《汽車(chē)構(gòu)造》全書(shū)教案-第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

2汽車(chē)構(gòu)造教案

《汽車(chē)構(gòu)造》全書(shū)教案——第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理課程名稱(chēng)授課班級(jí)課題

汽車(chē)構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

課時(shí)

6講授多媒體教學(xué)教學(xué)目

把握活塞行程、氣缸工作容積、壓縮比、有效扭矩、有效功率、燃油消耗率等根本概念；理解四沖程汽油機(jī)工作原理，重點(diǎn)把握各個(gè)行程的工作特點(diǎn)；了解四沖程柴油機(jī)根本工作原理；了解發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造；能確定發(fā)動(dòng)機(jī)的根本特征。重、難點(diǎn) 把握發(fā)動(dòng)機(jī)的排量以及壓縮比的概念；2.四沖程汽油機(jī)的工作原理。主 備注要內(nèi)容第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理概述發(fā)動(dòng)機(jī)是將某一形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)最主要的總成之一.它是動(dòng)力的來(lái)源，內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是將燃料與空氣進(jìn)展混合在其機(jī)體內(nèi)燃燒，推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)再帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)、從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能向汽車(chē)供給動(dòng)力。由于燃料是在氣缸中燃燒.因此又稱(chēng)內(nèi)燃機(jī)。根本術(shù)語(yǔ)上止點(diǎn)；活塞頂距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置稱(chēng)為上止點(diǎn)；下止點(diǎn)：活塞頂距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置，稱(chēng)為下止點(diǎn)?；钊谐躺稀⑾轮裹c(diǎn)間的距離稱(chēng)為活塞行程sS=2R〔R〕即曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞完成兩個(gè)行程。燃燒室容積，活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上面的氣缸空間為燃燒室容積，用VC表示。氣缸工作容積活塞從一個(gè)止點(diǎn)移到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過(guò)的容積稱(chēng)為氣缸工作容積，用Vh(L)表示。《汽車(chē)構(gòu)造》全書(shū)教案——第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 2 S 2 S106V h 式中D——?dú)飧字睆?，mm；s——活塞行程，mm；氣缸總?cè)莘e活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上部的全部氣缸容積稱(chēng)為氣缸總?cè)莘e，用VV=V+Va a c h7發(fā)動(dòng)機(jī)排量多V表L示。VViL= h式中：i——發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)。8.壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱(chēng)為壓縮比，用ε表示。ε=V/V1＋V/Va c h cε表示活塞從下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。6~99~11)16~22。發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造一、組成：(兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng))曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系?！惨唬B桿機(jī)構(gòu)組成1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)由氣缸體與曲軸箱組、活塞連桿組、曲軸飛輪組等三局部。氣缸體與曲軸箱組由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套、氣缸墊及油底殼等組成；活塞連桿組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)、連桿等組成；曲軸飛輪組由曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、平衡重等組成。有的發(fā)動(dòng)機(jī)將氣缸分鑄成上下兩局部，上部稱(chēng)為氣缸體、下部稱(chēng)為曲軸箱。2.功用：氣缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)各機(jī)構(gòu)、各系統(tǒng)的裝配基體，其本身的很多局部又分別是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、冷卻系和潤(rùn)滑系的組成局部。氣缸蓋和氣缸體的內(nèi)壁共同組成燃燒室的一局部，是承受高溫、高壓的機(jī)件。它的功用是將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過(guò)連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力?！捕撑錃鈾C(jī)構(gòu)組成：配氣機(jī)構(gòu)由進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、挺柱、推桿、搖臂、凸輪軸以及凸輪軸正時(shí)齒輪(由曲軸正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng))等組成。功用：使可燃混合氣準(zhǔn)時(shí)充入氣缸并準(zhǔn)時(shí)從氣缸排出廢氣。〔三〕供給系組成：汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器、空氣濾清器，進(jìn)氣管、排氣管、排氣消聲器等組成。

《汽車(chē)構(gòu)造》全書(shū)教案——第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理功用：是把汽油和空氣混合成適宜的可燃混合氣供入氣缸，以供燃燒，并將燃燒生成的廢氣排動(dòng)身動(dòng)機(jī)?！菜摹滁c(diǎn)火系蓄電池、斷電器(與分電裝置等組合成為分電器和點(diǎn)火線圈、火花塞等組成：功用是保證按規(guī)定時(shí)刻準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧字斜粔嚎s的混合氣?！参濉忱鋮s系水泵、散熱器、風(fēng)扇、分水管、氣缸體放水閥以及氣缸體和氣缸蓋里鑄出的空腔——水套等組成。功用是把受熱機(jī)件的熱量散到大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。〔六〕潤(rùn)滑系組成：機(jī)油泵、集濾器、限壓閥、潤(rùn)滑油道、機(jī)油粗濾器、機(jī)油細(xì)濾器和機(jī)油冷卻器等組成。功用：將潤(rùn)滑油供給作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件以削減它們之間的摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并局部地冷卻摩擦零件。清洗摩擦外表?！财摺称饎?dòng)系8功用：用以使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)。汽油機(jī)一般都由上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)和五個(gè)系統(tǒng)組成。對(duì)于汽車(chē)用柴油機(jī)，由于其混合氣是自行著火燃燒的，所以柴油機(jī)沒(méi)有點(diǎn)火系。因此柴油機(jī)由兩個(gè)機(jī)構(gòu)和四個(gè)系統(tǒng)組成。發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)潔工作原理四沖程汽油機(jī)工作原理.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)四個(gè)行程(相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)兩周)完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)中的四個(gè)活塞行程分別為進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程。進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程將空氣與燃料先在氣缸外部的化油器中進(jìn)展混合。開(kāi)頭形成可燃混合氣，然后吸入氣缸。進(jìn)氣行程中，進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉。曲軸帶動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)真空吸力。這樣.可燃混合氣便經(jīng)進(jìn)氣管道和進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸.在這個(gè)過(guò)程中.曲180。由于進(jìn)氣系統(tǒng)有阻力，進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力約為~?！镀?chē)構(gòu)造》全書(shū)教案——第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理流進(jìn)氣缸內(nèi)的可燃混合氣，由于與氣缸壁、活塞頂?shù)雀邷貦C(jī)件外表接觸并與前一循環(huán)留下的高溫剩余廢氣混合，所以溫度上升到370~400K。壓縮行程為使吸入缸內(nèi)的混合氣快速燃燒，放出更多的熱量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出更大的功率，必需在混合氣燃燒前對(duì)其進(jìn)展壓縮，使其容積變小、溫度上升。為此，在進(jìn)氣終了時(shí)便馬上進(jìn)入壓縮行程。在此行程中，進(jìn)、排門(mén)均關(guān)閉，曲軸推動(dòng)活塞定時(shí)由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)行程，壓縮終了時(shí)，活塞到達(dá)上止點(diǎn)，混合氣被壓入活塞上方很小的燃燒室中。此時(shí)，混合氣壓力高達(dá)~600~700K。壓縮比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響在發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況良好的狀況下.發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比大，則混合氣燃燒快速、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率大、經(jīng)濟(jì)性就好。但壓縮比過(guò)大由于受汽油抗爆性等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致爆燃和外表點(diǎn)火等不正常燃燒現(xiàn)象的消滅，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱、功率下降、油耗增加等一系列不良后果。因此，在提高汽油機(jī)壓縮比時(shí)，必需防止爆燃和外表點(diǎn)火現(xiàn)象的發(fā)生。作功行程作功行程在壓縮行程接近終了時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣，此時(shí)進(jìn)、排氣門(mén)仍關(guān)閉。由于混合氣的快速燃燒，使缸內(nèi)氣體的溫度和壓力快速上升，最高壓力可5~9MPa2200~2800K活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞的下移通過(guò)連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而作功。發(fā)動(dòng)機(jī)至此完成了一次將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的過(guò)程。