《发动机工作原理与总体构造_下》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机工作原理与总体构造_下（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、压缩行程压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比： =Va/VcPVr a示功图示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点温度600800K， 压力6001500 kPa（3）作功行程（3）作功行程 （燃烧及膨胀行程） 在压缩上止点前10 15 CA，火花塞 点火，引燃可燃混 合气，形成火焰中 心。 高温高压燃气推动 活塞下行，对外作 功：p=35MPa； T=22002700K。示功图czb段曲线作功行程作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVr a示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度 22002800 K， 压力 35MPa 作功终了：温度 15001700 K， 压
2、力300500 kPa（4）排气行程（4）排气行程 从排气门开启到排气门关闭的时刻 排气提前角：在活塞到达下止点之前与下止点之 间的曲轴转角。 排气晚关角：在上止点与排气门关闭这一时期曲 轴所转过的角度。 在活塞到达下止点之前3080 CA，膨胀行程还 没有结束的时刻就将排气门打开。(原因：气门有一 定的开启时间，利用压差,使排气彻底，利用气流的 惯性多排出一部分废气，减少残余废气。) 气门重叠角：在排气门关闭之前，进气门就已打 开，进排气门同时开启时期所对应的曲轴转角。排气行程排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点温度9001200 K 压力 10
3、5125 kPa残余废气单缸四冲程汽油机的工作过程单缸四冲程汽油机的工作过程1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程进气行程压缩性程做功行程排气行程发动机气门开启角度之间的关系（5）汽油机示功图（5）汽油机示功图汽油机示功图4、四冲程柴油机的工作原理 （1）进气行程（1）进气行程在柴油机进气行程中，被吸入气缸的只是纯净空气。 由于柴油机进气系统阻力较小，残余废气的温度较低，因 此进气行程结束时气缸内气体的压力较高，约为0.085 0.095Mpa (相对于汽油机而言)。 （2）压缩行程（2）压缩行程因为柴油机的压缩比大，所以压缩行程终了时气体压力可高达35 Mpa，温度可高达75
4、01000K。（3）作功行程（3）作功行程在压缩行程结束时，喷油泵将柴油泵入喷油 器，并通过喷油器喷入燃烧室。因为喷油压力很 高，喷孔直径很小，所以喷出的柴油呈细雾状。细 微的油滴在炽热的空气中迅速蒸发汽化并借助于空 气的运动，迅速与空气混合形成可燃混合起。由于 气缸内的温度远高于柴油的自燃点，因此柴油随即 自行着火燃烧。燃烧气体的压力、温度迅速升高， 体积急剧膨胀。在气体压力的作用下，活塞推动连 杆，连杆推动曲轴旋转做功。 在做功行程中，燃烧气体的最大压力可达69 Mpa，最高温度可达18002200K。做功结束时压力 约为0.20.5 Mpa，温度约为10001200K。（4）排气行程（4
5、）排气行程 排气行程与汽油机类似，排气终了 时气缸内残余废气压力约为0.105 0.12Mpa，温度为700900K。（5）柴油机示功图（5）柴油机示功图柴油机示功图四冲程柴油机的工作原理四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程吸气行程压缩行程作功行程排气行程进气门排气门纯空气温度300370K压 力800900 kPa温度8001000K压 力35 MPa瞬时：温度18002200K压 力510 MPa温度8001000K 压力105400 kPa终了：温8001000K 压力105400 kPa? 第一次课结束? 四冲程发动机工作原理 ? 四冲程发动机一个工作循环
6、要经历进气、 压缩、作功和排气四个活塞行程，曲轴旋 转二圈。（二）二冲程发动机工作原理（二）二冲程发动机工作原理 1特点 二冲程发动机的工作循环是在两个活 塞行程即曲轴旋转一圈的时间内完成的。 经过两个冲程完成一个工作循环，包括进 气、压缩、作功、排气四个过程；没有专 门的配气机构。 2换气机构 没有进排气门，换气是通过三个孔 （进气孔、排气孔、扫气孔）来实现，混 合燃气在曲轴箱内完成混合。二冲程气油机工作剖面图3工作过程 以采用曲轴箱扫气的单缸二冲程汽油机为例：以采用曲轴箱扫气的单缸二冲程汽油机为例： 上行冲程上行冲程：活塞上移，三个孔均关，开始压缩：活塞上移，三个孔均关，开始压缩气 体，同
7、时，活塞上移使曲轴箱出现真空，上行到 进气孔打开时，新鲜混合气进入气 体，同时，活塞上移使曲轴箱出现真空，上行到 进气孔打开时，新鲜混合气进入曲轴箱。曲轴箱。 下行冲程下行冲程：活塞接近上止点时，电火花产生点燃 可燃混合气，使其温度、压力上升，推动活塞下 行作功：活塞接近上止点时，电火花产生点燃 可燃混合气，使其温度、压力上升，推动活塞下 行作功，行致排气口打开，废气排出。另外，进 气口关闭，下行活塞使其压缩，受压气体经扫气 口进入气缸，完成换气，行致排气口打开，废气排出。另外，进 气口关闭，下行活塞使其压缩，受压气体经扫气 口进入气缸，完成换气过程。过程。二冲程汽油机工作原理二冲程汽油机工作
8、原理压缩混合气进气点火燃烧排气扫气孔进气孔排气孔火花塞二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作原理换气燃烧排气压缩喷油器空 气扫气泵废 气排气门4二冲程发动机示功图a：排气孔关闭 ac：压缩过程 czb：作功过程 b：排气孔打开 bf：先期排气阶段 f：扫气孔开启 fdh：扫气过程 h：扫气孔关闭ha：额外排气阶段二冲程发动机示功压力图5二冲程与四冲程发动机的比较（1）曲轴每转一周完成一个工作循环，做功一次。 当曲轴转速相同时，二冲程发动机单位时间的做功次（1）曲轴每转一周完成一个工作循环，做功一次。 当曲轴转速相同时，二冲程发动机单位时间的做功次 数是四冲程发动机的两倍数是四冲程发动机的两倍。由
9、于曲轴每转一周做功一 次，因此曲轴旋转角速度比较均匀。由于曲轴每转一周做功一 次，因此曲轴旋转角速度比较均匀。（2）二冲程发动机换气过程时间短（2）二冲程发动机换气过程时间短，仅为四冲程 发动机的1/3左右。另外，进排气过程几乎同时进行， 利用新气扫除废气，新气可能流失，废气也不易清除，仅为四冲程 发动机的1/3左右。另外，进排气过程几乎同时进行， 利用新气扫除废气，新气可能流失，废气也不易清除 干净。干净。（3）曲轴箱换气方式二冲程发动机因为没有进 排气门，结构大大简化（3）曲轴箱换气方式二冲程发动机因为没有进 排气门，结构大大简化。综上所述，二冲程优缺点可概括如下：。综上所述，二冲程优缺点
