小組學(xué)習(xí)報(bào)告

1、小組學(xué)習(xí)報(bào)告 學(xué)習(xí)課題：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 小 組：機(jī)自112班第四小組 成 員： 指導(dǎo)教師：胡月明 隨著改革開放的不斷深入，汽車在我國的數(shù)量不斷增加，這其中不僅包括私家車也包括重型貨車及其他。汽車在我國國民生活中已經(jīng)有了舉足輕重的地位。作為汽車的“心臟“汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，在我國汽車工業(yè)中的地位可想而知。這次自主學(xué)習(xí)，我們就以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的大體內(nèi)容。 學(xué)習(xí)目的1>汽車發(fā)動(dòng)機(jī)組成結(jié)構(gòu)2>汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程3>汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 動(dòng)力性 經(jīng)濟(jì)性 排放性4>汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)，及影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的因素5>汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在我國的發(fā)展概況和應(yīng)用前景 1>汽車發(fā)動(dòng)機(jī)

2、組成結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)是一種由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機(jī)器。無論是汽油機(jī)，還是柴油機(jī)；無論是四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，還是二行程發(fā)動(dòng)機(jī)；無論是單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，還是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。要完成能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時(shí)間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。 (1) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件。它由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃?xì)鈮毫υ跉飧變?nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并從曲軸對(duì)外輸出動(dòng)力。而在進(jìn)氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。 （2）配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)由氣門、氣門彈簧、凸輪

3、軸、挺桿、凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組件等.功能是是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過程，定時(shí)開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過程。配氣機(jī)構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動(dòng)組和氣門驅(qū)動(dòng)組組成。 (3) 燃料供給系統(tǒng) 化油器式由汽油箱、汽油泵、汽油濾清器等組成。 電控燃油噴射式由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成(4) 潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)由機(jī)油泵、集濾器、限壓閥、油道、機(jī)油濾過器等組成 。(5) 冷卻系統(tǒng) 水冷式由水套、水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器等組成。 風(fēng)冷式由風(fēng)扇和散熱片等組成。(7)&#

4、160;起動(dòng)系統(tǒng) 由起動(dòng)機(jī)機(jī)器附屬裝置組成汽油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成；柴油機(jī)由以上兩大機(jī)構(gòu)和四大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動(dòng)系組成，柴油機(jī)是壓燃的，不需要點(diǎn)火系2>汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程可以分為四個(gè)步驟： 進(jìn)氣 壓縮 做功 排氣 。發(fā)動(dòng)機(jī)是一種能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。要完成這個(gè)能量轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過進(jìn)氣，把可燃混合氣(或新鮮空氣)引入氣缸；然后將進(jìn)入氣缸的可燃混合氣(或新鮮空氣)壓縮，壓縮接近終點(diǎn)時(shí)點(diǎn)燃可燃混合氣；可燃混合氣著火燃燒

5、，膨脹推動(dòng)活塞下行實(shí)現(xiàn)對(duì)外作功；最后排出燃燒后的廢氣。即進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過程。 把這四個(gè)過程叫做發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)，工作循環(huán)不斷地重復(fù)，就實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。把完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720°)，活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四次，稱為四行程發(fā)動(dòng)機(jī)。 （1) 進(jìn)氣行程   1. 活塞開始時(shí)位于頂部，排氣門打開，然后活塞向下運(yùn)動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中充滿空氣和汽油的混合物。 這便是吸氣沖程。 此時(shí)，只需要在空氣中混合最少量的汽油即可。 （2）壓縮行程2. 然后，活塞向上返回以壓縮燃油/空氣混合物。 壓縮過程使得爆炸更具威力。 （3)作功行程3. 當(dāng)

6、活塞到達(dá)其沖程的頂部時(shí)，火花塞發(fā)出一個(gè)火花，點(diǎn)燃汽油。 氣缸中的汽油爆炸，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。（4）排氣行程4.沖程的底部后，排氣門開啟，廢氣被排出氣缸并進(jìn)入排氣尾管。 3>汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 動(dòng)力性 經(jīng)濟(jì)性 排放性動(dòng)力性指標(biāo) (1) 有效功率 發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間對(duì)外輸出的有效功稱為有效功率, 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)軸上所凈輸出的功率。(2) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。(3) 有效轉(zhuǎn)矩 發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩(扭矩在物理學(xué)中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘積)。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)一般用有效燃油消耗率表示。發(fā)動(dòng)機(jī)每輸出1kW·h的有效功所消耗的燃油量(以g為單位

7、)稱為有效燃油消耗率。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)一般用有效燃油消耗率表示。發(fā)動(dòng)機(jī)每輸出1kW·h的有效功所消耗的燃油量(以g為單位)稱為有效燃油消耗率。排放性指標(biāo)排放指標(biāo)主要是指從發(fā)動(dòng)機(jī)油箱排出的氣體和從汽缸排出的廢氣中所含的有害排放物的量。主要是廢氣中的一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化物(NOx)含量。排放凈化方式措施：機(jī)內(nèi)凈化改善可燃混合氣的品質(zhì)和燃燒狀況。 發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)控制4>汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)，及影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的因素發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)1. 動(dòng)力性能指標(biāo)功率(Power), 轉(zhuǎn)矩(Torque), 轉(zhuǎn)速(Revolution/Speed)有效平均壓力

