1.發(fā)動機的工作原理及總體構造

1、重點內容1、基本術語 P22 （ 1）工作循環(huán) （ 2）上、下止點 （ 3）活塞行程 S （ 4）氣缸工作容積 Vs （ 5）內燃機排量 Vl （6）燃燒室容積 Vc （7）氣缸總容積 Va （ 8）壓縮比 （ 9）工況 內燃機在某一時刻的運行狀況表示方法： 1 該時刻內燃機輸出的有效工率2 該時刻曲軸轉速10）負荷率（負荷）某一轉速有效功率該轉速下的最大有效功率2、往復活塞式內燃機工作原理四個行程 、一個循環(huán) 重點行程：壓縮行程? 壓縮行程? 爆燃是因氣體壓力和溫度過高， 在燃燒室內離點燃中心較遠處的末端， 可燃混合氣自燃而形成的一 種不正常燃燒。嚴重時，氣門燒毀，軸瓦破裂等。? 表面點火因

2、燃燒室內熾熱表面與熾熱處（如排氣門頭，火花塞等）點燃混合氣產生的另一種不正常 燃燒也稱為熾熱點火或早燃，也有較沉悶的敲擊聲。壓縮比過大的不良后果名稱成因現象后果爆燃由于氣體壓力和溫度過高， 在燃燒室內離點燃中心較遠 處的末端可燃混合氣自燃而 造成的一種不正常燃燒?；鹧嬉詷O高的速率向外傳播， 形成壓力波，以聲速向前推 進。當壓力波撞擊燃燒室壁時 就發(fā)出尖銳的敲缸聲。還會引起發(fā)動機過熱，功率下降，燃 油消耗量增加等一系列不良后果。嚴 重爆燃時甚至造成氣門燒毀、軸瓦破 裂，火花塞絕緣體擊穿等。表面點火由于燃燒室內熾熱表面與熾 熱處（如排氣門頭，火花塞電 極，積炭處）點燃混合氣產生 的另一種不正常燃燒

3、。伴有強烈的較沉悶敲擊聲。產生的高壓會使發(fā)動機機件負荷增加，壽命降低。四沖程汽油機工作狀態(tài) P24行程 狀態(tài)溫度（ K）壓力（ MPa）進氣行程320 3800.08 0.090壓縮行程600 7500.8 1.500作功行程22002800（瞬時最高）12001500（作功終了）36.5MPa （ 瞬時最高）0. 350. 5 MPa （ 作功終了 ）排氣行程900 12000.105 0.125柴油機工作時各行程狀態(tài)參數狀態(tài)行程溫度（ K）壓力進氣行程320350800900 kPa壓縮行程800100035MPa作功行程22002800（瞬時最高）15001700（作功終了）35MPa

4、（ 瞬時最高 ） 300500 kPa （ 作 功終了）排氣行程8001000105125 kPa思考題： 四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么相同之處和不同之處？ 相同點： 1、每個工作循環(huán)曲軸轉兩轉（ 720）每一行程曲軸轉半轉（ 180）進氣行程是進氣門開啟，排氣行程是 排氣門開啟，其余兩個行程進，排氣門均關閉。2、四個行程中， 只有作功行程產生動力， 其他三個行程是作功行程做準備工作的輔助行程是主要行程， 但其他三個行程也不可缺少。第一沖程（活塞上行） 活塞上方 : 壓縮活塞下方：喚氣單缸二沖程柴油機工作原理3、發(fā)動機運轉的第一循環(huán)，必須有外力使曲軸旋轉完成進氣、壓縮行程，著火后，完成

5、作功行程，依靠曲軸和飛輪貯存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循環(huán)發(fā)動機無需外力就可自行完成。發(fā)動機 不同點 分類標準汽油機柴油機進入氣缸氣體類型汽油與空氣缸外混合，進入可燃混合氣進入氣缸純空氣點火方式電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒發(fā)動機總體構造有點火系無點火系發(fā)動機燃油供給系組成無噴油器有噴油器不同點：3、二行程發(fā)動機工作原理P26活塞下方：進氣二沖程發(fā)動機與四沖程發(fā)動機相比，有何優(yōu)點？四沖程發(fā)動機的進、 排氣是兩個分開的專門過程， 而二沖程發(fā)動機單純的排氣 （ 或進氣 ） 時間極短， 主要是一個 幾乎完全重疊的，以新鮮氣體清掃廢氣的換氣過程。這樣的換氣過程不可避免地會發(fā)生新鮮氣

6、體和廢氣混合， 造成廢氣難以排凈和新鮮氣體隨廢氣排出的后果。完成一個工作循環(huán)，二沖程發(fā)動機只需轉一轉，而四沖程發(fā)動機需要轉兩轉。因此，當發(fā)動機工作容積、壓縮 比和轉速相等時， 從理論上講， 二沖程發(fā)動機的功率應為四沖程發(fā)動機功率的兩倍， 但實際上， 只有 1.5 1.6 倍， 這是由于二沖程發(fā)動機難以將廢氣排凈， 以及為了安排換氣過程而較多地損失了高壓氣體的作功能力， 另 外還有可燃混合氣隨廢氣排出等所致。當轉速相同時，二沖程發(fā)動機的作功次數較四沖程發(fā)動機多一倍。因此，二沖程發(fā)動機運轉較平穩(wěn)，這對單缸 發(fā)動機來說更為明顯。由于沒有氣門或只有排氣門， 也就省去了配氣機構或使配氣機構較為簡單， 簡

