发动机的工作原理与总体构造课件.ppt
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- 发动机 工作 原理 总体 构造 课件
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1、仁荷仁荷重庆重庆发动机构造发动机构造发动机构造2学习学习“发动机构造发动机构造”的基本要求的基本要求1.1.组成组成发动机由哪些基本部分构成?各构成部分又包括哪些总成?各总成又包括哪些零发动机由哪些基本部分构成?各构成部分又包括哪些总成?各总成又包括哪些零件?学习件?学习“发动机构造发动机构造”后,应能将发动机的结构层层分解,心中有数。后,应能将发动机的结构层层分解,心中有数。2.2.功能及工作原理功能及工作原理发动机各组成部分(包括总成、零件)的作用是什么?它是怎样实现(完成)它发动机各组成部分(包括总成、零件)的作用是什么?它是怎样实现(完成)它的功能?在此基础上,理解发动机零件的结构形式
2、,理解发动机的装配、调整、维护的的功能?在此基础上,理解发动机零件的结构形式,理解发动机的装配、调整、维护的相关基本知识。相关基本知识。3.3.类型类型发动机的型式多种多样,各总成的型式也是多种多样。它们有哪些基本类型?各发动机的型式多种多样,各总成的型式也是多种多样。它们有哪些基本类型?各基本类型的特点是什么?这是全面掌握发动机构造必须注意的。以此为基础,有助于进基本类型的特点是什么?这是全面掌握发动机构造必须注意的。以此为基础,有助于进一步学习和理解本课中未提及的一些发动机构造。一步学习和理解本课中未提及的一些发动机构造。4.4.认识认识通过阅读课本上的图和观察实物及实物模型,认识发动机的
3、总成及主要零件。这通过阅读课本上的图和观察实物及实物模型,认识发动机的总成及主要零件。这个个“认识认识”包括认识实物及名称。包括认识实物及名称。发动机构造发动机构造3第一章 汽车发动机的工作原理汽车发动机的工作原理 及总体构造及总体构造第一节 汽车发动机类型第二节 往复活塞式内燃机基本结构及术语第三节 往复活塞式内燃机工作原理第四节 发动机的总体构造第五节 发动机主要性能指标与特性第六节 内燃机产品名称和型号编制规则发动机构造发动机构造4/302022-11-17主要内容第一节 汽车发动机类型第二节 往复活塞式内燃机基本结构及术语第三节 往复活塞式内燃机工作原理第四节 发动机的总体构造第五节
4、发动机主要性能指标与特性第六节 内燃机产品名称和型号编制规则发动机构造发动机构造5发动机的定义发动机的定义 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,简称热机。发动机构造发动机构造6 按活塞运动方式分为 往复活塞式发动机 旋转活塞式发动机活塞式内燃机活塞式内燃机往复活塞式发动机往复活塞式发动机旋转活塞发动机旋转活塞发动机第一节第一节 发动机分类发动机分类发动机构造发动机构造7活塞式内燃机活塞式内燃机 按使用燃料火花塞火花塞 汽油发动机汽油发动机柴油发动机柴油发动机压燃式发动机压燃式发动机强制点火式
5、强制点火式(点燃式点燃式)发动机发动机n按点火方式气体燃料发动机(气体燃料发动机(CNG&LPG)添加了一套气体燃料供给系统减压器减压器混合器混合器喷油嘴喷油嘴发动机构造发动机构造8活塞式内燃机活塞式内燃机 按冷却方式分为 液冷发动机 水冷发动机 油冷发动机 风冷发动机发动机构造发动机构造9活塞式内燃机活塞式内燃机 按完成一个工作循环所需行程数 四冲程发动机 二冲程发动机四冲程发动机四冲程发动机二冲程发动机二冲程发动机在一个工作循环中活塞往复四个行程的内燃机称作四冲程往复活塞式内燃机;活塞往复两个行程便完成一个工作循环的则称作二冲程往复活塞式内燃机。发动机构造发动机构造10n 按气缸数单缸发动
6、机单缸发动机多缸发动机多缸发动机活塞式内燃机发动机构造发动机构造11活塞式内燃机活塞式内燃机L型型(直列式直列式/单列式单列式)发动机发动机V型型(双列式双列式)发动机发动机P型型(平卧式平卧式/对置式对置式)发动机发动机n 按气缸排列方式:发动机构造发动机构造12活塞式内燃机活塞式内燃机 按照进气状态分类 增压发动机 非增压发动机(自然吸气式)非增压非增压(自然吸气自然吸气)式发动机式发动机增压式发动机增压式发动机发动机构造发动机构造13化油器化油器化油器式发动机化油器式发动机直接喷射式发动机直接喷射式发动机喷油器喷油器喷油泵喷油泵n 按混合气形成方式活塞式内燃机发动机构造发动机构造14活塞
