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1、 现代汽车学院现代汽车学院 单元一单元一 发动机认识与评价发动机认识与评价 现代汽车学院现代汽车学院本单元的主要学习任务： 1.发动机常用术语 2.发动机的总体结构及工作原理 3.发动机的性能指标 现代汽车学院现代汽车学院学习任务一：发动机的常用术语学习任务一：发动机的常用术语 对发动机进行基本的认识，了解发动机的工作原理和性能参数。 现代汽车学院现代汽车学院发动机的定义发动机的定义 发动机是将其它形式的能量转变为机械能的机器。 现代汽车学院现代汽车学院发动机的分类发动机的分类 1 1、按燃料的使用不同分、按燃料的使用不同分汽油机汽油机柴油机柴油机 现代汽车学院现代汽车学院2 2、按完成一个工
2、作循环所需行程数、按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机3 3、按冷却方式不同、按冷却方式不同水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机 现代汽车学院现代汽车学院4 4、按气缸数及排列方式、按气缸数及排列方式单缸单缸发动机发动机多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式 现代汽车学院现代汽车学院型型对置式对置式直列式直列式 现代汽车学院现代汽车学院5 5、按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式、按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式转子发转子发动机动机 现代汽车学院现代汽车学院6 6、按进气方式分为自然吸气和增压、按进气方式分为自然吸气和增压 现代
3、汽车学院现代汽车学院发动机常用术语发动机常用术语 1、工作循环 活塞在汽缸内进行进气、压缩、做功、排气4个工作过程，每完成一次 称为一个工作循环。 现代汽车学院现代汽车学院 2.上、下止点 活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 3.活塞行程 上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。曲轴的回转半径 R 称为曲柄半径。显然，曲轴每回转一周，活塞移动两个活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，其 S2R 。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 4.气缸工
4、作容积 上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 5.内燃机排量 内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 6.燃烧室容积 活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧 室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院7.气缸总容积气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院8.压缩比汽缸总容积与燃烧室容积的比值通常汽油机的压缩比为610，柴油机的压缩比较高，一般为16
5、22。 Va 气缸总容积；Vh 气缸工作容积； Vc 燃烧室容积； 现代汽车学院现代汽车学院学习任务二：发动机的总体结构与工作原理学习任务二：发动机的总体结构与工作原理 发动机由“两大机构五大系统”组成 ：1.两大机构：曲柄连杆机构、配气机构。2.五大系统：冷却系、润滑系、燃料供给系、点火系、起动系 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院汽油机：汽油机：油箱、燃油滤清器、油箱、燃油滤清器、空气滤清器、汽油泵、空气滤清器、汽油泵、进、排气歧管等。进、排气歧管等。 现代汽车学院现代汽车学院柴油机：柴油机：输油泵、燃油粗、细滤清输油泵、燃油粗、细滤清器、喷油泵、
6、调速器、喷器、喷油泵、调速器、喷油器、高、低压油管、回油器、高、低压油管、回油管等。油管等。 现代汽车学院现代汽车学院功用：功用：润滑减磨，润滑减磨，清洁、清洁、冷却，冷却，密封。密封。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理 n活塞往复四个冲程完成一个循环的发动机称四冲程发动机。每个循环由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成 现代汽车学院现代汽车学院大气压力线大气压力线PVra示功图示功图上上止止点点下下止止点点示功图示功图：表示活塞在不同表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的位置时气缸内气体
7、压力的变化情况。变化情况。进气终了时气缸内进气终了时气缸内压压强强为为0.0740.093Mpa0.0740.093Mpa，温度温度上升至上升至353353403K403K 1 1、进气行程、进气行程 现代汽车学院现代汽车学院2 2、压缩行程、压缩行程PVra示功图示功图大气压力线大气压力线c上上止止点点下下止止点点压缩终了时气缸内压缩终了时气缸内压强压强上升至上升至0.60.61.5Mpa1.5Mpa，温度温度继续上升至继续上升至600600700K700K 。 现代汽车学院现代汽车学院3 3、作功行程、作功行程PVra示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上上止止点点下下止止点点作功中气缸
8、内作功中气缸内最高压强最高压强可达可达3 35Mpa5Mpa，最高温度最高温度可达可达220022002800K2800K；作功终了时气缸内作功终了时气缸内压压强强下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，温度温度下降至下降至130013001600K1600K。 现代汽车学院现代汽车学院4 4、排气行程、排气行程PVr示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上上止止点点下下止止点点排气终了时气缸内排气终了时气缸内压强压强下下降至降至0.1020.1020.120Mpa0.120Mpa，温温度度下降至下降至9009001200K1200K a 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽
