汽车发动机总体构造

第一章 汽车发动机的工作原理和总体构造 转 子 发 动 机 转 子 发 动 机 的 燃 烧 室 转 子 发 动 机 的 特 点1.转子发动机取消了无用的直线运动，直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩 ；2.三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气；3.三角转子自转一周，发动机点火做功三次；4.内齿轮与外齿轮的齿数比为3：2 ，转子自转速度与公转速度之比为1：3，即转子转 1 转(三角活塞转 1 转)，主轴(输出轴)转 3 转，输出轴的转速是转子自转速度的3倍 ；5. 个单缸转子发动机，相当于一个3缸机 。 车 用 内 燃 机 的 分 类 (1) 按所用燃料分类(2) 按行程分类(3) 按冷却方式分类(4) 按气缸数目分类(5) 按气缸排列方式分类(6) 按进气系统是否采用增压方式分类(7) 按燃料供给方式（预混合、缸内喷射GDI） 单 缸 发 动 机 的 基 本 结 构 四冲程汽油机示意图 基 本 术 语 -11.上止点2.下止点3.活塞行程（S）4.曲轴半径（R）5.气缸工作容积（Vh）6.发动机排量（VL） 发动机基本术语示意图 基 本 术 语 -27.燃烧室容积（Vc）8.气缸总容积（Va）9.压缩比（ ） 10.发动机的工作循环11.行程/冲程 发动机的排量 汽 车 发 动 机 的 工 作 过 程1.进气行程2.压缩行程3.作功行程（燃烧过程）4.排气行程 进 气 行 程进气门开启，排气门关闭；活塞由上止点向下止点运动；由于进气阻力，进气终了压力小于大气压力；由于加热，进气温度高于大气温度； 四冲程汽油机的进气行程p-V图 压 缩 行 程进气门、排气门全关闭；活塞由下止点向上止点运动；工质受压缩，温度、压力上升；压缩比与正常燃烧的关系。 四冲程汽油机的压缩行程p-V图 作 功 行 程压缩行程与作功行程之间有一个燃烧过程（温度、压力急剧上升）；进气门、排气门全关闭；活塞由上止点向下止点运动；作功终了温度、压力下降。 四冲程汽油机的膨胀行程p-V图 排 气 行 程进气门关闭、排气门开启；活塞由下上止点向上止点运动；分为自由排气、强制排气两个阶段；排气终了压力大于大气压力；排气终了温度高于大气温度（残余废气）。 四冲程汽油机的排气行程p-V图 四冲程柴油机示意图 柴油机工作原理示意图 四 冲 程 柴 油 机 工 作 原 理1.柴油与汽油的性质差异与影响2.柴油机工作过程3.两种发动机工作循环的共同点4.两种发动机工作循环的不同点 四 冲 程 柴 油 机 的 工 作 过 程 两 种 发 动 机 工 作 循 环 的 共 同 点1）动作相同（曲轴运动、进排气门的开闭）；2）只有作功行程产生动力，其他三个行程是辅助行程；3）经过外力起动发动机后可自行完成循环。 两 种 发 动 机 工 作 循 环 的 不 同 点1）汽油机进入气缸的是可燃混合气，柴油机进入气缸的是纯空气，燃油在压缩行程后期喷入气缸形成混合气；2）汽油机用火花塞点燃混合气，柴油机将柴油喷入气缸，自行着火燃烧。 柴 油 机 与 汽 油 机 的 比 较 汽油机 柴油机 优点 转速高（工作平稳）；质量小；工作较柔和；起动容易（飞轮小）；维修费用低。 压缩比大，输出功率大；混合气浓度低，油耗低，经济性好；缺点 压缩比小； 使用浓混合气，油耗高 。转速低（高速柴油机）；压缩比高，工作粗暴；质量大（飞轮大，起动难）；费用高 。