第一章发动机工作原理及总体构造09

1、第一章第一章 汽车发动机的工作原理及总体构造汽车发动机的工作原理及总体构造要点要点:1.发动机基本结构及术语 2.四冲程汽油发动机工作原理 3.发动机总体构造及编号规则发动机总体构造及编号规则 发动机的定义一部 机器 转换能量的 某种能量-机械能 热能 机械能:热机 1 汽车发动机的类型汽车发动机的类型内燃机内燃机 热机热机汽油机汽油机外燃机外燃机 活塞式活塞式内燃机内燃机 燃气轮机燃气轮机 往复活塞式往复活塞式内燃机内燃机柴油机柴油机旋转活塞式旋转活塞式内燃机内燃机 蒸汽机蒸汽机汽轮机汽轮机热气机热气机 气体燃料气体燃料发动机发动机天天然然气气液液化化石石油油气气其其他他气气体体燃燃料料活塞

2、式内燃机的分类活塞式内燃机的分类按活塞运动方式按活塞运动方式往复式往复式旋转式旋转式按冷却方式按冷却方式水冷式水冷式风冷式风冷式按进气状态按进气状态增压式增压式非增压式非增压式按按1个工作循环个工作循环内活塞往复运动内活塞往复运动的行程数的行程数二冲程机二冲程机四冲程机四冲程机按燃料种类按燃料种类汽油机汽油机柴油机柴油机气体燃料发动机气体燃料发动机按活塞运动方式按活塞运动方式按燃料按燃料 按冷却方式按冷却方式 按冲程数按冲程数 按缸数按缸数 按气缸布置形式按气缸布置形式 按进气状态按进气状态 一、基本结构一、基本结构2 往复活塞式内燃机的基本结构往复活塞式内燃机的基本结构及基本术语及基本术语汽

3、缸盖罩汽缸盖罩凸轮轴凸轮轴汽缸盖汽缸盖汽缸汽缸活塞活塞曲轴曲轴油底壳油底壳机油泵机油泵火花塞火花塞分电器分电器齿轮室齿轮室气门气门发动机结发动机结构简图动构简图动画画喷油器喷油器气缸盖罩气缸盖罩加机油口加机油口气缸盖气缸盖排气歧管排气歧管进气歧管进气歧管发电机发电机空调压缩机空调压缩机导向轮导向轮动力转向泵带轮动力转向泵带轮水泵水泵气缸体气缸体曲轴箱曲轴箱油底壳油底壳机油泵链轮机油泵链轮曲轴曲轴连杆连杆活塞活塞进气门进气门凸轮轴凸轮轴液压挺柱液压挺柱气门弹簧气门弹簧桑塔纳轿车（桑塔纳轿车（2000GSI2000GSI）电喷发动机）电喷发动机 （AJRAJR）横剖面图）横剖面图二.基本术语基本术

4、语动画基本术语动画、主要名词主要名词发动机术语上止点上止点下止点下止点活塞行程活塞行程气缸工作容积气缸工作容积燃烧室容积燃烧室容积气缸总容积气缸总容积发动机工作容积发动机工作容积(发动机排量发动机排量)压缩比压缩比工况工况:内燃机在某一时刻的运行状况内燃机在某一时刻的运行状况.负荷率负荷率:内燃机在某一转速下发出的有效功率内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值值.名词术语、工作原理动画名词术语、工作原理动画一、四冲程汽油机工作原理一、四冲程汽油机工作原理3、往复活塞式内燃机工作原理、往复活塞式内燃机工作原理发动机四个行程动

5、画发动机四个行程动画、行程行程与示功图动画与示功图动画、四个行程连四个行程连续动画续动画1、2进气门开进气门开, ,排气门关排气门关, , 活塞自上止点向活塞自上止点向下止点下止点, ,气缸真空气缸真空, , 吸入吸入混合气。混合气。终了压力终了压力0.080.09MPa终了温度终了温度320380K进气门关进气门关, ,排气门关排气门关, , 活塞活塞自自下止点下止点至至上止点上止点, , 气缸混合气压缩气缸混合气压缩, , 气压及温度增高。气压及温度增高。终了压力终了压力0.81.5MPa终了温度终了温度600750K进气门进气门 关关, ,排气门排气门 关关, , 活塞活塞 自自上止点上