7、化了發(fā)動機的結構。 易受磨損和 經常需要修理的運動部件數量較少。由于二沖程汽油機有混合氣損失，故經濟性差，在大中型汽車上的應用受到了限制。但由于它結構簡 單、重量輕、制造成本低等優(yōu)點，輕便摩托車和微型汽車的小排量發(fā)動機廣泛采用。二沖程柴油機由于換氣時 進入氣缸的是純空氣，沒有燃料損失，為某些汽車所采用。優(yōu)點：1）曲軸每轉一周就有一個作功行程。當二四沖程發(fā)動機Vs，n 同，則 P 二=2P 四。2）由于發(fā)生作功過程的頻率較大，故二沖程發(fā)動機的運轉比較均勻平穩(wěn)。3）由于沒有專門的配氣機構，所以它的構造較簡單，質量也比較小。4）使用簡便。缺點： 不易將廢氣自氣缸內排除得較干凈且減小了有效工作行程，

8、換氣時有一部分新鮮可燃混合氣隨同廢氣排 出，使經濟性下降。4、多缸四沖程發(fā)動機工作順序四、六、八缸常用為了使發(fā)動機運轉平穩(wěn)，各缸作功間隔角大都均等。四沖程六缸發(fā)動機各缸作功間隔角為 =720 /6=120 即曲軸每轉 120 就有一個缸作功，各缸作功行程略有搭 接，這樣發(fā)動機運轉較單缸發(fā)動機平穩(wěn)得多。因此，貯存能量的飛輪也較單缸發(fā)動機小得多 。各缸做功行程順序（據機器平衡性及各缸機械負荷和熱負荷的均勻性） ： 直列四缸： 1-3-4-2 ； 1-2-4-3 直列六缸： 1-5-3-6-2-45、發(fā)動機的主要性能指標與特性 發(fā)動機的主要性能指標有動力性指標和經濟性指標 P36（ 1） 動力性指標

9、1 有效轉矩 發(fā)動機對外輸出的轉矩 Te N m 。有效功 W=Te （ 曲軸角位移 ）2 有效功率 單位時間對外輸出的有效功 =有效轉矩與曲軸角速度乘積 Pe=Te n/9550KW發(fā)動機標定功率為： 15min 功率， 1h 功率， 12h 功率和持續(xù)功率，汽車發(fā)動機常用 15min 功率作為標定功率。3 發(fā)動機轉速 n r/min 標定工況：發(fā)動機在標定功率和標定轉速下的工況4 平均有效壓力單位氣缸工作容積發(fā)出的有效功 pme Ng3m N2 越大，發(fā)動機的作功能力越強 me m3 m2（2）經濟性指標1 有效熱效率 2 有效燃油消耗率 P37發(fā)動機每發(fā)出 1KW有效功率，在 1h 內所

10、消耗的燃油質量 .發(fā)動機轉速特性 : 指發(fā)動機的功率，轉矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉速變化的規(guī)律。P38圖 1-16發(fā)動機外特性：節(jié)氣門在最大開度時所得到的特性曲線。該特性代表了發(fā)動機所具有的最高動力性能。一點代表在此轉速下的最大功率和最大轉矩 ） 發(fā)動機部分特性：指節(jié)氣門在非最大開度時的特性曲線 nn2 時，充氣不良，轉速低，損失大， Ten 時, 進氣時間短，氣流速度高，阻力大， Te。2 max 2n1n2間， Te增加， n 增加，導致 Pe增加。Pe： n2 n4 間， Te下降， n增加，導致 Pe緩慢增加。nn 4 時， n 增加， Te 急劇下降，導致 Pe 下降。發(fā)動機最小燃油

11、消耗率的相應轉速 n ，其數值一般介于最大轉矩時轉速和最大功率時轉速之間。5 發(fā)動機工作狀況（簡稱發(fā)動機工況） 一般用它的功率與曲軸轉速來表征，有時也可用負荷和曲軸轉速來表明。 發(fā)動機在某一轉速下的負荷：指當時發(fā)動機發(fā)出的功率與同一轉速下所可能發(fā)出的最大功率之比，以百分數 表示。 注意：區(qū)分負荷和功率6、內燃機產品名稱和型號編制規(guī)則 內燃機產品名稱按所采用的燃料命名。 內燃機型號由阿拉伯數字和漢語拼音字母組成。 內燃機型號由下列四部分組成： 首部：包括產品系列代號、換代符號和地方、企業(yè)代號。 中部：由缸數符號、氣缸布置形式符號、沖程符號和缸徑符號 組成。 后部：由結構特征符號和用圖特征符號組成

12、。尾部：區(qū)分符號。如： EQ6100-1六缸、直列、四沖程、缸徑 100mm、水冷，區(qū)分符號 1 表示第一種變型產品。型號編制舉例 (1) 汽油機 1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑 65mm，風冷通用型4100Q： 表示四缸，四行程，缸徑 100mm，水冷車用4100Q-4 ： 表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產品CA6102： 表示六缸，四行程，缸徑 8V100： 表示八缸，四行程、缸徑TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑CA488： 表示四缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型， CA表示系列符號100mm，V 型，水冷通用型76mm，水冷車用， TJ 表示系列符號88mm，水冷通用型， CA表示系列符號(2) 柴油機 195： 表示單缸，四行程，缸