清华大学汽车构造I(2)汽车发动机基本知识ppt课件

1、造I汽车构造I2清华大学汽车工程系赵雨东主要内容和学时安排汽车发动机根本知识4学时发动机机体2学时曲柄连杆机构 3学时气门机构 3学时进排气、增压系统及排放控制安装 3学时汽油机燃油供应系统4学时柴油机燃油供应系统4学时汽油机点火系统2学时发动机冷却系统2学时发动机光滑系统2学时发动机起动系统与电源1学时发动机管理系统2学时汽车发动机根本知识汽车及其动力概略汽车总体构造汽车发动机任务原理汽车发动机的分类发动机的总体构造发动机的主要性能目的与特性内燃机产品称号和型号编制规那么按活塞运动方式汽车发动机的分类活塞运动方式往复活塞式Reciprocating engine)旋转活塞式Rotary en

2、gine/Wankel engine MAZDA公司转子发动机用于运动型轿车按燃料种类汽车发动机的分类燃料汽油机Gasoline engine柴油机Diesel engine)其它燃料发动机Alternative engine)类型工作特征备注着火方式混合气形成方法汽油机火花点火化油器供油，缸外混合趋于淘汰进气道汽油喷射，缸外混合当前主流缸内汽油喷射趋向发展柴油机压缩自然缸内柴油喷射其它燃料发动机火花点火缸外混合或缸内喷射在结构上与汽油机不同之处只在于燃料供给系统少量柴油引燃缸外混合或缸内喷射有柴油和气体燃料两套燃料供给系统汽油机柴油机氢燃料发动机BMW汽油、氢双燃料发动机汽车发动机的分类冲程

3、二冲程Twostroke)按行冲程四冲程Fourstroke)二冲程发动机二冲程发动机按扫气方式分为曲轴箱扫气式，用于小型汽油机扫气泵式，用于大型柴油机曲轴箱扫气式扫气泵式二冲程汽油机1第一冲程活塞由下止点运动到上止点；扫 气 ：下止点时，进气阀封锁；排气口和扫气口开启；曲轴箱内的可燃混合气经扫气口进入气缸，将废气经排气口扫出；活塞继续向上止点运动，活塞头部将扫气口封锁，停顿扫气；但排气口未封锁，废气和部分混合气继续排出；压 缩 ：活塞将排气口封锁，缸内可燃混合气被紧缩，直至上止点。进气：活塞到达上止点之前时，曲轴箱容积随活塞上移增大，形成真空度，进气阀开启，混合气进入曲轴箱。二冲程汽油机2第

4、二冲程活塞由上止点运动到下止点；燃 烧 ：紧缩过程终了时，火花塞点火，可燃混合气熄灭，燃烧气体膨胀作功。此时，进气阀仍开启，混合气继续进入曲轴箱。随着活塞下移，进气阀封锁。以后向下止点运动使曲轴箱容积变小，其中混合气被预紧缩。排 气 ：活塞翻开排气口，废气排出，作功过程终了；扫 气 ：继而活塞又将扫气口开启，可燃混合气经扫气口进入气缸，扫除废气扫气。直至下一活塞行程扫气口被封锁。二冲程汽油机3示功图二冲程柴油机1第一冲程活塞由下止点运动到上止点；扫 气 ：当活塞还处于下止点时，进气口和排气门均已开启。扫气泵将纯真的空气增压到0.120.14 MPa后，经空气室和进气口送入气缸，扫除其中的废气。

5、废气经气缸顶部的排气门排出。压 缩 ：当活塞上移将进气口关闭的同时，排气门也封锁，进入气缸内的空气开场被紧缩。活塞运动至上止点，紧缩过程终了。二冲程柴油机2第二冲程活塞由上止点运动到下止点；作 功 ：紧缩行程终了后，高压柴油经喷油器喷入气缸，并自行着火熄灭。高温高压的熄灭气体推进活塞作功。排气 ：当活塞下移2/3行程时，排气门开启，废气经排气门排出。扫 气 ：活塞继续下移，进气口开启，来自扫气泵的空气经进气口进入气缸进展扫气。NewSulzerDieselRTA-seriesLow-speedTwo-stroke Diesel Engines1480-48600 kW2000-66120 bh