6、止点至至下止点下止点, , 气缸气缸 混合气被点燃燃烧混合气被点燃燃烧, , 气压及温度急剧增高。气压及温度急剧增高。最高压力最高压力3.0-6.5MPa终了压力终了压力0.350.5MPa最高温度最高温度22002800K终了温度终了温度12001500K进气门进气门 关关, ,排气门排气门 开开, , 活塞活塞 自自下止点下止点至至上止点上止点, , 气缸气缸 气排出气排出, , 气压及温度下降。气压及温度下降。终了压力终了压力0.105-0.12MPa终了温度终了温度9001100K观观看看演演示示 1 1、进气行程、进气行程 2 2、压缩行程、压缩行程 3 3、作功行程、作功行程 4

7、4、排气行程、排气行程 进气进气 排气排气 1 1、进气行程、进气行程排气门关闭排气门关闭进气门开启进气门开启大气压力线大气压力线PVra示功图示功图上止点上止点下止点下止点示功图示功图：表示活塞表示活塞在不同位置时气缸内在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。气体压力的变化情况。进气终了时气缸内进气终了时气缸内压强压强为为0.0740.0740.093Mpa0.093Mpa，温度温度上升至上升至353353403K403K 活活塞塞下下行行2 2、压缩行程、压缩行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线c上止点上止点下止点下止点压缩终了时气缸内压缩终了

8、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600600700K 700K 。活活塞塞上上行行3 3、作功行程、作功行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点作功中气缸内作功中气缸内最高压强最高压强可达可达3 35Mpa5Mpa，最最高温度高温度可达可达220022002800K2800K；作功终了时气；作功终了时气缸内缸内压强压强下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，温度温度下降下降至至130013001600K1600K。 活活塞塞下下行行4 4、排气行程、

9、排气行程进气门关闭进气门关闭排气门打开排气门打开PVr示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点残余废气残余废气排气终了时气缸内排气终了时气缸内压强压强下降至下降至0.1020.1020.120Mpa0.120Mpa，温度温度下降至下降至9009001200K1200K a 活活塞塞上上行行四冲程汽油机工作特点四冲程汽油机工作特点1、活塞往复运动四个行程，曲轴转了两圈、活塞往复运动四个行程，曲轴转了两圈 即：每一个行程有即：每一个行程有180度曲轴转角。度曲轴转角。2、实际：、实际： 进、排气行程的曲轴转角都大于进、排气行程的曲轴转角都大于 180度。度。 因为进、排气门均

10、有早开和迟闭。因为进、排气门均有早开和迟闭。为什么气门要为什么气门要早开和迟闭呢？早开和迟闭呢？四冲程汽油四冲程汽油机连续工作机连续工作动画动画二、四冲程柴油发动机工作原理四冲程柴油发动机工作原理柴油机工作动画及示功柴油机工作动画及示功图图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四行程柴油机各行程示意图四行程柴油机各行程示意图开始喷油开始喷油四冲程柴油机和汽油机的不同之处四冲程柴油机和汽油机的不同之处进气行程：进气行程：柴油机：柴油机：吸入气缸的是纯净空气，可燃混合气的吸入气缸的是纯净空气，可燃混合气的形成在气缸内完成。进气终了时压力较高，温形成在气缸内

11、完成。进气终了时压力较高，温度较低。压力度较低。压力0.085-0.095MPa温度温度310340K。汽油机：汽油机：吸入气缸的是可燃混合气，可燃混合气吸入气缸的是可燃混合气，可燃混合气的形成在进气管和气缸内完成。进气终了时压的形成在进气管和气缸内完成。进气终了时压力较低，温度较高。压力力较低，温度较高。压力0.08-0.09MPa温度温度320380K。结构上结构上火花塞火花塞 喷油器喷油器 结构结构火花塞火花塞 喷油器喷油器 四冲程柴油机和汽油机的不同之处四冲程柴油机和汽油机的不同之处 压缩行程：压缩行程： 柴油机：柴油机：压缩比大，压缩比大，16-22。压缩终了时，。压缩终了时，压力压

12、力3-5MPa，温度，温度7501000K。 汽油机：汽油机：压缩比小，旧压缩比小，旧6-9，新，新7-10。压。压缩终了时，压力缩终了时，压力0.81.5MPa温度温度600750K。四冲程柴油机和汽油机的不同之处四冲程柴油机和汽油机的不同之处 作功行程：作功行程： 柴油机：柴油机：喷油器喷油，压燃。最高时，压喷油器喷油，压燃。最高时，压力力6-9MPa，温度，温度18002200K。终了时，。终了时，压力压力0.20.5MPa，温度，温度10001200K。 汽油机：汽油机：火花塞点火，最高时，压力火花塞点火，最高时，压力36.5MPa，温度，温度22002800K。终了时，压。终了时，压