9、车学院四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理 a a进气行程；b压缩行程；c作功行程； d排气行程 现代汽车学院现代汽车学院 每个循环也由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成。但由于柴油的性质与汽油不同，其混合气形成的方式、着火方式与汽油机也不同。下述不同点： 1.进气冲程进入气缸的是纯空气。 2. 压缩冲程压缩比大，压缩终了的压力、温度高。 3.作功冲程压缩冲程末，高压柴油呈雾状喷入气缸内，自行燃烧作功，最高压力5-10Mpa。 4.排气冲程与汽油机基本相同。压力0.105-0.125Mpa，温度800K-1000K。 现代汽车学院现代汽车学院汽油机与柴油机的相同点与不同点汽油机与柴油机的相
10、同点与不同点 相同点: 1 .每个工作循环曲轴转两周，每一冲程曲轴转半周，进气冲程进气门开，排气冲程排气门开，其余两个冲程进、排气门均关。 2.四个冲程中，只有作功冲程产生动力，其余三个冲程消耗能量。 现代汽车学院现代汽车学院3.必须用外力起动。4.工作循环基本内容相似，主要机件的运动相同，结构基本相同。 现代汽车学院现代汽车学院 不同点： 1.混合气的形成方式不同： 汽油机是缸外混合； 柴油机是缸内混合； 2.着火方式不同： 汽油机点燃式； 柴油机是压燃式 。 现代汽车学院现代汽车学院发动机型号发动机型号 主要介绍国产发动机的分类标准 。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院
11、例:CA488第一汽车制造厂生产的四缸直列四冲程水冷式发动机，缸径88毫米。12V135ZG12缸，V型排列，四冲程，缸径135mm，水冷，增压，工程机械用。 现代汽车学院现代汽车学院学习任务三：发动机的主要性能指标与特性学习任务三：发动机的主要性能指标与特性一、动力性指标一、动力性指标 -三要素三要素( (最高车速、加速能力和最最高车速、加速能力和最大爬坡大爬坡 )1 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、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，用效转矩，用TeTe表示表示 。2 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、有效功率：发
12、动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效功率，用功率，用PePe表示。表示。 现代汽车学院现代汽车学院二者关系二者关系 式式中中：T Te e 有有效效扭扭矩矩，单单位位为为N Nm m； n n 曲轴转速，单位为曲轴转速，单位为r/minr/min 现代汽车学院现代汽车学院标定功率标定功率 对于非增压发动机来说, 最大功率要受到平均有效压力和转速两方面的限制。一台发动机的功率究竟标定多大才适合, 这要根据发动机特性和具体用途、使用特点及寿命和可靠性要求而人为确定, 根据我国情况,国家标准规定了发动机标定功率分为下列四级:1 15分钟功率 允许发动机连续运转15分钟的最大有效功率。2 1小时
13、功率 允许发动机连续运转1小时的最大有效功率。3 12小时功率 允许发动机连续运转12小时的最大有效功率。4 持续功率 允许发动机长期连续运转的最大有效功率。 现代汽车学院现代汽车学院3 3、升功率、升功率单位气缸工作容积的功率（利用率）单位气缸工作容积的功率（利用率） 4.4.有效热效率有效热效率燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，为获得一定数量的有效功所消耗为有效热效率，为获得一定数量的有效功所消耗的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性的热量越少，有效热效率越高，发动机的经济性越好。汽油机为越好。汽油机为20%-30%，柴油
14、机能达到，柴油机能达到40% 现代汽车学院现代汽车学院二二、经济性指标、经济性指标 燃油消耗率：燃油消耗率：指发动机每发出指发动机每发出1 1有效功率，在有效功率，在1 1小时内所消耗小时内所消耗的燃油质量，称为燃油消耗率，用的燃油质量，称为燃油消耗率，用G Ge e或或b be e表示。表示。 三、发动机的速度特性三、发动机的速度特性 指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。规律。 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院发动机的负荷特性发动机的负荷特性 发动机发动机负荷特性：当发动机转
15、速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗负荷特性：当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量量( (耗油率耗油率) )随发动机负荷的变化关系。随发动机负荷的变化关系。 汽油机汽油机负荷特性又称节流特性，负荷特性又称节流特性，柴油机柴油机负荷特性又称燃油调整特性负荷特性又称燃油调整特性 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院 现代汽车学院现代汽车学院四、发动机的工况与负荷四、发动机的工况与负荷 1 1、工况（指发动机的工作状况）：、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴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转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明 。 2 2、发动机在某一转速下的负荷：、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率与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。同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。 现代汽车学院现代汽车学院Pe/kW n/rmin-1 0 050504545323227272020200035004800abcde分析分析右图右图发动发动机的机的负荷负荷 负荷一定：负荷一定：路况路况 油门油门 负载负载
