課件汽車構造

造I汽車構造I（1）清華大學汽車工程系趙雨東造I汽車構造I（1）清華大學汽車工程系趙雨東1主要內容和學時安排汽車發(fā)動機基本知識（4學時）發(fā)動機機體（2學時）曲柄連桿機構（3學時）氣門機構（3學時）進排氣、增壓系統(tǒng)及排放控制裝置（3學時）汽油機燃油供給系統(tǒng)（4學時）柴油機燃油供給系統(tǒng)（4學時）汽油機點火系統(tǒng)（2學時）發(fā)動機冷卻系統(tǒng)（2學時）發(fā)動機潤滑系統(tǒng)（2學時）發(fā)動機起動系統(tǒng)與電源（1學時）發(fā)動機管理系統(tǒng)（2學時）主要內容和學時安排汽車發(fā)動機基本知識（4柴油機燃油供給系統(tǒng)（2汽車發(fā)動機基本知識汽車總體結構汽車發(fā)動機工作原理汽車發(fā)動機的分類發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的主要性能內燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則汽車發(fā)動機基本知識汽車總體結構汽車發(fā)動機工作原理內燃機產(chǎn)品名3汽車總體結構發(fā)動機底盤

車身電氣系統(tǒng)汽車總體結構發(fā)動機 車身4發(fā)動機底盤

車身電氣系統(tǒng)發(fā)動機 車身5課件-汽車構造6課件-汽車構造7課件-汽車構造8課件-汽車構造9汽車發(fā)動機基本知識汽車總體結構汽車發(fā)動機工作原理汽車發(fā)動機的分類發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的主要性能內燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則汽車發(fā)動機基本知識汽車總體結構汽車發(fā)動機工作原理內燃機產(chǎn)品名10發(fā)動機工作原理——基本結構發(fā)動機－往復活塞式內燃機（1）機體（2）曲柄連桿機構（3）氣門機構（4）冷卻系（5）潤滑系（6）起動系（7）供給系（8）點火系(汽油機)發(fā)動機工作原理——基本結構發(fā)動機－往復活塞式內燃機（1）機體11課件-汽車構造12課件-汽車構造13課件-汽車構造14發(fā)動機工作原理——常用術語（1）工作循環(huán)由進氣、壓縮、作功和排氣等四個工作過程組成的封閉過程。周而復始地進行這些過程，內燃機才能持續(xù)地作功。發(fā)動機工作原理——常用術語（1）工作循環(huán)由進氣、壓縮、能持續(xù)15發(fā)動機工作原理——常用術語（2）上、下止點活塞頂離曲軸回轉中心最遠處，即活塞最高位置，稱為上止點（TopDeadCenter,TDC）；活塞頂離曲軸回轉中心最近處，即活塞最低點，稱為下止點（BottomDeadCenter,BDC）；在上、下止點處，活塞的運動速度為零。發(fā)動機工作原理——常用術語（2）上、下止點活塞頂離曲軸回轉中16發(fā)動機工作原理——常用術語（3）活塞行程

上、下止點 間的距離S稱 為活塞行 程；

曲軸的回轉 半徑R稱為曲 柄半徑， S=2R。

上止點

S下止點R發(fā)動機工作原理——常用術語（3）活塞行程 上止點R17D?S×10?6(L)發(fā)動機工作原理——常用術語（4）

氣缸工作容積

活塞從上止點到下止點所掃過的容 積稱為氣缸工作容積；π2

4

D－氣缸直徑mm； S－活塞行程mm。

Vh=式中：D?S×10?6(L)發(fā)動機工作原理——常用術18發(fā)動機工作原理——常用術語（5）發(fā)動機排量所有氣缸工作容積的總和稱為發(fā)動機排量，記作VL式中：Vh－氣缸工作容積；i－氣缸數(shù)目。VL=Vh×i發(fā)動機工作原理——常用術語（5）發(fā)動機排量所有氣缸工作容積的19發(fā)動機工作原理——常用術語（6）燃燒室容積活塞位于上止點時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發(fā)動機工作原理——常用術語（6）燃燒室容積活塞位于上止點時20汽油機汽油機21柴油機柴油機22發(fā)動機工作原理——常用術語（7）氣缸總容積活塞位于下止點時，活塞頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總容積,一般用Va表示氣缸總容積等于氣缸工作容積和燃燒室容積之和，即：Va＝Vc＋Vh發(fā)動機工作原理——常用術語（7）氣缸總容積活塞位于下止點時，23=1+h發(fā)動機工作原理——常用術語（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 缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比。一般用ε表示

式中：Va－氣缸總容積； Vh－氣缸工作容積； Vc－燃燒室容積。壓縮比是發(fā)動機中一個非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的壓縮程度。汽油機8～11；柴油機16～24VVc=VaVcVh+Vc

