汽车发动机的工作原理(图解).ppt

,发动机的基本构造及原理,鸿发别克售后2014.06.04LV-NING,发动机的总体构造,两大机构,曲柄连杆机构：进行热功转换。配气机构：控制进、排气门的开启时刻及延续时间。,五大系统：,燃料供给系：向气缸供给汽油与空气混合的混合气。点火系：在压缩行程接近上止点时，点火系即在火花塞电极间产生电火花以点燃混合气。冷却系：降低气缸及高温部件的高温，是发动机保持正常的工作温度。润滑系：减少相对运动部件的摩擦阻力，减轻磨损。起动系：用外力转动发动机曲轴以达到燃烧做功所需的条件。,曲柄连杆机构,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部件。他是由机体组、活塞连杆组合曲轴飞轮组的组成。在做功行程中，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。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转换成活塞的直线运动。,配气机构,配气机构由气门、气门弹簧、凸轮轴、挺杆、凸轮轴传动机构等，功能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。,发动机的缸体：内部有许多发动机的工作零件不同的发动机设计方案有不同的发动机缸体结构一般的结构变化（缸体的结构形式）有：直列式发动机V形发动机W形发动机,活塞：,在气缸内上下运动必须能够承受燃烧过程产生的作用和温度活塞环：1提供了在活塞外侧面与气缸之间的密封2吧空气/燃油混合气体与曲轴箱中的润滑油分隔开连杆组件吧活塞与曲轴链接起来,轴承,位于连杆、曲轴主轴颈和凸轮轴的轴颈处,注意：轴颈是精密加工过的表面，轴承室套在其上的。,曲轴：,连杆是连接在曲轴的轴颈上轴颈是偏置的，允许活塞在气缸中上下运动连接到活塞和挠性板或者是飞轮上活塞上下运动带动曲轴转动转动挠性板或者飞轮，取决于车辆上装备的是手动变速器还是自动变速器,扭减器：,位于曲轴的前端用于缓冲曲轴的振动通常是与挠性板或者飞轮一起工作来平衡发动机的转动,挠性板和飞轮：,是一块平面的圆盘，当曲轴转动时它就一起旋转转动的圆盘的重量可以使曲轴的运动变得更加平稳自动变速器使用挠性板手动变速器使用飞轮,气门的工作条件非常恶劣。首先，气门直接与高温燃气接触，受热严重，而散热困难，因此气门温度很高。其次，气门承受气体力和气门弹簧力的作用，以及由于配气机构运动件的惯性力使气门落座时受到冲击。第三，气门在润滑条件很差的情况下以极高的速度启闭并在气门导管内作高速往复运动。此外，气门由于与高温燃气中有腐蚀性的气体接触而受到腐蚀。,气门的构造及作用,工作条件,气门的材料,进气门一般用中碳合金钢制造，如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。排气门则采用耐热合金钢制造，如硅铬钢、硅铬钼钢、硅铬锰钢等。,每缸气门数,一般发动机每个气缸有两个气门，即一个进气门和一个排气门。进气门头部直径比排气门大1530，目的是增大进气门通过断面面积，减小进气阻力，增加进气量。凡是进气门和排气门数量相同时，进气门头部直径总比排气门大。现代高性能汽车发动机普遍采用每缸三、四、五个气门，其中尤以四气门发动机为数最多。,五大系统,燃油供给系统,燃油供给系统的功能是根据发动机的要求，配置出一定数量和浓度的可燃混合气，均匀的分配到各个气缸中，并汇集各个气缸燃烧后的废气，从消声器中排出。,润滑系统,润滑系统的功能是向作相向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洁和冷却。润滑系统由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门的组成。,五大系统,冷却系统,点火系统,冷却系统的功能是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系统通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成,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缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。点火系统的功能是定时在火花塞电极间产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气。点火系统通常由蓄电池、发电机、点火线圈、高压线、火花塞等。,五大系统,启动系统,要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，是活塞作往复运动，同时使气缸内的可燃混合气做功，推动活塞向下运动使曲轴旋转发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，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，称为发动机的启动。完成启动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。,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,1进气行程,排气门关闭,进气门开启,活塞,温度40-107压力7590kPa,作用：吸入混合气过程：活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时进气门开启，排气门关闭，曲轴转动180。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，汽缸内气体压力降低，汽缸内形成一定的真空度，空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。,2压缩行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,温度327-427压力6001500kPa,作用：压缩混合气，为燃烧创造条件过程：压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压缩后压力和温度不断升高。,3作功行程,进气门关闭,排气门关闭,活塞,瞬时最高：温度1927-2527，压力35MPa,作用：燃烧高温高压气体膨胀做功过程：当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。,4排气行程,进气门关闭,排气门打开,活塞,温度627-827压力105125kPa,残余废气,作用：排出膨胀做功后的废气过程：排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动180。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气,发动机经过进气、压缩、作功、排气四个冲程完成一个工作循环。一个接一个的工作循环，维持了发动机的连续运转。通过汽车底盘传出动力，驱动汽车行驶。在一个工作循环过程中，活塞在上下止点之间往复运动四个冲程，曲轴转两周（720度），每个冲程曲轴180度。四个冲程中只有作功冲程产生动力，其他三个冲程是做功冲程的准备冲程。在整个循环过程中，进排气门各打开一次。进气和做功冲程活塞都是由上止点到下止点。压缩和排气冲程活塞都是由下止点移动到上止点。,燃烧过程,燃烧过程,混合气稀：燃油太少多余的氧气就会在燃烧后存留下来发动机的运行温度就会很高混合气浓：燃油太多多余的燃油就会在燃烧后存留下来就会造成1点燃排气系统2产生噪声3损坏三元催化器理想的空燃比:14.7分空气对一份燃油发动机产生最大的功率输出,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(Vh)发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va),多缸发动机各缸工作容积的总和，称为发动机排量（VL）。,