第二章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造

第二章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)原理和總體構(gòu)造2.1往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)根本構(gòu)造與根本術(shù)語2.4內(nèi)燃機(jī)性能目的

2.2往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)任務(wù)原理2.5內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品稱號(hào)及型號(hào)編制規(guī)那么2.3汽車發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造2.1根本構(gòu)造與根本術(shù)語一發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語1.上止點(diǎn) 活塞在氣缸里作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)到最高位置，即活塞頂部間隔曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的極限位置，稱為上止點(diǎn)。2.下止點(diǎn) 活塞在氣缸里作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)到最低位置，即活塞頂部間隔曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置，稱為下止點(diǎn)。3.活塞行程 活塞從一個(gè)止點(diǎn)到另一個(gè)止點(diǎn)挪動(dòng)的間隔，即上、下止點(diǎn)之間的間隔稱為活塞行程。普通用s表示，對(duì)應(yīng)一個(gè)活塞行程，曲軸旋轉(zhuǎn)180°。4.曲柄半徑曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心之間的間隔稱為曲柄半徑，普通用R表示。通常活塞行程為曲柄半徑的兩倍，即s=2R5.氣缸任務(wù)容積活塞從一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過的容積，稱為氣缸任務(wù)容積。普通用Vs表示：式中：D－氣缸直徑，單位mm；S－活塞行程，單位mm；發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語6.熄滅室容積活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為熄滅室容積。普通用Vc表示。7.氣缸總?cè)莘e活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總?cè)莘e。普通用Va表示，顯而易見，氣缸總?cè)莘e就是氣缸任務(wù)容積和熄滅室容積之和，即Va＝Vc＋Vs發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語8.發(fā)動(dòng)機(jī)排量多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸任務(wù)容積的總和，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。普通用VL表示：VL=i*Vs式中：Vs－氣缸任務(wù)容積；i－氣缸數(shù)目。9.緊縮比氣體緊縮前的容積與氣體緊縮后的容積比值，即氣缸總?cè)莘e與熄滅室容積之比稱為緊縮比。普通用ε表示。緊縮比是發(fā)動(dòng)機(jī)中一個(gè)非常重要的概念，表示了氣體的緊縮程度發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語10.二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)兩個(gè)行程完成一個(gè)任務(wù)循環(huán)〔曲軸旋轉(zhuǎn)一周〕。11.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)四個(gè)行程完成一個(gè)任務(wù)循環(huán)〔曲軸旋轉(zhuǎn)一周〕。12.負(fù)荷率〔負(fù)荷〕：發(fā)動(dòng)機(jī)某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與一樣轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率之比。表示：百分?jǐn)?shù)。13.工況：某時(shí)辰的運(yùn)轉(zhuǎn)情況；普通用n、負(fù)荷表示。發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語1.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)：汽油機(jī)壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)：柴油機(jī)2.二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(自學(xué)〕二沖程汽油機(jī)：點(diǎn)燃二沖程柴油機(jī)：壓燃2.2往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)任務(wù)原理一.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的根本任務(wù)原理使燃料在氣缸中熄滅，構(gòu)成高溫、高壓的燃?xì)?，推進(jìn)活塞并經(jīng)過連桿帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，將燃料熄滅產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。二.四沖程汽油機(jī)任務(wù)原理活塞運(yùn)動(dòng)過程氣缸壓力及溫度變化進(jìn)、排氣門形狀

示功圖：缸內(nèi)氣體壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角或氣缸容積變化的曲線圖。 表示：P-V或P=Φ圖四沖程汽油機(jī)任務(wù)原理進(jìn)氣行程