8、(Brake Mean Effective Pressure, BMEP)2. 經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)有效燃料消耗率(Brake Specific Fuel Consumption, BSFC)機(jī)油消耗率(Oil/Lubricant Consumption)3. 環(huán)保性能指標(biāo)碳?xì)?HC), 一氧化碳(CO), 氮氧化物(NOx),二氧化碳(CO2)顆粒物(Particulate Matter, PM), 干碳煙(Dry Soot, DS)噪聲振動(dòng)沖擊 (Noise Vibration Harshness, NVH)4. 使用性能指標(biāo)可靠性或耐久性(Robust/Reliability, Durabili

9、ty)檢測(cè)/維護(hù)(Inspection/Maintenance, I/M) 動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的影響因素動(dòng)力性：1、節(jié)氣門調(diào)整不當(dāng)，不能全開 2、空氣濾清器堵塞 3、燃油壓力過低 4、氣缸缺火 5、點(diǎn)火正時(shí)不當(dāng)或高壓火花弱 6、空氣流量計(jì)或進(jìn)氣歧管真空度傳感器、冷卻液溫度傳感器、 節(jié)氣門位置傳感器故障 7、噴油器堵塞或霧化不良 8、廢氣再循環(huán)裝置工作不良 9、排氣受阻，在發(fā)動(dòng)機(jī)加載時(shí)，進(jìn)氣歧管真空度明顯偏低 3.車重與油耗的關(guān)系 對(duì)一臺(tái)車油耗影響最大的因素其實(shí)要算車重。行駛同樣的距離,越重的車做功越多,也就需要更多的燃油。 4.汽車的傳動(dòng)系對(duì)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有重要影響 汽車的傳動(dòng)系對(duì)汽車的燃油

10、經(jīng)濟(jì)性有重要影響。變速器檔位越多,不但汽車換檔平順,而且使發(fā)動(dòng)機(jī)增加了處于經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行的機(jī)會(huì),有利于提高燃油經(jīng)濟(jì)性。因此現(xiàn)代汽車都是趨向于5檔或以上變速器,或者采用無極變速,保證在任何條件下具有使發(fā)動(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)工況下工作的可能性。在速度不變的情況下,接合高速檔時(shí),傳動(dòng)比小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低,接合低速檔時(shí),傳動(dòng)比大相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高。由發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性可知,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相同時(shí),一般是轉(zhuǎn)速越低燃油消耗率越小。在一定的行駛條件下,傳動(dòng)系的速比越小,汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性越高,因此汽車的經(jīng)濟(jì)行駛都在高檔位。自動(dòng)擋變速箱,擋位越多越省油,無級(jí)變速CVT最省油。 燃油經(jīng)濟(jì)性： 1.發(fā)動(dòng)機(jī)與油耗的關(guān)系 說到發(fā)動(dòng)機(jī)與油耗

11、的關(guān)系,有的人往往把油耗的大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的排量聯(lián)系在一起,認(rèn)為大排量的發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗會(huì)大于小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)。實(shí)事不盡然,大車和小車相比油耗相對(duì)較大主要是整車質(zhì)量上的問題而不是發(fā)動(dòng)機(jī)的原因。 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程中影響油耗的兩個(gè)最根本因素是空燃比和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷,這兩個(gè)值都有一個(gè)理論上的最佳值,在實(shí)際工作過程中,空燃比和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的實(shí)際值越接近理論值,汽車就越省油。發(fā)動(dòng)機(jī)在負(fù)荷為90%、空燃比為1.05:1時(shí)燃燒效率最高 2.輪胎與油耗的關(guān)系 輪胎作為汽車的關(guān)鍵承載部件之一,承受車輛負(fù)荷、向路面?zhèn)鬟f驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力等作用。因此,輪胎也能影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、操縱性和安全性。胎面上的花紋是輪胎與路面直接接觸的唯一

12、部位,從表面上看起來,它的形狀、排布不過是簡單的直線與弧線的組合,事實(shí)上這里邊蘊(yùn)藏著輪胎科技的精華,直接影響著輪胎的抓地力和胎噪、滾動(dòng)阻力等性能。不同類型花紋的輪胎的燃油消耗率不同,折線花紋輪胎比一般花紋要省油。節(jié)油輪胎可省油。節(jié)油輪胎比起同規(guī)格產(chǎn)品來說,在負(fù)載不變的情況下滾動(dòng)阻力值平均降低21%至24%。由于每減少3%-5%的滾動(dòng)阻力就能節(jié)約1%的燃油消耗,因此,如果一部車使用四條節(jié)油輪胎,平均可降低約5%的汽車燃油量。 動(dòng)力性能提高途徑一、減少摩擦損失，提高發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部潤滑性能 1、合理設(shè)置潤滑方式 2、選擇性能良好的潤滑部件并合理設(shè)置潤滑油道 3、根據(jù)不同地區(qū)和氣溫差異選用質(zhì)量性能良好的潤

