發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造

1、第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 和總體構(gòu)造,§1 發(fā)動(dòng)機(jī)的分類,水冷發(fā)動(dòng)機(jī),風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī),按一個(gè)工作循 環(huán)期間活塞往 復(fù)行程數(shù),按冷卻方式,按活塞運(yùn)動(dòng)方式,四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),汽油發(fā)動(dòng)機(jī),柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī),往復(fù)活塞式,旋轉(zhuǎn)活塞式,化油器式發(fā)動(dòng)機(jī),直接噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),,,,,,按進(jìn)氣狀態(tài),增壓發(fā)動(dòng)機(jī),非增壓發(fā)動(dòng)機(jī),,按所用燃料,單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,§2 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工

2、作原理,基本術(shù)語,上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)壓縮比氣缸工作容積(V h )發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc )氣缸總?cè)莘e(Va )工作循環(huán)工況負(fù)荷率,VL= V h × i,Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——?dú)飧字睆絤m S——活塞行程mm,§2 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,一、四沖程汽油機(jī)的工作原理 1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程 3、作功行程

3、4、排氣行程,單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程,進(jìn)氣行程,排氣門關(guān)閉,進(jìn)氣門開啟,活塞,,,,,,,溫度370~440 K， 壓力75~90 kPa,大氣壓力線,P,V,r,a,示功圖,上止點(diǎn),下止點(diǎn),,示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。,進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門關(guān)閉,活塞,壓縮比： ε=Va/Vc,,,,,,,P,V,r,a,示功圖,,大氣壓力線,c,,上止點(diǎn),下止點(diǎn),溫度600~800K， 壓力600~1500 kPa,

4、壓縮行程,壓縮比,,定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。 ε= Va/Vc,現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為6～9(轎車有的達(dá)9～11)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。,壓縮比過大的不良后果,作功行程,進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門關(guān)閉,活塞,,,,,,,P,V,r,a,示功圖,,大氣壓力線,,c,Z,b,,上止點(diǎn),下止點(diǎn),瞬時(shí)最高：溫度2200~2800 K， 壓力3~5MPa,作功終了：溫度1500

5、~1700 K， 壓力300~500 kPa,,排氣行程,進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門打開,活塞,,,,,,,P,V,r,示功圖,,大氣壓力線,,c,Z,b,,,上止點(diǎn),下止點(diǎn),溫度900~1200 K 壓力105~125 kPa,殘余廢氣,二、四沖程柴油機(jī)的工作原理,噴油器,噴油泵,進(jìn)氣行程,壓縮行程,作功行程,排氣行程,進(jìn)氣門,排氣門,純空氣,溫310~340K壓力85~95 kPa,溫度750~1000K壓力3~5 MPa,瞬時(shí)：溫度180

6、0~2200K壓力6~9 MPa,溫度700~900K壓力105~120 kPa,終溫1000~1200K壓力200~500 kPa,思考,四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么相同之處呢？,共同特點(diǎn)：,每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。 只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力。,思考：,四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么不同呢？,不同點(diǎn),三、 二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理,二沖程發(fā)動(dòng)機(jī) 二沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,

7、(一)、二沖程汽油機(jī)工作原理,1、結(jié)構(gòu),點(diǎn)火燃燒,火花塞,排氣孔,壓縮混合氣,進(jìn)氣孔,進(jìn)氣,掃氣孔,,,,排氣,(二)、二沖程柴油機(jī)工作原理,排氣門,燃燒,廢氣,排氣,噴油器,換氣,掃氣泵,空氣,壓縮,思考,二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相比，有何優(yōu)點(diǎn)？,理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。 由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。 構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。 易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量較少。,四、速度特性,內(nèi)燃機(jī)的

