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1、Date1北京邮电大学自动化学院 Date2北京邮电大学自动化学院 Date3北京邮电大学自动化学院 发动机的基本术语发动机的基本术语 工作循环工作循环 进气 压缩 作功 排气 Date4北京邮电大学自动化学院 Date5北京邮电大学自动化学院 Date6北京邮电大学自动化学院 发动机结构示意图发动机结构示意图 Date7北京邮电大学自动化学院 上止点上止点 （Top Dead CenterTop Dead Center） 活塞离曲轴旋转中心最远的位置活塞离曲轴旋转中心最远的位置 下止点下止点（Bottom Dead CenterBottom Dead Center） 活塞离曲轴旋转中心最近的
2、位置活塞离曲轴旋转中心最近的位置 活塞行程活塞行程 S S 上下止点之间的距离上下止点之间的距离 曲柄半径曲柄半径 R R 曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离 气缸工作容积气缸工作容积 V V S S （L L） 活塞由上止点运动到下止点，活塞顶部所活塞由上止点运动到下止点，活塞顶部所 扫过的容积扫过的容积 V V S S =(=( /4)D/4)D 2 2 SS 1010-6 -6 Date8北京邮电大学自动化学院 内燃机排量内燃机排量 V V L L （L L） 所有气缸的工作容积之和 V V L L = =iViV S S 燃烧室容积（压缩容积）燃烧室容积（压缩
3、容积）V V C C 活塞位于上止点时，活塞顶部上方的容积 气缸总容积气缸总容积 V V a a 气缸工作容积与燃烧室容积之和容积之和 V V a a = V = V S S +V +V C C 压缩比压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比容积之比 = = V V a a / V / V C C =1+ V =1+ V S S / V/ V C C 表示气缸内气体被压缩的程度表示气缸内气体被压缩的程度 （压缩终了气体（压缩终了气体）P P、T T 汽油机一般汽油机一般7 71010，柴油机一般，柴油机一般14142222 Date9北京邮电大学自动化学院 内燃机内燃机 直接以燃料燃烧所生成的燃料产
4、物为工质的直接以燃料燃烧所生成的燃料产物为工质的 热机热机 活塞式内燃机活塞式内燃机（汽车发动机）（汽车发动机） 往复活塞式往复活塞式 旋转活塞式旋转活塞式 燃气轮机燃气轮机 外燃机外燃机 燃料燃烧加热其它工质（水）燃料燃烧加热其它工质（水） 蒸气机蒸气机 汽轮机汽轮机 发动机的分类发动机的分类 Date10北京邮电大学自动化学院 根据所用燃料种类根据所用燃料种类 汽油机：汽油机：以汽油为燃料，空气与汽油在气缸外混合，以汽油为燃料，空气与汽油在气缸外混合， 形成可燃混合气后进入气缸，经压缩后依靠火花塞产生形成可燃混合气后进入气缸，经压缩后依靠火花塞产生 电火花引起燃烧。电火花引起燃烧。 柴油机
5、：柴油机：以柴油为燃料，进气过程中进入汽缸的是纯以柴油为燃料，进气过程中进入汽缸的是纯 空气，压缩终了时喷入柴油，柴油与空气在汽缸内混合空气，压缩终了时喷入柴油，柴油与空气在汽缸内混合 ，由于空气经压缩后所达到的温度能引起柴油的自燃，由于空气经压缩后所达到的温度能引起柴油的自燃， 这种内燃机也称为压燃式内燃机。这种内燃机也称为压燃式内燃机。 气体燃料发动机气体燃料发动机： 天然气、液化石油气等。天然气、液化石油气等。 Date11北京邮电大学自动化学院 按冲程数按冲程数 四冲程发动机四冲程发动机 二冲程发动机二冲程发动机 Date12北京邮电大学自动化学院 按气缸数按气缸数 单缸发动机、多缸发
6、动机单缸发动机、多缸发动机 按气缸排列方式按气缸排列方式 直列立式、直列卧式、直列立式、直列卧式、V V型发动机型发动机 按冷却方式按冷却方式 风冷发动机、水冷发动机风冷发动机、水冷发动机 按进气方式按进气方式 增压发动机、非增压发动机增压发动机、非增压发动机 按着火方式按着火方式 点燃式发动机、压燃式发动机点燃式发动机、压燃式发动机 Date13北京邮电大学自动化学院 四冲程内燃机工作循环四冲程内燃机工作循环 工作循环工作循环 进气行程 压缩行程 作功行程 排气行程 Date14北京邮电大学自动化学院 工作循环特点工作循环特点 行程行程活塞运动活塞运动 气门状态气门状态 曲轴转角曲轴转角功用
7、功用 进气门进气门排气门排气门 第一第一 上上 下下 开开关关 0 0 0 0 180 180 0 0 进气进气 第二第二 下下 上上 关关 关关 1801800 0 360360 0 0 压缩压缩 第三第三 上上 下下 关关关关 3603600 0 540540 0 0 作功作功 第四第四 下下 上上 关关开开 5405400 0 720720 0 0 排气排气 Date15北京邮电大学自动化学院 四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理 进气行程进气行程 Date16北京邮电大学自动化学院 压缩行程压缩行程 Date17北京邮电大学自动化学院 作功行程作功行程 Date18北京邮电大学自动