曲線ra表示進(jìn)氣行程,活塞從上止點(diǎn)(r)向下止點(diǎn)(a)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣過程開場(chǎng)時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力稍高于大氣壓力。隨著活塞下移，氣缸內(nèi)容積增大，壓力減小，當(dāng)壓力低于大氣壓時(shí)，在氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空吸力，可燃混合氣經(jīng)過進(jìn)氣門被吸入氣缸，直至活塞向下運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)。四沖程汽油機(jī)任務(wù)原理緊縮行程曲線ac表示緊縮行程,活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)進(jìn)氣門和排氣門都封鎖，氣缸內(nèi)成為封鎖容積，可燃混合氣遭到緊縮，壓力和溫度不斷升高，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)(c)時(shí)緊縮行程終了。緊縮終了時(shí)可燃混合氣壓力可達(dá)0.6～1.2MPa，溫度可達(dá)600～700K。四沖程汽油機(jī)任務(wù)原理作功行程曲線cb表示作功行程,包括熄滅過程和膨脹過程，緊縮行程接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣，可燃混合氣熄滅后放出大量的熱使氣缸內(nèi)氣體溫度和壓力急劇升高，Z點(diǎn)最高壓力可達(dá)3～5MPa，最高溫度可達(dá)2200～2800K，高溫高壓氣體膨脹，推進(jìn)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)容積添加，氣體壓力和溫度降低，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)(b)時(shí)，作功行程終了，氣體壓力降低到0.3～0.5MPa，氣體溫度降低到1300～1600K。四沖程汽油機(jī)任務(wù)過程排氣行程曲線br表示排氣行程,活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，把廢氣強(qiáng)迫排出到大氣中去，活塞越過上止點(diǎn)后，排氣門封鎖，排氣行程終了。排氣終止(r)時(shí)，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為0.105～0.115MPa，溫度約為900～1200K。

四沖程汽油機(jī)任務(wù)過程名稱

活塞運(yùn)動(dòng)方向氣門狀態(tài)曲軸轉(zhuǎn)角動(dòng)力曲軸旋轉(zhuǎn)曲線示功圖對(duì)應(yīng)進(jìn)氣

飛輪慣性力壓縮

飛輪慣性力作功

排氣

飛輪慣性力上--下開關(guān)0o~180or—a進(jìn)氣門開啟到封鎖時(shí)期排氣門進(jìn)氣門壓力氣體下--上開關(guān)540o~720ob—r上--下關(guān)關(guān)360o~540oc—z下--上關(guān)關(guān)180o~360oa—c排氣門開啟到封鎖時(shí)期三.四沖程柴油機(jī)與汽油機(jī)比較進(jìn)氣沖程做功沖程緊縮沖程排氣沖程四沖程柴油機(jī)示功圖四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖特征點(diǎn)的熱力參數(shù)比較汽油機(jī)示功圖特征點(diǎn)進(jìn)氣終點(diǎn)a壓縮終點(diǎn)c最高壓力點(diǎn)z做功終點(diǎn)b排氣終點(diǎn)r(1)Pa<Po,Ta較高(2)Pa柴>Pa汽，

Ta柴<Ta汽,(3)TmaxPmax并不同時(shí)達(dá)到壓力p/Mpa0.08~0.090.8~1.53.0~6.50.35~0.50.105~0.12

溫度T/K320~380600~7502200~28001200~1500900~1100

自然吸氣柴油機(jī)壓力p/Mpa0.085~0.0953~56~90.2~0.50.105~0.12溫度T/K310~340750~10001800~22001000~1200

700~900四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖特征點(diǎn)的熱力參數(shù)比較示功圖特征點(diǎn)進(jìn)氣終點(diǎn)a壓縮終點(diǎn)c最高壓力點(diǎn)z做功終點(diǎn)b排氣終點(diǎn)r增壓柴油機(jī)壓力p/Mpa

0.013~0.250.13~0.25

9~160.5~0.80.12~0.13

溫度

T/K320~450320~4502300~26001300~15001000~1100

柴油機(jī)

電控單點(diǎn)或多點(diǎn)（化油器式）

新鮮充量純空氣

汽油+空氣=可燃混合氣形成裝置燃燒室單點(diǎn)噴射：節(jié)氣門體

多點(diǎn)噴射：進(jìn)氣管道早期化油器式汽油機(jī)：化油器點(diǎn)火方式

壓燃火花塞點(diǎn)火

壓縮比ε18~226~9工作循環(huán)中缸內(nèi)氣體狀態(tài)參數(shù)

Pc、Tc較高

Tc、

Pc較低，Tb、Pb高于柴油機(jī)的Tb、Pb

四沖程柴油機(jī)與汽油機(jī)比較柴油機(jī)電控（化油器式）汽油機(jī)功率調(diào)節(jié)方式

每循環(huán)噴油量－－“質(zhì)調(diào)節(jié)”進(jìn)入氣缸混合氣量的多少(節(jié)氣門調(diào)節(jié))－－“量調(diào)節(jié)”φαφα變化大，每循環(huán)吸入空氣量基本相等

φα變范圍不大結(jié)構(gòu)燃油供給系統(tǒng)（噴油泵、高壓油管、噴油器）點(diǎn)火系統(tǒng)（火花塞、分電器、點(diǎn)火線圈）

四沖程柴油機(jī)與汽油機(jī)比較思索題四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)任務(wù)原理和構(gòu)造差別的根本緣由是什么汽油與柴油理化特性不同1.

