engine2-3(原理)課件

1、l 任務(wù)任務(wù)1 基本認知基本認知 l 任務(wù)任務(wù)2 發(fā)動機工作原理與總體構(gòu)造發(fā)動機工作原理與總體構(gòu)造l 任務(wù)任務(wù)3 汽車發(fā)動機的性能指標汽車發(fā)動機的性能指標 學習目標學習目標能力目標能夠針對具體汽車指出總體組成及各部位名稱能力目標能夠針對具體汽車指出總體組成及各部位名稱 能夠分析往復活塞發(fā)動機各行程工作特點及相互關(guān)系能夠分析往復活塞發(fā)動機各行程工作特點及相互關(guān)系 具備對發(fā)動機性能基本的評價能力具備對發(fā)動機性能基本的評價能力 培養(yǎng)語言表達能力培養(yǎng)語言表達能力知識目標掌握發(fā)動機基本術(shù)語和名詞知識目標掌握發(fā)動機基本術(shù)語和名詞 掌握四沖程汽油機和柴油機工作原理掌握四沖程汽油機和柴油機工作原理 掌握汽車發(fā)

2、動機的性能評價指標掌握汽車發(fā)動機的性能評價指標 熟悉汽車代號編碼規(guī)則熟悉汽車代號編碼規(guī)則 熟悉汽車發(fā)動機的總體構(gòu)造熟悉汽車發(fā)動機的總體構(gòu)造素質(zhì)目標注重良好的學習方法的培養(yǎng)素質(zhì)目標注重良好的學習方法的培養(yǎng) 培養(yǎng)積極進取的學習精神培養(yǎng)積極進取的學習精神 敢于大膽陳述自己的觀點敢于大膽陳述自己的觀點 l1.1汽車發(fā)動機的基本概念汽車發(fā)動機的基本概念l1.1.1發(fā)動機的基本概念發(fā)動機的基本概念 是將一種能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的機器。按照轉(zhuǎn)變能量的方法，發(fā)動機可分為 ： 熱力機 電力機 水力機 風力機 及原子能發(fā)動機。 熱力發(fā)動機：將燃料燃燒而得的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。 熱力發(fā)動機：內(nèi)燃機 外燃機l 1.1.2活

3、塞式內(nèi)燃機的分類活塞式內(nèi)燃機的分類 按運動方式分：按運動方式分：往復活塞式、旋轉(zhuǎn)活塞式 按燃料分：按燃料分：汽油機、柴油機、氣體燃料發(fā)動機 （天然氣、液化石油氣、其他） 按冷卻方式分：按冷卻方式分：水冷發(fā)動機、風冷發(fā)動機 按活塞行程數(shù)分：按活塞行程數(shù)分：二沖程、四沖程 按進氣狀態(tài)分：按進氣狀態(tài)分：增壓、非增壓 按用途分：汽車、農(nóng)用、船用、機車用等等 目前汽車上應用最廣的是水冷、四沖程往復活塞式發(fā)目前汽車上應用最廣的是水冷、四沖程往復活塞式發(fā) 動機動機迄今為止，馬自達已經(jīng)生產(chǎn)了將近兩百萬輛以轉(zhuǎn)子發(fā)動機為動力的汽車，其中一輛曾在1991年的法國創(chuàng)造了歷史。 1.2 往復活塞式內(nèi)燃機往復活塞式內(nèi)燃機

4、的基本結(jié)構(gòu)和名詞術(shù)語的基本結(jié)構(gòu)和名詞術(shù)語1-油底殼；油底殼；2-機油；機油；3-曲軸；曲軸；4-曲軸同步帶曲軸同步帶輪；輪；5-同步帶；同步帶；6-曲軸箱；曲軸箱；7-連桿；連桿；8-活塞；活塞；9-水套；水套；10-氣缸；氣缸；11-氣缸蓋；氣缸蓋；12-排氣管；排氣管；13-凸凸輪軸同步帶輪；輪軸同步帶輪；14-搖臂；搖臂； 15-排氣門；排氣門；16-凸輪凸輪軸；軸；17-高壓線；高壓線；18-分電器；分電器；19-空氣濾清器；空氣濾清器；20-化油器；化油器；21-進氣管；進氣管；22-點火開關(guān)；點火開關(guān)；23-點火點火線圈；線圈；24-火花塞；火花塞；25-進氣門；進氣門；26-蓄電