Vcε==1+h發(fā)動機工作原理——常用術語（8） 式中：V24發(fā)動機工作原理——常用術語（9）

工作循環(huán)活塞行程上、下止點

發(fā)動機排量氣缸總容積氣缸工作容積 燃燒室容積

常用術語壓縮比發(fā)動機工作原理——常用術語（9）活塞行程上、下止點 發(fā)動機排25發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（1）進氣行程（Intake）進氣門打開，排氣門關閉，活塞從上止點向下止點運動；氣缸容積逐漸增大，氣缸內形成一定真空度，空氣和汽油的混合物被吸入氣缸，在氣缸內進一步混合形成可燃混合氣。進氣終了時，氣缸內氣體壓力約為0.08～0.09MPa，溫度達到320～380K。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（1）進氣行程（Intake）進26壓縮行程（Compression）進氣門和排氣門都關閉，活塞從下止點向上止點運動；氣缸容積逐漸變小，氣缸內混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時升高。壓縮終了時，可燃混合氣壓力可達0.8～1.5MPa，溫度可達600～750K。采用大壓縮比，可提高壓縮終了時氣缸內的壓力和溫度，從而加快燃燒速度，提高發(fā)動機熱效率。但太大容易引起“爆震”。一般ε=8￣11發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（2）壓縮行程（Compression）進氣門和排氣門都關閉，活塞27作功行程（Power/Expansion）壓縮行程結束時，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個燃燒室，并放出大量熱能；燃燒氣體體積膨脹，壓力、溫度升高；氣體壓力推動活塞從上止點運動到下止點，并通過連桿推動曲軸旋轉作功。此時，進排氣門仍然關閉。燃燒最高壓力可達3～6.5MPa，最高溫度可達2200～2800K。作功終了時，氣體壓力降低到0.35～0.5MPa，氣體溫度降低到1200～1500K。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（3）作功行程（Power/Expansion）壓縮行程結束時，火28排氣行程（Exhaust）進氣門關閉，排氣門開啟；活塞從下止點向上止點運動。膨脹過后的廢氣在其自身剩余壓力和在活塞的推動下，經(jīng)排氣門排出氣缸。排氣行程結束后，殘留在燃燒室內的少量廢氣稱為殘余廢氣。殘余廢氣壓力約為0.105～0.12MPa，溫度約為900～1100K。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（4）排氣行程（Exhaust）進氣門關閉，排氣門開啟；活塞從下29壓縮作功排氣循環(huán)一個工作循環(huán)－四個行程，曲軸轉兩周，每個行程占180°曲軸轉角汽油機工作原理.swf發(fā)動機工作原理

－四沖程汽油機（5）

進氣壓縮循一個工作循環(huán)－汽油機工作原理.swf發(fā)動機工作原理30發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（6）發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（6）31發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（7）發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（7）32示功圖：氣缸內氣體壓力隨氣缸容積或曲軸轉角的變化關系圖。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（8）示功圖：氣缸內氣體壓力隨氣缸容積或曲軸轉角的變化關系圖。發(fā)動33實際進氣過程中為增加進入氣缸內的混合氣量和減少進氣過程所消耗的功，進氣門在上止點之前開啟，在下止點之后關閉；為減少氣缸內的殘余廢氣量和排氣過程所消耗的功，排氣門在下止點之前開啟，在上止點之后關閉。進、排氣過程所占曲軸轉角都超過180°。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（9）實際進氣過程中為增加進入氣缸內的混合氣量和減少進氣過程所消耗34進氣行程進入氣缸的是純凈的空氣。因進氣系統(tǒng)中沒有節(jié)氣門，進氣阻力小，且殘余廢氣溫度較低，故同汽油機相比，進氣終了時缸內氣體壓力略高，約為0.085～0.095MPa，而溫度略低，約為310～340K。發(fā)動機工作原理－四沖程柴油機（1）進氣行程進入氣缸的是純凈因進氣系統(tǒng)中沒有高，約為0.085～35壓縮行程柴油機的壓縮比大(一般為16～22)，壓縮終了時缸內氣體壓力約為3～5MPa，溫度約為750～1000K，都比汽油機的高。壓縮終了溫度超過柴油的自燃溫度。發(fā)動機工作原理－四沖程柴油機（2）壓縮行程柴油機的壓縮比大(一般為16～22)，壓縮終了時缸內36作功行程壓縮行程結束時，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，細微的油滴在運動的熱空氣中迅速蒸發(fā)氣化，和空氣形成可燃混合氣。缸內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6～9MPa，最高溫度也可高達1800～2200K。作功終了時，氣體壓力約為0.2～0.5MPa，溫度約為1000～1200K。發(fā)動機工作原理－四沖程柴油機（3）作功行程壓縮行程結束時，噴油缸內溫度高于柴油自燃燃燒氣體最高37排氣過程排氣終了時，缸內殘余廢氣壓力約為0.105～0.12MPa，氣體溫度約為700～900K。發(fā)動機工作原理－四沖程柴油機（4）排氣過程排氣終了時，0.105～0.12MPa，氣體溫發(fā)動機38發(fā)動機工作原理－四沖程柴油機（5）發(fā)動機工作原理－四沖程柴油機（5）39柴油機工作原理.swf發(fā)動機工作原理－四沖程柴油機（6）柴油機工作原理.swf發(fā)動機工作原理－四沖程柴油機（6）40發(fā)動機工作原理