通過(guò)連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機(jī)械能，除了用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)本身連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外，其余即用于對(duì)外作功。作功終了時(shí)，壓力降至~1300~1600K180。排氣行程排氣行程混合氣燃燒后成為廢氣，應(yīng)從氣缸內(nèi)排出，以便下一個(gè)工作循環(huán)得以進(jìn)展。因此，當(dāng)作功行程接近終了時(shí)，排氣門(mén)翻開(kāi)，進(jìn)氣門(mén)仍關(guān)閉，因廢氣壓力高于大氣壓而自動(dòng)排出，此外，當(dāng)活塞越過(guò)下止點(diǎn)上移時(shí)，還靠活塞的推擠作~，900~1200K。綜上所述.四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)。這期間活塞在上下止點(diǎn)間往復(fù)移動(dòng)了四個(gè)行程，相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈(720)，進(jìn)排氣門(mén)各翻開(kāi)一次，發(fā)動(dòng)機(jī)有一次作功。至此，發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)，接著又開(kāi)頭了下一個(gè)工作循環(huán)。四沖程柴油機(jī)工作原理四沖程的柴油機(jī)(壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī))和汽油機(jī)一樣，每個(gè)工作循環(huán)也經(jīng)受進(jìn)氣行《汽車(chē)構(gòu)造》全書(shū)教案——第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理程、壓縮行程、作功行程、排氣行程四個(gè)行程。但由于柴油機(jī)用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發(fā)，而其自燃溫度卻比汽油低，故可燃混合氣的形成及點(diǎn)火方式都與汽油機(jī)不同。1.進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程它不同于汽油機(jī)的是進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。2.壓縮行程壓縮行程不同于汽油機(jī)的是壓縮的是純空氣，且由于柴油機(jī)壓縮比高，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機(jī)高，壓力可達(dá)3~5MPa800~1000K。作功行程作功行程此行程與汽油機(jī)有很大不同，在柴油機(jī)壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴人氣缸內(nèi)的高溫空氣中，燃油快速汽化并與空氣形成混合氣，由于此時(shí)氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃溫度(約500K行著火燃燒，且此后一段時(shí)間內(nèi)邊噴油邊燃燒，氣缸內(nèi)壓力、溫度急劇上升，推動(dòng)活塞下行作功。此行程中，瞬時(shí)壓力可達(dá)5~10MPa，瞬時(shí)溫度可1800～2200K；作功行程終了時(shí)壓力約為~，1200~1500K。排氣行程排氣行程與汽油機(jī)根本一樣。排氣終了氣缸內(nèi)壓力約為 ~，溫度約為800~1000K。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)：每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩周(720o)，每一個(gè)行程曲軸轉(zhuǎn)半周(180o)，進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣行程是排氣門(mén)開(kāi)啟，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉。四個(gè)行程中，只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其他三個(gè)行程是為作功行程做預(yù)備工作的關(guān)心行程，雖然作功行程是主要行程，但其他三個(gè)行程也必不行少。因此，進(jìn)氣行程、壓縮行程和排氣行程被稱(chēng)為“關(guān)心行程著火后，完成作功行程，并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(dòng)機(jī)無(wú)需外力就可自行完成。柴油機(jī)與汽油機(jī)的不同之處：汽油機(jī)的混合氣是在氣缸外部的化油器中開(kāi)頭形成的，而柴油機(jī)的混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的。柴油機(jī)在進(jìn)氣行程時(shí)，被吸入氣缸內(nèi)的是純空氣。汽油機(jī)在壓縮終了時(shí)，靠火花塞強(qiáng)制點(diǎn)火，而柴油機(jī)則靠自燃。總結(jié)《汽車(chē)構(gòu)造》全書(shū)教案——第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理《汽車(chē)構(gòu)造》全書(shū)教案——第一講：發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)根本上是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系組成。汽油機(jī)一般都由上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)和五個(gè)系統(tǒng)組成。對(duì)于汽車(chē)用柴油機(jī)，沒(méi)有點(diǎn)火系，因此柴油機(jī)由兩個(gè)機(jī)構(gòu)和四個(gè)系統(tǒng)組成。四沖程的柴油機(jī)和汽油機(jī)一樣，每個(gè)工作循環(huán)包括進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程、排氣行程四個(gè)行程。發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指