7、式内燃机分类小结活塞式内燃机分类小结 按活塞运动方式分为:往复活塞式发动机往复活塞式发动机旋转活塞式发动机 按完成工作循环分为:四冲程发动机四冲程发动机、二冲程发动机;按冷却方式分为:风冷式发动机、夜冷(水冷)式发动机式发动机;按所用燃料分为:汽油发动机、柴油发动机汽油发动机、柴油发动机;按气缸数量分为:单缸发动机、多缸发动机多缸发动机;按点火方式分为:强制点火式强制点火式(点燃式点燃式)发动机、压燃式发动机发动机、压燃式发动机;按气缸排列方式分为:L L型型(直列式直列式/单列式单列式)发动机、发动机、V V型型(双列式双列式)发动机发动机、P型(平卧式/对置式)发动机等;按混合气形成方式分
8、为:化油器式发动机、直接喷射式发动机直接喷射式发动机;按是否对进气增压分为:非增压式发动机、增压式发动机非增压式发动机、增压式发动机 发动机构造发动机构造15/302022-11-17主要内容第一节 汽车发动机类型第二节 往复活塞式内燃机基本结构及术语第三节 往复活塞式内燃机工作原理第四节 发动机的总体构造第五节 发动机主要性能指标与特性第六节 内燃机产品名称和型号编制规则发动机构造发动机构造16 基本术语基本术语 工作循环 上、下止点 活塞行程 S 气缸工作容积(气缸排量)Vs 发动机工作容积(发动机排量)VL=i Vs 燃烧室容积Vc 气缸总容积 Va Va=Vs+Vc 压缩比 =Va/V
9、c 工况:转矩/转速 负荷率:P/Pmax第二节 往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语发动机构造发动机构造u工作循环(working cycle)由进气进气、压缩压缩、作功作功和排气排气等四个工作过程组成的密闭过程密闭过程。周而复始地进行这些过程,内燃机才能持续地作功。往复活塞式内燃机的基本术语发动机构造发动机构造往复活塞式内燃机的基本术语u上、下止点q 活塞顶离曲轴回转中心最远处、即活塞最高位置,称为上止点(Top Dead Center,TDC)q 活塞顶离曲轴回转中心最近处、即活塞最低位置,称为下止点(Bottom Dead Center,BDC)q 在上、下止点处,活塞的运动速度为零。
10、发动机构造发动机构造u活塞行程q 上、下止点间的距离S称为活塞行程;q 曲轴的回转半径R称为曲柄半径,S=2R(气缸中心线通过曲轴回转中心的发动机,正置曲柄连杆机构)往复活塞式内燃机的基本术语发动机构造发动机构造u气缸工作容积(Volume)q 活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积,气缸工作容积,记作VS;)(10462LSDVs式中:D气缸直径(mm);S活塞行程(mm);往复活塞式内燃机的基本术语发动机构造发动机构造u发动机排量(Displacement)q 所有气缸工作容积的总和称为发动机排发动机排量量,记作VL;iVVSL式中:VS气缸工作容积;i气缸数目;往复活塞式内燃机
11、的基本术语发动机构造发动机构造u燃烧室容积q 活塞位于上止点时活塞顶面以上与气缸盖底面以下之间形成的容积称为燃烧室燃烧室容积容积,记作Vc;往复活塞式内燃机的基本术语发动机构造发动机构造u气缸总容积q 活塞位于下止点时,活塞顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积气缸总容积,记作Va;q气缸总容积等于气缸工作容积与燃烧室容积之和,即:cSaVVV往复活塞式内燃机的基本术语发动机构造发动机构造u压缩比(Compression ratio)q 压缩比是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值,即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比压缩比,记作表示;式中:Va气缸总容积;VS气缸工作容积;Vc燃烧室容积
12、;q 压缩比是发动机中一个非常重要的概念,压缩比表示了气体的压缩程度。cSccScaVVVVVVV1往复活塞式内燃机的基本术语发动机构造发动机构造25压缩压缩比 越大,(压缩终了时的压力越大、温度越高,燃烧速度越快)因此发动机功率越大,油耗率越低。过大,易产生爆燃,易产生表面点火。爆燃(爆震):离点燃中心较远处的可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。表面点火:由燃烧室内炽热面或炽热点点燃混合气而产生的一种不正常燃烧。汽油机的压缩比一般为 611(车用汽油机一般8 11)。柴油机压缩比一般为1622。发动机构造发动机构造26/302022-11-17主要内容第一节 汽车发动机类型第二节 往复活塞