－汽油機vs.柴油機汽油機柴油機

混合氣 形成化油器：氣缸外形成進氣道汽油噴射：缸外混合缸內直接噴射缸內柴油噴射著火方式火花點燃壓縮自燃結構點火系統(tǒng)高壓柴油系統(tǒng)發(fā)動機工作原理汽油機柴油機 混合氣進氣道汽油噴射：缸缸內直接41造I汽車構造I（1）清華大學汽車工程系趙雨東造I汽車構造I（1）清華大學汽車工程系趙雨東42主要內容和學時安排汽車發(fā)動機基本知識（4學時）發(fā)動機機體（2學時）曲柄連桿機構（3學時）氣門機構（3學時）進排氣、增壓系統(tǒng)及排放控制裝置（3學時）汽油機燃油供給系統(tǒng)（4學時）柴油機燃油供給系統(tǒng)（4學時）汽油機點火系統(tǒng)（2學時）發(fā)動機冷卻系統(tǒng)（2學時）發(fā)動機潤滑系統(tǒng)（2學時）發(fā)動機起動系統(tǒng)與電源（1學時）發(fā)動機管理系統(tǒng)（2學時）主要內容和學時安排汽車發(fā)動機基本知識（4柴油機燃油供給系統(tǒng)（43汽車發(fā)動機基本知識汽車總體結構汽車發(fā)動機工作原理汽車發(fā)動機的分類發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的主要性能內燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則汽車發(fā)動機基本知識汽車總體結構汽車發(fā)動機工作原理內燃機產(chǎn)品名44汽車總體結構發(fā)動機底盤

車身電氣系統(tǒng)汽車總體結構發(fā)動機 車身45發(fā)動機底盤

車身電氣系統(tǒng)發(fā)動機 車身46課件-汽車構造47課件-汽車構造48課件-汽車構造49課件-汽車構造50汽車發(fā)動機基本知識汽車總體結構汽車發(fā)動機工作原理汽車發(fā)動機的分類發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的主要性能內燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則汽車發(fā)動機基本知識汽車總體結構汽車發(fā)動機工作原理內燃機產(chǎn)品名51發(fā)動機工作原理——基本結構發(fā)動機－往復活塞式內燃機（1）機體（2）曲柄連桿機構（3）氣門機構（4）冷卻系（5）潤滑系（6）起動系（7）供給系（8）點火系(汽油機)發(fā)動機工作原理——基本結構發(fā)動機－往復活塞式內燃機（1）機體52課件-汽車構造53課件-汽車構造54課件-汽車構造55發(fā)動機工作原理——常用術語（1）工作循環(huán)由進氣、壓縮、作功和排氣等四個工作過程組成的封閉過程。周而復始地進行這些過程，內燃機才能持續(xù)地作功。發(fā)動機工作原理——常用術語（1）工作循環(huán)由進氣、壓縮、能持續(xù)56發(fā)動機工作原理——常用術語（2）上、下止點活塞頂離曲軸回轉中心最遠處，即活塞最高位置，稱為上止點（TopDeadCenter,TDC）；活塞頂離曲軸回轉中心最近處，即活塞最低點，稱為下止點（BottomDeadCenter,BDC）；在上、下止點處，活塞的運動速度為零。發(fā)動機工作原理——常用術語（2）上、下止點活塞頂離曲軸回轉中57發(fā)動機工作原理——常用術語（3）活塞行程