汽油機(jī)優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量小、任務(wù)噪聲小、起動(dòng)容易、制造和維修費(fèi)用低缺陷：燃油耗費(fèi)率高，燃油經(jīng)濟(jì)性差2.

柴油機(jī)優(yōu)點(diǎn)：緊縮比高，燃油耗費(fèi)率平均比汽油機(jī)低20%---30%，且價(jià)錢低，所以燃油經(jīng)濟(jì)性好缺陷：轉(zhuǎn)速低、不易蒸發(fā)，低溫起動(dòng)性差、噪聲較大、質(zhì)量大、要求有較高的零部件強(qiáng)度、剛度，制造維修費(fèi)用高四沖程柴油機(jī)與汽油機(jī)優(yōu)缺陷對(duì)比自學(xué)：單缸二沖程內(nèi)燃機(jī)任務(wù)原理二沖程汽油機(jī)二沖程柴油機(jī)二沖程、四沖程比較二沖程汽油機(jī)構(gòu)造第一行程：活塞自下向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)展上方緊縮，下方進(jìn)氣；接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞打火，混合氣熄滅。第二行程：活塞自上向下運(yùn)動(dòng)，在上方做功和換氣，下方進(jìn)展混合氣與緊縮。二沖程柴油機(jī)思索題1.實(shí)際上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的二倍。2.由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。3.構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。4.易受磨損和經(jīng)常需求修繕的運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量較少。5.換氣時(shí)間短，換氣質(zhì)量較差。2.3汽車發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造1機(jī)體組2曲柄連桿機(jī)構(gòu)3配氣機(jī)構(gòu)4供應(yīng)系5點(diǎn)火系6光滑系7冷卻系8起動(dòng)系1機(jī)體組構(gòu)造：缸體，缸蓋，曲軸箱安裝運(yùn)動(dòng)件和附屬機(jī)構(gòu)的支承架；整機(jī)的支承根底作用：2曲柄連桿機(jī)構(gòu)：構(gòu)造A是主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；連桿作平面運(yùn)動(dòng)B活塞力變?yōu)榍S轉(zhuǎn)矩，輸出動(dòng)力〔能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)〕Ｃ其他沖程利用飛輪中儲(chǔ)存的動(dòng)能抑制各種阻力作用：活塞、連桿、曲軸、飛輪3配氣機(jī)構(gòu)構(gòu)造：作用：定時(shí)啟、閉進(jìn)、排氣門，實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)充量的改換氣門組、傳動(dòng)組、驅(qū)動(dòng)組汽油機(jī)燃油系統(tǒng)和進(jìn)、排氣系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將熄滅后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；

柴油機(jī)燃油系統(tǒng)和進(jìn)、排氣系統(tǒng)的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在熄滅室內(nèi)構(gòu)成混合氣并熄滅，最后將熄滅后的廢氣排出。

4供應(yīng)系構(gòu)造：燃油供應(yīng)系、空氣供應(yīng)〔進(jìn)、排氣系統(tǒng)〕柴油機(jī)燃油供應(yīng)系汽油機(jī)供應(yīng)系5點(diǎn)火系火花塞、點(diǎn)火線圈、分電器、電源設(shè)備定時(shí)以足夠的能量點(diǎn)燃缸內(nèi)被緊縮的可燃混合氣〔點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)〕構(gòu)造：作用:6光滑系機(jī)油濾清器、機(jī)油道、機(jī)油泵、機(jī)油散熱器等減磨冷卻密封防銹清洗前往作用：構(gòu)造：桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)光滑系表示圖7冷卻系水冷、風(fēng)冷、復(fù)合水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器散熱類型：構(gòu)造：作用：桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系表示圖8起動(dòng)安裝起動(dòng)電機(jī)、傳送機(jī)構(gòu)、離合安裝可靠起動(dòng)構(gòu)造：作用：?動(dòng)力性目的?經(jīng)濟(jì)性目的?強(qiáng)化目的?緊湊性目的?環(huán)境目的?可靠性目的?耐久性目的?工藝性目的?內(nèi)燃機(jī)調(diào)整和運(yùn)轉(zhuǎn)特性〔曲線〕2.4內(nèi)燃機(jī)性能目的2.5