发动机基础知识简介powerpoint

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,发动机基础知识简介,1,发动机的基本工作机理,2,1.发动机理论循环,发动机的理论循环是将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略一些因素，以便于作简易的定量处理。通过对理论循环的研究，可以清楚的确定影响性能的某些重要因素，从而找到提高发动机性能的基本途径。最简单的理论循环是空气标准循环其简化条件为：,1）假设工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同。,2）假设工质是在闭口系统中作封闭循环。,3）假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。,4）假设燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热，工质放热为定容放热。,3,三种基本空气标准循环,根据加热方式不同，发动机有三种基本空气标准循环，即1)定容加热循环2)定压加热循环3)混合加热循环.习惯上的处理方式为：汽油机混合气燃烧迅速，近似为定容加热循环；高增压和低速大型柴油机，由于受燃烧最高压力的限制，大部分燃料在上止点以后燃烧，燃烧时气缸压力变化不显著，所以近似为定压加热循环；高速柴油机介于两者之间，其燃烧过程视为定容、定压加热的组合，近似为混合加热循环。,4,四冲程发动机的实际循环,发动机的工作过程就是实际循环不断重复进行的过程。发动机实际循环是由进气、压缩、作功和排气四个过程所组成。,5,进气行程,活塞从上止点向下止点，此时，随活塞的下移，汽缸容积增加，在汽缸内产生真空度，因此吸入混合气。进气门开启，排气门关闭。,6,压缩行程,活塞从下止点向上止点运动，此时，已进入汽缸内的混合气被压缩，混合气的压缩程度越高，燃烧后爆发压力就越大，则作用在活塞顶上的压力也就越强。进排气门均关闭。,7,作功行程,已压缩的可燃混合气被点燃而燃烧。燃烧所产生的爆发压力推动活塞作功。活塞由上止点向下止点移动。进排气门均关闭。,8,排气行程,当作功行程结束时，排气门打开，活塞由下止点向上止点移动，将汽缸内的废气排除。,9,汽油机,汽油机是将汽油和空气的可燃混合气获得的热能转化为机械能的一种动力机械。汽油喷射的作用就是测量进入汽缸的实际空气量，并供给与此相适应的汽油量，控制空气和汽油的混合比（空燃比）。,10,发动机一般分为汽油机和柴油机,汽油机采用的是点燃方式，柴油机采用的是压燃方式。,11,发动机五大系统两大机构,点火系、润滑系、冷却系、燃油供给系、起动系和曲柄连杆机构、配气机构组成,12,工作循环,一个工作循环曲轴旋转两周，720度,13,发动机的基本工作术语,14,上止点,活塞顶离曲轴中心最远处，即活塞最高位置,15,下止点,活塞顶离曲轴中心最近处，即活塞最低位置,16,活塞行程,上下止点之间的距离称为活塞行程,17,气缸工作容积（也叫气缸排量）,活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积。V=D,2,/410,3,SI D-气缸直径，S-活塞行程，I-气缸数,18,空燃比,发动机进气空气量和燃料量的质量比。汽油完全燃烧的理论空燃比是14.7，当发动机转速一定时，功率最大的功率空燃比是12.5。,19,怠速,发动机无负荷定常状态，即不踩油门踏板时，发动机工作而汽车不行驶的状态。,20,排放,由发动机排出的有害物质，主要有：CH化合物CO、化合物等。,21,喷油器,根据ECU所发出的喷射信号进行燃油喷射的电磁阀。工作速度是ms级，可精密的控制给发动机的供油量。单点喷射方式采用1-2个喷油器，多点喷射则每缸用一个喷油器。,22,三效催化剂,在理论空燃比附近，CO、CH的氧化反应和Nox还原反应同时进行的催化剂。其需要根据氧传感器的反馈，对空燃比进行精确的控制。,23,爆震控制,在气缸体上安装一个或多个爆震传感器，当发生爆震时推迟点火定时的控制。推迟点火定时的方法，有所有气缸同时推迟和按各气缸分别推迟两种方式。,24,加速不稳,在加速中产生的功率明显下降的现象，是发动机驱动性的评价项目之一。原因是由于空燃比过稀造成的一时性扭矩下降。,25,功率空燃比,指输出功率最大的空气质量与燃料质量之比。