发动机工作原理和总体构造

第一章发动机工作原理和总体构造发动机的分类基本术语四冲程发动机工作原理和总体构造第1页，共28页。1.1发动机的分类

发动机分类热机电机内燃机外燃机蒸汽机往复活塞式内燃机旋转活塞式内燃机本课程只研究往复活塞式内燃机！第2页，共28页。内燃机的分类根据不同的特征，往复活塞式内燃机有多种分类方法：按着火方式点燃式压燃式按燃料种类汽油机柴油机气体燃料机煤气机……按气缸布置按冲程数按进气状态按冷却方式水冷式风冷式自然吸气式增压式二冲程发动机四冲程发动机直列式对置式V型式第3页，共28页。按气缸布置分类直列式：气缸成一列布置。第4页，共28页。按气缸布置分类对置式：气缸成两列布置，且两列气缸的中心线夹角为180度。第5页，共28页。按气缸布置分类V型：气缸成两列布置，且两列气缸的中心线夹角不到180度第6页，共28页。单缸发动机结构示意图

第7页，共28页。基本术语上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)工作循环VL=Vh×iVh=πD2·S×10-6/4（L）D——气缸直径mmS——活塞行程mm§1.2四冲程发动机的简单工作原理第8页，共28页。发动机专业术语

1、上止点：活塞顶离曲轴中心最大距离时的位置称为上止点。

2、下止点：活塞顶离曲轴中心最小距离时的位置称为下止点。

3、活塞行程：活塞运行在上下两个止点间的距离称为活塞行程。它等于曲轴旋转半径长度的两倍。

4、气缸工作容积（气缸排量）：活塞在上下止点间运动所扫过的容积称为气缸工作容积。

5、燃烧室容积：活塞在上止点时，活塞顶部上方整个空间的容积称为燃烧室容积。

6、气缸总容积：活塞在下止点时，活塞顶部上方整个空间的容积称为气缸总容积。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和。第9页，共28页。发动机专业术语

7、压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。它表示活塞由下止点运动到上止时，气缸内气体被压缩的程度。

8、发动机排量（总排量）：多缸发动机各缸气缸工作容积的总和称为发动机排量。它等于气缸排量与缸数的乘积。

9、工作循环：燃料的热能转换为机械能需经进气、压缩、作功、排气等一系列连续过程，每完成一次称为一个工作循环。

10、四冲程发动机：是指活塞往复四个行程，曲轴旋转两周，完成一个工作循环的发动机。第10页，共28页。四冲程发动机的简单工作原理

一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程第11页，共28页。发动机工作原理四冲程汽油发动机工作循环由吸气、压缩、作功、排气四个过程组成发动机一个工作循环。汽油机利用化油器（或电喷装置）使汽油和空气混合形成可燃混合气，经进气门进入气缸，用火花塞产生的电火花强制点燃混合气，混合气燃烧膨胀推动活塞作功，带动曲轴旋转并输出动力。第12页，共28页。进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K，压力75~90kPa大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。第13页，共28页。

压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/VcPVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa第14页，共28页。作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa

第15页，共28页。

排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200K压力105~125kPa残余废气第16页，共28页。二、四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进气门排气门纯空气温度300~370K压力800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa温度800~1000K压力105~400kPa终了：温度800~1000K压力105~400kPa第17页，共28页。思考四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢？第18页，共28页。共同特点：每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。只有作功行程产生动力。第19页，共28页。思考四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么不同呢？第20页，共28页。不同点

汽油机柴油机汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧有点火系无点火系无喷油器有喷油器第21页，共28页。思考二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。构造简单，质量较小。易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。第22页，共28页。§2.4发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系点火系冷却系润滑系起动系第23页，共28页。连杆飞轮曲轴活塞进气门