汽車概論-第2章發(fā)動機之工作原理-課件

12/5/20231北京郵電大學自動化學院12/5/20232北京郵電大學自動化學院12/5/20233北京郵電大學自動化學院發(fā)動機的基本術(shù)語

工作循環(huán)

進氣

壓縮

作功

排氣12/5/20234北京郵電大學自動化學院12/5/20235北京郵電大學自動化學院12/5/20236北京郵電大學自動化學院

發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖12/5/20237北京郵電大學自動化學院

上止點（TopDeadCenter）

活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠的位置

下止點（BottomDeadCenter）

活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置

活塞行程S

上下止點之間的距離

曲柄半徑R

曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心的距離

氣缸工作容積VS（L）

活塞由上止點運動到下止點，活塞頂部所掃過的容積

VS=(π/4)D2·S×10-612/5/20238北京郵電大學自動化學院

內(nèi)燃機排量VL（L）

所有氣缸的工作容積之和

VL=i·VS

燃燒室容積（壓縮容積）VC

活塞位于上止點時，活塞頂部上方的容積

氣缸總?cè)莘eVa

氣缸工作容積與燃燒室容積之和

Va=VS+VC

壓縮比ε

氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比

ε=Va/VC=1+VS/VC

ε表示氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度

ε↑→（壓縮終了氣體）P、T↑

汽油機一般7～10，柴油機一般14～2212/5/20239北京郵電大學自動化學院

內(nèi)燃機直接以燃料燃燒所生成的燃料產(chǎn)物為工質(zhì)的熱機

活塞式內(nèi)燃機（汽車發(fā)動機）往復活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式

燃氣輪機

外燃機燃料燃燒加熱其它工質(zhì)（水）

蒸氣機

汽輪機發(fā)動機的分類12/5/202310北京郵電大學自動化學院

根據(jù)所用燃料種類

汽油機：以汽油為燃料，空氣與汽油在氣缸外混合，形成可燃混合氣后進入氣缸，經(jīng)壓縮后依靠火花塞產(chǎn)生電火花引起燃燒。

柴油機：以柴油為燃料，進氣過程中進入汽缸的是純空氣，壓縮終了時噴入柴油，柴油與空氣在汽缸內(nèi)混合，由于空氣經(jīng)壓縮后所達到的溫度能引起柴油的自燃，這種內(nèi)燃機也稱為壓燃式內(nèi)燃機。

氣體燃料發(fā)動機：

天然氣、液化石油氣等。12/5/202311北京郵電大學自動化學院

按沖程數(shù)

四沖程發(fā)動機

二沖程發(fā)動機12/5/202312北京郵電大學自動化學院

按氣缸數(shù)

單缸發(fā)動機、多缸發(fā)動機

按氣缸排列方式

直列立式、直列臥式、V型發(fā)動機

按冷卻方式

風冷發(fā)動機、水冷發(fā)動機

按進氣方式

增壓發(fā)動機、非增壓發(fā)動機

按著火方式

點燃式發(fā)動機、壓燃式發(fā)動機12/5/202313北京郵電大學自動化學院四沖程內(nèi)燃機工作循環(huán)

工作循環(huán)

進氣行程

壓縮行程

作功行程

排氣行程12/5/202314北京郵電大學自動化學院

工作循環(huán)特點行程活塞運動氣門狀態(tài)曲軸轉(zhuǎn)角功用進氣門排氣門第一上→下開關(guān)00→1800進氣第二下→上關(guān)關(guān)1800→3600壓縮第三上→下關(guān)關(guān)3600→5400作功第四下→上關(guān)開5400→7200排氣12/5/202315北京郵電大學自動化學院四沖程汽油機工作原理

進氣行程

12/5/202316北京郵電大學自動化學院

壓縮行程

12/5/202317北京郵電大學自動化學院

作功行程

12/5/202318北京郵電大學自動化學院排氣行程

12/5/202319北京郵電大學自動化學院三、四沖程柴油機工作原理12/5/202320北京郵電大學自動化學院發(fā)動機的總體構(gòu)造12/5/202321北京郵電大學自動化學院12/5/202322北京郵電大學自動化學院

機體組

機體氣缸體+曲軸箱的連鑄體

構(gòu)成氣缸的零件稱做氣缸體

支承曲軸的零件稱作曲軸箱骨架作用，安裝各個機構(gòu)和系統(tǒng)

