汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、總體構(gòu)造及性能指標(biāo)

1、第一章第一章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、總體構(gòu)造及性能指標(biāo)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、總體構(gòu)造及性能指標(biāo) 1.1 1.1 內(nèi)燃機(jī)的基本名詞術(shù)語(yǔ)內(nèi)燃機(jī)的基本名詞術(shù)語(yǔ)一、內(nèi)燃機(jī)簡(jiǎn)介一、內(nèi)燃機(jī)簡(jiǎn)介1、概念、概念 是將燃料在其燃燒室中燃燒所產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)是將燃料在其燃燒室中燃燒所產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種動(dòng)力機(jī)械化為機(jī)械能的一種動(dòng)力機(jī)械2、分類、分類內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式(燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī))活塞式活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式往復(fù)活塞式往復(fù)活塞式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)（熱機(jī)）（熱機(jī)）內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)、汽油機(jī)等）內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)、汽油機(jī)等）外燃機(jī)（蒸汽機(jī)、外燃機(jī)（蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)汽輪機(jī)）圖圖2-1 各種內(nèi)燃機(jī)的理論

2、工作循環(huán)各種內(nèi)燃機(jī)的理論工作循環(huán)圖圖3-1簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)布置圖簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)布置圖312：絕熱壓縮：絕熱壓縮23：等壓加熱：等壓加熱34：絕熱膨脹：絕熱膨脹41：等壓放熱：等壓放熱燃?xì)廨啓C(jī)：可以作為地面機(jī)械，燃?xì)廨啓C(jī)：可以作為地面機(jī)械，用于發(fā)電、船舶、機(jī)車、各種泵的用于發(fā)電、船舶、機(jī)車、各種泵的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，也可作為航空用飛機(jī)動(dòng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，也可作為航空用飛機(jī)動(dòng)力。力。圖圖3-2理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)理想簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)圖圖4-1 渦輪工作原理圖渦輪工作原理圖1-隔板隔板 2-靜葉片靜葉片 3-動(dòng)葉片動(dòng)葉片 4-葉輪葉輪 5-軸軸 蒸汽輪機(jī)是以水蒸汽為工質(zhì)的蒸汽輪機(jī)是以水蒸汽為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式葉輪機(jī)械，

3、簡(jiǎn)稱汽輪機(jī)。其旋轉(zhuǎn)式葉輪機(jī)械，簡(jiǎn)稱汽輪機(jī)。其基本原理可用圖基本原理可用圖4-1來(lái)表示。具有一來(lái)表示。具有一定壓力和溫度的從鍋爐來(lái)的蒸汽流定壓力和溫度的從鍋爐來(lái)的蒸汽流經(jīng)噴管，由于噴管中流通截面的變經(jīng)噴管，由于噴管中流通截面的變化，使蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。高化，使蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。高速度的蒸汽從噴管流出，射入葉片速度的蒸汽從噴管流出，射入葉片與葉片之間的通道，并推動(dòng)葉片和與葉片之間的通道，并推動(dòng)葉片和葉輪旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)外做出機(jī)械功。葉輪旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)外做出機(jī)械功。主要用于中心電站、熱電站、核電主要用于中心電站、熱電站、核電站、艦船的主要?jiǎng)恿C(jī)械。站、艦船的主要?jiǎng)恿C(jī)械。二、內(nèi)燃機(jī)的基本名詞定義二

4、、內(nèi)燃機(jī)的基本名詞定義1）上止點(diǎn)（）上止點(diǎn)（TDC ,Top Dead Center）2）下止點(diǎn)（）下止點(diǎn)（BDC,Bottom Dead Center）3）曲柄半徑（）曲柄半徑（mm)：R4）活塞行程（）活塞行程（mm)：S=2R5）氣缸工作容積）氣缸工作容積(L) ： (D氣缸直徑）氣缸直徑）6）燃燒室容積（余隙容積）燃燒室容積（余隙容積）(L)：Vc7）氣缸最大容積（）氣缸最大容積（L）：）：Va 8）內(nèi)燃機(jī)排量）內(nèi)燃機(jī)排量(L)：VL= Vhi9）壓縮比：）壓縮比： = Va / VcSDVh241-2 四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理一、四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)一、四沖程內(nèi)燃機(jī)工

