汽车发动机工作原理及总体构造64023.pptx

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1、第一篇 汽车发动机 第一章第一章 汽车发动机的汽车发动机的工作原理及总工作原理及总体构造体构造 1-1 发动机类型发动机类型发动机的定义：将某一种形式的能量转变为机械发动机的定义：将某一种形式的能量转变为机械 能的机器。能的机器。内燃机：混合气在机器内部燃烧而产生热能，然内燃机：混合气在机器内部燃烧而产生热能，然 后再转变成机械能。后再转变成机械能。外燃机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然外燃机：混合气在机器外部燃烧而产生热能，然 后再转变成机械能。后再转变成机械能。车用内燃机：活塞式车用内燃机：活塞式-往复活塞式和旋转活塞式往复活塞式和旋转活塞式 燃气轮机燃气轮机内燃机的分类内燃机的分类内

2、燃机的分类内燃机的分类:1 1）燃料：）燃料：）燃料：）燃料：柴油机、汽油机、燃气机柴油机、汽油机、燃气机柴油机、汽油机、燃气机柴油机、汽油机、燃气机2 2）冲程数：）冲程数：）冲程数：）冲程数：二冲程、四冲程二冲程、四冲程二冲程、四冲程二冲程、四冲程3 3）气缸数：）气缸数：）气缸数：）气缸数：单缸机、多缸机单缸机、多缸机单缸机、多缸机单缸机、多缸机4 4）气缸排列方式：）气缸排列方式：）气缸排列方式：）气缸排列方式：直列立式、直列卧式、直列立式、直列卧式、直列立式、直列卧式、直列立式、直列卧式、V V型等型等型等型等5 5）冷却方式：）冷却方式：）冷却方式：）冷却方式：水冷、风冷水冷、风冷

3、水冷、风冷水冷、风冷6 6）进气方式：）进气方式：）进气方式：）进气方式：增压式、非增压式（自然吸气式）增压式、非增压式（自然吸气式）增压式、非增压式（自然吸气式）增压式、非增压式（自然吸气式）7 7）着火方式：）着火方式：）着火方式：）着火方式：压燃式、点燃式压燃式、点燃式压燃式、点燃式压燃式、点燃式8 8）用途：）用途：）用途：）用途：固定式、移动式固定式、移动式固定式、移动式固定式、移动式1-21-2 往复活塞式内燃机的基本构造及基本术语往复活塞式内燃机的基本构造及基本术语往复活塞式内燃机的基本构造及基本术语往复活塞式内燃机的基本构造及基本术语一、基本结构一、基本结构发发动动机机由由“两

4、两大大机机构构五五大系统大系统”组成组成 两两大大机机构构：曲曲柄柄连连杆杆机机构、配气机构。构、配气机构。五大系统五大系统：冷却系、润：冷却系、润滑系、燃料供给系、点滑系、燃料供给系、点火系、起动系火系、起动系 1 1曲柄连杆机构曲柄连杆机构功用功用：是往复活塞：是往复活塞式发动机实现热功式发动机实现热功转换的主要装置。转换的主要装置。组成组成：机体组、活：机体组、活塞连杆组、曲轴飞塞连杆组、曲轴飞轮组。轮组。2.2.配气机构配气机构作作用用：使使可可燃燃混混合合气气及及时时 充充入入气气缸缸并并及及时时从从气气缸缸中中排排出废气。出废气。组成组成：它由进气门、：它由进气门、排气门、挺杆、推

5、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、杆、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成正时齿轮等组成 3.3.冷却系冷却系作作用用：把把受受热热零零件件的的热热量量散散到到大大气气中中去去，以以保保证证发发动动机机正正常常工作。工作。组成组成：它由水泵、散：它由水泵、散热器、风扇、分水热器、风扇、分水管、水套等组成。管、水套等组成。4.4.润滑系润滑系作作用用：润润滑滑、冷冷却却、清洗、密封、防腐等。清洗、密封、防腐等。组成组成：由机油泵、滤：由机油泵、滤清器、限压阀、油道清器、限压阀、油道等组成。等组成。5.5.燃料供给系燃料供给系功用：功用：向发动机提供向发动机提供燃料和空气、并排除燃料和空气、并排除缸内废气

6、。缸内废气。组成组成：燃料供给装置：燃料供给装置和进、排气装置。和进、排气装置。二、内燃机的基本名词定义二、内燃机的基本名词定义二、内燃机的基本名词定义二、内燃机的基本名词定义1 1）上止点（）上止点（）上止点（）上止点（TDC,Top Dead TDC,Top Dead CenterCenter）2 2）下止点（）下止点（）下止点（）下止点（BDC,Bottom Dead BDC,Bottom Dead CenterCenter）3 3）曲柄半径（）曲柄半径（）曲柄半径（）曲柄半径（mm)mm)：R R4 4）活塞行程（）活塞行程（）活塞行程（）活塞行程（mm)mm)：S=2RS=2R5 5