6、p196-54 rpm四冲程 vs. 二冲程四冲程二冲程任务循环曲轴每转二圈一个任务循环，作功一次 。曲轴每转一圈一个任务循环，作功一次。旋转角速度比较均匀换气时间进、排气继续时间长，重叠期小换气质量好。换气时间短1/3，进、排气过程几乎同时进展，换气质量差构造复杂性有进、排气门，构造复杂无进、排气门，构造简单曲轴箱扫气式汽车发动机的分类着火按着火方式火花点火Spark Ignition紧缩着火Compression Ignition火花塞汽车发动机的分类冷却按冷却方式水冷风冷Air cooling Water cooling护罩电动风扇散热器齿型带轮缸盖水套缸体水套水泵水套排气管节气门热水管

7、膨胀箱盖膨胀箱膨胀箱管风扇双速热敏开关进水软管排气管出水软管过热蒸气接暖风安装Santana 2000水冷风冷汽车发动机的分类进气方式按进气形状非增压/自然吸气Naturally aspiration增压Turbocharging/Supercharging自然吸气涡轮增压汽车发动机的分类气缸陈列按气缸陈列直列In-lineV型V-type对置Box engineW型W-typeIn-lineDouble piston engineH engineV engineOpposed piston engineW engineRadial engineBoxer engine or180 V eng

8、ineTriangle engine直列V型W型W型W型活塞运动方式汽车发动机的分类归纳燃料种类行冲程气缸陈列气缸数着火方式进气形状冷却方式汽车发动机的分类主流汽油机火花点火柴油机紧缩着火自然吸气增 压水多直V冷缸(3 16)列(3 6)型(6 16)汽车发动机根本知识汽车及其动力概略汽车总体构造汽车发动机任务原理汽车发动机的分类发动机的总体构造发动机的主要性能目的与特性内燃机产品称号和型号编制规那么发动机的总体构造1个机构统两个五发动机的总体构造2机体曲柄连杆机构气门机构供应系统光滑系统冷却系统点火系统起动系统机体缸盖缸体活塞连杆曲轴飞轮曲柄连杆机构气门机构供应系统喷油器油轨油管燃油滤清器油

9、压调理器燃油泵油箱汽油机燃油系统进气歧管节气门组件空气流量计空气滤清器Santana 2000汽油机进气系统柴油机燃油系统光滑系统冷却系统ECU节气门位置传感器双火花点火线圈带集成驱动级水温传感器曲轴位置和转速传感器点火开关蓄电池氧传感器火花塞点火系统起动系统两个个统发动机的总体构造3五机体曲柄连杆机构机构气门机构供应系统光滑系统冷却系统点火系统起动系统汽车发动机根本知识汽车及其动力概略汽车总体构造汽车发动机任务原理汽车发动机的分类发动机的总体构造发动机的主要性能内燃机产品称号和型号编制规那么发动机的主要性能动力性目的表征发动机作功才干大小燃油经济性目的发动机热效率和燃油耗费率特性速度特性负荷

10、特性环境性能目的指发动机排放品质和噪声程度强化目的指发动机接受热负荷和机械负荷的才干工况负荷发动机的主要性能动力性目的1动力性目的有效转矩 Te指发动机经过曲轴或飞轮对外输出的转矩，通常用Te表示，单位为N m。有效转矩是作用在活塞顶部的气体压力经过连杆、传给曲轴产生的转矩，并抑制了摩擦，驱动附件等损失之后从曲轴对外输出的净转矩。10 =式中：Te 有效转矩 Nmn 曲轴转速 r/min。e eP = T Te n955032 n60(kW)发动机的主要性能动力性目的2动力性目的有效功率 Pe指发动机经过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用Pe表示，单位为kW。有效功率同样是曲轴对外输出的净功率。