5、作循環(huán)四沖程內(nèi)燃機(jī)四沖程內(nèi)燃機(jī)活塞上、下共四個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)活塞上、下共四個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)二周（二周（720 ），完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。），完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。四沖程內(nèi)燃機(jī)由下述四個(gè)沖程組成一個(gè)工作循環(huán)。四沖程內(nèi)燃機(jī)由下述四個(gè)沖程組成一個(gè)工作循環(huán)。 1.進(jìn)氣沖程進(jìn)氣沖程2.壓縮沖程壓縮沖程3.作功沖程作功沖程4.排氣沖程排氣沖程(動(dòng)畫：動(dòng)畫：四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理)其工作過(guò)程由五個(gè)過(guò)程組成：其工作過(guò)程由五個(gè)過(guò)程組成： 進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣二二 、柴油機(jī)與汽油機(jī)的性能比較、柴油機(jī)與汽油機(jī)的性能比較1、動(dòng)力性：轉(zhuǎn)速，汽油機(jī)：轉(zhuǎn)速，汽油

6、機(jī)：50006000r/min 柴油機(jī)：柴油機(jī)：25003000r/min 2、經(jīng)濟(jì)性：柴油機(jī)好，燃油消耗率要低柴油機(jī)好，燃油消耗率要低30%3、用 途： 汽油機(jī)：質(zhì)量小，噪聲小，起動(dòng)容易等，轎車、小型汽油機(jī)：質(zhì)量小，噪聲小，起動(dòng)容易等，轎車、小型貨車等用。貨車等用。 柴油機(jī)：質(zhì)量大，載貨車用。但目前歐洲轎車中柴油柴油機(jī)：質(zhì)量大，載貨車用。但目前歐洲轎車中柴油機(jī)車占機(jī)車占40%左右。左右。1-3 內(nèi)燃機(jī)總體構(gòu)造內(nèi)燃機(jī)總體構(gòu)造內(nèi)燃機(jī)通常由下列機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成：內(nèi)燃機(jī)通常由下列機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成：1.機(jī)體與氣缸蓋：機(jī)體與氣缸蓋： 機(jī)體：機(jī)體：是內(nèi)燃機(jī)的骨架，由氣缸體、曲軸箱及油底殼組成是內(nèi)燃機(jī)的骨架，由

7、氣缸體、曲軸箱及油底殼組成 氣缸蓋：氣缸蓋：與活塞頂共同組成燃燒室。氣門、氣道等零件安排其中。與活塞頂共同組成燃燒室。氣門、氣道等零件安排其中。2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)：內(nèi)燃機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)件，由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組內(nèi)燃機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)件，由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組成。活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)成?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3.供給系：供給系：包括燃油供給系，進(jìn)、排氣系統(tǒng)。燃油供給系主要部件化油器包括燃油供給系，進(jìn)、排氣系統(tǒng)。燃油供給系主要部件化油器（汽油機(jī)）及噴油泵、噴油器（柴油機(jī)）。進(jìn)、排氣系統(tǒng)主要部件：空（汽油機(jī)）及噴油泵、噴油器（柴油機(jī)）。進(jìn)、排氣系統(tǒng)主要部件：空氣濾清器

