發(fā)動機的工作原理.ppt

1、發(fā)動機工作原理,學習目標 1、掌握四沖程汽油機和柴油機的工作原理。 2、掌握四沖程汽油機和柴油機工作原理的不同。 3、了解二沖程汽油機和二沖程柴油機的工作原理。,二、發(fā)動機的工作原理,四沖程發(fā)動機：活塞往復四個沖程完成一個循環(huán)的發(fā)動機。 四個循環(huán)： 進氣行程 壓縮行程 作功行程 排氣行程,四沖程汽油機的工作過程,四沖程汽油機工作原理：進氣行程,排氣門關閉,進氣門開啟,活塞,溫度370440 K， 壓力7590 kPa,四沖程汽油機工作原理：壓縮行程,進氣門關閉,排氣門關閉,活塞,溫度600800K， 壓力6001500 kPa,四沖程汽油機工作原理：做功行程,進氣門關閉,排氣門關閉,活塞,瞬時

2、最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa,作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa,四沖程汽油機工作原理：排氣行程,進氣門關閉,排氣門打開,活塞,溫度9001200 K 壓力105125 kPa,殘余廢氣,四沖程柴油機的工作原理,噴油器,噴油泵,進氣行程,壓縮行程,作功行程,排氣行程,進氣門,排氣門,純空氣,溫度300370K 壓力800900 kPa,溫度8001000K壓力35 MPa,瞬時：溫度18002200K 壓力510 MPa,終了：溫度8001000K 壓力105400 kPa,溫度8001000K壓力105400 kPa,四沖程汽油機與四沖程柴油機

3、的比較,相同點： 每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一沖程曲軸轉(zhuǎn)半周，進氣沖程進氣門開，排氣沖程排氣門開，其余兩個沖程進、排氣門均關。 四個沖程中，只有作功沖程產(chǎn)生動力，其余三個沖程消耗能量。 必須用外力起動。 工作循環(huán)基本內(nèi)容相似，主要機件的運動相同，結(jié)構(gòu)基本相同。,不同點： 混合氣的形成方式不同：汽油機是缸外混合；柴油機是缸內(nèi)混合； 著火方式不同：汽油機點燃式；柴油機是壓燃式。,二沖程汽油機工作原理,二沖程柴油機工作原理,基本內(nèi)容,曲軸飛輪組,活塞連桿組,機體組,曲柄連桿機構(gòu),作為發(fā)動機各總成和零部件的安裝和支撐基礎； 組織燃油在其內(nèi)燃燒，并把熱能轉(zhuǎn)化為機械能； 將機械能輸出。,曲柄連桿機構(gòu),曲柄

4、連桿機構(gòu)構(gòu)成,一、機體組,機體組的功用： 發(fā)動機機體是發(fā)動機的裝配機體，支撐著發(fā)動機的運動件，安裝著各種附件，承受發(fā)動機工作時產(chǎn)生的內(nèi)外作用力。,一、機體組,1、氣缸體,一、機體組,水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體曲軸箱，也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。,一般式,龍門式,隧道式,分類,一、機體組,一、機體組,氣缸套,一、機體組,氣缸套,一、機體組,氣缸套,一、機體組,性能如何？,強度和剛度都較好，加工復雜，拆裝不便，散熱不良。,散熱良好、

5、冷卻均勻、加工容易。 強度和剛度不如干缸套，易漏水。,一、機體組,氣缸蓋,一、機體組,2、氣缸蓋,2、氣缸蓋,一、機體組,一、機體組,2、氣缸蓋,組成：由活塞頂面及氣缸蓋相應凹坑共同組成。 技術要求： （1）結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，表面積要小，以減小熱量損失及縮短火焰行程。 （2）使混合氣在壓縮終了時具有一定的渦流運動，以提高混合氣燃燒速度，保證混合氣及時和充分燃燒。,燃燒室,一、機體組,一、機體組,燃燒室,一、機體組,燃燒室,氣缸墊：功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。,一、機體組,3、氣缸墊,3、氣缸墊,要求：強度和彈性 耐壓、耐高溫、耐腐蝕,氣缸墊,材料：金屬與石棉；純金

6、屬（銅或低碳鋼）,一、機體組,4、氣缸蓋罩,氣缸蓋罩,一、機體組,作用：封閉，防塵 一般用薄鋼板沖壓而成，上設有機油加注孔。,5、油底殼,概念： 貯存機油并封閉曲軸箱，又稱為下曲軸箱。 使用特點： 油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機的磨損。 材料： 薄鋼板沖壓、鋁合金。,一、機體組,二、活塞連桿組,1、活塞,二、活塞連桿組,二、活塞連桿組,活塞結(jié)構(gòu),二、活塞連桿組,（1）活塞頂部,結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、受熱面積小、應力分布較均勻，多用在汽油機上。,凸起呈球狀、頂部強度高，起導向作用、有利于改善換氣過程。,凹坑的形狀、位置有利于可燃混合氣的燃燒

7、；提高壓縮比，防止碰氣門。,二、活塞連桿組,頭部,（2）活塞頭部,位置：第一道活塞槽與活塞銷孔之間的部分。,工作條件最惡劣，應離頂部遠些。,1、安裝活塞環(huán)、與活塞環(huán)一起密封氣缸、 2、防止可燃混合氣漏到曲軸箱內(nèi)， 3、將頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)傳給氣缸壁。,作用：,二、活塞連桿組,（3）活塞裙部,位置：從油環(huán)槽下端面起至活塞最下端的部分，包括銷座孔。 作用：對活塞在氣缸內(nèi)的往復運動起導向作用，并承受側(cè)壓力， 防止破壞油膜。,裙 部,二、活塞連桿組,活塞在工作時的保護措施,（1）在活塞裙部表面涂保護層，可改善鋁合金活塞的磨合性； 主要有鉛、錫、石墨、磷保護層等。,（2）在安裝活塞銷時，使活塞銷偏

8、置某一方向裝，以減少換向 時的敲擊聲，且使裙部減小磨損； 有的汽油機上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面 的， 向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了12mm。,二、活塞連桿組,活塞銷偏置,二、活塞連桿組,2、活塞環(huán),工作條件： 高溫、高壓、高速、極難潤滑。 平均壽命： 6萬公里 材料：合金鑄鐵或球墨鑄鐵（有時表面涂有保護層）,二、活塞連桿組,活塞環(huán)種類,矩形環(huán)、扭曲環(huán)、梯形環(huán)、桶面環(huán)等,二、活塞連桿組,2、活塞環(huán),活塞環(huán)三隙,二、活塞連桿組,2、活塞環(huán),端隙,側(cè)隙,背隙,活塞環(huán)泵油,二、活塞連桿組,2、活塞環(huán),油環(huán)的刮油作用,油環(huán)的刮油作用,二、活塞連桿組,2、活塞環(huán),氣環(huán)密封原理,二、活塞連

9、桿組,2、活塞環(huán),3、連桿,二、活塞連桿組,作用：連接活塞與曲軸，并把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復運動變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。,二、活塞連桿組,3、連桿,連桿與活塞的連接形式,全浮式：活塞銷能在連桿襯套和活塞銷座中自由擺動，使磨損均勻。,半浮式：活塞中部與連桿小頭采用緊固螺栓連接，活塞銷只能在兩端銷座內(nèi)作自由擺動。多用于小轎車,二、活塞連桿組,3、連桿,連桿大頭的連接形式,斜切式,平切式,二、活塞連桿組,3、連桿,連桿軸瓦,二、活塞連桿組,3、連桿,作用：將活塞承受的力傳給曲軸，推動曲軸轉(zhuǎn)動，變活塞往復運動為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。,二、活塞連桿組,3、連桿,連桿小頭,連桿大頭,桿身,連桿螺栓,三、曲軸飛輪組,1、曲軸,三、曲軸飛輪組,功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙ν廨敵觥＿€用來驅(qū)動 發(fā)動機的配氣機構(gòu)及其他各種輔助裝置。 工作條件：受氣體壓力、慣性力、慣性力矩。承受交變載荷的沖擊。,三、曲軸飛輪組,1、曲軸,連桿軸頸,曲軸主軸頸,平衡重,曲柄,曲軸上的油路,三、曲軸飛輪組,1、曲軸,曲軸軸承,