清華大學(xué)課件汽車構(gòu)造I汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí)

1、造i汽車構(gòu)造i（1）清華大學(xué)汽車工程系趙雨東主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)安排汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí)（4學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體（2學(xué)時(shí)）曲柄連桿機(jī)構(gòu)（3學(xué)時(shí)）氣門機(jī)構(gòu)（3學(xué)時(shí)）進(jìn)排氣、增壓系統(tǒng)及排放控制裝置（3學(xué)時(shí)）汽油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)與電源（1學(xué)時(shí)）發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí)汽車總體結(jié)構(gòu)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的分類發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則汽車總體結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)底盤車身電氣系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)底盤車身電氣系統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí)汽車總體結(jié)構(gòu)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

2、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的分類發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理基本結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)（1）機(jī)體（2）曲柄連桿機(jī)構(gòu)（3）氣門機(jī)構(gòu)（4）冷卻系（5）潤滑系（6）起動(dòng)系（7）供給系（8）點(diǎn)火系(汽油機(jī))發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（1）工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣等四個(gè)工作過程組成的封閉過程。周而復(fù)始地進(jìn)行這些過程，內(nèi)燃機(jī)才能持續(xù)地作功。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（2）上、下止點(diǎn)活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，即活塞最高位置，稱為上止點(diǎn)（topdead center, tdc）；活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，即活塞最低點(diǎn)，稱為下止點(diǎn)（bottomdead center, bd

3、c）；在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為零。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（3）活塞行程上、下止點(diǎn)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(diǎn)s下止點(diǎn)rd s 10 6 (l)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（4）氣缸工作容積活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)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：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（5）發(fā)動(dòng)機(jī)排量所有氣缸工作容積的總和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量，記作vl式中：vh氣缸工作容積；i 氣缸數(shù)目。vl = vh i發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（6）燃燒室容積活塞位于上止點(diǎn)時(shí)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汽

4、油機(jī)柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（7）氣缸總?cè)莘e活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總?cè)莘e,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：vavcvh= 1 + h發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)中一個(gè)非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的壓縮程度。汽油機(jī) 811；柴油機(jī) 1624vvc=vavcvh + vcvc =發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（9）工作循環(huán)活塞行程上、下止點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)排量氣缸總?cè)莘e

5、氣缸工作容積燃燒室容積常用術(shù)語壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（1）進(jìn)氣行程（intake）進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；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(jìn)一步混合形成可燃混合氣。進(jìn)氣終了時(shí)， 氣缸內(nèi)氣體壓力約為0.080.09mpa， 溫度達(dá)到320380 k。壓縮行程（compression）進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；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(shí)升高。壓縮終了時(shí)，可燃混合氣壓力可達(dá)0.81.5 mpa， 溫度可達(dá)600750 k。采用大壓縮比，可提高壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的壓力和溫度

6、，從而加快燃燒速度，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。但太大容易引起“爆震” 。一般 =811發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（2）作功行程（power/expansion）壓縮行程結(jié)束時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個(gè)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(dòng)活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，并通過連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。此時(shí)，進(jìn)排氣門仍然關(guān)閉。燃燒最高壓力可達(dá)36.5 mpa，最高溫度可達(dá)22002800 k。作功終了時(shí)， 氣體壓力降低到0.350.5 mpa，氣體溫度降低到12001500k。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（3）排氣行程（exhaust）進(jìn)氣門關(guān)閉， 排氣門開

7、啟；活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。膨脹過后的廢氣在其自身剩余壓力和在活塞的推動(dòng)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0.1050.12 mpa，溫度約為9001100 k。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（4）壓縮作功排氣循環(huán)一個(gè)工作循環(huán)四個(gè)行程，曲軸轉(zhuǎn)兩周，每個(gè)行程占180曲軸轉(zhuǎn)角汽油機(jī)工作原理.swf發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（5）進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（6）發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（7）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(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（8）實(shí)際進(jìn)氣過程中為增加進(jìn)入氣缸內(nèi)的混合氣量和減少進(jìn)氣過程所消耗的

8、功，進(jìn)氣門在上止點(diǎn)之前開啟，在下止點(diǎn)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(diǎn)之前開啟，在上止點(diǎn)之后關(guān)閉。進(jìn)、排氣過程所占曲軸轉(zhuǎn)角都超過180。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)（9）進(jìn)氣行程進(jìn)入氣缸的是純凈的空氣。因進(jìn)氣系統(tǒng)中沒有節(jié)氣門，進(jìn)氣阻力小，且殘余廢氣溫度較低，故同汽油機(jī)相比，進(jìn)氣終了時(shí)缸內(nèi)氣體壓力略高，約為0.0850.095 mpa，而溫度略低，約為310340 k。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程柴油機(jī)（1）壓縮行程柴油機(jī)的壓縮比大(一般為1622)，壓縮終了時(shí)缸內(nèi)氣體壓力約為35mpa，溫度約為7501000 k，都比汽油機(jī)的高。壓縮終了溫度超過柴油的自燃溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程柴油機(jī)（2）作功行程壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，細(xì)微的油滴在運(yùn)動(dòng)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69mpa，最高溫度也可高達(dá)18002200 k。作功終了時(shí)，氣體壓力約為0.20.5 mpa，溫度約為10001200 k。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理四沖程柴油機(jī)（3）排氣過程排氣終了時(shí)，缸內(nèi)殘余廢氣壓力約為0.1050.12mpa，氣體溫度約為700900 k。發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理