5、池蓄電池 27-飛飛輪；輪；28-起動機起動機圖圖1-1 單缸四沖程汽油機結(jié)構(gòu)示意圖單缸四沖程汽油機結(jié)構(gòu)示意圖 1.2.1往復活塞式內(nèi)燃機往復活塞式內(nèi)燃機基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 如圖所示，曲軸帶動如圖所示，曲軸帶動活塞由上向下移動，油氣經(jīng)活塞由上向下移動，油氣經(jīng)進氣管、進氣門進入氣缸內(nèi)，進氣管、進氣門進入氣缸內(nèi)，繼之活塞反向上移，氣缸內(nèi)繼之活塞反向上移，氣缸內(nèi)油氣受到活塞的壓縮，溫度油氣受到活塞的壓縮，溫度升高，由火花塞點燃，由于升高，由火花塞點燃，由于燃氣膨脹而產(chǎn)生巨大的壓力燃氣膨脹而產(chǎn)生巨大的壓力推動活塞向下運動，并通過推動活塞向下運動，并通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)，因而對外連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)，因而對外輸出

6、扭矩作功，最后，活塞輸出扭矩作功，最后，活塞由下向上移動，將膨脹后的由下向上移動，將膨脹后的廢氣排出氣缸。至此，完成廢氣排出氣缸。至此，完成了一個工作循環(huán)。了一個工作循環(huán)。l1、工作循環(huán)：工作循環(huán)：由進氣、壓縮、作功、排氣四 個工作過程組成封閉過程，l2、上止點：上止點：活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處 下止點：下止點：活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處 在該處，活塞運動速度為零l3、活塞行程（沖程）：活塞行程（沖程）：上下止點間的距離S。S=2Rl4、氣缸工作容積：氣缸工作容積：上下止點間所包容的氣缸容積， Vh=(D/4)2S*10-6 ( l )l5、發(fā)動機排量：發(fā)動機排量：多缸發(fā)動機所有氣缸工作容積

7、的總和 VL=iVh（ l ） i為氣缸數(shù)l6、燃燒室容積：燃燒室容積：活塞位于上止點時，活塞頂面以上氣 缸蓋底面以下所形成的空間的容積， 也叫壓縮容積。Vcl7、氣缸總?cè)莘e：氣缸總?cè)莘e：氣缸工作容積與燃燒室容積之和。 Va=Vh+Vcl8、壓縮比壓縮比:氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比 =Va/Vc=1+Vh/Vc 壓縮比大小反映了氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度 壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi)的壓力和溫度就越高。l9、工況：工況：內(nèi)燃機在某一時刻的運轉(zhuǎn)狀況，以該時刻有 效輸出功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示。 幾種典型工況： 怠速工況：最低空載穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 標定工況： 標定功率：發(fā)動機生產(chǎn)廠家標出的銘牌功率，發(fā)動機生產(chǎn)廠家標

8、出的銘牌功率，表明該發(fā)動機規(guī)定的許用有效功率表明該發(fā)動機規(guī)定的許用有效功率 標定轉(zhuǎn)速標定轉(zhuǎn)速: 發(fā)動機生產(chǎn)廠家銘牌標出的額定轉(zhuǎn)速發(fā)動機生產(chǎn)廠家銘牌標出的額定轉(zhuǎn)速 標定功率分類：15分鐘、1小時、12小時、持續(xù)功率 最大扭矩工況：發(fā)動機發(fā)出的扭矩最大l10、負荷率：負荷率：簡稱負荷，在某一轉(zhuǎn)速下，發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下能發(fā)出的最大有效功率比值。%l內(nèi)燃機的名稱和型號必須符合國家標準GB/725-1991l1.內(nèi)燃機名稱均按所采用的燃料命名：柴油機、汽油機、煤氣機等等。l2.內(nèi)燃機型號由阿拉伯數(shù)字、漢語拼音、氣缸布置符號組成。l3.型號組成： 首部 中部 后部 尾部系列代號 缸數(shù)符號 換代符號

9、 氣缸布置形式符號 結(jié)構(gòu)特征符號 區(qū)分符號l 地方、企業(yè)代號 沖程符號（E二沖程） 用途特征符號l 缸徑符號（毫米）l型號示例型號示例l柴油機lYZ6102Q：六缸直列、四沖程、缸徑102、水冷、汽車用、YZ為廠代號l12VE230ZCZ：12缸、V型、二沖程、缸徑230、水冷、船用、增壓lN485Q：l汽油機l1E65F：單缸、二沖程、缸徑65、風冷、通用型lBJ492QA:四缸直列、四沖程、缸徑92、水冷、汽車用、BJ為廠代號、A為變形產(chǎn)品。l2.1往復活塞式內(nèi)燃機工作原理往復活塞式內(nèi)燃機工作原理l2.1.1四沖程發(fā)動機工作原理四沖程發(fā)動機工作原理 在四個活塞行程內(nèi)完成進氣、壓縮、作功、排