适用车型 小型车辆（轿车、小型货车） 大、中型货车 二 冲 程 发 动 机 工 作 原 理 二 冲 程 发 动 机优 点 ：l 重量轻，功率高 完成一个工作循环，2冲程发动机曲轴比4冲程发动机少转1周，因此当两者的发动机工作容积、压缩比和转速相等的话，从理论上讲2冲程发动机的功率是4冲程发动机的两倍，实际测算也有1.51.6倍之间。 l 运转均匀平稳（单位时间内作用次数多）；l 结构、使用简单。 二 冲 程 发 动 机缺 点 ：l 进气、排气的有效工作行程较短，废气难以排干净，废气残余量大，造成功率输出功率下降；l 部分新鲜可燃混合气随废气一起排出，排放性、经济性差；l 部分机油被烧掉。 四 冲 程 发 动 机 与 二 冲 程 发 动 机 主 要 区 别 发 动 机 的 总 体 构 造 1 .机体组 2 .两大机构 l 曲柄连杆机构动力输出（受力）； l 配气机构使混合气适时进入气缸，废气及时排出气缸。 3 .五大系统 l供给系提供燃料（形成可燃混合气或高压燃油喷雾）； l点火系（汽油机）使火花塞适时产生点火花； l冷却系降低发动机温度，保证发动机正常工作； l润滑系减少运动副的摩擦，降低磨损，冷却机件、清洗摩擦面； l起动系使静止发动机转入自行运转。 发 动 机 的 性 能 指 标1 . 动力性指标 l 有效功率Pe l 有效扭矩Te2 . 经济性指标 l 燃料消耗率ge 1000 TeGP )(955010602 3 kWnTnTP eee 发 动 机 特 性 1 .发动机工况 发动机在一定功率（扭矩）、转速下稳定运行。 当工作机械阻力距或转速改变，发动机的工况也将相应改变。 2 .发动机速度特性（油门位置不变） l外特性； l部分速度特性。 3 .发动机负荷特性（曲轴转速不变） 发动机外特性曲线 扭矩Te曲线变化规律 在外特性曲线图中，扭矩曲线Te是一条凸形曲线。发动机在较低转速时，随着转速n的逐渐升高，扭矩Te愈来愈大；当曲轴转速为n2时，发动机的进气量达到最大值，发动机发出最大扭矩Temax；随着转速的继续升高，扭矩T e逐渐下降。 功率Pe曲线变化规律 l 在图中n1n2范围内，转速n和扭矩Te同时增加，Pe迅速上升；l 在n2n3范围内，转速n继续增加，但扭矩Te却逐渐降低，由于Pe是Te和n的乘积，Pe继续上升，但上升缓慢；l 当转速达到n 3后，虽然n是增加的，但由于Te下降很快，故Pe也逐渐下降。 燃油消耗率ge曲线的变化规律 发动机最小燃油消耗率对应的转速为n5。因为发动机低转速和高转速时，热效率都比较低，在高转速时机械损失增加，因此只有在某一转速下，燃油消耗率ge最低。 这一转速一般介于最大扭矩时的转速n2和最大功率时的转速n3之间。 因此，发动机若是在最大扭矩转速n 2和最大功率转速n3之间的转速范围内工作，其动力性和经济性都较好。 发动机外特性曲线 转 速 储 备 系 数 标定功课（最大功率）时的转速n3与最大扭矩时的转速n2之比称为转速储备系数。其大小影响克服阻力的能力。 与最大扭矩相应的转速越低，即转速储备系数越大，在不换档的情况下，发动机克服阻力的潜力越大。 发 动 机 的 负 荷 特 性 内 燃 机 产 品 名 称 和 型 号 编 制 规 则 1 .内燃机以采用的燃料命名（柴油机、汽油机）；2 .以阿拉伯和拼音字母组成；3 .编制规则 内燃机编码规则 内燃机编码(1) 汽油机1E65F：表示单缸、二行程、缸径65m m、风冷通用型。8V100：表示八缸、四行程、缸径100m m、V型、水冷通用型。TJ376Q：表示三缸、四行程、缸径76m m、水冷车用，TJ表示系列符号。CA488：表示四缸、四行程、缸径88m m、水冷通用型，CA表示系列符号。491-Q：(2) 柴油机195：表示单缸、四行程、缸径95m m、水冷通用型。