發(fā)動機工作原理和總體構(gòu)造（課堂PPT）

1、.1第一章第一章 發(fā)動機工作原理發(fā)動機工作原理 和總體構(gòu)造和總體構(gòu)造.2.3.41 發(fā)動機的分類發(fā)動機的分類水冷發(fā)動機風冷發(fā)動機按一個工作循 環(huán)期間活塞往 復(fù)行程數(shù)按冷卻方式按活塞運動按活塞運動方式方式四沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機汽油發(fā)動機柴油發(fā)動機 氣體燃料發(fā)動機 往復(fù)活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式化油器式發(fā)動機直接噴射式發(fā)動機發(fā)動機按進氣狀態(tài)增壓發(fā)動機非增壓發(fā)動機按所用燃料.5 單缸發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖單缸發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖2 四沖程發(fā)動機工作原理四沖程發(fā)動機工作原理.6基本術(shù)語基本術(shù)語上止點上止點下止點下止點活塞行程活塞行程(S)壓縮比壓縮比氣缸工作容積氣缸工作容積(V h )發(fā)動機排量發(fā)動機排量(VL)燃燒室

2、容積燃燒室容積(Vc )氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e(Va )工作循環(huán)工作循環(huán)工況工況負荷率負荷率VL= V h iVh= D2S 10-6/4 （L） D氣缸直徑氣缸直徑mm S活塞行程活塞行程mm .72 四沖程發(fā)動機工作原理四沖程發(fā)動機工作原理一、四沖程汽油機的工作原理一、四沖程汽油機的工作原理 1、進氣行程、進氣行程2、壓縮行程、壓縮行程 3、作功行程、作功行程 4、排氣行程、排氣行程 單缸四沖程汽油機的工作過程單缸四沖程汽油機的工作過程.8進氣行程進氣行程排氣門關(guān)閉進氣門開啟活塞溫度溫度370440 K， 壓力壓力7590 kPa 大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖上止點下止點示功圖：表示活

3、塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。.9進氣門關(guān)閉進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞活塞壓縮比：壓縮比： =Va/VcPVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點上止點下止點溫度溫度600800K， 壓力壓力6001500 kPa 壓縮行程壓縮行程.10壓縮比壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用表示。 = Va/Vc 現(xiàn)代化油器式發(fā)動機壓縮比一般為69(轎車有的達911)。上海桑塔納轎車汽油機壓縮比為8.2。.11壓縮比過大的不良后果名稱名稱成因成因現(xiàn)象現(xiàn)象后果后果爆燃爆燃由于氣體壓力和由于氣體壓力和溫度過高，在燃溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點燃中燒室內(nèi)

4、離點燃中心較遠處的末端心較遠處的末端可燃混合氣自燃可燃混合氣自燃而造成的一種不而造成的一種不正常燃燒。正常燃燒?；鹧嬉詷O高的速火焰以極高的速率向外傳播，形率向外傳播，形成壓力波，以聲成壓力波，以聲速向前推進。當速向前推進。當壓力波撞擊燃燒壓力波撞擊燃燒室壁時就發(fā)出尖室壁時就發(fā)出尖銳的敲缸聲。銳的敲缸聲。還會引起發(fā)動機過熱，還會引起發(fā)動機過熱，功率下降，燃油消耗量功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。增加等一系列不良后果。嚴重爆燃時甚至造成氣嚴重爆燃時甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等?；ㄈ^緣體擊穿等。表面表面點火點火由于燃燒室內(nèi)熾由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱

5、處熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火如排氣門頭，火花塞電極，積炭花塞電極，積炭處處)點燃混合氣產(chǎn)點燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正生的另一種不正常燃燒。常燃燒。 伴有強烈的較沉伴有強烈的較沉悶敲擊聲。悶敲擊聲。 產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機機件負荷增加，壽命降機件負荷增加，壽命降低。低。作功行程作功行程進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點下止點瞬時最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa 作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa 排氣行程排氣行程進氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點下止點溫度溫度90