10、氣等四個過程。進氣壓縮作功排氣活塞位置上止-下止下止-上止上止-下止下止-上止排氣門關(guān)關(guān)關(guān)開進氣門開關(guān)關(guān)關(guān)氣缸容積增大減小增大減小壓強Mpa0.08-0.090.8-1.53.0-6.50.35-0.50.105-0.12溫度K320-380600-7502200-28001200-1500900-11001. 1.四沖程汽油機的工作原理四沖程汽油機的工作原理 2四沖程柴油機的工作原理四沖程柴油機的工作原理 l工作過程與汽油機完全相同，只是其混合氣的形成和點火方式不同。進氣進氣壓縮壓縮作功作功排氣排氣活塞位置活塞位置上止上止-下止下止下止下止-上止上止上止上止-下止下止下止下止-上止上止排氣門

11、排氣門關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)開開進氣門進氣門開開關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)氣缸容積氣缸容積增大增大減小減小增大增大減小減小壓強壓強Mpa0.085-0.0953-56.0-90.2-0.50.105-0.12溫度溫度K310-340750-10001800-22001000-1200700-900l四沖程汽油機與柴油機比較汽油機柴油機相同點1.都包括四個活塞行程-進氣.壓縮.作功.排氣2.每個行程各占180O曲軸轉(zhuǎn)角，曲軸轉(zhuǎn)兩周完成一個工作循環(huán)。3.一個作功行程，三個耗功行程。不同點1.混合氣在外部開始形成，并延續(xù)到壓縮終了2.電火花點火3.轉(zhuǎn)速高4.壓縮比低，油耗高1.在氣缸內(nèi)部形成，壓縮接近終了開始，時間短2.自

12、燃（壓燃）3.爆發(fā)壓力大，扭矩大4.壓縮比高，燃燒熱效率高，省油。l四沖程發(fā)動機特點： a 一個循環(huán)四個沖程，曲軸轉(zhuǎn)兩圈 b 四個沖程，只有一個沖程作共，其余為輔助沖程 c 第一個循環(huán)成功后，可以通過自身能量的儲存完成以后的沖程l2.1.2 二沖程發(fā)動機工作原理二沖程發(fā)動機工作原理l1.二沖程汽油機工作原理二沖程汽油機工作原理 圖1-6 二沖程汽油機基本結(jié)構(gòu)1-氣缸 2-掃氣孔 3-活塞 4-連桿 5-曲軸箱 6-曲軸 7-進氣孔 8-排氣孔 9-火花塞l2.二沖程柴油機的工作原理二沖程柴油機的工作原理二沖程與四沖程相比：二沖程與四沖程相比：1 1、單位時間作功次數(shù)是四沖程的兩倍、單位時間作功

13、次數(shù)是四沖程的兩倍2 2、換氣時間短，僅為四沖程的三分之一，換、換氣時間短，僅為四沖程的三分之一，換氣質(zhì)量差氣質(zhì)量差3 3、沒有進排氣門，結(jié)構(gòu)簡單、沒有進排氣門，結(jié)構(gòu)簡單l 系統(tǒng)構(gòu)成：系統(tǒng)構(gòu)成：發(fā)動機是一臺由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的發(fā)動機是一臺由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復雜機器，現(xiàn)代汽車發(fā)動機的結(jié)構(gòu)形式很多即使是復雜機器，現(xiàn)代汽車發(fā)動機的結(jié)構(gòu)形式很多即使是同一類型的發(fā)動機，其具體構(gòu)造也是各種各樣的，同一類型的發(fā)動機，其具體構(gòu)造也是各種各樣的，但就其總體功能而言，基本上是由如下的機構(gòu)和系但就其總體功能而言，基本上是由如下的機構(gòu)和系統(tǒng)組成統(tǒng)組成l兩大機構(gòu)：曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)l五大系統(tǒng)：進排氣系統(tǒng)、燃油

