发动机工作原理和总体构造资料

,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,制作：霍志毅,*,第一章 发动机工作原理和总体构造,发动机的分类,基本术语,四冲程发动机工作原理和总体构造,1.1,发动机的分类,发动机分类,热机,电机,内燃机,外燃机,蒸汽机,往复活塞式内燃机,旋转活塞式内燃机,本课程只研究往复活塞式内燃机！,内燃机的分类,根据不同的特征，往复活塞式内燃机有多种分类方法：,按着火方式,点燃式,压燃式,按燃料种类,汽油机,柴油机,气体燃料机,煤气机,按气缸布置,按冲程数,按进气状态,按冷却方式,水冷式,风冷式,自然吸气式,增压式,二冲程发动机,四冲程发动机,直列式,对置式,V,型式,按气缸布置分类,直列式：气缸成一列布置。,按气缸布置分类,对置式：气缸成两列布置，且两列气缸的中心线夹角为,180,度。,按气缸布置分类,V,型：气缸成两列布置，且两列气缸的中心线夹角不到,180,度,单缸发动机结构示意图,基本术语,上止点,下止点,活塞行程,(S),曲柄半径,(R),气缸工作容积,(V,h,),发动机排量,(V,L,),燃烧室容积,(V,c,),气缸总容积,(V,a,),工作循环,V,L,= V,h, i,V,h,= D,2,S 10,-6,/4,（,L,）,D,气缸直径,mm,S,活塞行程,mm,1.2,四冲程发动机的简单工作原理,发动机专业术语,1,、上止点：活塞顶离曲轴中心最大距离时的位置称为上止点。,2,、下止点：活塞顶离曲轴中心最小距离时的位置称为下止点。,3,、活塞行程：活塞运行在上下两个止点间的距离称为活塞行程。它等于曲轴旋转半径长度的两倍。,4,、气缸工作容积（气缸排量）：活塞在上下止点间运动所扫过的容积称为气缸工作容积。,5,、燃烧室容积：活塞在上止点时，活塞顶部上方整个空间的容积称为燃烧室容积。,6,、气缸总容积：活塞在下止点时，活塞顶部上方整个空间的容积称为气缸总容积。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和。,发动机专业术语,7,、压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值称为压缩比。它表示活塞由下止点运动到上止时，气缸内气体被压缩的程度。,8,、发动机排量（总排量）：多缸发动机各缸气缸工作容积的总和称为发动机排量。它等于气缸排量与缸数的乘积。,9,、工作循环：燃料的热能转换为机械能需经进气、压缩、作功、排气等一系列连续过程，每完成一次称为一个工作循环。,10,、四冲程发动机：是指活塞往复四个行程，曲轴旋转两周，完成一个工作循环的发动机。,四冲程发动机的简单工作原理,一、四冲程汽油机的工作原理,1,、进气行程,2,、压缩行程,3,、作功行程,4,、排气行程,单缸四冲程汽油机的工作过程,发动机工作原理,四冲程汽油发动机工作循环由吸气、压缩、作功、排气四个过程组成发动机一个工作循环。,汽油机利用化油器（或电喷装置）使汽油和空气混合形成可燃混合气，经进气门进入气缸，用火花塞产生的电火花强制点燃混合气，混合气燃烧膨胀推动活塞作功，带动曲轴旋转并输出动力。,进气行程,排气门关闭,进气门开启,活塞,温度,370440 K,， 压力,7,590 kPa,大气压力线,P,V,r,a,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,进气门关闭,排气门关闭,活塞,压缩比：,=Va/Vc,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,下止点,温度,600800K,， 压力,6001500,kPa,作功行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,瞬时最高：温度,22002800,K,， 压力,3,5MPa,作功终了：温度,15001700,K,， 压力,300500 kPa,排气行程,进气门关闭,排气门打开,活塞,P,V,r,示功图,大气压力线,c,Z,b,上止点,下止点,温度,9001200,K,压力,105125 kPa,残余废气,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,800900,kPa,温度,8001000K,压力,35,MPa,瞬时：温度,18002200K,压力,510,MPa,温度,8001000K,压力,105400,kPa,终了：温度,8001000K,压力,105400,kPa,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：,每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。,只有作功行程产生动力。,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,汽油机,柴油机,汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气,进入气缸的是纯空气,电火花点燃混合气,高温气体加热柴油燃烧,有点火系,无点火系,无喷油器,有喷油器,思考,二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？,理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。,由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。,构造简单，质量较小。,易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。,2.4,发动机的总体构造,两大机构,曲柄连杆机构,配气机构,五大系统,供给系,点火系,冷却系,润滑系,起动系,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,桑塔纳发动机冷却系示意图,桑塔纳发动机润滑系示意图,