汽车构造I1汽车发动机基本知识课件

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,*,*,*,造I,汽车构造I,（1,）,清华大学汽车工程系,赵雨东,造I汽车构造I（1）清华大学汽车工程系赵雨东,1,主要内容和学时安排,汽车发动机基本知识（,4,学时）,发动机机体（,2,学时）,曲柄连杆机构（,3,学时）,气门机构（,3,学时）,进排气、,增压系统及排放,控制装置（,3,学时）,汽油机燃油供给系统（,4,学时）,柴油机燃油供给系统（,4,学时）,汽油机点火系统（,2,学时）,发动机冷却系统（,2,学时）,发动机润滑系统（,2,学时）,发动机起动系统,与电源,（,1,学时）,发动机管理系统（,2,学时）,主要内容和学时安排汽车发动机基本知识（4柴油机燃油供给系统（,2,汽车发动机基本知识,汽车总体结构,汽车发动机工作原理,汽车发动机的分类,发动机的总体构造,发动机的主要性能,内燃机产品名称和型号编制规则,汽车发动机基本知识汽车总体结构汽车发动机工作原理内燃机产品名,3,汽车总体结构,发动机,底盘,车身,电气系统,汽车总体结构发动机车身,4,发动机,底盘,车身,电气系统,发动机车身,5,汽车构造I1汽车发动机基本知识课件,6,汽车构造I1汽车发动机基本知识课件,7,汽车构造I1汽车发动机基本知识课件,8,汽车构造I1汽车发动机基本知识课件,9,汽车发动机基本知识,汽车总体结构,汽车发动机工作原理,汽车发动机的分类,发动机的总体构造,发动机的主要性能,内燃机产品名称和型号编制规则,汽车发动机基本知识汽车总体结构汽车发动机工作原理内燃机产品名,10,发动机工作,原理,基本结构,发动机往复活塞式内燃机,（1）机体,（2）曲柄连杆机构,（3）气门机构,（4）冷却系,（5）润滑系,（6）起动系,（7）供给系,（8）点火系(汽油机),发动机工作原理基本结构发动机往复活塞式内燃机（1）机体,11,汽车构造I1汽车发动机基本知识课件,12,汽车构造I1汽车发动机基本知识课件,13,汽车构造I1汽车发动机基本知识课件,14,发动机工作原理,常用术语（,1）,工作循环,由,进气,、,压缩,、,作功,和,排气,等,四个工作过程,组成的封闭过,程。周而复始,地进行这些过,程，内燃机才,能持续地作功,。,发动机工作原理常用术语（1）工作循环由进气、压缩、能持续,15,发动机工作原理,常用术语（,2）,上、下止点,活塞顶离曲轴回转中心最远处，即活,塞最高位置，称为,上止点,（,Top,Dead Center,TDC,）；,活塞顶离曲轴回转中心最近处，即活,塞最低点，称为,下止点,（,Bottom,Dead Center,BDC,）；,在上、下止点处，活塞的运动速度为,零。,发动机工作原理常用术语（2）上、下止点活塞顶离曲轴回转中,16,发动机工作原理,常用术语（,3）,活塞行程,上、下止点,间的距离S称,为活塞行,程,；,曲轴的回转,半径R称为曲,柄半径，,S=2R,。,上止点,S,下止点,R,发动机工作原理常用术语（3）活塞行程上止点R,17,D,S,10,6,(L),发动机工作原理,常用术语（,4,）,气缸工作容积,活塞从上止点到下止点所扫过的容,积称为,气缸工作容积,；,2,4,D气缸直径 mm；,S活塞行程 mm。,V,h,=,式中：,D S 10 6(L)发动机工作原理常用术,18,发动机工作原理,常用术语（,5）,发动机排量,所有气缸工作容积的总,和称为,发动机排量,，记,作V,L,式中：,V,h,气缸工,作容,积；,i 气缸数目。,V,L,=,V,h,i,发动机工作原理常用术语（5）发动机排量所有气缸工作容积的,19,发动机工作原理,常用术语（,6）,燃烧室容积,活塞位于上止点时,活塞顶面以上与气,缸盖底面以下之间,形成的容积称为,燃,烧室容积,，,记作V,C,发动机工作原理常用术语（6）燃烧室容积活塞位于上止点时,20,汽油机,汽油机,21,柴油机,柴油机,22,发动机工作原理,常用术语（,7）,气缸总容积,活塞位于下止点时，活塞顶部与,气缸盖之间的容积称为,气缸总容,积,一般用,V,a,表示,气缸总容积等于气缸工作容积和,燃烧室容积之和，即,：,V,a,V,c,V,h,发动机工作原理常用术语（7）气缸总容积活塞位于下止点时，,23,=,1,+,h,发动机工作原理,常用术语（,8,）,压缩比,压缩比是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称为压缩比。一般用表示,式中,：,Va,气缸总容积；,Vh 气缸工作容积；,Vc 燃烧室容积。,压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的,压缩程度。,汽油机 811；柴油机 1624,V,V,c,=,V,a,V,c,V,h,+,V,c,V,c,=,=1+h发动机工作原理常用术语（8）式中：V,24,发动机工作原理,常用术语（,9,）,工作循环,活塞行程,上、下止点,发动机排量,气缸总容积,气缸工作容积,燃烧室容积,常用术语,压缩比,发动机工作原理常用术语（9）活塞行程上、下止点发动机排,25,发动机工作原理,四冲程汽油机（,1,）,进气行程（,Intake,）,进气门打开，排气门关,闭，活塞从上止点向下止,点运动；,气缸容积逐渐增大，气缸,内形成一定真空度，空气,和汽油的混合物被吸入气,缸，在气缸内进一步混合,形成可燃混合气。