清華大學(xué)汽車構(gòu)造PPT課件.ppt

造I 汽車構(gòu)造I 1 清華大學(xué)汽車工程系 趙雨東 1 主要內(nèi)容和學(xué)時安排 汽車發(fā)動機基本知識 4學(xué)時 發(fā)動機機體 2學(xué)時 曲柄連桿機構(gòu) 3學(xué)時 氣門機構(gòu) 3學(xué)時 進排氣 增壓系統(tǒng)及排放控制裝置 3學(xué)時 汽油機燃油供給系統(tǒng) 4學(xué)時 柴油機燃油供給系統(tǒng) 4學(xué)時 汽油機點火系統(tǒng) 2學(xué)時 發(fā)動機冷卻系統(tǒng) 2學(xué)時 發(fā)動機潤滑系統(tǒng) 2學(xué)時 發(fā)動機起動系統(tǒng)與電源 1學(xué)時 發(fā)動機管理系統(tǒng) 2學(xué)時 2 汽車發(fā)動機基本知識 汽車總體結(jié)構(gòu) 汽車發(fā)動機工作原理汽車發(fā)動機的分類發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的主要性能 內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則 3 汽車總體結(jié)構(gòu) 發(fā)動機底盤 車身電氣系統(tǒng) 4 發(fā)動機底盤 車身電氣系統(tǒng) 5 6 7 8 9 汽車發(fā)動機基本知識 汽車總體結(jié)構(gòu) 汽車發(fā)動機工作原理汽車發(fā)動機的分類發(fā)動機的總體構(gòu)造發(fā)動機的主要性能 內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則 10 發(fā)動機工作原理 基本結(jié)構(gòu) 發(fā)動機 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機 1 機體 2 曲柄連桿機構(gòu) 3 氣門機構(gòu) 4 冷卻系 5 潤滑系 6 起動系 7 供給系 8 點火系 汽油機 11 12 13 14 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 1 工作循環(huán) 由進氣 壓縮 作功和排氣等四個工作過程組成的封閉過程 周而復(fù)始地進行這些過程 內(nèi)燃機才 能持續(xù)地作功 15 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 2 上 下止點 活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處 即活塞最高位置 稱為上止點 TopDeadCenter TDC 活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處 即活塞最低點 稱為下止點 BottomDeadCenter BDC 在上 下止點處 活塞的運動速度為零 16 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 3 活塞行程上 下止點間的距離S稱為活塞行程 曲軸的回轉(zhuǎn)半徑R稱為曲柄半徑 S 2R 上止點S下止點 R 17 D S 10 6 L 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 4 氣缸工作容積活塞從上止點到下止點所掃過的容積稱為氣缸工作容積 24D 氣缸直徑mm S 活塞行程mm Vh 式中 18 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 5 發(fā)動機排量 所有氣缸工作容積的總和稱為發(fā)動機排量 記作VL 式中 Vh 氣缸工作容 積 i 氣缸數(shù)目 VL Vh i 19 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 6 燃燒室容積 活塞位于上止點時活塞頂面以上與氣缸蓋底面以下之間形成的容積稱為燃燒室容積 記作VC 20 汽油機 21 2020 2 5 22 柴油機 23 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 7 氣缸總?cè)莘e 活塞位于下止點時 活塞頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總?cè)?