11、它等于有效转矩和曲轴转速的乘积。发动机的有效功率可以在公用的实验台上用测功器测定，测出有效扭矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率。发动机的主要性能动力性目的3动力性目的平均有效压力 pme单位气缸任务容积发出的有效功称为平均有效压力，单位MPa。P me 可以看作是一个假想的、平均不变的压力作用在活塞顶上，使活塞挪动一个冲程所作的功，即每循环所作的有效功。平均有效压力越大，发动机的作功才干越强。WeVhpme =经济性目的有效热效率 e燃料熄灭所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率。有效热效率越高，发动机的经济性越好。发动机的主要性能经济性目的1有效燃油耗费率越小，表示发动机曲轴

12、输出净功率所耗费的燃油越少，其经济性越好。通常发动机铭牌上给出的有效燃油耗费率ge 是最小值。发动机的主要性能经济性目的2经济性目的有效燃油耗费率 ge燃油耗费率是指单位时间内单位有效功的燃油耗费量，也就是发动机每发出1kW有效功率在1小时内所耗费的燃油质量(以g为单位)，燃油耗费率通常用g e 表示，单位g/kW h.g e =1000G TPe(g / kW h) GT每小时的燃油耗费量kg/hPe 有效功率kW发动机的主要性能环境性能环境性能目的排放有害气体CO、HC、NOx颗粒物PM二氧化碳CO2噪声世界各国都有法规限制排放和噪声发动机的主要性能强化目的强化目的升功率 PL发动机在标定

13、工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率，单位kW/L。升功率越大，发动机的作功才干越强，热负荷和机械负荷高。发动机的主要性能工况和负荷工况发动机在某一时辰的运转形状。以该时辰内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为发动机转速。负荷率内燃机在某一转速下发出的有效功率与一样转速下所能发出的最大有效功率的比值，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。发动机的主要性能特性1发动机的特性发动机的主要性能目的如有效转矩Te，有效功率Pe，有效耗油率等随其运转工况(负荷、转速)变化而变化的关系称为发动机的特性。速度特性负荷特性发动机的主要性能特性2速度特性性能目的随发动机曲轴转速变化的关系称为发动

14、机的速度特性。汽油机功率转矩燃油消耗率矩燃油消耗率功率发动机的主要性能特性3排气温度转柴油机速度特性发动机的主要性能特性4负荷特性性能目的随负荷变化的关系称为发动机的负荷特性。汽油机燃油消耗量燃油消耗率排气温度燃油消耗量燃油消耗率发动机的主要性能特性5排气温度柴油机负荷特性发动机的主要性能环境性能目的经济性目的动力性目的强化目的特性速度特性负荷特性工况负荷汽车发动机根本知识汽车及其动力概略汽车总体构造汽车发动机任务原理汽车发动机的分类发动机的总体构造发动机的主要性能内燃机产品称号和型号编制规那么内燃机产品称号和型号编制规那么1国家规范(GB72591)中对内燃机的称号和型号作了一致规定。EQ1

15、2VE230ZCz：第二汽车制造厂，12缸，V型，二冲程，缸径230mm，水冷，增压，船用主机、左机根本型内燃机产品称号和型号编制规那么2型号例如：汽油机1E65F：单缸，二冲程，缸径 65mm，风冷，通用型；EQ61001： 二汽，六缸，直列，四冲程，缸径100mm，水冷，区分符号 1表示第一种变型产品；BJ492QA：BJ为北京汽车制造厂代号，四缸，直列，四冲程，缸径 92mm，水冷，车用，区分符号 A表示变型产品。柴油机YZ6102Q：YZ为扬州柴油机厂代号，六缸，直列，四冲程，缸径 102mm，水冷，车用；10V120FQ：10缸，V型，四冲程，缸径 120mm，风冷，车用。复习思索题1在构造上怎样描画一个汽车发动机？汽车发动机由哪些部分组成？以下名词的含义是什么？任务循环，二冲程、四冲程发动机的任务循环有何不同?上