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1、汽车发动机工作原理 报告大纲 1：工作原理 2：总体构造及主要部件 3：汽缸布局及排量 1：工作原理 是什么让汽车动起来呢？ 答案是发动机 发动机如何产生动力呢？ 加农炮 内部燃烧：高能燃料在小的 密闭空间点燃，它以气体膨 胀的形式释放出巨大能量 发动机的核心是气缸和在气缸 内部上下运动的活塞 使用四冲程燃烧循环来将汽油 热能转化为机械能。 单缸四冲程汽油机的工作过程 “活塞” =土豆。 活塞通过连杆连接 到曲轴。 当曲轴旋转时，它的作用 相当于“让加农炮复位” 四冲程方式又称作“奥托循环”，以此纪 念1867年发明它的尼克劳斯奥托 (Nikolaus Otto)。 进气冲程 压缩冲程 燃烧冲
2、程 排气冲程 1进气行程 排气门关闭 进气门开启 活塞 温度370440 K， 压力7590 kPa 作用： 吸入混合气 过程： 活塞在曲轴的带动下由上 止点移至下止点。此时进 气门开启，排气门关闭， 曲轴转动180。在活塞移 动过程中，汽缸容积逐渐 增大，汽缸内气体压力降 低，汽缸内形成一定的真 空度，空气和汽油的混合 气通过进气门被吸入汽缸 ，并在汽缸内进一步混合 形成可燃混合气 。 2压缩行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 温度600800K， 压力6001500 kPa 作用： 压缩混合气，为燃烧创造 条件 过程： 压缩冲程时，进、排气门 同时关闭。活塞从下止点 向上止点运动，曲轴转动
3、 180。活塞上移时，工 作容积逐渐缩小，缸内混 合气受压缩后压力和温度 不断升高。 3作功行程 进气门关闭 排气门关闭 活塞 瞬时最高：温度 22002800 K， 压 力35MPa 作功终了：温度 15001700 K， 压 力300500 kPa 作用： 燃烧高温高压气体膨胀做功 过程： 当活塞接近上止点时，由 火花塞点燃可燃混合气， 混合气燃烧释放出大量的 热能，使汽缸内气体的压 力和温度迅速提高高温高 压的燃气推动活塞从上止 点向下止点运动，并通过 曲柄连杆机构对外输出机 械能。 4 排气行程 进气门关闭 排气门打开 活塞 温度9001200 K 压 力105125 kPa 残余废气
4、 作用： 排出膨胀做功后的废气 过程： 排气门开启，进气门仍然 关闭，活塞从下止点向上 止点运动，曲轴转动 180。排气门开启时， 燃烧后的废气一方面在汽 缸内外压差作用下向缸外 排出，另一方面通过活塞 的排挤作用向缸外排气 内燃发动机输出的运动是旋转运动， 而土豆加农炮产生的运动是线性运动（直 线）。 在发动机中，活塞的线性运动转化 为曲轴的旋转运动。 2.5 发动机的总体构造 两大机构 曲柄连连杆机构 配气机构 五大系统统 供给给系 点火系 冷却系 润润滑系 起动动系 连杆飞轮曲轴活塞 进气门排气门推杆 凸轮轴 正时齿轮 配气机构 曲柄连杆机 构 连杆 曲轴 气门 活塞 凸轮轴 连杆 连杆
5、将活塞连接到曲轴。 它的两 端都可以旋转，以便在活塞运动 和曲轴旋转的同时改变角度 曲轴 曲轴将活塞的上下运动转变为圆周 运动 凸轮轴 通过凸轮直接控制气门，或者通过一 个很短的连杆控制气门。 火花塞 火花塞可提供火花来点燃空气/燃油混合物以使其 燃烧。 必须在正确的时刻打出火花才能正常工作 。 气门 进气门和排气门在正确的时间开启，输入空气和 燃油并排出废气。 请注意，两种气门在压缩和燃 烧期间都处于闭合状态以密闭燃烧室。 活塞 活塞是一个金属圆柱形部件，可以在气缸内部上 下运动。 活塞环 活塞环在活塞外缘和气缸内径之间起到滑动密封 作用。 活塞环有两个目的： 在压缩和燃烧期间，防止燃烧室中的燃油/空气混合物 和废气泄露到油槽中。 防止油槽中的油液泄露到燃烧区域并在该处燃烧和流 失。 大多数“烧油”汽车必须每隔1600公里便添加 1升左右的油，其中的原因就是发动机老化，而且 活塞环不再能够起到正确的密封作用。 汽缸布局 汽缸：直列式、V型、卧式 直列式 结构简单 V型 体积小结构复杂 卧式 力学性好，维修不便 排量 燃烧室是发生压缩和燃烧过程的区域。 链锯发动机的排量约为0.04升。 摩托车发动机的排量在0.05到1升之间。 通 常在0.1250.25L之间 大多数标准汽车发动机的排量在1.5-4.0升 之间。跑车发动机的排量可能为5升。
