陈家瑞汽车构造课件内燃机的基本工作原

内燃机的基本工作原理内燃机的组成部分气缸气缸是内燃机的核心部件，负责燃烧燃料并产生动力。活塞活塞在气缸内上下移动，将燃烧产生的气体压力转换为机械能。连杆连杆连接活塞和曲轴，将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动。曲轴曲轴将活塞的直线运动转换为旋转运动，并传递到车辆传动系统。曲轴运动和连杆运动1曲轴旋转曲轴带动连杆运动2连杆摆动连杆连接活塞和曲轴3活塞运动活塞在气缸内上下运动气缸的作用及工作燃烧室气缸是发动机的重要组成部分，它容纳燃烧室，用于燃烧燃料并产生动力。活塞运动活塞在气缸内上下移动，将燃烧产生的压力转化为机械功。密封性气缸壁与活塞之间必须保持良好的密封，防止燃气泄漏，保证工作效率。活塞的结构和工作活塞是内燃机中最重要的部件之一，它在气缸内上下运动，将燃料燃烧产生的能量转化为机械能。活塞的结构主要包括活塞头、活塞裙部和活塞销。活塞头是活塞上部与燃烧室接触的部分，它承受着燃烧气体的压力，并通过活塞销与连杆连接。活塞裙部是活塞下部与气缸壁接触的部分，它起到密封和导向的作用，防止燃烧气体泄漏。活塞销是连接活塞头和连杆的圆柱形零件，它允许活塞在气缸内自由上下运动。气门的工作原理1进气门在发动机吸气冲程时打开，允许新鲜空气进入气缸。2排气门在发动机排气冲程时打开，允许废气从气缸中排出。3气门正时气门的开启和关闭时间由凸轮轴控制，确保在正确的时机进行气体交换。油箱和燃料供给系统油箱储存燃料，并通过油管连接到发动机。燃油泵将燃料从油箱输送到发动机。燃油滤清器过滤燃料中的杂质，保证发动机正常工作。燃料喷射装置和喷油泵喷油嘴喷油嘴将燃料喷射到气缸中。喷油嘴的类型有很多，包括单孔喷油嘴、多孔喷油嘴和直喷喷油嘴。喷油泵喷油泵是燃料供给系统的重要组成部分，它负责将燃料从油箱输送到喷油嘴。控制单元喷油泵的控制单元可以根据发动机的转速和负载调节喷油量。点火系统的构成和工作点火线圈将低压电转化为高压电，为火花塞提供电能。分电器按顺序分配高压电，使火花塞在合适的时间点火。火花塞在高压电的作用下产生电火花，点燃混合气。自动化点火时间的控制1传感器感知发动机状态2ECU计算最佳点火时间3点火线圈产生高压电4火花塞点燃混合气汽车点火系统通过电子控制单元（ECU）实现自动化点火时间控制。ECU根据传感器反馈的发动机运行数据，例如转速、温度和气压，计算出最佳点火时间，并控制点火线圈产生高压电，点燃火花塞，实现精确的点火时间控制。气缸头的结构和工作气缸头是内燃机的重要组成部分，它连接在气缸体上，并包含气门、火花塞、喷油嘴等部件。气缸头主要负责气门的开闭，控制燃油的喷射和燃烧，并通过冷却系统调节气缸头的温度。活塞环的作用和工作密封作用活塞环紧密贴合气缸壁，防止气体泄漏，保证燃烧室压力。导热作用活塞环将活塞的热量传递给气缸壁，降低活塞温度。刮油作用活塞环刮除气缸壁上的机油，防止机油进入燃烧室燃烧。曲轴箱和润滑系统曲轴箱是发动机的重要组成部分，它为曲轴、连杆、活塞等运动部件提供支撑和密封。润滑系统负责向发动机各摩擦表面供给润滑油，以减少摩擦，降低磨损，延长发动机寿命。润滑系统通常由油底壳、机油泵、机油滤清器、机油冷却器等组成，并通过管道将机油输送到发动机各摩擦部位。冷却系统的种类和工作水冷式水冷式是最常见的冷却系统类型。它使用水作为冷却剂，通过循环流过发动机，吸收热量，然后通过散热器释放到大气中。风冷式风冷式冷却系统通常用于小型发动机，例如摩托车发动机。它使用空气作为冷却剂，通过风扇将空气吹过发动机，带走热量。油冷式油冷式冷却系统主要用于高性能发动机，例如赛车发动机。它使用机油作为冷却剂，通过循环流过发动机，吸收热量，然后通过散热器释放到大气中。自动冷却系统的工作过程1冷却液循环冷却液在发动机循环，吸收热量，并将热量传递给散热器。2散热器冷却风扇推动空气流过散热器，将热量带走，冷却冷却液。3温度控制温控器调节冷却液流向，保持发动机温度稳定。