10、可概括如下： 优点：优点：功率大、运转平稳、配气机构简单功率大、运转平稳、配气机构简单 缺点：缺点：作功冲程多、机件受热程度增加、经济 性差、燃油消耗率高、润滑条件差作功冲程多、机件受热程度增加、经济 性差、燃油消耗率高、润滑条件差?发动机工作原理动画第四节 发动机性能指标知识点知识点： 动力性指标和经济性指标 速度特性和负荷 内燃机产品名称和型号编 制规定主要内容主要内容： 发动机动力性指标和经 济性指标主要性能指标：发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标 准发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标 准 1动力性指标1动力性指标 概念：指内燃机对外作功能力的指标概念：指内燃机对外作
11、功能力的指标 （1）有效转矩（1）有效转矩Te 曲轴传给汽车传动系的转动力矩。单位：NTe 曲轴传给汽车传动系的转动力矩。单位：Nm m （2）有效功率（2）有效功率P Pe e 发动机曲轴的输出功率 P发动机曲轴的输出功率 Pe e= T= Te e（2n / 60） 10（2n / 60） 10-3-3（KW） 式中： T（KW） 式中： Te e 有效扭矩，单位为N有效扭矩，单位为Nm n m n 曲轴转速，单位为r/min曲轴转速，单位为r/min标定功率： 并不是该内燃机所能发出的最大功率，而是内燃机 出厂时根据使用目的而调整的。由于使用目的的不 同，同一种内燃机的标定功率可以不同：
12、并不是该内燃机所能发出的最大功率，而是内燃机 出厂时根据使用目的而调整的。由于使用目的的不 同，同一种内燃机的标定功率可以不同： 十五分钟功率十五分钟功率：内燃机允许连续运转15分钟的最大 有效功率；：内燃机允许连续运转15分钟的最大 有效功率； 一小时功率一小时功率：内燃机允许连续运转1小时的最大有效 功率；：内燃机允许连续运转1小时的最大有效 功率； 十二小时功率十二小时功率：内燃机允许连续运转12小时的最大 有效功率；：内燃机允许连续运转12小时的最大 有效功率； 持续功率持续功率：内燃机允许长期连续工作的最大有效功 率；：内燃机允许长期连续工作的最大有效功 率；（3）曲轴转速指曲轴每分
13、钟的转数，通常用n表示，单位 为r/min。 在标定功率时的转速为标定转速。2、经济性指标 概念：是指内燃机的生产成本、运转中的消耗以及修理费 用等各项指标。通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济 性能 （1）有效燃油消耗率b是指内燃机的生产成本、运转中的消耗以及修理费 用等各项指标。通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济 性能 （1）有效燃油消耗率be e 发动机每发出一千瓦有效功率在一小时内所消耗的燃油 量 b发动机每发出一千瓦有效功率在一小时内所消耗的燃油 量 be e=（B / P=（B / Pe e） 10） 103 3（g/kW（g/kWh）式中：B h）式中：B 每小时的燃油消耗量，kg
14、/h P每小时的燃油消耗量，kg/h Pe e有效功率，kW 有效功率，kW 3环保性能指标（1）有害排放物 对汽油机，主要是废气中的CO和HC的量。 对柴油机，主要是废气中的NOx和颗粒的排放量。对汽油机，主要是废气中的CO和HC的量。 对柴油机，主要是废气中的NOx和颗粒的排放量。 （2）发动机的噪声（2）发动机的噪声 是汽车噪声的主要来源，约占城市噪声的75%是汽车噪声的主要来源，约占城市噪声的75%。五、内燃机产品名称与型号编制规则为了便于内燃机的生产管理和使用，国家标准(GB72582) 内燃机产品名称和型号编制规则中对内燃机的名称和型号 作了统一规定。 内燃机的名称和型号： 内燃机
15、名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴内燃机的名称和型号： 内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴 油机、煤气机等。油机、煤气机等。 内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由以下四部分组成： 首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据 需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。 中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸 径符号等组成。 后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。 尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分 时，由制造厂选用适当符号表示。内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下内燃机
16、型号由以下四部分组成： 首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据 需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。 中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸 径符号等组成。 后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。 尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分 时，由制造厂选用适当符号表示。内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：型号编制举例： (1)汽油机 1E65F： 表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型 4100Q： 表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用 4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第 四种变型产品 CA6102： 表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型， CA表示系列符号 8V100： 表示八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用 型 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表 示系列符号 CA488： 表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA
