发动机工作原理 (2)

《发动机工作原理 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机工作原理 (2)（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、4 发动机的主要性能指标与特性,2 发动机的工作原理,3 发动机的总体构造,1 概述,第一章 发动机的基本知识,发动机结构的基本术语,返回,2 发动机的工作原理,四冲程发动机的工作原理,发动机结构基本术语,单缸四行程汽油发动机结构示意图,1）上止（死）点,返回,发动机结构基本术语,2) 下止（死）点,返回,3）活塞行程（S）,返回,4）气缸工作容积（Vh）,返回,Vh= D2S 10-6/4 （L）,D气缸直径, S 活塞行程,5) 发动机排量（VL）,返回,VL= V h i （L）,Vh气缸工作容积, i 气缸数目,6）燃烧室容积（Vc）,返回,7）气缸总容积（Va）,返回,Va = Vh

2、 + Vc,8）压缩比（）,Va气缸总容积； Vh气缸工作容积； Vc燃烧室容积。,9）工作循环,四冲程发动机的工作原理,（一）四冲程汽油机的工作原理 （二）四冲程柴油机的工作原理 （三）四冲程汽油机与柴油机的比较 （四）单缸四行程发动机缺点及解决,返回,（一）四冲程汽油机的工作原理,四冲程发动机的简单工作原理,四冲程汽油机的工作原理,四冲程内燃机工作循环,进气冲程：上止点下止点， 0180，吸入空气，进开,压缩冲程：下止点上止点，180360，压缩气体，进排均闭,作功冲程：上止点下止点，360540，气体膨胀，进排均闭,排气冲程：下止点上止点，540720，废气排出，排开。,工作循环：4个冲

3、程， 0720,四冲程汽油机工作过程,观看演示,1）、进气行程,2）、压缩行程,3）、作功行程,4）、排气行程,汽油发动机四个行程的图示,1.进气行程,.压缩行程,.作功行程,4.排气行程,每一行程工作的具体分析如下,进气行程,排气门关闭,进气门开启,大气压力线,P,V,r,a,示功图,上止点,下止点,示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。,活 塞 下 行,进气终了： 温度353403 K 压力7493 kPa,压缩行程,进气门关闭,排气门关闭,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,下止点,活 塞 上 行,压缩终了： 温度600700K 压力0.61.5MPa,压缩比

4、： =Va/Vc,作功行程,进气门关闭,排气门关闭,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,活 塞 下 行,作功瞬时： 最高温度22002800 K 最高压力35MPa,作功终了： 温度13001600 K 压力0.30.5MPa,排气行程,进气门关闭,排气门打开,P,V,r,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,残余废气,a,活 塞 上 行,排气终了： 温度9001200 K 压力102120 kPa,四冲程汽油机的工作原理,1、进气行程：进气门开,排气门关,活塞自上止点至下止点运动 , 气缸产生真空, 吸入混合气。 2、压缩行程：进气门关,排气门关,活塞自

5、下止点至上止点运动 ,气缸内混合气被压缩,气压及温度增高。 3、作功行程：进气门关,排气门关,活塞自上止点至下止点运动 气缸内混合气被点燃燃烧,气压及温度急剧增高。 4、排气行程：进气门关,排气门开,活塞自下止点至上止点运动 ,气缸内废气经排气管排出, 气压及温度下降。 1、2、4三个行程活塞由曲轴通过连杆带动上下运动（消 耗能量），3做功行程活塞由气体压力推动通过连杆带动 曲轴作旋转运动（产生能量）。,四冲程汽油机的工作原理,四冲程汽油机工作状态,四冲程汽油机的工作特点,1、一个工作循环，曲轴旋转两周(720)，活塞上下往 复运动四个单程，依次完成进气、压缩、作功、排气 四个行程，进气门、排

6、气门各定时开、闭一次。 2、在四个冲程中只有作功冲程是有效行程，其他三个 冲程都是辅助行程，靠消耗飞轮储备的能量完成 。 3、可燃混合气在缸外形成,靠电火花强制点火燃烧。 (直接喷射式发动机：缸外、缸内) 4、发动机开始起动时必须靠外力(起动机)转动曲轴， 带动活塞完成进气、压缩冲程，转入作功行程之后靠 飞轮储备的能量使发动机自行、持续运转。,（二）四冲程柴油机的工作原理,柴油机气缸,四行程柴油机工作原理,柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，故用压缩自燃式点火。,进气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,新鲜空气,四行程柴油机各行程示意图,开始喷油,1、进气行程,进气门开,排气门关

7、,活塞自上止点至下止点运动,气缸产生真空, 吸入纯空气。,温度300370K 压力800900 kPa,纯空气,2、压缩行程,温度7501000K 压力3.54.5 MPa,纯空气,压缩比： =1622,进气门关,排气门关,活塞自下止点至上止点运动,气缸内空气被压缩,气压及温度增高。,3、作功行程,瞬时： 温度20002500K 压力69MPa,终了： 温度8001000K 压力105400 kPa,喷油泵将柴油压力提高到10MPa以上，通过喷油器以细小油雾状高压喷入气缸，在很短时间内与高温高压空气混合(形成可燃混合气)后便立即自行发火燃烧。 在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而做功

8、 。,4、排气行程,温度8001000K 压力105400 kPa,进气门关,排气门开,活塞自下止点至上止点运动,气缸内废气经排气管排出, 气压及温度下降。,柴油机工作时各行程状态参数,返回,（三）四冲程汽油机与柴油机的比较,结构比较,曲轴两周一循环，活塞往复四个单程，进、压、 功、排，进、排气门各定时开、闭一次。 作功冲程为有效行程，其他三个冲程都是辅助 行程，靠消耗飞轮储备的能量完成 。 发动机开始起动时必须靠外力(起动机)转动曲 轴带动活塞完成进气、压缩冲程，转入作功行程 之后靠飞轮储备的能量使发动机自行、持续运转,工作原理比较,1）相同点,发动机着火的基本条件：,油：是否有油，浓度是否合适。 电：能否产生足够的火花,点燃可燃混合气。 气：气缸压力是否足够。 点火正时：压缩冲程上止点前点火。 配气正时：定时将进、排气门开关。,2）不同点：,（四）单缸四行程发动机缺点及解决,作功冲程是有效行程，其他三个冲程都是辅助行 程；作功冲程曲轴转速远高于其他冲程，导致转 速不均匀。 缺点：工作不平稳，振动大。 解决：多缸发动机。各单缸工作过程相同，但各 气缸作功时间均匀错开，间隔720/i(缸数)。 缸数越多，工作越平稳；但结构越复杂，尺寸质 量越大。,