发动机的工作循环进气行程活塞向下运动，吸入新鲜空气或混合气体。压缩行程活塞向上运动，压缩空气或混合气体。做功行程混合气体燃烧，推动活塞向下运动。排气行程活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。四冲程汽油发动机的工作原理吸气冲程活塞向下运动，进气门打开，新鲜空气进入气缸。压缩冲程活塞向上运动，进气门关闭，压缩气缸内的混合气。做功冲程混合气被点燃爆炸，推动活塞向下运动，产生动力。排气冲程活塞向上运动，排气门打开，排出燃烧后的废气。四冲程柴油发动机的工作原理1吸气冲程活塞向下运动，气缸内的压力降低，空气被吸入气缸。2压缩冲程活塞向上运动，压缩气缸内的空气，使温度和压力升高。3做功冲程当压缩空气温度达到燃点时，喷入的燃油自动燃烧，推动活塞向下运动，输出动力。4排气冲程活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。双缸发动机的工作特点结构紧凑双缸发动机比多缸发动机体积更小，重量更轻。振动较大由于气缸数量较少，双缸发动机运转时产生的振动比较大。功率较低双缸发动机比多缸发动机功率更低。多缸发动机的工作特点平稳运行多缸发动机能够有效地减少振动和噪音，提升驾驶舒适性。高功率输出多缸发动机拥有更大的排量和更大的功率输出，为车辆提供更强劲的动力。发动机的效率计算100热效率发动机将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的比例，通常为20-35%。15机械效率发动机将机械能转化为输出轴功率的比例，通常为85-95%。20-35总效率发动机将燃料燃烧产生的热能转化为输出轴功率的比例，等于热效率乘以机械效率，通常为17-33%。发动机功率的测定方法一测功机方法二扭矩和转速计算发动机扭矩的测定发动机扭矩是指发动机输出的转矩，它反映了发动机驱动车辆的能力，通常以牛米(Nm)为单位。发动机的负荷特性1功率特性发动机在不同转速下的输出功率变化情况。2扭矩特性发动机在不同转速下的输出扭矩变化情况。3燃油消耗率特性发动机在不同负荷和转速下的燃油消耗量变化情况。发动机的经济性指标燃油经济性衡量发动机燃油消耗量的指标，通常以百公里油耗或每升油行驶里程来表示。经济性成本考虑燃油成本、维修成本等因素，评估发动机在使用过程中的经济效益。动力性指标评价发动机功率输出能力，例如最大功率、最大扭矩等指标。发动机的环境影响空气污染内燃机排放的尾气中包含多种有害物质，例如一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物和颗粒物，这些物质会对大气环境造成严重污染，影响空气质量和人体健康。噪声污染内燃机在运行过程中会产生大量的噪声，尤其是在高速运行时，噪声更加明显，会对周围环境造成噪声污染，影响居民生活和工作。温室效应内燃机排放的二氧化碳是主要的温室气体之一，会加剧温室效应，导致全球气候变暖，造成极端天气事件增多。发动机的故障诊断症状观察通过观察发动机的运行状况，例如启动困难、加速无力、冒烟等症状，初步判断故障类型。仪器检测使用专业的诊断仪器，例如发动机扫描仪，读取发动机控制单元的故障代码，帮助定位故障区域。拆卸检查必要时拆卸发动机部件，进行目视检查和测试，确定故障原因和损坏程度。发动机的维修保养定期保养定期更换机油、机滤、空气滤清器等，保持发动机清洁，延长使用寿命。检查定期检查发动机各个部件的磨损情况，及时进行维修或更换，确保发动机正常工作。维修针对发动机出现的问题，进行专业的维修，确保发动机恢复正常工作状态。发动机的节能技术混合动力技术混合动力技术将内燃机与电动机相结合，以提高燃油效率。例如，在城市驾驶中，电动机可提供动力，而内燃机在高速行驶时提供动力。燃油喷射技术燃油喷射系统可以精确控制燃油喷射量，以实现最佳燃烧效率，从而减少燃油消耗。涡轮增压技术涡轮增压器利用排气废气推动涡轮旋转，从而提高进气压力，增加发动机功率，同时提高燃油效率。发动机的未来发