積 一般用Va表示 氣缸總?cè)莘e等于氣缸工作容積和燃燒室容積之和 即 Va Vc Vh 24 1 h 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 8 壓縮比壓縮比是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值 即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比 一般用 表示 式中 Va 氣缸總?cè)莘e Vh 氣缸工作容積 Vc 燃燒室容積 壓縮比是發(fā)動機中一個非常重要的概念 壓縮比表示了氣體的壓縮程度 汽油機8 11 柴油機16 24 VVc VaVc Vh VcVc 25 發(fā)動機工作原理 常用術(shù)語 9 工作循環(huán) 活塞行程 上 下止點 發(fā)動機排量氣缸總?cè)莘e 氣缸工作容積燃燒室容積 常用術(shù)語壓縮比 26 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 1 進氣行程 Intake 進氣門打開 排氣門關(guān)閉 活塞從上止點向下止點運動 氣缸容積逐漸增大 氣缸內(nèi)形成一定真空度 空氣和汽油的混合物被吸入氣缸 在氣缸內(nèi)進一步混合形成可燃混合氣 進氣終了時 氣缸內(nèi)氣體壓力約為0 08 0 09MPa 溫度達到320 380K 27 壓縮行程 Compression 進氣門和排氣門都關(guān)閉 活塞從下止點向上止點運動 氣缸容積逐漸變小 氣缸內(nèi)混合氣被壓縮 其壓力和溫度同時升高 壓縮終了時 可燃混合氣壓力可達0 8 1 5MPa 溫度可達600 750K 采用大壓縮比 可提高壓縮終了時氣缸內(nèi)的壓力和溫度 從而加快燃燒速度 提高發(fā)動機熱效率 但太大容易引起 爆震 一般 8 11 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 2 28 作功行程 Power Expansion 壓縮行程結(jié)束時 火花塞產(chǎn)生電火花 點燃可燃混合氣 火焰迅速傳遍整個燃燒室 并放出大量熱能 燃燒氣體體積膨脹 壓力 溫度升高 氣體壓力推動活塞從上止點運動到下止點 并通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功 此時 進排氣門仍然關(guān)閉 燃燒最高壓力可達3 6 5MPa 最高溫度可達2200 2800K 作功終了時 氣體壓力降低到0 35 0 5MPa 氣體溫度降低到1200 1500K 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 3 29 排氣行程 Exhaust 進氣門關(guān)閉 排氣門開啟 活塞從下止點向上止點運動 膨脹過后的廢氣在其自身剩余壓力和在活塞的推動下 經(jīng)排氣門排出氣缸 排氣行程結(jié)束后 殘留在燃燒室內(nèi)的少量廢氣稱為殘余廢氣 殘余廢氣壓力約為0 105 0 12MPa 溫度約為900 1100K 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 4 30 壓縮作功排氣 循環(huán) 一個工作循環(huán) 四個行程 曲軸轉(zhuǎn)兩周 每個行程占180 曲軸轉(zhuǎn)角 汽油機工作原理 swf 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 5 進氣 31 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 6 32 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 7 33 示功圖 氣缸內(nèi)氣體壓力隨氣缸 容積或曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系圖 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 8 34 實際進氣過程中 為增加進入氣缸內(nèi)的混合氣量和減少進氣過程所消耗的功 進氣門在上止點之前開啟 在下止點之后關(guān)閉 為減少氣缸內(nèi)的殘余廢氣量和排氣過程所消耗的功 排氣門在下止點之前開啟 在上止點之后關(guān)閉 進 排氣過程所占曲軸轉(zhuǎn)角都超過180 發(fā)動機工作原理 四沖程汽油機 9 35 進氣行程 進入氣缸的是純凈的空氣 因進氣系統(tǒng)中沒有節(jié)氣門 進氣阻力小 且殘余廢氣溫度較低 故同汽油機相比 進氣終了時缸內(nèi)氣體壓力略 高 約為0 085 0 095MPa 而溫 度略低 約為 310 340K 發(fā)動機工作原理 四沖程柴油機 1 36 壓縮行程 柴油機的壓縮比大 一般為16 22 壓縮終了時缸內(nèi)氣 體壓力約為3 5MPa 溫度約為 750 1000K 都 比汽油機的高 壓縮終了溫度超過柴油的自燃溫度 發(fā)動機工作原理 四沖程柴油機 2 37 作功行程 壓縮行程結(jié)束時 噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室 細微的油滴在運動的熱空氣中迅速蒸發(fā)氣化 和空氣形成可燃混合氣 缸內(nèi)溫度高于柴油自燃溫度 柴油自行著火燃燒 燃燒氣體最高壓力6 9MPa 最高溫度也可高達1800 2200K 作功終了時 氣體壓力約為0 2 0 5MPa 溫度約為1000 1200K 發(fā)動機工作原理 四沖程柴油機 3 38 排氣過程 排氣終了時 缸內(nèi)殘余廢氣壓力約為 0 105 0 12 MPa 氣體溫度約為700 900K 發(fā)動機工作原理 四沖程柴油機 4 39 發(fā)動機工作原理 四沖程柴油機