第2章_发动机构造-_01_发动机原理及总体构造__1h

1、第2章 发动机构造 2.1汽车发动机的工作原理及总体构造 内容提要p汽车发动机的类型p往复活塞式内燃机的基本结构p往复活塞式内燃机工作原理p发动机的总体构造p发动机的性能指标2.1.1 汽车发动机的类型 热机借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能 转变为机械能。 热机种类： 内燃机：直接以燃料燃烧所生成的燃烧产物为工质的热机，包括活塞式内燃机和燃气轮机。 外燃机种类： 内燃机特点：结构紧凑、体积小、质量轻和容易起动等许多优点。 内燃机、外燃机蒸汽机、汽轮机、热气机2.1.1 汽车发动机的类型p活塞运动方式2.1.1 汽车发动机的类型p燃料 汽油机、柴油机、乙醇等2.1.1 汽车发动机的类型p冷

2、却方式2.1.1 汽车发动机的类型p工作循环冲程数2.1.1 汽车发动机的类型p汽缸数2.1.1 汽车发动机的类型p汽缸排列方式 2.1.1 汽车发动机的类型p进气状态 2.1.1 汽车发动机的类型 广泛应用的汽车发动机为水冷、四冲程往复活塞式内燃机。 汽油机轿车和轻型客、货车上。 柴油机大客车和中、重型货车发动机，少数轿车和轻型客、货车发动机。 风冷或二冲程活塞式内燃机应用较少。2.1.2往复活塞式内燃机的基本结构p基本结构基本结构 气缸 活塞 曲柄连杆机构 气缸盖 进气门、排气门 凸轮轴 齿形带、齿轮或链条 曲轴箱 机体 2.1.2往复活塞式内燃机的基本结构p基本术语基本术语 工作循环 上

3、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？ 进气、压缩、作功、排气2.1.2往复活塞式内燃机的基本结构 活塞行程S 曲轴的回转半径R与S关系 汽缸工作容积上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。 排量 上、下止点间的距离气缸工作容积的总和2.1.2往复活塞式内燃机的基本结构 燃烧室容积活塞位于上止点时，活塞顶面与气缸盖底面形成的空间，容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积 汽缸总容积气缸工作容积与燃烧室容积之和2.1.2往复活塞式内燃机的基本结构 压缩比 总容积/燃烧室容积 。压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内

4、的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。 汽油机压缩比69 （增压911） 柴油机压缩比1622 压缩比与比功率关系？ 负荷率 有效功率/最大有效功率2.1.3往复活塞式内燃机工作原理p四冲程汽油机工作原理 工作行程：吸气、压缩、做功、排气 吸气活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。排气门关闭，进气门开启。移动过程中气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度，油气混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合 。 压缩进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。进、排气门关闭，随着活塞移动气缸容积减小，气缸内的混合气被压缩2.1.3往复活塞式内燃机工作原

5、理 做功压缩行程结束，火花塞点火，可燃混合气燃烧，火焰传播至整个燃烧室，释放大量的热能，燃烧气体体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高，在气体压力作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。 排气排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，膨胀后的燃烧气体在其自身剩余压力和活塞推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气行程结束 。 学生分析2.1.3往复活塞式内燃机工作原理p四冲程柴油机工作原理 工作循环：进气、压缩、作功和排气 相对汽油机的特点： 进气 压缩 做功 吸入空气压缩比大，压缩行程终了时气体压力高压缩行程结束时，柴油由喷油器

6、喷入燃烧室，压燃混合气体2.1.4发动机的总体构造 汽油机 两大机构两大机构 五大系统五大系统 柴油机 两大机构两大机构 四大系统四大系统 曲柄连杆机构，配气机构燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系、起动系曲柄连杆机构、配气机构燃料供给系、润滑系、冷却系、起动系2.1.4发动机的总体构造p曲柄连杆机构 实现工作循环，完成能量转换，由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。 2.1.4发动机的总体构造p配气机构 定时皮带、凸轮、气门等 根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。 哪个齿轮安装在曲轴上？2.1.4发动机

7、的总体构造p冷却系 由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成p燃油供给系 汽油机：配制出一定数量、浓度混合气，供入气缸； 柴油机：柴油和空气分别供入气缸 2.1.4发动机的总体构造p润滑系统 润滑油道、机油泵、机油滤清器和阀门 p点火系 蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等 2.1.4发动机的总体构造p起动系 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。2.1.5 发动机的性能指标p动力性指标有效转矩：发动机对外输出的转矩称为有效转矩 有效功率：发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率 发动机转速：

8、发动机曲轴每分钟的回转数平均有效压力：单位气缸工作容积发出的有效功p经济性指标 有效热效率：燃料燃烧产生的热量转化为有效功的百分数 有效燃油消耗率：发动机每输出 1kWh的有效功所消耗的燃油量2.1.5 发动机的性能指标p强化指标 升功率：发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率 强化系数：平均有效压力与活塞平均速度的乘积称为强化系数。活塞平均速度是指发动机在标定转速下工作时，活塞往复运动速度的平均值。p紧凑性指标 比容积：发动机外廓体积与其标定功率的比值 比质量：发动机的干质量与其标定功率的比值2.1.5 发动机的性能指标p环境指标 评价发动机排气品质和噪声水平。由于它关系到人类的健康及其赖以生存的环境，因此各国政府都制定出严格的控制法规，以期消减发动机排气和噪声对环境的污染p可靠性指标 可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下，正常持续工作能力的指标。可靠性有多种评价方法，如首发故障行驶里程、平均故障间隔里程、主要零件的损坏率等2.1.5 发动机的性能指标p耐久性指标 指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。通常用发动机的大修里程，即发动机从出厂到第一次