14、供給系統(tǒng)、冷卻系 統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起動系統(tǒng) 汽油機：點火系統(tǒng) 增壓發(fā)動機：增壓系統(tǒng) l1曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu) l 曲柄連桿機構(gòu)中的機體組機體組一般由氣缸蓋、缸體、油底殼等組成。其作用是作為發(fā)動機各機構(gòu)、各系統(tǒng)的裝配基體或組成部分。氣缸蓋和氣缸體的圓筒內(nèi)壁（氣缸）共同組成燃燒室，是承受高溫高壓的機件，一般高強度的鑄鐵鑄制而成，但不同類型的發(fā)動機略有不同，一般采用鑲嵌式氣缸套，周圍有水套，用于冷卻。 曲柄連桿組曲柄連桿組中主要包括：活塞、連桿、帶飛輪的曲軸組成，是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)、完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。l2、配氣機構(gòu) 一般由氣門組、氣門傳動組、氣門驅(qū)動組組成。包括：進、排氣門、挺桿、推桿

15、、搖臂、凸輪軸、凸輪正時齒輪等。 功能是：根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進、排氣門，實現(xiàn)換氣。l3、燃油供給系（汽油）包括：油箱、汽油泵、過濾器、化油器、等。 功用：根據(jù)發(fā)動機的要求，配置出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，并送入氣缸。 柴油機供給系：把空氣和柴油分別送入氣缸，在燃燒室內(nèi)混合并燃燒。4、進排氣系統(tǒng) ：空濾器、進、排氣管、消聲器等。及排氣污染處理裝置l5、潤滑系主要由機油泵、集濾器、限壓閥、潤滑 潤滑油道、機油粗濾、細濾器、機油冷卻器。 功用：向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，實現(xiàn)液體摩擦，減小阻力和磨損，并對零件表面進行清洗和冷卻。l6、冷卻系由冷卻水套、水

16、泵、風扇、水箱、節(jié)溫器組成。 功用：將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機的適宜的工作溫度。l7、點火系由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈、火花塞組成。 功用：定時在火花塞電極間產(chǎn)生點火花，點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣。l8、起動系：用外力使發(fā)動機由靜止過渡到工作狀態(tài)氣缸蓋罩氣缸蓋罩噴油器噴油器加機油口加機油口氣缸蓋氣缸蓋排氣歧管排氣歧管進氣歧管進氣歧管發(fā)電機發(fā)電機空調(diào)壓縮機空調(diào)壓縮機導向輪導向輪動力轉(zhuǎn)向泵帶輪動力轉(zhuǎn)向泵帶輪水泵水泵氣缸體氣缸體曲軸箱曲軸箱油底殼油底殼機油泵鏈輪機油泵鏈輪曲軸曲軸連桿連桿活塞活塞進氣門進氣門凸輪軸凸輪軸液壓挺柱液壓挺柱氣門彈簧氣門彈簧2.2.2 2.2.2

17、典型汽車發(fā)動機的總體構(gòu)造典型汽車發(fā)動機的總體構(gòu)造圖圖1-18 1-18 富士重工富士重工EJ20EJ20型汽油機剖面圖型汽油機剖面圖l3.1發(fā)動機的動力性指標發(fā)動機的動力性指標l（1）有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動機飛輪上對外輸出的扭矩，稱為有效扭矩，用符號Te表示，單位為牛頓米（Nm) （2）有效功率：發(fā)動機在單位時間內(nèi)對外作功的量，稱為有效功率用符號Pe表示，單位為千瓦（kW)，當由臺架測得發(fā)動機的扭矩Te和轉(zhuǎn)速n(r/min)后，有效功率Ne可按下式計算： Pe= n Te/30000(kW) （3）轉(zhuǎn)速：n (r/min) （4）平均有效壓力：單位汽缸容積所輸出的有效功率 單位為 kPa (5)升功率

18、： Pel=標定功率/排量表表1-1 1-1 我國內(nèi)燃機功率標定我國內(nèi)燃機功率標定分分 級級含含 義義應應 用用15min15min功率功率在標準環(huán)境條件下，內(nèi)燃機能連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)在標準環(huán)境條件下，內(nèi)燃機能連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)15min15min時的最大時的最大有效有效功率功率汽車等汽車等1h1h功率功率在標準環(huán)境條件下，內(nèi)燃機能連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)在標準環(huán)境條件下，內(nèi)燃機能連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)1h1h時的時的最大最大有效有效功率功率工程機械、拖工程機械、拖拉機等拉機等12h12h功率功率在標準環(huán)境條件下，內(nèi)燃機能連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)在標準環(huán)境條件下，內(nèi)燃機能連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)12h12h時時的最大的最大有效有效功率功率部分拖拉機和部分拖拉機和電站等電站等持續(xù)功率持續(xù)功率在標準環(huán)境條件下，內(nèi)燃機能長期連續(xù)穩(wěn)