第1章发动机工作原理和总体构造教材课件

第一章第一章 发动机的基本知识发动机的基本知识概述概述四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的主要性能指标与特性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内燃机名称及型号编制规则一、发动机的定义、分类及特点：1、定义：发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。2、分类及特点:(视频）视频）按燃料燃烧的场所分：内燃机：热效率高、体积小、起动能好、便于移动和维修方便。外燃机按热能转变为机械能的主要构件形式分：活塞式内燃机燃气轮机1.1 概述概述燃料燃料汽油发动机（或煤气机）汽油发动机（或煤气机）柴油发动机柴油发动机按着火方式按着火方式按冷却方式按冷却方式按冲程数按冲程数四冲程发动机四冲程发动机二冲程发动机二冲程发动机水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机点燃：（汽油机）点燃：（汽油机）压燃式（柴油机压燃式（柴油机)凸轮轴位置凸轮轴位置顶置式顶置式侧置式（中置、下置）侧置式（中置、下置）二、往复活塞式内燃机的分类：增压进气增压进气进气方式进气方式气缸排列气缸排列自然吸气自然吸气按冲程数按冲程数气缸数量气缸数量V形形固定式固定式多缸多缸直列直列对置对置移动式移动式单缸单缸一、发动机结构基本术语：一、发动机结构基本术语：上止点上止点下止点下止点活塞行程活塞行程(S)曲柄半径曲柄半径(R)气缸工作容积气缸工作容积(V h)发动机排量发动机排量(VL)燃烧室容积燃烧室容积(Vc)气缸总容积气缸总容积(Va)压缩比（压缩比（）Vh=D2S10-6/4（L）VL=VhiD气缸直径mmS活塞行程mmi气缸数Va V h Vc Va/Vc1 V/Vc单缸单缸发动发动机结机结构示构示意图意图 1.2 四冲程发动机的工作原理四冲程发动机的工作原理二、四冲程汽油机的工作原理二、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程、进气行程2、压缩行程、压缩行程3、作功行程、作功行程4、排气行程、排气行程单单缸缸四四冲冲程程汽汽油油机机的的工工作作过过程程进气行程进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370440K，压力7590kPa大气压力线大气压力线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。压缩行程压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：=Va/VcPVra示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点温度600800K，压力6001500kPa作功行程作功行程进气门关闭排气门关闭活塞示功图ZPVra大气压力线大气压力线cb上止点下止点瞬时最高：温度22002800K，压力35MPa作功终了：温度15001700K，压力300500kPa 排气行程排气行程进气门关闭排气门打开活塞cbrPV示功图大气压力线大气压力线Z上止点下止点温度9001200K压力105125kPa残余废气二、四冲程柴油机的工作原理：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300370K压力800900kPa温度8001000K压力35MPa瞬时：温度18002200K压力510MPa温度8001000K压力105400kPa终了：温度8001000K压力105400kPa三、二冲程汽油机工作原理三、二冲程汽油机工作原理压缩混合气排气孔点火燃烧火花塞进气孔进气换气孔排气二、二冲程柴油机工作原理二、二冲程柴油机工作原理换气换气燃烧燃烧排气压缩喷油器空空气气扫气泵废废气气排气门排气门二、二冲程柴油机工作原理二、二冲程柴油机工作原理换气换气燃烧燃烧排气压缩喷油器空空气气扫气泵废废气气排气门排气门1.四冲程发动机的进、排气是两个分开的专门过程，而二冲程发动机单纯的排气(或进气)时间极短，主要是一个几乎完全重叠的，以新鲜气体清扫废气的换气过程。这样的换气过程不可避免地会发生新鲜气体和废气混合，造成废气难以排净和新鲜气体随废气排出的后果。2.完成一个工作循环，二冲程发动机只需转一转，而四冲程发动机需要转两转。因此，当发动机工作容积、压缩比和转速相等时，从理论上讲，二冲程发动机的功率应为四冲程发动机功率的两倍，但实际上，只有1.51.6倍，这是由于二冲程发动机难以将废气排净，以及为了安排换气过程而较多地损失了高压气体的作功能力，另外还有可燃混合气随废气排出等所致。二冲程与四冲程发动机相比有何优点二冲程与四冲程发动机相比有何优点？3.当转速相同时，二冲程发动机的作功次数较四冲程发动机多一倍。因此，二冲程发动机运转较平稳，这对单缸发动机来说更为明显。4.由于没有气门或只有排气门，也就省去了配气机构或使配气机构较为简单，简化了发动机的结构。易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。由于二冲程汽油机有混合气损失，故经济性差，在大中型汽车上的应用受到了限制。但由于它结构简单、重量轻、制造成本低等优点，轻便摩托车和微型汽车的小排量发动机广泛采用。二冲程柴油机由于换气时进入气缸的是纯空气，没有燃料损失，为某些汽车所采用。思考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？共同特点共同特点1每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。2只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。思考思考四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么不同呢？不同点不同点 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进入可燃汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器1.3 发动机的总体构造及型号编制规则发动机的总体构造及型号编制规则一、发动机的组成1、机体组：包括气缸盖、气缸体、油底壳等。2、曲柄连杆机构：包括活塞、连杆总成，带有飞轮的曲轴等。3、配气机构：包括进气门、排气门、液力挺杆总成、凸轮轴、凸轮轴正时齿轮等。4、燃料供给系：包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、油管、空气滤清器、化油器、进气歧管、排气消声器等。5、点火系：包括电源、分电器、点火开关、点火线圈、火花塞等。6、冷却系：包括水泵、散热器、风扇、水温表、节温器等。7、润滑系：包括油底壳、机油集滤器、机油泵、限压阀、润滑油道及油管、油温和油压传感器、油温和油压表、油标尺等。8、起动系：包括起动机、冷起动加热器及其附属装置。连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮配气机构曲柄连杆机构摇臂凸轮轴桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图二、内燃机名称及型号编制规则二、内燃机名称及型号编制规则1、内燃机名称：按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。2、内燃机型号由下列四部分内容组成。首部：产品特征代号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：二、型号编制举例二、型号编制举例(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CA6102：表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号8V100：表示八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ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495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用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