第一章发动机工作原理与构造ppt课件

1、第一篇第一篇 汽车发动机汽车发动机第一章第一章 发动机的工作原理和总体发动机的工作原理和总体构造构造本章内容提要本章内容提要 发动机的分类发动机的分类 四冲程发动机的四冲程发动机的工作原理工作原理 二冲程发动机的二冲程发动机的工作原理工作原理 发动机的总体构发动机的总体构造造 主要性能指标与主要性能指标与特性特性 产品名称和型号产品名称和型号编制规则编制规则第一节第一节 发动机的分类发动机的分类 发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。将发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。将热能转化为机械能的发动机，称为热力发动机。热能转化为机械能的发动机，称为热力发动机。 内燃机是热力发动机

2、的一种，其特点是燃料在机器内燃机是热力发动机的一种，其特点是燃料在机器内部燃烧而产生热能。另一种热力发动机是外燃机如蒸汽内部燃烧而产生热能。另一种热力发动机是外燃机如蒸汽机、汽轮机等），其特点是燃料在机器外部燃烧以产生高温机、汽轮机等），其特点是燃料在机器外部燃烧以产生高温高压水蒸气，再输送至机器内部转变为机械能。高压水蒸气，再输送至机器内部转变为机械能。 内燃机的分类内燃机的分类 在发动机中，每次将热能转变为机械能，都需经过进气、紧缩、作功和排气的连续过程，称为一个工作循环。凡是活塞往复四个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机；活塞往复两个单程完成一个工作循环的称为二冲程发动机。第二节第二

3、节 四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理一、四冲程汽油机一、四冲程汽油机 工作原理工作原理 现代汽油发动机现代汽油发动机 的构造如右图所示：的构造如右图所示： 基本术语基本术语csacaVVVVV 压缩比：压缩前汽缸中气体的最 大容积与压缩后的最小燃烧室容积之比。汽油机的压缩比一般为811，柴油机的压缩比高，一般为1622 。 二、四冲程柴油机工作原理二、四冲程柴油机工作原理 柴油机工作过程与汽油机基本柴油机工作过程与汽油机基本 类似，每个工作循环也经历进气、类似，每个工作循环也经历进气、 紧缩、作功排气四个行程。紧缩、作功排气四个行程。 但由于其燃料是柴油，所以可但由于其燃料是柴油，

4、所以可 燃混合气的形成及着火方式都与汽燃混合气的形成及着火方式都与汽 油机不同。油机不同。 四冲程汽油机和柴油四冲程汽油机和柴油机在总体构造上的异同：机在总体构造上的异同： 两者都是由一个机体两者都是由一个机体体上安装两个机构曲柄体上安装两个机构曲柄连杆机构和配气机构和连杆机构和配气机构和四大系统供应、冷却、四大系统供应、冷却、光滑、起动系统构成。光滑、起动系统构成。 不同的是汽油机还有不同的是汽油机还有点火系统，而柴油机没有点火系统，而柴油机没有点火系统，并且没有火花点火系统，并且没有火花塞，喷油器直接安装在气塞，喷油器直接安装在气缸顶部。缸顶部。 二冲程发动机的最大缺点是不易将废气从气缸内

5、排除得较干净，并且在换气时减少了有效工作行程。二冲程发动机在汽车上较少被应用，但这种发动机的制造费用低廉、结构简单、质量小，所以在摩托车上广泛应用。 二冲程柴油机的工作过程和二冲程汽油机的工作过程相似，所不同的是进入柴油机气缸的不是可然混合气，而是纯空气。 与四冲程柴油机比较，二冲程柴油机的有缺点与上面讨论二冲程汽油机时所指出的有缺点基本相同，但由于二冲程柴油机用纯空气扫除废气，没有燃料损失，故经济性较高。第四节第四节 发动机的总体构造发动机的总体构造总体组成可概括为：在一个机体上安装二个机总体组成可概括为：在一个机体上安装二个机构和五大系统。构和五大系统。 注：柴油机为四大系统，没有点火系统

6、注：柴油机为四大系统，没有点火系统组成部分的名称组成部分的名称 功功 用用机体组件机体组件是各个机构和系统的装配基体，支承着所有零件。是各个机构和系统的装配基体，支承着所有零件。曲柄连杆机构曲柄连杆机构将活塞的往复运动转变为旋转运动，向外输出动力。将活塞的往复运动转变为旋转运动，向外输出动力。配气机构配气机构使可燃混合气及时充入气缸，并排除废气。使可燃混合气及时充入气缸，并排除废气。燃料供给系统燃料供给系统将合适成分的混合气供入气缸将合适成分的混合气供入气缸点火系统点火系统保证按规定的时刻，点燃气缸中的可燃混合气。保证按规定的时刻，点燃气缸中的可燃混合气。冷却系统冷却系统将多余的热量散入大气，