6、01200 K 壓力壓力105125 kPa殘余廢氣.14.15二、四沖程柴油機的工作原理噴油器噴油泵進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進氣門排氣門純空氣溫310340K壓力8595 kPa 溫度7501000K壓力35 MPa 瞬時：溫度18002200K壓力69 MPa 溫度700900K壓力105120 kPa 終溫10001200K壓力200500 kPa .17思考四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么相同之處呢？.18共同特點： 每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。 只有作功行程產(chǎn)生動力。 .19思考：四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么不同呢？.20不同點 汽油機汽油機柴油機

7、柴油機汽油與空氣缸外混合，進汽油與空氣缸外混合，進入可燃混合氣入可燃混合氣進入氣缸的是純空氣進入氣缸的是純空氣電火花點燃混合氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒高溫氣體加熱柴油燃燒有點火系有點火系無點火系無點火系無噴油器無噴油器有噴油器有噴油器.21三、三、 二沖程發(fā)動機的工作原理二沖程發(fā)動機的工作原理二沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機 二沖程汽油發(fā)動機工作原理二沖程汽油發(fā)動機工作原理 二沖程柴油發(fā)動機工作原理二沖程柴油發(fā)動機工作原理 .22(一)、二沖程汽油機工作原理1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)點火燃燒火花塞排氣孔壓縮混合氣進氣孔進氣掃氣孔排氣.23(二)、二沖程柴油機工作原理排氣門燃燒廢氣排氣噴油器換氣掃氣泵空

8、氣壓縮.24思考二沖程發(fā)動機與四沖程發(fā)動機相比，有何優(yōu)點？ 理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動機的二倍。 由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動機的運轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。 構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。 易受磨損和經(jīng)常需要修理的運動部件數(shù)量較少。.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42l內(nèi)燃機的速度特性： 內(nèi)燃機的油門固定不動，內(nèi)燃機的功率、轉(zhuǎn)矩、燃燒油消耗率排氣溫度等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。 （司機將油門踏板位置保持不變，由于道路阻力不同，汽車行駛速度將改變，上坡時，速度逐漸降低，下坡進，速度增加。這時，內(nèi)燃機沿速度特性工作。）l內(nèi)燃機的外特性： 內(nèi)燃機

9、的油門放在最大位置時，內(nèi)燃機的功率、轉(zhuǎn)矩、燃燒油消耗率排氣溫度等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。它代表了內(nèi)燃機的最高動力性能。.43.441.工況：指內(nèi)燃機的運行情況，以發(fā)出的功率工況：指內(nèi)燃機的運行情況，以發(fā)出的功率Pe與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n表示?；蛘哓摵膳c轉(zhuǎn)速關(guān)系。表示?；蛘哓摵膳c轉(zhuǎn)速關(guān)系。2.內(nèi)燃機特性：內(nèi)燃機的主要性能指標隨工況內(nèi)燃機特性：內(nèi)燃機的主要性能指標隨工況而變化的關(guān)系。若這種關(guān)系以曲線形式表示，而變化的關(guān)系。若這種關(guān)系以曲線形式表示，則稱內(nèi)燃機特性曲線。則稱內(nèi)燃機特性曲線。.45l內(nèi)燃機的負荷特性： 是在內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速不變的情況下，其它性能參數(shù)（主要指經(jīng)濟性能指標）隨負荷變化的關(guān)系。 （車輛以一

10、定的速度沿阻力變化的道路行駛時，必須改變內(nèi)燃機的油門，（車輛以一定的速度沿阻力變化的道路行駛時，必須改變內(nèi)燃機的油門，調(diào)整有效轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)外界阻力矩變化，保持內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速不變。）調(diào)整有效轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)外界阻力矩變化，保持內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速不變。）l柴油機的負荷特性 當發(fā)動機進入正常工作狀態(tài)時，將柴油機固定在某一轉(zhuǎn)速，改變每循時，將柴油機固定在某一轉(zhuǎn)速，改變每循環(huán)供油量，測得各負荷下的柴油機輸出轉(zhuǎn)矩、單位時間耗油量，排氣溫環(huán)供油量，測得各負荷下的柴油機輸出轉(zhuǎn)矩、單位時間耗油量，排氣溫度等。度等。l汽油機的負荷特性 汽油機轉(zhuǎn)速保持不變，改變節(jié)氣門的開度，測出各負荷下的汽油機轉(zhuǎn)汽油機轉(zhuǎn)速保持不變，改變節(jié)氣門的開度，

