1. 发动机的基本知识.ppt

1、南昌大学机电学院,第一章 发动机工作原理和构造,发动机的分类 四冲程发动机工作原理 二冲程发动机工作原理 发动机的总体构造 发动机的主要性能指标与特性 内燃机名称及型号编制规则,南昌大学机电学院,1.1 发动机的分类,发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。,1、按燃料的使用不同分,一、发动机的定义：,二、发动机的分类 ：,现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在 发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。,南昌大学机电学院,4、按冷却方式不同,2、按完成一个工作 循环所需行程数,3、按照进气状态,南昌大学机电学院,5、按气缸数及排列方式,单列式,型,对置式,南昌大学机电学院

2、,南昌大学机电学院,1.2 四冲程发动机工作原理,一、四冲程汽油机基本结构,南昌大学机电学院,南昌大学机电学院,动态演示,南昌大学机电学院,压缩比,气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用表示。,例如：现代化油器式发动机压缩比一般为811(轿车有的达10以上)。柴油机压缩比一般为为1622。,Va 气缸总容积； Vh 气缸工作容积； Vc 燃烧室容积；,南昌大学机电学院,工作循环,对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。,多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量 ，用表示VL 。,发动机排量,VL

3、= V h i,Vh气缸工作容积 （气缸排量） i 气缸数目,南昌大学机电学院,二、 四冲程汽油机工作原理,观看演示,1、进气行程,2、压缩行程,3、作功行程,4、排气行程,南昌大学机电学院,汽油发动机四个行程的图示,1.进气行程,.压缩行程,.作功行程,4.排气行程,每一行程工作的具体分析如下,南昌大学机电学院,1、进气行程,排气门关闭,进气门开启,大气压力线,P,V,r,a,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。,进气终了时气缸内压强为0.0750.09Mpa，温度略高于大气温度约为370400K,活 塞 下 行,南昌大学机电学院,2、压缩行程,进气

4、门关闭,排气门关闭,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,下止点,压缩终了时气缸内压强上升至0.61.2Mpa，温度继续上升至600700K 。,活 塞 上 行,南昌大学机电学院,3、作功行程,进气门关闭,排气门关闭,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,作功中气缸内最高压力可达35Mpa，最高温度可达22002800K；作功终了时气缸内压力下降至0.30.5Mpa，温度下降至13001600K。,活 塞 下 行,南昌大学机电学院,4、排气行程,进气门关闭,排气门打开,P,V,r,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,残余废气,排气终了时气缸内压强

5、下降至0.1050.115Mpa，温度下降至9001200K,a,活 塞 上 行,南昌大学机电学院,四冲程柴油机工作原理,柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是,压缩自燃式点火。,南昌大学机电学院,进气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,纯空气,四冲程柴油机各行程示意图,开始喷油,0.0780.093MPa; 3.54.5MPa; 69MPa; 0.20.4MPa; 0.1050.125MPa 300370K; 7501000K; 20002500K; 12001500K; 8001000K,南昌大学机电学院,分析和比较汽油机、柴油机的工作,异同,?,首先

6、分别看一下汽油机和柴油机的结构图示,火花塞,喷油器,化油器,南昌大学机电学院,汽油机、柴油机的工作相同点：,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。,汽油机、柴油机的工作不同点：,南昌大学机电学院,1.3 二冲程发动机工作原理,一、二冲程汽油机基本结构,观看演示,第一行程：活塞从下止点向上止点运动，压缩缸内的混合气，新的可燃混合气又从化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。 第二行程：活塞从上止点向下止点运动，活塞上方进行作功过程和换气过程，而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。,南昌大学机电学院,二、二冲程柴油机基本结构,南昌大学机电学院,思考与练习：,1、发动机的分类如

7、何？ 2、什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？ 3、汽油机和柴油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同？它们在结构上有何区别？,南昌大学机电学院,1.4 发动机的总体构造,点此观看录像,南昌大学机电学院,桑塔纳发动机结构示意图,南昌大学机电学院,桑塔纳发动机的曲柄连杆机构,南昌大学机电学院,桑 塔 纳 发 动 机 的 配 气 机 构,南昌大学机电学院,桑塔纳轿车汽油供给系,南昌大学机电学院,桑塔纳发动机冷却系,南昌大学机电学院,桑塔纳发动机润滑系示意图,南昌大学机电学院,桑 塔 纳 发 动 机 点 火 系,南昌大学机电学院,桑塔纳轿车起动机,南昌大学机电学院,1.5 发动机的主要性能指

8、标与特性,一、动力性指标,1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，用Te表示 。,2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率称为发动机的有效功率，用Pe表示。 3、发动机转速：n,式中：Te 有效扭矩，单位为Nm； n 曲轴转速，单位为r/min,三者关系,南昌大学机电学院,二、经济性指标,燃油消耗率：只发动机每发出1有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量，称为燃油消耗率，用be表示，单位W/(kh)。,三、 运转性能指标,1）排放性能 排放性能指标包括排放烟度、有害气体(CO，HC，NOx)排放量。 2）噪声限制：轿车噪声不得大于82dB（A）. 3)起动性能 汽油机1

9、0，柴油机5，15s内要能自行运动。,四、发动机的速度特性,指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。条件燃料调节机构（油门）位置不变。,南昌大学机电学院,四、发动机的工况与负荷,1、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明 。,2、发动机在某一转速下的负荷：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。 注意区分：功率、负荷、油门开度,Pe/kW,n/rmin-1,0,50,45,32,27,20,2000,3500,4800,-调节机构最大位置,a,b,c,d,e,分析右图发动机的负荷,南昌大学机电

10、学院,南昌大学机电学院,1.5 内燃机名称及型号编制规则,一、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义 （GB/T 7251991）,南昌大学机电学院,(1) 汽油机 1E65F： 表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型 4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号 CA488： 表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号 (2) 柴油机 195： 表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型 165F： 表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型 6135Q： 表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用 X4105： 表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号,二、型号编制举例,南昌大学机电学院,小 结,发动机,常用术语,工作原理,发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。,分类,定义,按不同的分类方法大致分为四大类,十个基本术语,汽油发动机,柴油发动机,（重点）,区别于汽油机的工作过程,四个行程的工作过程,南昌大学机电学院,发动机,总体构造：汽油机（两大机构五大系统）， 柴油机（两大机构