8、速度特性： 內(nèi)燃機(jī)的油門固定不動(dòng)，內(nèi)燃機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、燃燒油消耗率排氣溫度等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。 （司機(jī)將油門踏板位置保持不變，由于道路阻力不同，汽車行駛速度將改變，上坡時(shí)，速度逐漸降低，下坡進(jìn)，速度增加。這時(shí)，內(nèi)燃機(jī)沿速度特性工作。）內(nèi)燃機(jī)的外特性： 內(nèi)燃機(jī)的油門放在最大位置時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、燃燒油消耗率排氣溫度等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。它代表了內(nèi)燃機(jī)的最高動(dòng)力性能。,柴

9、油機(jī)速度特性曲線,五、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況,1.工況：指內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行情況，以發(fā)出的功率Pe與轉(zhuǎn)速n表示?；蛘哓?fù)荷與轉(zhuǎn)速關(guān)系。2.內(nèi)燃機(jī)特性：內(nèi)燃機(jī)的主要性能指標(biāo)隨工況而變化的關(guān)系。若這種關(guān)系以曲線形式表示，則稱內(nèi)燃機(jī)特性曲線。,一、負(fù)荷特性,內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷特性： 是在內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速不變的情況下，其它性能參數(shù)（主要指經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)）隨負(fù)荷變化的關(guān)系。 （車輛以一定的速度沿阻力變化的道路行駛時(shí)，必須改變內(nèi)燃機(jī)的油

10、門，調(diào)整有效轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)外界阻力矩變化，保持內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速不變。）柴油機(jī)的負(fù)荷特性 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)時(shí)，將柴油機(jī)固定在某一轉(zhuǎn)速，改變每循環(huán)供油量，測得各負(fù)荷下的柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、單位時(shí)間耗油量，排氣溫度等。汽油機(jī)的負(fù)荷特性 汽油機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變，改變節(jié)氣門的開度，測出各負(fù)荷下的汽油機(jī)轉(zhuǎn)矩、燃油消耗率、排氣溫度等隨負(fù)荷變化的規(guī)律。,§1-5 內(nèi)燃機(jī)總體構(gòu)造,內(nèi)燃機(jī)通常由下列機(jī)構(gòu)和

11、系統(tǒng)組成：1.機(jī)體與氣缸蓋： 機(jī)體：是內(nèi)燃機(jī)的骨架，由氣缸體、曲軸箱及油底殼組成 氣缸蓋：與活塞頂共同組成燃燒室。氣門、氣道等零件安排其中。2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)：內(nèi)燃機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)件，由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組成。活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)——曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3.供給系：包括燃油供給系，進(jìn)、排氣系統(tǒng)。燃油供給系主要部件化油器（汽油機(jī)）及噴油泵、噴油器（柴油機(jī)）。進(jìn)、排氣系統(tǒng)主要部件：空氣濾清器、進(jìn)排氣管和消聲器等。4.配

12、氣機(jī)構(gòu)：定時(shí)開啟、關(guān)閉氣門。由氣門組、傳動(dòng)組、驅(qū)動(dòng)組等組成。5.點(diǎn)火系：混合氣由火花塞來點(diǎn)燃。由火花塞、點(diǎn)火線圈、斷電器、分電器等組成。6.冷卻系：對(duì)高溫零部件進(jìn)行冷卻。由水泵、風(fēng)扇、散熱器等組成。分水7.潤滑系：向高速運(yùn)動(dòng)的摩擦副供給潤滑油，以減輕磨損。8.起動(dòng)裝置：內(nèi)燃機(jī)借助于外力，使之著火達(dá)到自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。,連桿,飛輪,曲軸,活塞,進(jìn)氣門,排氣門,推桿,挺柱,正時(shí)齒輪,■ 配氣機(jī)構(gòu) ■ 曲柄連桿機(jī)構(gòu),搖臂,凸輪軸,桑塔納

13、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,,桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系示意圖,,桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系示意圖,§1-6 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則,國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T725-2008）：1.內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱按所采用的燃料命名2.內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。3.型號(hào)由4部分組成：,范例,165F、YZ6102Q、 12VE230ZCZ要求指出： 缸數(shù)、沖程數(shù)、缸徑、冷卻方式、用途等,1. 了解內(nèi)燃機(jī)分類。,本章思考題,4. P43 思