,进气终了时，气缸内气,体压力约为0.080.09,MPa，温度达到320,380 K。,发动机工作原理四冲程汽油机（1）进气行程（Intake）进,26,压缩行程（,Compression,）,进气门和排气门都关闭，活塞,从下止点向上止点运动；,气缸容积逐渐变小，气缸内混,合气被压缩，其压力和温度同,时升高。,压缩终了时，可燃混合气压力,可达0.81.5 MPa，温度可,达600750 K。,采用大压缩比，可提高压缩终,了时气缸内的压力和温度，从,而加快燃烧速度，提高发动机,热效率。但太大容易引起,“,爆,震,”,。一般=811,发动机工作原理,四冲程汽油机（,2,）,压缩行程（Compression）进气门和排气门都关闭，活塞,27,作功行程（,Power/Expansion,）,压缩行程结束时，火花塞产生电火花，,点燃可燃混合气，火焰迅速传遍整个燃,烧室，并放出大量热能；,燃烧气体体积膨胀，压力、温度升高；,气体压力推动活塞从上止点运动到下止,点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。此,时，进排气门仍然关闭。,燃烧最高压力可达36.5 MPa，最高,温度可达22002800 K。,作功终了时，气体压力降低到0.35,0.5 MPa，气体温度降低到12001500,K。,发动机工作原理,四冲程汽油机（,3,）,作功行程（Power/Expansion）压缩行程结束时，火,28,排气行程（,Exhaust,）,进气门关闭，排气门开启；活塞从下,止点向上止点运动。,膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在,活塞的推动下，经排气门排出气缸。,排气行程结束后，残留在燃烧室内的少,量废气称为残余废气。残余废气压力约,为0.1050.12 MPa，温度约为900,1100 K。,发动机工作原理,四冲程汽油机（,4,）,排气行程（Exhaust）进气门关闭，排气门开启；活塞从下,29,压缩,作功,排气,循,环,一个工作循环,四个行程，曲轴,转两周，每个行,程占180曲轴,转角,汽油机工作原理.swf,发动机工作原理,四冲程汽油机（,5,）,进气,压缩循一个工作循环汽油机工作原理.swf发动机工作原理,30,发动机工作原理,四冲程汽油机（,6,）,发动机工作原理四冲程汽油机（6）,31,发动机工作原理,四冲程汽油机（,7,）,发动机工作原理四冲程汽油机（7）,32,示功图,：,气缸内气体压力随气缸,容积或曲轴转角的变化关系图。,发动机工作原理,四冲程汽油机（,8,）,示功图：气缸内气体压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系图。发动,33,实际进气过程中,为增加进入气缸内的混合气量和减少进气过程所消耗,的功，进气门在上止点之前开启，在下止点之后关,闭；,为减少气缸内的残余废气量和排气过程所消耗的功，,排气门在下止点之前开启，在上止点之后关闭。,进、排气过程所占曲轴转角都超过,180,。,发动机工作原理,四冲程汽油机（,9,）,实际进气过程中为增加进入气缸内的混合气量和减少进气过程所消耗,34,进气行程,进入气缸的是纯净,的空气。,因进气系统中没有,节气门，进气阻力,小，且残余废气温,度较低，故同汽油,机相比，进气终了,时缸内气体压力略,高，约为,0.085,0.095 MPa,，而,温,度略低，约为,310,340,K,。,发动机工作原理,四冲程柴油机（,1,）,进气行程进入气缸的是纯净因进气系统中没有高，约为0.085,35,压缩行程,柴油机的压缩比大,(,一般为,1,6,22)，,压缩终了时缸内气,体压力约为,3,5,MPa,，,温度约为,750,100,0 K,，都,比汽油机的高。,压缩终了温度超过,柴油的自燃温度。,发动机工作原理,四冲程柴油机（,2,）,压缩行程柴油机的压缩比大(一般为1622)，压缩终了时缸内,36,作功行程,压缩行程结束时，喷油,器将高压柴油以雾状喷,入燃烧室，细微的油滴,在运动的热空气中迅速,蒸发气化，和空气形成,可燃混合气。,缸内温度高于柴油自燃,温度，柴油自行着火燃,烧。,燃烧气体最高压力69,MPa，最高温度也可高,达18002200 K,。,作功终了时，气体压力,约为0.20.5 MPa，温,度约为10001200 K。,发动机工作原理,四冲程柴油机（,3,）,作功行程压缩行程结束时，喷油缸内温度高于柴油自燃燃烧气体最高,37,排气过程,排气终了时，,缸内残余废气,压力约为,0.1050.12,MPa，气体温,度约为700,900 K。,发动机工作原理,四冲程柴油机（,4,）,排气过程排气终了时，0.1050.12MPa，气体温发动机,38,发动机工作原理,四冲程柴油机（,5,）,发动机工作原理四冲程柴油机（5）,39,柴油机工作原理.swf,发动机工作原理,四冲程柴油机（,6,）,柴油机工作原理.swf发动机工作原理四冲程柴油机（6）,40,发动机工作原理,汽油机,vs.柴油机,汽油机,柴油机,混合气,形成,化油器：气缸外形成,进气道汽油喷射：缸,外混合,缸内直接喷射,缸内柴油喷射,着火,方式,火花点燃,压缩自燃,结构,点火系统,高压柴油系统,发动机工作原理汽油机柴油机混合气进气道汽油喷射：缸缸内直接,41,