发动机1-工作原理和总体构造.

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1、第一章 发动机的基本知识 概述 四行程发动机工作原理 发动机的总体构造 发动机的主要性能指标与特性 1.1 概 述 1、按燃料的使用不同分 一、发动机的定义： 二、发动机的分类 ： 发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器 。 现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在 发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。 汽油机 柴油机 气体燃料发动机 3、按冷却方式不同 水冷发动机 风冷发动机 2、按完成一个工作循环所需行程数 四行程发动机 二行程发动机 4、按气缸数及排列方式 单缸发动机 多缸发动机 直列式 型 水平对置式 直列式型 对置式 1.2 四行程发动机工作原理 气缸 cyl

2、inder 气缸盖 cylinder head 气缸体 engine block 气门 valve 凸轮轴 camshaft 摇臂rocker arm 活塞 piston 连杆 connecting rod 曲轴 crankshaft 一、基本结构 基本术语 基本术语 基本术语 气缸总容积 压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩 比，用表示。 例如：现代化油器式发动机压缩比一般为811(轿车有的达 10以上)。柴油机压缩比一般为为1622。 压缩比过大 爆燃、表面自然 Va 气缸总容积； Vh 气缸工作容积； Vc 燃烧室容积； 工作循环 对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换， 均要经

3、过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周 而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。 多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机 排量 ，用表示VL 。 发动机排量 VL= V h i Vh气缸工作容积 （气缸排量） i 气缸数目 二、 四行程发动机工作原理 1、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 。 进气终了时气缸内压强为0.074 0.093Mpa，温度上升至353403K 活 塞 下 行 2、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 压

4、缩终了时气缸内压强上升至0.6 1.5Mpa，温度继续上升至600700K 。 活 塞 上 行 压缩比决定温度和压力 3、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 作功中气缸内最高压强可达35Mpa，最 高温度可达22002800K；作功终了时气 缸内压强下降至0.30.5Mpa，温度下降 至13001600K。 活 塞 下 行 4、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 排气终了时气缸内压强下降至0.102 0.120Mpa，温度下降至9001200K a 活 塞 上 行 四行

5、程柴油机工作原理 四行程柴油机工作原理 与汽油机工作 原理相比，只有一 个行程即作功行程 中，柴油机由于用 的柴油粘度比汽油 大、不易蒸发，且 自然温度又较汽油 低，所以采用的是 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 分析和比较汽油机、柴油机的工作异同? 首先分别看一下汽油机和柴油机的图示 火花塞 喷油器 汽油机、柴油机的工作相同点： 每个工作循环曲轴转两周; 每一行程曲轴转半周 ; 只有作功行程产生动力。 汽油机柴油机 汽油与空气缸外混合， 进入可燃混合气 进入气缸的是纯空气 电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧 有点火系无点火

6、系 无喷油器有喷油器 汽油机、柴油机的工作不同点： 三、四冲程汽油机、柴油机特点比较 1、由于柴油机压缩比较高，燃料燃烧非常完全，所以 柴油机的有效热效率好，经济性好。 汽油机：be=270325 g/(kw.h) 柴油机: be=214285 g/(kw.h) 2、柴油机无点火系，所以故障少些，易保养。但柴油 机有高精度零件如喷油泵、喷油器等，其成本较高， 并且加工较难。 3、柴油机最高爆发压力高，所以对发动机的零部件强 度要求高，这样导致柴油机笨重。 4、柴油机转速低于汽油机 原因：1）由于柴油机的压缩比高，所以其受到 的机械负荷较大，故其零部件的质量需较大， 导致运动时惯性力较大。 2）

7、汽油机可燃混合气的混合时间和质量 优于柴油机。 5、柴油机运转噪音高，但有害气体的排放优于 汽油机，而微粒排放较高。 6、柴油机启动困难，汽油机易启动。 单缸与多缸的对比？ 二冲程发动机工作原理 n 活塞上行： 上方压缩 下方吸气 扫气孔 排气孔 进气孔 额外排气 n活塞下行（下半程） 上方换气 下方预压 先期排气 二冲程汽油机的优缺点（同四冲程汽油机相 比较） （一）优点： 1、从工作原理上来讲，在发动机排量和转速相同的前提下， 二冲程发动机的功率理论上是四冲程发动机的2倍。 2、由于二冲程发动机的做功频率比较高，所以发动机运转比 较平稳。 3、无专门的换气机构，所以结构简单，质量小。 4、

8、由于附属机构少，所以使用、维护很方便。 所以摩托车上多用。 （二）缺点： 1、废气不易排除干净。 2、换气时减少了有效工作行程。 3、部分新鲜可燃混合气随废气排出，使能源浪费 ，经济性下降。 4、同时造成环境污染。 1、 发动机的定义是什么？ 2、 发动机的分类如何？ 3、 什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？ 4、汽油机和柴油机在可燃混合气形成方式和点火 方式上有何不同？它们在结构上有何区别？ 1.3 发动发动 机的总总体构造 两 大 机 构 曲柄连杆机构 配气机构 五 大 系 统 燃料系 润滑系 冷却系 点火系 起动系 曲柄连杆机构 实现工作循环，完成能量 转换的主要运动零件 配气机构

9、 根据发动机的工作顺序和工作过 程，定时开启和关闭进气门和排 气门 燃油系 润滑系 冷却系 点火系 起动系 1.4 发动机的主要性能指标与特性 一、动力性指标 1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有 效转矩，用Te表示 。 2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效 功率，用Pe表示。 式中：Te 有效扭矩，单位为Nm ； n 曲轴转速，单 位为r/min 二者关系 3 发动机转速 发动机转速：曲轴的每分钟的回转数 标定功率：根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度 4 平均有效压力 单位气缸工作容积发出的有效功 三、强化指标发动机承受热负荷和机械负荷的能力

10、 升功率:发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效 功率 强化系数：平均有效压力与活塞平均速度的乘积 活塞平均速度：Vm=2Sn/60*1000=Sn/30*1000 二、经济性指标 有效热效率：燃油燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数 燃油消耗率：发动机每发出1kW.h有效功率，所消耗的燃油量 ，称为燃油消耗率，用be (g/kW.h)表示。 beB/Pe*1000 （g/KW. h） 四、紧凑性指标-用来表征发动机总体结构的紧凑程度 比容积：发动机的外廓体积/标定功率 比质量：发动机的干质量/标定功率 五、发动机的速度特性 发动机特性：发动机的性能是随着许多因素而变化的， 其变化规律称

11、为发动机的特性。 发动机的速度特性：发动机油门开度不变，发动机的性 能指标（如发动机的功率、转矩、有效燃油消耗率等）随着 曲轴转速变化的规律。 发动机的外特性：发动机油门全开，发动机的性能指标 （如发动机的功率、转矩、有效燃油消耗率等）随着曲轴转 速变化的规律。又称为发动机的总功率特性。 Te 外特性曲线 六、发动机的工况与负荷 1、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴 转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明 。 2、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率与 同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。 Pe/kW n/rmin- 1 0 50 45 32 27 20 200035004800 a b c d e 分析 右图 发动 机的 负荷 小 结 发动机 常用术语 工作原理 发动机是将某一种形式的能量转变成 机械能的机器。 分类 定义 按不同的分类方法,大致有四种分类方法 十个基本术语 汽油发动机 柴油发动机 （重点） 区别于汽油机的工作过程 四个行程的工作过程 发动机 总体构造：汽油机（两大机构五大系统）， 柴油机（两大机构四大系统） 主要性能 指标与特性 动力性指标：有效转距，有效功率 经济性指标：燃油燃油消耗率 速度特性 工况与负荷