氣缸蓋組成燃燒室，布置各零件12/5/202323北京郵電大學自動化學院

曲柄連桿機構(gòu)

主要件活塞、連桿、曲軸

功用將活塞的往復直線運動→曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，對外輸出動力活塞連桿組曲軸飛輪組機體組12/5/202324北京郵電大學自動化學院

配氣機構(gòu)12/5/202325北京郵電大學自動化學院凸輪軸挺柱推桿搖臂氣門與氣門座氣門導管氣門彈簧

配氣機構(gòu)

功用定時開啟和關(guān)閉進排氣門

主要部件氣門組傳動組12/5/202326北京郵電大學自動化學院12/5/202327北京郵電大學自動化學院

供給系統(tǒng)

燃油供給系統(tǒng)將燃油及時供給氣缸

進、排氣系統(tǒng)將空氣及時供給氣缸將廢氣及時排除12/5/202328北京郵電大學自動化學院

點火系統(tǒng)

汽油機點燃混合氣12/5/202329北京郵電大學自動化學院

冷卻系

功用防止發(fā)動機過熱，及時散熱

分類風冷系水冷系12/5/202330北京郵電大學自動化學院12/5/202331北京郵電大學自動化學院

潤滑系

功用潤滑、冷卻、清潔、密封、防腐

潤滑方式壓力潤滑飛濺潤滑12/5/202332北京郵電大學自動化學院

起動系

利用外力起動發(fā)動機12/5/202333北京郵電大學自動化學院12/5/202334北京郵電大學自動化學院主要性能指標

發(fā)動機的性能指標

用來衡量發(fā)動機性能好壞的標準

動力性指標：表征內(nèi)燃機對外作功能力

經(jīng)濟性指標：發(fā)動機油耗

環(huán)境指標：排放性和噪聲水平

強化指標：承受熱負荷和機械負荷的能力

緊湊性指標：表征發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)緊湊程度

可靠性指標：表征發(fā)動機正常持續(xù)工作能力

耐久性指標：主要零件磨損損壞的極限時間

工藝性指標：制造工藝性和維修工藝性好壞12/5/202335北京郵電大學自動化學院

動力性指標有效轉(zhuǎn)矩

發(fā)動機對外輸出的轉(zhuǎn)矩:

Te（單位：N·m）發(fā)動機轉(zhuǎn)速

發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù):n（單位：r/min）

n一般范圍

車用汽油機：4000~6000r/min

車用柴油機：2000~4000r/min

有效功率

發(fā)動機曲軸的輸出功率:

Pe=Te(2πn/60)×10-3(KW)12/5/202336北京郵電大學自動化學院速度特性與負荷

發(fā)動機特性

發(fā)動機性能指標隨工況而變化的關(guān)系稱為發(fā)動機特性

這種關(guān)系以曲線的形式表示，稱為發(fā)動機特性曲線參見彩圖！12/5/202337北京郵電大學自動化學院經(jīng)濟性指標有效熱效率ηe燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百分數(shù)百公里油耗（90km/h）12/5/202338北京郵電大學自動化學院環(huán)境指標

有害排放物

汽油機

主要是廢氣中的CO和HC的量

對柴油機

主要是廢氣中的NOx和顆粒的排放量

發(fā)動機的噪聲

是汽車噪聲的主要來源

約占城市噪聲的75%12/5/202339北京郵電大學自動化學院

汽油車一氧化碳不超過2.2g/km，碳氫化合物不超過0.5g/km；柴油車一氧化碳不超過1.0g/km，碳氫化合物不超過0.7g/km，顆粒物不超過0.08g/km。這是歐洲Ⅱ排放標準。 與歐洲Ⅰ、Ⅱ號標準在機動車熱啟動的情況下進行檢驗不同，歐洲Ⅲ號標準將改為冷啟動，過去在檢驗時給予的發(fā)動后40秒再行檢驗的通融時間不再有效，據(jù)測算，機動車一氧化碳排放量將在原有基礎(chǔ)上減少30%，碳氧和氮氧化合物分別減少40%.

汽車排放標準歐2，歐3的解釋12/5/202340北京郵電大學自動化學院法規(guī)名稱車型CO(g/km)HC(g/km)NOx(g/km)HC+NOx(g/km)P