13、滑油及潤滑脂 4、對(duì)影響摩擦損失較大的零部件，如汽缸套和活塞環(huán)等采用金屬 陶瓷等新型材料，并進(jìn)行精磨合，能使摩擦阻力降低80%左右二、減少熱損失，改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒條件 1、提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮化 2、提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣效率 3、改善點(diǎn)火提前角 4、使用汽油噴射系統(tǒng) 環(huán)保性能指標(biāo) 及其影響因素環(huán)境指標(biāo)主要指發(fā)動(dòng)機(jī)排氣品質(zhì)和噪聲水平。由于它關(guān)系到人類的健康及其賴以生存的環(huán)境，因此各國政府都制定出嚴(yán)格的控制法規(guī)，以期削減發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和噪聲對(duì)環(huán)境的污染。當(dāng)前，排放指標(biāo)和噪聲水平已成為發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性能指標(biāo)。 1、排放指標(biāo)主要是指從發(fā)動(dòng)機(jī)油箱、曲軸箱排出的氣體和從汽缸排出的廢氣中所含的有害排放物的量。對(duì)汽油機(jī)來說

14、主要是廢氣中的一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔?HC)含量；對(duì)柴油機(jī)來說主要是廢氣中的氮氧化物(NOx)和顆粒(PM)含量。 因此要提高此項(xiàng)指標(biāo)，必須減少廢氣中有害氣體的含量。 2、噪聲是指對(duì)人的健康造成不良影響及對(duì)學(xué)習(xí)、工作和休息等正?；顒?dòng)發(fā)生干擾的聲音。由于汽車是城市中的主要噪聲源之一，而發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽車的主要噪聲源，因此控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲就顯得十分重要。如我國的噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 186972002)中規(guī)定，轎車的噪聲不得大于79dB(A)。因此，可通過較少發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲產(chǎn)生及降低發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生聲音的大小來提高此項(xiàng)指標(biāo)。 使用性能指標(biāo)及其影響因素 使用性能指標(biāo)包含可靠性指標(biāo)和耐久性指標(biāo)。 1、可靠性指標(biāo)

15、是表示發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定的使用條件下，在規(guī)定的時(shí)間 內(nèi)，正常持續(xù)工作能力的指標(biāo)?？煽啃杂卸喾N評(píng)價(jià)方法，如首次故障行駛里程、平均故障間隔里程等。2、耐久性指標(biāo)是指發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件磨損到不能繼續(xù)正常工作的極限時(shí)間。因此零件壽命直接影響到耐久性指標(biāo)。提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的途徑1、增壓2、組織燃燒，提高指示效率。3、提高充兩系數(shù)。4、提高轉(zhuǎn)速5、提高機(jī)械效率6、采用2沖程 5>汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在我國的發(fā)展概況和應(yīng)用前景隨著引進(jìn)產(chǎn)品的國產(chǎn)化及引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，我國發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)水平有了很大的提高。國外許多先進(jìn)技術(shù)在國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上得以實(shí)現(xiàn)，例如多氣門、渦輪增壓、柴油高壓噴射、汽油機(jī)電噴、三效催化轉(zhuǎn)化裝置應(yīng)用和廢氣再循

16、環(huán)等.國內(nèi)原有的機(jī)型在引進(jìn)技術(shù)促進(jìn)下也有了很大的改進(jìn)與發(fā)展。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是用較先進(jìn)機(jī)型逐步取代舊機(jī)型。二是CAD、CAE、CAM等先進(jìn)技術(shù)及先進(jìn)測(cè)試手段及設(shè)備在我國發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)廣泛應(yīng)用。三是新技術(shù)隨引進(jìn)機(jī)型出現(xiàn)。四是國內(nèi)已大批量生產(chǎn)多氣門機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)。五是國內(nèi)已出現(xiàn)可變氣門升程技術(shù)。六是汽油機(jī)電噴技術(shù)在國內(nèi)已較廣泛使用。七是柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)在技術(shù)上有所進(jìn)展。八是國內(nèi)渦輪增壓器技術(shù)水平有較大提高，增壓器產(chǎn)量增長較快。九是目前國際上的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)也大多數(shù)已涉及，并取得了一定進(jìn)展。我國車用發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)存在問題及未來發(fā)展我國車用發(fā)動(dòng)機(jī)在技術(shù)水平上雖然有較大的提高，但與國外相比仍有較大的差距。這主要表現(xiàn)在柴油機(jī)共軌電噴機(jī)型在我國還近于空白；汽油機(jī)先進(jìn)機(jī)型的核心技術(shù)掌握在外方手中目前，全球日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境危機(jī)，要求要求我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的不論在節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)性等方面，還是在動(dòng)力性、可靠性等方面都要求有新的進(jìn)