发动机工作原理及总体构造.ppt

,第一章 发动机的工作原理和总体构造,一、热力发动机即是将燃料的热能转变为机械能的一种动力装置。,第一节 发动机的分类,内燃机的优点：热效率高、体积小、重量轻、广泛应用。但由于使用的是石油燃料，因而污染较大。城市的大气污染相当部分来至内燃机所排出的废气。,3)按每一工作循环的冲程数分：,1)按所用燃料分：,1、内燃机：,一个工作循环：在气缸中完成一次热功转换所进行的一系列连续过程。,活塞式内燃机分类：,4)按气缸数及排列方式分：,型或对置式,多缸（直列、型、型或对置式）发动机,5)按冷却方式分：,6) 按是否装增压装置分：,7)按每缸气门数分：,第二节 四冲程发动机工作原理,1、上止点：活塞顶部离曲轴中心最远处。 2、下止点：活塞顶部离曲轴中心最近处。,3、活塞冲程：上、下止点间的距离S。,（发动机基本术语）,5、发动机排量：VL=Vh (-气缸数),7、气缸总容积： Va=Vc+Vh,8、压缩比：,二、可燃混合气的形成及发火方式：,1、进气行程：,三、四冲程（汽油机，柴油机）的工作原理,2、压缩行程：,“柴” 压缩接近终了，由喷油器把经喷油泵加压的雾状柴油喷入气缸，使之与压缩后的高温空气混合，达自然温度自行发燃烧。,越大，压缩终了的P、T越高，燃烧快，膨胀作功充分。发动机的动力性、经济性好。但过高，对汽油机来说，会引起T过高而造成不正常燃烧即：爆燃或表面点火。,成 因,产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。功率下降，燃油消耗量增加。,伴有强烈的较沉闷敲击声。,表面点火,引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。,爆燃时火焰以15002000m/s的速度向外传播，P、T极剧增加，形成压力波，撞击燃烧室壁，发出尖锐的敲缸声。,爆燃,后 果,现 象,名称,3、作功行程：压缩终了，气缸容积很小， 迅速燃烧的混合气使缸内P、T 急剧升高。,进、排气门关闭,四冲程汽油机与四冲程的柴油机不同点,汽油机：（优点）较小，体积小，重量轻，转速较高，动力性好。 制造维修成本低，噪声小，起动容易。主要用于轿车、微型 车（客车、货车）、军用越野车。,四：四冲程汽油机和柴油机的优缺点比较,同排量的单缸与多缸发动机优缺点比较：,（缺点）燃料经济差，排污大（HC、N0x、CO）,单缸：结构简单、重量轻。运转不平稳、冲击振动大。,现代汽车上一般不用单缸机，用得最多的是四缸、六缸、八缸。,第三节 二冲程发动机工作原理,二冲程发动机的一个工作循环也包括进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程。只不过这些行程的完成仅需活塞在两个行程内，即曲轴旋转一周完成。,扫气孔,进气孔,排气孔,2、工作原理：,* 活塞上行：压缩，进气。 下行：作功，换气。,二、二冲程柴油机的工作原理：,1、结构： 有一排气门，有一进气孔，活塞顶部为凹顶。,2) 高温高压气体推动活塞下行至2/3行程。（排气门开，废气排出，接着，进气孔开， 进行换气。）,* 活塞上行：换气，压缩 。 活塞下行：作功，换气。,扫气泵,排气门,进气孔,二冲程发动机与四冲程发动机比较，其主要优点、缺点如下：,优点：1）曲轴每转一周就有一个作功行程，因此，当二冲程发动机的工 作容积和转速与四冲程发动机相同时，在理论上它的功率应等于 四冲程发动机的两倍。 2）由于发生作功过程的频率较高，故二冲程发动机的运转比较平稳。 3）由于没有专门的换气机构，所以其结构较简单，质量也比较小。 4）由于附属机构少，所以受磨损和经常需要修理的运动部件数量也 比较少。,缺点：1）不易将气缸内的废气排除干净，而且在换气时减少了有效工作行 程。因此，在同样的工作容积和曲轴转速下，二冲程发动机的功率 并不等于四冲程发动机的两倍，只等于1.51.6倍。 2）在换气时有一部分新鲜可燃混合气随废气排出，因此，二冲程 发动机不如四冲程发动机经济。,点火系：（汽油机独有）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，使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作功所需的条件。,第四节 发动机的总体构造,1)曲柄连杆机构：进行热功转换。,2)配气机构：控制进、排气门的开启时刻及延续时间。,3)燃料供给系：,汽油机：由化油器向气缸供给由汽油与空气混合的混合气。 柴油机：由喷油泵提供雾状柴油，通过喷油器喷入气缸。,柴油机,汽油机,4)点火系:（汽油机独有）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。,5)冷却系：降低气缸及高温部件的高温，使发动机保持正常的工作温度。,6)润滑系：减少相对运动部件的摩擦阻力，减轻磨损。,7)起动系：用外力转动发动机曲轴以达到燃烧作功所需的条件。,第三节 发动机的主要性能指标与特性 发动机的主要性能指标包括：,一、动力性指标： 1、有效扭矩Te：发动机对外输出的扭矩。可在实验台架上测出。 2、有效功率Pe：发动机对外输出的功率。 Pe=（Te n）/ 9550 ( kw ) ； Te (Nm)、n (r/min)可测定,三、发动机的运转性能指标： 1、 排气品质：有害气体成分的限制标准。P36（表1-1、表1-2）,3、起动性能：标准：汽油机在-10C，柴油机在-5C以下气温 条件下，接通起动机15s 内发动机要能自行运转。,部分速度特性：节气门部分开度所测得的速度特性。,四、发动机的速度特性：,1、定义：指发动机的Pe、Te、be随曲轴转速的变化规律。 这个特性可通过发动机在试验台上进行试验而求。,外特性：节气门全开时所测得到的速度特性。代表发动机 不同转速下的最高性能。,如图表示发动机的一组特性曲线： I为节气门全开时的外特性。 、为节气门部分开启时的部分特性。 在a，b，c，d 四个工况下的负荷值如下： a：负荷为0，发动机空转。 b：负荷=20/45 100%= 44.4% c：负荷=32/45 100%=71.1% d：负荷=45/45 100%=100%,五、发动机的工作状况（工况）,发动机工况可用它的功率与曲轴转速来表示，或用负荷与曲轴转速来表示。,第六节 内燃机产品名称和型号编制规则,通过本章的学习， 您应该能够解答如下几个问题：,作业：P40 11、12、 13,1、简述发动机的基本构造。 2、何谓发动机的工作循环？简述四行程汽油机的工作过程。 3、试分析汽油机与柴油机的特点和区别。 4、发动机的主要性能指标有哪些？ 5、内燃机产品名称和型号包括几个部分？其含义是什么？ 6、解释下列名词： 上止点、下止点、活塞冲程、气缸排量（气缸工作容积）、 发动机排量、燃烧室容积、压缩比、气缸总容积、爆燃,再见,