7、以保证发动机正常工作。将多余的热量散入大气，以保证发动机正常工作。润滑系统润滑系统将润滑油供给运动零件的表面，减少摩擦和磨损。将润滑油供给运动零件的表面，减少摩擦和磨损。起动系统起动系统使静止的动发动机起动，并转入自行运转使静止的动发动机起动，并转入自行运转 发动机总体组成发动机总体组成( (汽油机）汽油机）1 1凸轮轴凸轮轴 2 2摇臂摇臂3 3排气门排气门4 4火花塞火花塞5 5电控喷油器电控喷油器6 6燃油滤清器燃油滤清器7 7电动燃油泵电动燃油泵8 8燃油箱燃油箱9 9点火线圈组件点火线圈组件1010燃油压力调节器燃油压力调节器 1111进气门进气门1212冷却液温度传感器冷却液温度传

8、感器 1313爆燃传感器爆燃传感器 1414进气管进气管1515进气温度传感器进气温度传感器1616节气门节气门1717节气门传感器节气门传感器1818空气滤清器空气滤清器 1919空气质量计空气质量计 2020电子控制单元电子控制单元 2121冷却冷却水套水套 2222发动机转速传感器发动机转速传感器 2323点火开关点火开关 2424蓄电池蓄电池 2525起动电动机起动电动机 2626飞轮飞轮 2727油油底壳底壳 2828机油机油 2929曲轴曲轴 3030连杆连杆 3131曲轴带轮曲轴带轮 3232传动带传动带 3333气缸气缸 3434排气三元排气三元催化转化器催化转化器 3535加

9、热型氧传感器加热型氧传感器3636活塞活塞 3737凸轮轴带轮凸轮轴带轮功用功用: :是各个机构和系统的是各个机构和系统的装配基体，支承着所有零件。装配基体，支承着所有零件。功用：将活塞的功用：将活塞的往复运动转变为往复运动转变为旋转运动，向外旋转运动，向外输出动力。输出动力。功用：使可燃混合气及时功用：使可燃混合气及时充入气缸，并排除废气。充入气缸，并排除废气。功用：将合适成分的混合气供入气缸功用：将合适成分的混合气供入气缸功用：保证按规定的时刻，功用：保证按规定的时刻，点燃气缸中的可燃混合气。点燃气缸中的可燃混合气。功用：将多余的热量散入大气，功用：将多余的热量散入大气，以保证发动机正常工

10、作。以保证发动机正常工作。功用：将润滑油供给运动零功用：将润滑油供给运动零件的表面，减少摩擦和磨损。件的表面，减少摩擦和磨损。功用：使静止的动发动机功用：使静止的动发动机起动，并转入自行运转。起动，并转入自行运转。发动机的性能是随着许多因素而变化的，其变化规律称为发动机特性。一、动力性能指标一、动力性能指标1.有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的平均转矩，以Ttq表示.2.有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率，以Pe表示。 在发动机产品标牌上规定的功率及其相应的转速分别称为标定功率和标定转速。标定功率是发动机所能发出的最大功率。二、经济性指标）为曲轴转速（）为有效转矩（）为有效功率（式中，mi

11、n/;9550106023rnmNTkWPnTnTPtqetqtqe三、运转性能指标三、运转性能指标 主要指排气品质、噪声、启动性能等，这些性能不仅与使用者利益相关，更关系到人类的健康，因此必须指定共同遵守的标准，并给予严格控制。1.排气品质 发动机排出的有害排放物主要有：氮氧化合物（ NOx）、碳氢化合物HC和一氧化碳CO等以及排气颗粒。我国制定的发动机排放法规见38页表中所列。 当燃料供给调节机构位置固定不变当燃料供给调节机构位置固定不变时，发动机性能参数随转速改变而变化时，发动机性能参数随转速改变而变化的曲线，称为速度特性曲线。的曲线，称为速度特性曲线。 当燃料供给调节机构位置达到最大时

12、，所得到的是总功率特性，也称发动机外特性；而把燃料供给调节机构其他位置下得到的特性称为部分速度特性。 外特性曲线上标出的最大功率和最大有效转矩及相应的转速，是表示发动机性能的重要指标。可以联系汽车使用条件，来分析发动机外特性曲线是否符合要求。 发动机运转状态或工作状态简称工况常以功率及其相应的转速来表征，有时也用负荷与转速来表征。 发动机负荷是指发动机驱动从动机械所耗费的功率或有效转矩的大小；也可表述为：发动机在某一转速下的负荷，就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比，以百分数表示。 右图为发动机的一组特性曲线，为外特性曲线，、为部分负荷速度特性曲线。根据上述定义可求出a

13、、b、c、d四个工况的负荷值： 工况a负荷为0；工况b负荷为20/45=44.4%； 工况c负荷为71.1%；工况d负荷为100% 。 留意：不要把负荷和功率的概念相混淆，功率大小不代表负荷的大小；此外，在外特性曲线上各点都表示在各转速下的全负荷工况，而在部分负荷曲线上则不然。为了便于内燃机的生产和使用，国家颁布了该规则。是4缸、直列、四冲程汽油机、缸径92毫米、水冷、车用型。 内燃机型号由阿拉伯数字、汉语拼音字母或英文缩写字母组成。 如图，内燃机型号由四部分构成1E65F:是单缸、二冲程、缸径65毫米、风冷、通用型。第一章第一章 发动机的工作原理和总体构造发动机的工作原理和总体构造复习思考题复习思考题 1-11-1、与、与P43P43页页1-11-1相同相同 1-21-2、与、与P43P43