上、下止點 間的距離S稱 為活塞行 程；

曲軸的回轉 半徑R稱為曲 柄半徑， S=2R。

上止點

S下止點R發(fā)動機工作原理——常用術語（3）活塞行程 上止點R58D?S×10?6(L)發(fā)動機工作原理——常用術語（4）

氣缸工作容積

活塞從上止點到下止點所掃過的容 積稱為氣缸工作容積；π2

4

D－氣缸直徑mm； S－活塞行程mm。

Vh=式中：D?S×10?6(L)發(fā)動機工作原理——常用術59發(fā)動機工作原理——常用術語（5）發(fā)動機排量所有氣缸工作容積的總和稱為發(fā)動機排量，記作VL式中：Vh－氣缸工作容積；i－氣缸數(shù)目。VL=Vh×i發(fā)動機工作原理——常用術語（5）發(fā)動機排量所有氣缸工作容積的60發(fā)動機工作原理——常用術語（6）燃燒室容積活塞位于上止點時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發(fā)動機工作原理——常用術語（6）燃燒室容積活塞位于上止點時61汽油機汽油機62柴油機柴油機63發(fā)動機工作原理——常用術語（7）氣缸總容積活塞位于下止點時，活塞頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總容積,一般用Va表示氣缸總容積等于氣缸工作容積和燃燒室容積之和，即：Va＝Vc＋Vh發(fā)動機工作原理——常用術語（7）氣缸總容積活塞位于下止點時，64=1+h發(fā)動機工作原理——常用術語（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 缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比。一般用ε表示

式中：Va－氣缸總容積； Vh－氣缸工作容積； Vc－燃燒室容積。壓縮比是發(fā)動機中一個非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的壓縮程度。汽油機8～11；柴油機16～24VVc=VaVcVh+Vc

Vcε==1+h發(fā)動機工作原理——常用術語（8） 式中：V65發(fā)動機工作原理——常用術語（9）

工作循環(huán)活塞行程上、下止點

發(fā)動機排量氣缸總容積氣缸工作容積 燃燒室容積

常用術語壓縮比發(fā)動機工作原理——常用術語（9）活塞行程上、下止點 發(fā)動機排66發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（1）進氣行程（Intake）進氣門打開，排氣門關閉，活塞從上止點向下止點運動；氣缸容積逐漸增大，氣缸內形成一定真空度，空氣和汽油的混合物被吸入氣缸，在氣缸內進一步混合形成可燃混合氣。進氣終了時，氣缸內氣體壓力約為0.08～0.09MPa，溫度達到320～380K。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（1）進氣行程（Intake）進67壓縮行程（Compression）進氣門和排氣門都關閉，活塞從下止點向上止點運動；氣缸容積逐漸變小，氣缸內混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時升高。壓縮終了時，可燃混合氣壓力可達0.8～1.5MPa，溫度可達600～750K。采用大壓縮比，可提高壓縮終了時氣缸內的壓力和溫度，從而加快燃燒速度，提高發(fā)動機熱效率。但太大容易引起“爆震”。一般ε=8￣11發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（2）壓縮行程（Compression）進氣門和排氣門都關閉，活塞68作功行程（Power/Expansion）壓縮行程結束時，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個燃燒室，并放出大量熱能；燃燒氣體體積膨脹，壓力、溫度升高；氣體壓力推動活塞從上止點運動到下止點，并通過連桿推動曲軸旋轉作功。此時，進排氣門仍然關閉。燃燒最高壓力可達3～6.5MPa，最高溫度可達2200～2800K。作功終了時，氣體壓力降低到0.35～0.5MPa，氣體溫度降低到1200～1500K。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（3）作功行程（Power/Expansion）壓縮行程結束時，火69排氣行程（Exhaust）進氣門關閉，排氣門開啟；活塞從下止點向上止點運動。膨脹過后的廢氣在其自身剩余壓力和在活塞的推動下，經(jīng)排氣門排出氣缸。排氣行程結束后，殘留在燃燒室內的少量廢氣稱為殘余廢氣。殘余廢氣壓力約為0.105～0.12MPa，溫度約為900～1100K。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（4）排氣行程（Exhaust）進氣門關閉，排氣門開啟；活塞從下70壓縮作功排氣循環(huán)一個工作循環(huán)－四個行程，曲軸轉兩周，每個行程占180°曲軸轉角汽油機工作原理.swf發(fā)動機工作原理

－四沖程汽油機（5）

進氣壓縮循一個工作循環(huán)－汽油機工作原理.swf發(fā)動機工作原理71發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（6）發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（6）72發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（7）發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（7）73示功圖：氣缸內氣體壓力隨氣缸容積或曲軸轉角的變化關系圖。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（8）示功圖：氣缸內氣體壓力隨氣缸容積或曲軸轉角的變化關系圖。發(fā)動74實際進氣過程中為增加進入氣缸內的混合氣量和減少進氣過程所消耗的功，進氣門在上止點之前開啟，在下止點之后關閉；為減少氣缸內的殘余廢氣量和排氣過程所消耗的功，排氣門在下止點之前開啟，在上止點之后關閉。進、排氣過程所占曲軸轉角都超過180°。發(fā)動機工作原理－四沖程汽油機（9）實際進氣過程中為增加進入氣缸內的混合氣量和減少進氣過程所消耗75進氣行程進入氣缸的是純凈的空氣。因進氣系統(tǒng)中沒