作原理，进气冲程压缩行程，排气日程动力图，行程演示，口腔学院机械工程学院汽车研究室，(1)进气日程，(1)活塞：从商店到下店区：进气阀门移动排气门大活塞排气口封闭曲轴：旋转360A540A最大压力：pmax3.06.5 Mpa最大温度：Tmax22002800 K膨胀终止压力：pex0.30.6 Mpa膨胀终止温度：Tex12001500K，九江大学机械工程学科排气口打开曲轴每个工作循环包括进气、压缩、工作和排气4个冲程。但是柴油和汽油差别很大，因为柴油引擎使用的燃料是柴油。柴油粘度高，不易蒸发，自然燃烧温度低，因此可燃混合物的形成、点

9、火方式、燃烧过程及气体温度压力的变化与汽油发动机相同，口腔学院机械工程学院汽车实验室，1，进气冲程和汽油发动机的主要区别：进入缸内的是纯空气。进气结束压力：pde0.080.09Mpa进气结束温度：Tde340380K，口腔大学机械工程大学汽车研究室，2，压缩冲程和汽油发动机的主要区别：压缩比高于汽油发动机。压缩过程快结束时，喷油器向缸内喷了柴油。油和空气混合，到达高压下的自燃点后，就开始着火。压缩结束压力：pco3.05.0 Mpa压缩结束温度：Tco7501000K，口腔大学机械工程大学汽车研究室，3，工作行政柴油机由于侧喷、侧混合、侧燃烧，最初活塞下降，但缸内有压力。最大压力：pmax4

10、.59Mpa最大温度：Tmax18002500K膨胀终止压力：pex0.20.5Mpa膨胀终止温度：Tex10001200K，九江大学机械工程学院汽车研究室，四冲程汽油机，柴油引擎缸内压力；T: K)，九江学院机械工程学院汽车研究室，四冲程汽油发动机，柴油机的特点比较1，柴油机的压缩率比较高，因此燃料燃烧很完整，柴油机的有效热效率好，经济性好。汽油引擎：be=270325 g/(kw.h)柴油引擎3360 be=214285g/(KW . h)。H) 2，柴油机没有点火系，故障少，维护方便。但是柴油机有燃油喷射泵、喷油器等高精度零件，成本高，加工困难。3.柴油机最高爆炸压力高，对发动机零部件强

11、度的要求高，使柴油机笨重。口腔学院机械工程学院汽车研究室，4，柴油机转速低于汽油发动机的原因：1)柴油机的压缩比高，由于机械负荷大小，零件质量高，运动时惯性力大。2)汽油发动机可燃混合物的混合时间和质量优于柴油机。5、柴油引擎运行噪音高，但有害气体排放优于汽油发动机，微粒排放高。6、柴油引擎很难启动，汽油发动机很容易启动。，口腔学院机械工程学院汽车研究室，4，排气行政排气为气体压力：pr0.1050.12Mpa排气终止气体温度：Tr700900K，口腔学院机械工程大学汽车研究室，二次汽油发动机的工作原理，行程演示，口腔学院机械工程大学汽车研究室多缸发动机的工作原理，前面介绍了对于能量转换过程，

12、引擎的每个气缸和单缸机器的工作过程完全相同，必须经过进气、压缩、工作和排气四茄子行程。但是，单缸发动机的四个行程中只有一个运行，另外三个运行不运行。也就是说，曲轴转动两蟑螂，只有半圈运转，所以运行不顺畅，功率越大，稳定性越差。为了使运行顺畅，单机通常配有大飞轮。多缸发动机的工作行程是列车，按工作顺序工作。也就是说，曲轴在两个蟑螂之间交替工作，因此运行顺畅，振动小。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧)，缸的数量越多，工作间隔角度越小，同时参与工作的缸越多，引擎运行得越顺畅。多缸机最常用的是4缸发动机、6缸发动机、8缸引擎。口腔学院机械工程大学汽车研究室，发

13、动机的整体结构，汽油发动机由曲柄连杆机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、起动系统组成的两个主要机构和五大系统组成。柴油机由两个主要机构和四个系统组成，包括曲柄连杆机构、气体分配机构、燃料供应系统、润滑系统、冷却系统和启动系统，柴油机是压缩燃烧，不需要点火系统。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(1)曲柄连杆机构，曲柄连杆机构是用发动机实现工作循环完成能源转换的主要运动部件。它由气体组、“活塞链接”组、“曲轴飞轮”组等组成。工作行程中，活塞在气体压力下在气缸内进行直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，从曲轴输出动力。在进、压和排气行程中，飞轮释放能量，将曲轴的旋转运动转换为活塞的直

14、线运动。口腔学院机械工程院汽车研究室，(2)排气机构、排气机构的功能，是按照发动机的工作顺序和工作流程，定期打开和关闭进气口和排气门，使可燃混合机或空气进入气缸，使废气从气缸中排出，实现通风过程。阀门机构大多采用顶阀排气机构，一般由阀门组、阀门电动组和阀门驱动组组成。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(3)燃料供应系，汽油发动机燃料供应系的功能是根据引擎的要求，制造一定量的混合气体，并向缸内排放燃烧的废气到大气中。柴油燃料供给系统的功能是将柴油和空气分别供应给汽缸，在燃烧室中形成混合物，排出燃烧后燃烧的废气。口腔学院机械工程大学汽车研究室，(4)润滑系，润滑系用于在相对运动的零件表面输送定量清洁

15、润滑油，实现液体摩擦，减少摩擦阻力，减少机械零件磨损。清洁和冷却零件表面。润滑系统通常由润滑、油泵、滤油器、部分阀门等组成。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(5)制冷系，制冷系的功能是及时释放加热部件吸收的部分热量，使引擎在最合适的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系统通常由冷却液夹克、泵、风扇、水箱、温控器等组成。口腔学院机械工程学院汽车研究室，(7)点火系统，汽油发动机中缸内的可燃混合气体用火焰点燃，汽油发动机的气缸头上装有火花，火花塞的头部延伸到燃烧室。点火插头电极之间能够产生火花的所有设备称为点火系统，点火系统通常由电池、发电机、分配器、点火线圈、点火插头等组成。口腔学院机械工程学院汽车

16、研究室，(8)启动系统，要将发动机从静止状态转换为工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴。要使活塞往复运动，汽缸内可燃混合气体燃烧膨胀工作，活塞向下移动，旋转曲轴。发动机必须自行运转，工作循环可以自动进行。因此，曲轴在外力的作用下，发动机自动开始怠速运行的整个过程称为发动机起动。完成启动过程所需的设备称为引擎的启动系统。口腔学院机械工程大学汽车研究室，发动机的主要性能指标和特性，1，动力指标1，有效扭矩Ttq(N.M)定义：发动机通过飞轮向外输出的扭矩。用测功机测量。其值等于引擎曲轴收到的阻力矩。2，引擎速度n(r/min)直接从转速表读取。3，定义有源Pe (KW):引擎通过飞轮向外输出的功率。计算公式：PeTtq*2n/60*10-3Ttq*n/9550，九江大学机械工程学院汽车实验室，二，经济指标1，有效燃料消耗率be定义表达式：beGf/Pe