13、力力0.350.5MPa，温度，温度12001500K。四冲程柴油机和汽油机的不同之处四冲程柴油机和汽油机的不同之处 排气行程：排气行程： 柴油机：柴油机：终了时，压力终了时，压力0.1050.120MPa，温度温度700900K。 汽油机汽油机：终了时，压力：终了时，压力0.1050.12MPa，温度温度9001100K。四冲程柴油机和汽油机的不同之处四冲程柴油机和汽油机的不同之处 燃烧室形状：燃烧室形状： 柴油机：柴油机：一般有主、副两个燃烧室，形状一般有主、副两个燃烧室，形状较特殊。较特殊。 汽油机：汽油机：一个燃烧室，形状较简单。一个燃烧室，形状较简单。三、二冲程汽油机工作原理三、二冲

14、程汽油机工作原理二冲程汽油机工作二冲程汽油机工作动画动画第一行程第一行程活塞上行活塞上行:上方上方扫气、排气、压缩扫气、排气、压缩下方下方-吸气吸气 进气孔进气孔排气孔排气孔扫气孔扫气孔二冲程汽油二冲程汽油机工作动画机工作动画第二行程第二行程活塞下行活塞下行(上半程上半程): 上方上方作功作功 下方下方-进气、预压进气、预压 进气孔进气孔排气孔排气孔扫气孔扫气孔二冲程汽油二冲程汽油机工作动画机工作动画活塞下行活塞下行(下半程下半程):上方换气（扫气、排气）下方-预压 二冲程汽油二冲程汽油机工作动画机工作动画单缸二冲程汽油机工作原理图单缸二冲程汽油机工作原理图1-进气口，进气口， 2排气口，排气

15、口， 3扫气口扫气口二冲程二冲程汽油机汽油机曲轴曲轴转角转角工作性质工作性质活塞运动活塞运动缸内特点缸内特点能量能量情况情况第一冲第一冲程程0180前前1/3扫气扫气后后2/3压缩压缩曲轴箱吸气曲轴箱吸气从从下下止点止点到上止点到上止点容积减小容积减小形成真空形成真空消耗消耗能量能量第二冲第二冲程程180 360前前2/3作功作功后后1/3扫气扫气曲轴箱压气曲轴箱压气从上止点从上止点到下止点到下止点容积增大容积增大压缩气体压缩气体产生产生能量能量注意：排气口位置比扫气口稍高，所以注意：排气口位置比扫气口稍高，所以第第1冲程冲程先关闭完扫气先关闭完扫气口，后关闭完排气口，口，后关闭完排气口，第第

16、2冲程冲程先开排气口，后开扫气口。先开排气口，后开扫气口。由活塞位置控制。由活塞位置控制。二二二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作动画二冲程柴油机工作动画四行程机与二行程机的工作相同点：四行程机与二行程机的工作相同点： 每个工作循环由进气、压缩、作功、排气过程组成每个工作循环由进气、压缩、作功、排气过程组成; ; 只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。 四行程机四行程机二行程机二行程机每个工作循环曲轴转两周每个工作循环曲轴转两周 每个工作循环曲轴转一周每个工作循环曲轴转一周四个过程几乎独立四个过程几乎独立四个过程几乎重叠四个过程几乎重叠曲轴两周作一次功曲轴两周作一次功

17、曲轴一周作一次功曲轴一周作一次功工做波动大工做波动大工作平稳工作平稳四行程机与二行程机的工作不同点四行程机与二行程机的工作不同点1 1：三角活塞转子发动机简介转转子子式式发发动动机机动动画画转转子子式式发发动动机机动动画画转转子子式式发发动动机机动动画画转转子子式式发发动动机机动动画画4、发动机总体构造1.机体组2.曲柄连杆机构3.配气机构4.供给系5.点火系（汽油机）6.冷却系7.润滑系8.起动系骨架骨架 供给系供给系供给系统动供给系统动画画柴油机柴油机冷却系统冷却系统润滑系润滑系润润滑滑系系统统动动画画1、2起起动动动动画画发动机编号规则发动机编号规则企业代号发动机型号举例发动机型号举例1、柴油机、柴油机（1）YZ6102Q（2）10V120FQ（3）12VE230ZCz2、汽油机、汽油机（1）1E65F（2）EQ6100-1（3）BJ492QA5 发动机性能指标 用来表征发动机的性能特点，评价各类发动机性能优劣。一、动力性指标一、动力性指标有效转矩有效转矩有效功率有效功率发动机转速发动机转速平均有效压力平均有效压力二、经济性指标二、经济性指标有效热效率有效热效率有效燃油消耗率有效燃油消耗率三、强化指标三、强化指标升功率升功率强化系数强化系数四、紧凑性指标四、紧凑