7、）气缸工作容积）气缸工作容积）气缸工作容积）气缸工作容积(L)(L)：(D (D气缸直径）气缸直径）气缸直径）气缸直径）6 6）燃烧室容积（余隙容积）燃烧室容积（余隙容积）燃烧室容积（余隙容积）燃烧室容积（余隙容积）(L)(L)：V Vc c7 7）气缸最大容积（）气缸最大容积（）气缸最大容积（）气缸最大容积（L L）：）：）：）：V Va a 8 8）内燃机排量）内燃机排量）内燃机排量）内燃机排量(L)(L)：V VL L=V Vh hii9 9）压缩比：）压缩比：）压缩比：）压缩比：=V Va a/V Vc c动画动画1-2 1-2 四冲程内燃机工作原理四冲程内燃机工作原理四冲程内燃机工作

8、原理四冲程内燃机工作原理一、四冲程内燃机工作循环一、四冲程内燃机工作循环一、四冲程内燃机工作循环一、四冲程内燃机工作循环四冲程内燃机四冲程内燃机四冲程内燃机四冲程内燃机活塞上、下共四个行程，曲活塞上、下共四个行程，曲活塞上、下共四个行程，曲活塞上、下共四个行程，曲轴旋转二周（轴旋转二周（轴旋转二周（轴旋转二周（720720 ），完成一个工作循环的内燃），完成一个工作循环的内燃），完成一个工作循环的内燃），完成一个工作循环的内燃机。机。机。机。四冲程内燃机由下述四个冲程组成一个工作循四冲程内燃机由下述四个冲程组成一个工作循四冲程内燃机由下述四个冲程组成一个工作循四冲程内燃机由下述四个冲程组成一个

9、工作循环环环环1.1.进气冲程进气冲程进气冲程进气冲程2.2.压缩冲程压缩冲程压缩冲程压缩冲程3.3.作功冲程作功冲程作功冲程作功冲程4.4.排气冲程排气冲程排气冲程排气冲程(动画：动画：动画：动画：四冲程内燃机工作原理四冲程内燃机工作原理四冲程内燃机工作原理四冲程内燃机工作原理)四冲程内燃机工作循环示意图四冲程内燃机工作循环示意图四冲程内燃机工作循环示意图四冲程内燃机工作循环示意图 四冲程四冲程发动发动机的机的简单简单工作原理工作原理 四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作原理 1、进进气行程气行程2、压缩压缩行程行程 3、作功行程、作功行程 4、排气行程、排气行程 单缸四冲程汽油机的工作

10、缸四冲程汽油机的工作过程程进进气行程气行程示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。排气门关闭进气门开启活塞温度370440 K，压力7590 kPa 大气大气压力力线PVra示功示功图上止点下止点压缩压缩行程行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：=Va/VcPVra示功示功图大气大气压力力线c上止点下止点温度600800K，压力6001500 kPa 作功行程作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功示功图大气大气压力力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度22002800 K，压力35MPa 作功终了：温度15001700 K，压力300500 kPa 排气行程排气行程进气门关闭排

11、气门打开活塞PVr示功图大气大气压力力线cZb上止点下止点温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气四冲程四冲程发动发动机工作状机工作状态态 状态 行程温度(K)压力进气行程3704407590 kPa压缩行程6008006001500 kPa作功行程22002800(瞬时最高)15001700(作功终了)35MPa(瞬时最高)300500 kPa(作功终了)排气行程9001200105125 kPa 四冲程柴油机的工作原理四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程吸气行程压缩行程行程作功行程作功行程排气行程排气行程进气门排气门纯空气温度300370K压力800900 kPa 温

12、度8001000K压力35 MPa 瞬时：温度18002200K压力510 MPa 温度8001000K压力105400 kPa 终了：温8001000K压力105400 kPa 1 1）使用的燃料不同使用的燃料不同 2 2）混合气形成过程不同）混合气形成过程不同 柴柴油油机机进进气气冲冲程程吸吸入入气气缸缸的的是是纯纯空空气气，柴柴油油以以雾雾状状直直接接喷喷入入燃燃烧烧室室，并并与与空空气气边边混混合合边边燃燃烧烧。汽汽油油机机混混合合气气是在是在气缸外气缸外的化油器和进气管形成的。的化油器和进气管形成的。3 3）压缩比高低不同）压缩比高低不同 柴油机压缩比一般柴油机压缩比一般 15 15

13、2222，汽油机压缩比为，汽油机压缩比为7 71010。4 4）点燃方式不同）点燃方式不同 柴柴油油机机压压缩缩比比高高，压压缩缩终终了了时时混混合合气气温温度度超超过过柴柴油油的的自自燃燃温温度度，混混合合气气自自行行着着火火，称称为为压压燃燃式式发发动动机机；而而汽汽油油机必须依靠火花塞进行强制点火，又称为点燃式发动机。机必须依靠火花塞进行强制点火，又称为点燃式发动机。柴油机和汽油机主要区别柴油机和汽油机主要区别柴油机与汽油机的性能比较柴油机与汽油机的性能比较柴油机与汽油机的性能比较柴油机与汽油机的性能比较1、动力性：转速，汽油机，50006000r/min 柴油机，25003000r/min 2、经济性：柴油机好，燃油消耗率要低30%3、用 途：汽油机：质量小，噪声小，起动容易等，轿车、小型货车等用。柴油机：质量大，载货车用。但目前欧洲约轿车柴油机占30%