第一章發(fā)動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造與原理

1、Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 凡是能使某種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器都可稱為發(fā)動(dòng)機(jī)。如熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、水力發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)等。 熱力發(fā)動(dòng)機(jī)是指將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。熱力發(fā)動(dòng)機(jī)又分為外燃機(jī)和內(nèi)燃兩大類(lèi)。 燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)稱為外燃機(jī)；燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)稱為內(nèi)燃機(jī)。 一、內(nèi)燃機(jī)的分類(lèi)一、內(nèi)燃機(jī)的分類(lèi)1.按所用燃料分類(lèi)；2.按著火方式分類(lèi)；3.按工作循環(huán)的行程數(shù)分類(lèi)；4.按汽缸數(shù)及其排列方式分類(lèi)；5.按冷卻方式分類(lèi)；6.按進(jìn)氣方式分類(lèi)。

2、第一節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的總體構(gòu)造Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 1.柴油機(jī)的總體構(gòu)造 （1） 曲柄連桿機(jī)構(gòu)； （2） 配氣機(jī)構(gòu)； （3） 燃料供給系統(tǒng)； （4） 潤(rùn)滑系統(tǒng)； （5） 冷卻系統(tǒng)； （6） 啟動(dòng)系統(tǒng)。二、內(nèi)燃機(jī)的總體構(gòu)造二、內(nèi)燃機(jī)的總體構(gòu)造第一節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的總體構(gòu)造Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 2.汽油機(jī)的總體構(gòu)造 汽油機(jī)的燃料供給系統(tǒng)與柴油機(jī)差別較大，且汽油機(jī)還設(shè)有點(diǎn)

3、火系統(tǒng)。Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理1.上止點(diǎn)2.下止點(diǎn)3.活塞行程 S4.燃燒室容積 Vc5.汽缸工作容積 Vh 6.汽缸的總?cè)莘e Va 7.壓縮比 .活塞總排量 V(L)10S4DV32hhcaVVVchchccaVV1VVVVV一、內(nèi)燃機(jī)的基本術(shù)語(yǔ)一、內(nèi)燃機(jī)的基本術(shù)語(yǔ)第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理二、四行程內(nèi)燃機(jī)工作原理二、四行程內(nèi)燃機(jī)工

4、作原理 四行程內(nèi)燃機(jī)每缸每一工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、膨脹（作功）和排氣四個(gè)活塞行程組成。亦即曲軸旋轉(zhuǎn)兩周完成一個(gè)工作循環(huán)。第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 1. 四行程汽油機(jī)工作原理進(jìn)氣行程第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖

5、拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 1. 四行程汽油機(jī)工作原理壓縮行程第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理作功行程第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理排氣行程第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造

6、與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 2. 四行程柴油機(jī)工作原理 其示功圖形與汽油機(jī)類(lèi)似。第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理三、二行程內(nèi)燃機(jī)工作原理三、二行程內(nèi)燃機(jī)工作原理 1. 二行程汽油機(jī)工作原理 與四行程內(nèi)燃機(jī)不同，二行程內(nèi)燃機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)一圈，汽缸內(nèi)活塞往返一個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)。 第一行程 第二行程第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)

7、造與原理 2. 二行程柴油機(jī)工作原理 如圖所示，帶有換氣泵的單缸二行程柴油機(jī)的工作過(guò)程與上述汽油機(jī)類(lèi)似，其區(qū)別是進(jìn)入汽缸的不是可燃混和氣，而是純空氣。 第一行程 換氣 壓縮第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 第二行程 作功 排氣第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F U

8、niversity汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 3. 二行程內(nèi)燃機(jī)與四行程內(nèi)燃機(jī)比較 (1) 二行程內(nèi)燃機(jī)的曲軸每轉(zhuǎn)一圈，完成一個(gè)工作循環(huán)。因此 ，在缸徑、行程、壓縮比和轉(zhuǎn)速相同時(shí)其理論上的功率為四行程內(nèi)燃機(jī)功率的兩倍。 (2) 當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，二行程內(nèi)燃機(jī)的作功次數(shù)是四行程內(nèi)燃機(jī)的兩倍。因此其運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，單缸機(jī)的比較更顯著。 (3) 二行程內(nèi)燃機(jī)沒(méi)有氣門(mén)或只有排氣門(mén)， 從而使其配氣機(jī)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。 (4) 二行程內(nèi)燃機(jī)換氣過(guò)程中，單純排氣、進(jìn)氣的時(shí)間極短，以致廢氣排不盡和部分新鮮氣體隨廢氣排出，不可避免地存在新鮮氣體與廢氣的混合，因此二行

9、程內(nèi)燃機(jī)實(shí)際功率只是四行程內(nèi)燃機(jī)的1.5-1.6倍，其經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性較四行程內(nèi)燃機(jī)差。 第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 四、多缸四行程內(nèi)燃機(jī)工作原理四、多缸四行程內(nèi)燃機(jī)工作原理 四行程內(nèi)燃機(jī)每一個(gè)工作循環(huán)中，只有一個(gè)行程是作功行程，其余三個(gè)行程都是輔助行程，顯然，作功行程內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速要高于其他三個(gè)行程，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不均勻，造成運(yùn)動(dòng)零件易磨損和損壞。 為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，采用安裝飛輪和多缸結(jié)構(gòu)。 表1-2為四缸四行程內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程。第二節(jié) 內(nèi)燃