13、式内燃机基本结构及术语第三节 往复活塞式内燃机工作原理第四节 发动机的总体构造第五节 发动机主要性能指标与特性第六节 内燃机产品名称和型号编制规则发动机构造发动机构造27第三节第三节 往复活塞式内燃机工作原理往复活塞式内燃机工作原理一、四冲程汽油机工作原理工作工作循环循环活塞活塞运动运动进气门进气门排气门排气门缸内压力缸内压力(MPa)缸内温度缸内温度(K)进气进气行程行程向下向下开开关关0.08-0.09(终了)(终了)320-380(终了)(终了)压缩压缩行程行程向上向上关关关关0.8-1.5(终了)(终了)600-750(终了)(终了)作功作功行程行程向下向下关关关关3-6.5(最高)(
14、最高)0.3-0.5(终了)(终了)2200-2800(最高)(最高)1200-1500(终了)(终了)排气排气行程行程向上向上关关开开0.105-0.12(终了)(终了)900-1100(终了)(终了)发动机构造发动机构造四冲程发动机的示功图上止点上止点下止点下止点n进气行程r-an压缩行程a-cn作功行程c-bn排气行程b-r发动机构造发动机构造29二、四冲程柴油机工作原理二、四冲程柴油机工作原理 柴油的主要特点 粘度大;不易蒸发;自燃温度低。柴油机工作循环与汽油机相同 工作循环包括四个行程,每个行程180曲轴转角;只有一个作功行程,其余三个是耗功行程。柴油机与汽油机主要不同点 混合气形成
15、:柴油机不用化油器,燃油直接喷射入气缸内。点火方式:压燃,无点火系统。发动机构造发动机构造30二、四冲程柴油机工作原理二、四冲程柴油机工作原理 柴油机的特点 压缩比高 柴油机1622,汽油机为611;最高转速较低 柴油机25003000(r/min),汽油机40007000(r/min);油耗较低 比汽油机低约30%质量较大 制造、维修费用高 喷油泵、喷油器的制造难度大 振动、噪声较大 工作粗暴 排气污染小 过量空气系数大,燃烧比较完全,CO、HC、NOx 的排放量较少。发动机构造发动机构造31柴油机由于用的柴柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、油粘度比汽油大、不易蒸发,且自燃不易蒸发,且自燃温度
16、又较汽油低,温度又较汽油低,所以采用的是所以采用的是 压缩自燃式点火压缩自燃式点火。二、二、四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理柴油呈细雾状柴油呈细雾状喷油压力高喷孔直径小喷油泵喷油泵喷油器喷油器要求:要求:发动机构造发动机构造32进气行程进气行程压缩行程压缩行程作功行程作功行程排气行程排气行程新鲜空气新鲜空气开始喷油开始喷油四冲程柴油机各行程示意图四冲程柴油机各行程示意图吸入气缸的只吸入气缸的只是纯净的空气是纯净的空气 压缩行程终了压缩行程终了时气体压力高时气体压力高35MPa 喷油器将燃油喷油器将燃油喷入燃烧室喷入燃烧室 温度低温度低700900K 发动机构造发动机构造33三、四冲程发
17、动机运转平稳问题三、四冲程发动机运转平稳问题 曲轴每转两周,1个气缸作功1次曲轴转速是不均匀的,发动机运转是不平稳的。飞轮转动惯量越大,越平稳 缸数越多,越平稳发动机构造发动机构造34三、二冲程汽油机工作原理三、二冲程汽油机工作原理 工作循环 第一行程第一行程(活塞向上,下止点到上止点):压缩;进气压缩;进气(进入曲轴箱)第二行程第二行程(活塞向下,上止点到下止点):燃烧作功;换气燃烧作功;换气(缸内进气、排气)。结构 无进、排气阀无进、排气阀(进气孔、排气孔、扫气孔均由活塞开、闭);活塞顶部为一特殊形状,以活塞顶部为一特殊形状,以利换气利换气。发动机构造发动机构造35带扫气泵的二冲程柴油机带
18、扫气泵的二冲程柴油机 第一行程 活塞上行 扫、进/换、压缩 第二行程 活塞下行 做功、排、扫 比二冲程汽油机的经济性好发动机构造发动机构造36三、二冲程发动机工作原理三、二冲程发动机工作原理 二冲程发动发动机特点 功率大 理论上为四冲程的理论上为四冲程的2 2倍,实际为倍,实际为1.51.51.61.6倍;倍;运转运转平稳稳 每两个行程就有一次作功;每两个行程就有一次作功;结构简单结构简单,质质量小 无配气机构无配气机构 使用、维维修方便 燃油经济经济性差 换气时有部分新鲜可燃混合气随废气被排出换气时有部分新鲜可燃混合气随废气被排出 排气污气污染大 二冲程汽油机/柴油机的主要不同之处处 进入缸
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