8、化学院 排气行程排气行程 Date19北京邮电大学自动化学院 三、四冲程柴油机工作原理三、四冲程柴油机工作原理 Date20北京邮电大学自动化学院 发动机的总体构造发动机的总体构造 Date21北京邮电大学自动化学院 Date22北京邮电大学自动化学院 机体组机体组 机体机体 气缸体气缸体+ +曲轴箱的曲轴箱的 连铸体连铸体 构成气缸的构成气缸的 零件称做气缸零件称做气缸 体体 支承曲轴的支承曲轴的 零件称作曲轴零件称作曲轴 箱箱 骨架作用，安装各骨架作用，安装各 个机构和系统个机构和系统 气缸盖气缸盖 组成燃烧室，布置组成燃烧室，布置 各零件各零件 Date23北京邮电大学自动化学院 曲柄连
9、杆机构曲柄连杆机构 主要件主要件 活塞、连杆活塞、连杆 、曲轴、曲轴 功用功用 将活塞的往将活塞的往 复直线运动复直线运动 曲轴的旋曲轴的旋 转运动，对转运动，对 外输出动力外输出动力 活塞连 杆组 曲轴 飞轮 组 机体 组 Date24北京邮电大学自动化学院 配气机构配气机构 Date25北京邮电大学自动化学院 凸轮 轴 挺柱 推杆 摇臂 气门与 气门座 气门 导管 气门 弹簧 配气机构配气机构 功用功用 定时开启定时开启 和关闭进和关闭进 排气门排气门 主要部件主要部件 气门组气门组 传动组传动组 Date26北京邮电大学自动化学院 Date27北京邮电大学自动化学院 供给系统供给系统 燃
10、油供给系统燃油供给系统 将燃油及时供给气缸将燃油及时供给气缸 进、排气系统进、排气系统 将空气及时供给气缸将空气及时供给气缸 将废气及时排除将废气及时排除 Date28北京邮电大学自动化学院 点火系统点火系统 汽油机点燃混合气汽油机点燃混合气 Date29北京邮电大学自动化学院 冷却系冷却系 功用功用 防止发动机过热，及时散热防止发动机过热，及时散热 分类分类 风冷系风冷系 水冷系水冷系 Date30北京邮电大学自动化学院 Date31北京邮电大学自动化学院 润滑系润滑系 功用功用 润滑、冷却、清洁、密封、防腐润滑、冷却、清洁、密封、防腐 润滑方式润滑方式 压力润滑压力润滑 飞溅润滑飞溅润滑
11、Date32北京邮电大学自动化学院 起动系起动系 利用外力起动发动机利用外力起动发动机 Date33北京邮电大学自动化学院 Date34北京邮电大学自动化学院 主要性能指标主要性能指标 发动机的性能指标发动机的性能指标 用来衡量发动机性能好坏的标准 动力性指标：表征内燃机对外作功能力表征内燃机对外作功能力 经济性指标：发动机油耗 环境指标：排放性和噪声水平 强化指标：承受热负荷和机械负荷的能力 紧凑性指标：表征发动机总体结构紧凑程度 可靠性指标：表征发动机正常持续工作能力 耐久性指标：主要零件磨损损坏的极限时间 工艺性指标：制造工艺性和维修工艺性好坏 Date35北京邮电大学自动化学院 动力性
12、指标动力性指标 有效转矩有效转矩 发动机对外输出的转矩发动机对外输出的转矩: : T T e e （单位：（单位：NmNm） 发动机转速发动机转速 发动机曲轴每分钟的回转数发动机曲轴每分钟的回转数: n: n（单位：（单位： r/minr/min） n一般范围 车车用汽油机：40006000 r/min 车车用柴油机：20004000 r/min 有效功率有效功率 发动机曲轴的输出功率发动机曲轴的输出功率 : : P P e e =T=T e e (2(2n/60)n/60) 1010-3 -3 (KW) (KW) Date36北京邮电大学自动化学院 速度特性与负荷速度特性与负荷 发动机特性发
13、动机特性 发动机性能指标随工况而变化的关系称为发 动机特性 这种关系以曲线的形式表示，称为发动机特 性曲线 参见彩图！ Date37北京邮电大学自动化学院 经济性指标经济性指标 有效热效率e 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分 数 百公里油耗（90km/h） Date38北京邮电大学自动化学院 环境指标环境指标 有害排放物有害排放物 汽油机汽油机 主要是废气中的主要是废气中的COCO和和HCHC的量的量 对柴油机对柴油机 主要是废气中的主要是废气中的NONO x x 和颗粒的排放量和颗粒的排放量 发动机的噪声发动机的噪声 是汽车噪声的主要来源是汽车噪声的主要来源 约占城市噪声的约占城市噪声
14、的75%75% Date39北京邮电大学自动化学院 汽油车一氧化碳不超过2.2g/km，碳氢化合物不超 过0.5g/km；柴油车一氧化碳不超过1.0g/km，碳氢化合 物不超过0.7g/km，颗粒物不超过0.08g/km。这是欧洲 排放标准。 与欧洲、号标准在机动车热启动的情况下进 行检验不同，欧洲号标准将改为冷启动，过去在检验 时给予的发动后40秒再行检验的通融时间不再有效，据 测算，机动车一氧化碳排放量将在原有基础上减少30% ，碳氧和氮氧化合物分别减少40%. 汽车排放标准欧2，欧3的解释 Date40北京邮电大学自动化学院 法规 名称 车型 CO (g/km) HC (g/km) NOx (g/km) HC+NOx (g/km) PM (g/km) 实施 日期 欧洲 号 汽油 车 2.30.20.15 形式认 证 2000.1.1 柴油 车 0.640.50.560.05 一致性 认证 2001.1.1 欧洲 IV号 汽油 车 10.10.080.025 形式认 证 2005.1.1 柴油 车 0.50.250.3 一致性 认证 2006.1.1 欧洲汽车排放标准 Date41北京邮电大学自动化学院