10、機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理五、內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則五、內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)包含下列四部分，如下框圖所示第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 內(nèi)燃機(jī)型號(hào)編制示例： 汽油機(jī) 1E65F單缸、二行程、缸徑65mm、風(fēng)冷、通用型汽油機(jī)； 4100Q 四缸、四行程、缸徑100mm、水冷、車(chē)用汽油機(jī)。 柴油機(jī) 495

11、T四缸、直列、四行程，缸徑95mm、水冷、拖拉機(jī)用 柴油機(jī)； 4120F四缸、四行程，缸徑120mm、風(fēng)冷、通用柴油機(jī)； YZ6102Q揚(yáng)州柴油機(jī)廠制造、六缸直列、四行程、缸徑 102mm、水冷、車(chē)用柴油機(jī)。第二節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 為了表征內(nèi)燃機(jī)的性能特點(diǎn)和比較其性能優(yōu)劣，一般以性能參數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。內(nèi)燃機(jī)的性能參數(shù)分為四類(lèi)：指示性能指標(biāo)、有效性能指標(biāo)、環(huán)境性能指標(biāo)和其他性能指標(biāo)。一、指示性性能指標(biāo)一、指示性性能指標(biāo) 定義：用以評(píng)定內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)實(shí)際

12、工作循環(huán)進(jìn)行的好壞的指標(biāo)。 1. 平均指示壓力平均指示壓力 指內(nèi)燃機(jī)單位工作容積一個(gè)實(shí)際循環(huán)所做的指示功。 )kPa(hiiVWp ip第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的主要性能指標(biāo)Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理2. 指示功率指示功率 指內(nèi)燃機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所做的指示功。)kW(1060330niVpi2nVphihiiP3. 指示效率指示效率 指實(shí)際循環(huán)指示功相當(dāng)?shù)臒崃颗c所消耗的燃料熱 量之比值。i1QWii4. 指示耗油率指示耗油率 指每千瓦小時(shí)指示功的耗油量。igh)(kWg103ifiPGg第三節(jié)

13、 內(nèi)燃機(jī)的主要性能指標(biāo)iPiPNorthwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理 二、有效性能指標(biāo)二、有效性能指標(biāo) 以曲軸輸出功率為基礎(chǔ)，用以評(píng)價(jià)內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)制造水平和整機(jī)性能的指標(biāo)稱為有效性能指標(biāo)。 )(30kWniVpPhee 有效功率有效功率 和平均有效壓力和平均有效壓力 有效功率是指由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的內(nèi)燃機(jī)曲軸所輸出的實(shí)際功率。 eP Pep)(kWPPPmie2. 有效轉(zhuǎn)矩有效轉(zhuǎn)矩 指從內(nèi)燃機(jī)曲軸上測(cè)得的輸出轉(zhuǎn)矩，代表內(nèi)燃機(jī)克服負(fù)荷的能力。 )(9550106023kWnTnTPeee)(9550mN

14、nPTeeeT第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的主要性能指標(biāo)Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理3. 有效效率有效效率 指實(shí)際循環(huán)有效功（ ）相當(dāng)?shù)臒崃颗c所消耗的燃料熱量之比值。eeW4. 有效耗油率有效耗油率 指每千瓦小時(shí)有效功的耗油量。hkWPGgefeg1035. 升功率升功率 是指內(nèi)燃機(jī)每升工作容積所發(fā)出的有效功率。LkWnpiVinVpiVPPehhehel3310301030第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的主要性能指標(biāo)mimieeQWQW11Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造

15、汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理)(1kWkgPGGee 6比質(zhì)量Ge 指內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量與它所發(fā)出的有效功率之比值。三、運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)三、運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo) 內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)主要指排出氣體的品質(zhì)、噪聲和啟動(dòng)性能。 1排氣品質(zhì) 內(nèi)燃機(jī)排出廢氣中有害成分主要有：一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）、鉛化合物、臭味氣體、碳煙等固體微粒等。 2噪聲 噪聲是對(duì)環(huán)境的有一次污染。 3啟動(dòng)性能 啟動(dòng)迅速、啟動(dòng)消耗功率小、啟動(dòng)磨損少是衡量啟動(dòng)性能的重要指標(biāo)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不采取特殊措施，汽油機(jī)在10、柴油機(jī)在5以下的環(huán)境條件下，15

16、s以內(nèi)能順利啟動(dòng)并自行運(yùn)轉(zhuǎn)。 第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的主要性能指標(biāo)Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造第一章第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造與原理sreQQQQQ四、可靠性與耐久性四、可靠性與耐久性 可靠性是指內(nèi)燃機(jī)在規(guī)定條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 用無(wú)故障指標(biāo)評(píng)定，包括發(fā)生故障前的工作時(shí)間、故障間隔時(shí)間、無(wú)故障工作概率等。 耐久性是指內(nèi)燃機(jī)在規(guī)定的使用和維護(hù)條件下，達(dá)到某種技術(shù)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極限時(shí)完成規(guī)定功能的能力。常指內(nèi)燃機(jī)的使用壽命和大修壽命。 使用部門(mén)按整機(jī)達(dá)到極限狀態(tài)前的工作小時(shí)數(shù)或行駛里程來(lái)評(píng)定。五、內(nèi)燃機(jī)的熱平衡五、內(nèi)燃機(jī)的熱平衡 進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的燃料所產(chǎn)生的熱量只有一部分轉(zhuǎn)化為有效機(jī)械能，其余部分通過(guò)各種途徑而損失。一般情況下，內(nèi)燃機(jī)熱平衡方程式可以表述為：第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的主要性能指標(biāo)Northwest A&F University汽車(chē)拖拉機(jī)構(gòu)造汽