汽车发动机的工作原理

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,*,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,章目录,M 21 发动机的分类和基本构造,M 22 发动机基本术语,模块2,发动机基本知识,M 25 发动机的性能指标和特性,M 23 发动机工作原理,M 24 发动机编号规则,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,学习目标,能正确描述发动机的作用和常用术语的定义；,能,正确,叙述发动机基本工作原理；,能正确描述国产发动机编号规则和总体构造；,能简单叙述发动机主要性能指标和主要工作特性；,应知目标,应会目标,会根据发动机编号识别其类型；,会根据发动机特性曲线图对发动机的性能进行正确分析；,学习目标,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,学习目标,汽车的动力源是发动机，发动机是把某一种形式的能量转变成机械能的机器。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,学习目标,现代汽车所使用的发动机多为内燃机，内燃机是把燃料燃烧的化学能转变成热能，然后又把热能转变成机械能的机器，并且这种能量转换过程是在发动机气缸内部进行的。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,节目录,M 21 发动机的分类和基本构造,1.分类,2.基本构造,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,1.分类,内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(1)按照所用燃料分类,可分为,汽油机和柴油机,；,汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；,柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,2)按照行程分类,可分为,四行程内燃机,和,二行程内燃机,活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机,汽车发动机广泛使用四行程内燃机。,活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(3)按照冷却方式分类,分为,水冷发动机,和,风冷发动机,水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；,风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。,水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(4)按照气缸数目分类,分为,单缸发动机,和,多缸发动机,仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；,有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。,现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(5)按照气缸排列方式分类,可以分为,单列式,和,双列式,单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的,双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角180(一般为90)称为V型发动机,若两列之间的夹角=180称为对置式发动机。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(6)按照进气系统是否采用增压方式分类,汽油机常采用自然吸气式；,柴油机为了提高功率有采用增压式的。,可以分为,自然吸气,(非增压)式发动机,强制进气,(增压式)发动机,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,2.基本构造,发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备一些机构和系统。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由,机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组,等组成。,(1)曲柄连杆机构,在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。,在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(2)配气机构,配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。,配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由,气门组、气门传动组和气门驱动组,组成。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；,(3)燃料供给系统,柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(4)润滑系统,润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。,润滑系通常由,润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门,等组成。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(5)冷却系统,冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。,水冷发动机的冷却系通常由,冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器,等组成。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(6)点火系统,在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系,点火系通常由,蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞,等组成。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,(7)起动系统,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；,柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 21 发动机的分类和基本构造,发动机装配示意,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,节目录,M 22 发动机基本术语,1.上止点,2.下止点,3.活塞行程,4.曲柄半径,5.气缸工作容积,6.燃烧室容积,7.气缸总容积,8.发动机排量,9.压缩比,10.工作循环,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 22 发动机基本术语,1.上止点,2.下止点,当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为,下止点,。,当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为,上止点,。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 22 发动机基本术语,3.活塞行程,4.曲柄半径,曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为,曲柄半径,，一般用,R,表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即,s=2R,活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为,活塞行程,。一般用,s,表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转,180,。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 22 发动机基本术语,5.气缸工作容积,活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积。,D,气缸直径，单位,mm,；,S,活塞行程，单位,mm,；,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 22 发动机基本术语,6.燃烧室容积,7.气缸总容积,活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积,用V,a,表示。,活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积,用,V,c,表示。,V,a,V,c,V,h,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 22 发动机基本术语,8.发动机排量,多缸发动机各气缸工作容积的总和，用V,L,表示：,V,h,气缸工作容积；,i,气缸数目。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 22 发动机基本术语,9.压缩比,气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比,用表示。,汽油机的压缩比为,611,，柴油机的压缩比较高，一般为,1622,。,发动机中一个非常重要的概念,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 22 发动机基本术语,10.工作循环,内燃机每一次能量转换所经历的一系列连续过程叫一个,工作循环,1-2 end,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,节目录,M 23 发动机工作原理,1.四行程汽油机的工作原理,2.四行程柴油机的工作原理,3.二行程汽油机的工作原理,4.多缸发动机的工作原理,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 23 发动机工作原理,1.四行程汽油机的工作原理,进气行程,压缩行程,作功行程,排气行程,不断循环反复,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 23 发动机工作原理,进气门开，排气门关，活塞由上止点向下止点运动，吸进新鲜混合气。,(1)进气行程,进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.0750.09MPa,温度达到370400K,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 23 发动机工作原理,(2)压缩行程：,塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。,气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.61.2MPa，温度可达600700K。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 23 发动机工作原理,活塞运动到接近压缩上止点时，火花塞点火，点燃混合气，高温高压的混合气作用在活塞顶上，推动活塞下移，并通过连杆使曲轴旋转。,(3)作功行程,燃烧后最高压力可达35MPa，最高温度可达22002800K。,作功行程结束，气体压力降低到0.30.5MPa，气体温度降低到13001600K。,上一页,下一页,返 回,结 束,模块2 发动机基本知识,M 23 发动机工作原理,当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。,(4)排气行程,排气终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.1050.115 MPa，温度约为9001200K。,