对汽油机约为12.5，比理论空燃比稍浓些。虽然输出功率大，但因空气不足所以热效率下降。,26,理论空燃比,使燃料完全燃烧所必要的最小空气量与燃油的质量之比。汽油的理论空燃比约为14.7。除冷态时，启动和加速等工况需要将空燃比加浓以外，用三效催化剂来进行排气净化的发动机均将空燃比控制在理论空燃比上。,27,氧传感器,由二氧化锆固态电解质构成的氧浓度电池。在理论空燃比附近其输出信号有突变。比理论空燃比浓时输出电压约为0.8V，稀时为0.1 V。除了二氧化锆氧传感器之外，还有由二氧化钛构成的氧传感器。,28,发动机的基本构造,29,五大自制件,缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆,30,主要外协件结构特点,1）活塞：共晶硅铝合金材料，裙部镶防胀钢片，头部和裙部为椭圆，头部为锥形，裙部为桶形。,2）活塞环：共有三道环，第一、二道为气环，第三道为组合油环。组合油环由上下刮片和衬环组成。,3）活塞销：半浮式结构（与连杆小为过盈配合，与活塞销孔为间隙配合）。,31,主要外协件结构特点,机油泵：转子式，壳体为铝合金，速比1：1，泻压阀在机油泵内,32,其他,其他：轴瓦、飞轮、进气歧管、排气歧管、油底壳、水泵、调温器、火花塞、正时皮带等。,33,现生产,我们现在生产的发动机主要有SQR480EC、SQR480ED两种。EC发动机匹配摩托罗拉的电喷系统，ED发动机匹配玛瑞利的电喷系统。EC发动机与奇瑞轿车自动挡相匹配，ED发动机与奇瑞轿车手动档相匹配。,34,发展历程,我厂发动机的发展是从化油器发动机、单点发动机、多点发动机,35,关于电控燃油喷射系统,36,电喷系统组成,根据其组成电喷系统可分为空气系统、燃油系统和控制系统等3个系统。,37,空气系统,空气系统：其作用是计量和控制发动机燃烧所必需的空气量,38,燃油系统,燃油系统的作用是供给缸内燃烧所必需的汽油,39,控制系统,其作用是根据发动机及汽车的运行状态，确定最佳的汽油供给量。供给发动机的汽油量是通过喷油器的喷射持续时间来控制，而喷射持续时间是由ECU计算确定的。检测发动机工作状态的传感器有水温传感器、进气温度传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器和氧传感器等。,40,玛瑞利多点电喷系统组成,1）进气歧管总成2）TMAP(进气温度和压力)传感器3）节流阀体总成4）节气门位置传感器5）怠速步进电机6）水温传感器7）碳罐电磁阀总成8）油轨9）喷油器总成10）曲轴位置与转速传感器11)电动燃油泵12）点火线圈总成13）氧传感器14）三元催化器15）爆震传感器16）ECU控制单元。,41,SQR480系列发动机基本工作参数,1. 缸径：79.96mm,2. 冲程：79.52mm,3. 缸数：直列四缸,4. 排量：1596mm,3,5. 压缩比：9.75：1,6.燃烧室形状：半求形,42,SQR480系列发动机基本工作参数,7. 气门数：2个/缸,8. 最大扭矩：125Nm/3000-3500rpm,9. 最大功率：65kw/5500rpm,10. 点火顺序：1-3-4-2,43,一、 未来汽车发动机系统的技术展望,44,内燃机所面临的挑战和危机,1）对油耗和排放越来越严格的法规标准,2）来自电动汽车和只排水蒸汽的燃料电池汽车的威胁,丰田汽车公司于2002年12月2日电动汽车研发成功,45,内燃机进一步改进所遇到的三大主要难题,1）稀薄燃烧的排放处理技术（三元催化剂在稀薄燃烧状态下无法正常工作，空燃比在14.7附近三元催化剂工作最好）,Nox,PM(碳粒),2）直喷汽油机的燃烧系统和排气处理,低负荷轴效率,Nox（LNT）,46,内燃机进一步改进所遇到的三大主要难题,均匀混合压燃式发动机（HCCI）的控制技术,工作范围的扩大,瞬态工况变化的控制,47,未来柴油机和汽油机的比例,全球总体汽油机仍然占主导，80%以上。柴油机在西欧的比例将持续增长，北美柴油机占2%，欧洲柴油机占30%，亚洲柴油机占15%，柴油含碳较多故柴油机排出的CO2较多。,48,最新柴油机技术,多次喷射（5次）：预喷射、多次喷射、后喷射等,49,未来发动机的机型概念,1）气道喷射稀薄燃烧汽油机,2）停缸和进气阀节气,3）增压直喷成层混合稀薄燃烧汽油机,4）变压缩比,5）增压高速直喷柴油机,6）均匀混合压燃式发动机,7）氢气火花点火发动机,50,