11、測出各負荷下的汽油機轉(zhuǎn)矩、燃油消耗率、排氣溫度等隨負荷變化的規(guī)律。矩、燃油消耗率、排氣溫度等隨負荷變化的規(guī)律。.46內(nèi)燃機通常由下列機構(gòu)和系統(tǒng)組成：內(nèi)燃機通常由下列機構(gòu)和系統(tǒng)組成：1.機體與氣缸蓋：機體與氣缸蓋： 機體：是內(nèi)燃機的骨架，由氣缸體、曲軸箱及油底殼組成機體：是內(nèi)燃機的骨架，由氣缸體、曲軸箱及油底殼組成 氣缸蓋：與活塞頂共同組成燃燒室。氣門、氣道等零件安排其中。氣缸蓋：與活塞頂共同組成燃燒室。氣門、氣道等零件安排其中。2.曲柄連桿機構(gòu)：內(nèi)燃機的主要運動件，由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組成。曲柄連桿機構(gòu)：內(nèi)燃機的主要運動件，由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組成?；钊耐鶑?fù)運動活塞的往復(fù)運動曲軸

12、的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。3.供給系：包括燃油供給系，進、排氣系統(tǒng)。燃油供給系主要部件化油器供給系：包括燃油供給系，進、排氣系統(tǒng)。燃油供給系主要部件化油器（汽油機）及噴油泵、噴油器（柴油機）。進、排氣系統(tǒng)主要部件：空（汽油機）及噴油泵、噴油器（柴油機）。進、排氣系統(tǒng)主要部件：空氣濾清器、進排氣管和消聲器等。氣濾清器、進排氣管和消聲器等。4.配氣機構(gòu)：定時開啟、關(guān)閉氣門。由氣門組、傳動組、驅(qū)動組等組成。配氣機構(gòu)：定時開啟、關(guān)閉氣門。由氣門組、傳動組、驅(qū)動組等組成。5.點火系：混合氣由火花塞來點燃。由火花塞、點火線圈、斷電器、分電器點火系：混合氣由火花塞來點燃。由火花塞、點火線圈、斷電器、分電器

13、等組成。等組成。6.冷卻系：對高溫零部件進行冷卻。由水泵、風扇、散熱器等組成。分水冷卻系：對高溫零部件進行冷卻。由水泵、風扇、散熱器等組成。分水7.潤滑系：向高速運動的摩擦副供給潤滑油，以減輕磨損。潤滑系：向高速運動的摩擦副供給潤滑油，以減輕磨損。8.起動裝置：內(nèi)燃機借助于外力，使之著火達到自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。起動裝置：內(nèi)燃機借助于外力，使之著火達到自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。.47連桿連桿飛輪飛輪曲軸曲軸活塞活塞進氣門進氣門排氣門排氣門推桿推桿挺柱挺柱正時齒輪正時齒輪 配氣機構(gòu)配氣機構(gòu) 曲柄連桿曲柄連桿機構(gòu)機構(gòu).48搖臂搖臂凸輪軸凸輪軸.49桑塔納發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖.50桑塔納發(fā)動機冷卻系示意圖.51桑塔納發(fā)動機潤滑系示意圖.52國家標準（國家標準（GB/T725-2008）：）：1.內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱按所采用的燃料命名內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱按所采用的燃料命名2.內(nèi)燃機型號由阿拉伯數(shù)字和漢語拼音字母組成。內(nèi)燃機型號由阿拉伯數(shù)字和漢語拼音字母組成。3.型號由型號由4部分組成：部分組成：.53.54165F、YZ6102Q、 12VE230ZCZ要求指出： 缸數(shù)、沖程數(shù)、缸徑、冷卻方式、用途等.55