8、、進(jìn)排氣管和消聲器等。氣濾清器、進(jìn)排氣管和消聲器等。4.配氣機(jī)構(gòu)：配氣機(jī)構(gòu)：定時(shí)開(kāi)啟、關(guān)閉氣門。由氣門組、傳動(dòng)組、驅(qū)動(dòng)組等組成。定時(shí)開(kāi)啟、關(guān)閉氣門。由氣門組、傳動(dòng)組、驅(qū)動(dòng)組等組成。5.點(diǎn)火系：點(diǎn)火系：混合氣由火花塞來(lái)點(diǎn)燃。由火花塞、點(diǎn)火線圈、斷電器、分電混合氣由火花塞來(lái)點(diǎn)燃。由火花塞、點(diǎn)火線圈、斷電器、分電器等組成。器等組成。6.冷卻系：冷卻系：對(duì)高溫零部件進(jìn)行冷卻。由水泵、風(fēng)扇、散熱器等組成。對(duì)高溫零部件進(jìn)行冷卻。由水泵、風(fēng)扇、散熱器等組成。7.潤(rùn)滑系：潤(rùn)滑系：向高速運(yùn)動(dòng)的摩擦副供給潤(rùn)滑油，以減輕磨損。向高速運(yùn)動(dòng)的摩擦副供給潤(rùn)滑油，以減輕磨損。8.起動(dòng)裝置：起動(dòng)裝置：內(nèi)燃機(jī)借助于外力，使之著

9、火達(dá)到自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。內(nèi)燃機(jī)借助于外力，使之著火達(dá)到自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。1-4 內(nèi)燃機(jī)性能指標(biāo)內(nèi)燃機(jī)性能指標(biāo)動(dòng)力性能指標(biāo)：動(dòng)力性能指標(biāo)：功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)：油耗（燃油耗、機(jī)油耗等）油耗（燃油耗、機(jī)油耗等）運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)：運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)：排氣品質(zhì)、噪聲、起動(dòng)性、可靠性等排氣品質(zhì)、噪聲、起動(dòng)性、可靠性等 內(nèi)燃機(jī)指示指標(biāo)：內(nèi)燃機(jī)指示指標(biāo)：指氣缸內(nèi)的氣體對(duì)活塞作功后所獲得的性能參數(shù)。指氣缸內(nèi)的氣體對(duì)活塞作功后所獲得的性能參數(shù)。用來(lái)評(píng)定用來(lái)評(píng)定實(shí)際循環(huán)實(shí)際循環(huán)的好壞的好壞 內(nèi)燃機(jī)有效指標(biāo)：內(nèi)燃機(jī)有效指標(biāo)：從內(nèi)燃機(jī)輸出軸上所獲得的性能參數(shù)。從內(nèi)燃機(jī)輸出軸上所獲得的性能參數(shù)。代

10、表代表發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能機(jī)械損失：機(jī)械損失：指示功率與有效功率之差。包括運(yùn)動(dòng)件的摩擦指示功率與有效功率之差。包括運(yùn)動(dòng)件的摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附屬設(shè)備（配氣機(jī)構(gòu)、噴油泵、機(jī)油泵、掃氣損失、驅(qū)動(dòng)附屬設(shè)備（配氣機(jī)構(gòu)、噴油泵、機(jī)油泵、掃氣泵、風(fēng)扇）等功率消耗泵、風(fēng)扇）等功率消耗。一、內(nèi)燃機(jī)的指示指標(biāo)一、內(nèi)燃機(jī)的指示指標(biāo)示功圖：示功圖：p-V圖圖1、指示功、指示功 Wi（J）：）： 氣缸內(nèi)氣體完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí)，工氣缸內(nèi)氣體完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí)，工質(zhì)對(duì)活塞所做的有用功。質(zhì)對(duì)活塞所做的有用功。2、指示功率、指示功率Pi（kW）：）： 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間內(nèi)所做的指示功單位時(shí)間內(nèi)所做的指示功 。3、指示燃

11、油消耗率、指示燃油消耗率bi （g/kWh） 單位指示單位指示功的耗油量。功的耗油量。 bi =1000 B/ Pi (B每小時(shí)耗油量每小時(shí)耗油量,kg/h)二、內(nèi)燃機(jī)的有效指標(biāo)二、內(nèi)燃機(jī)的有效指標(biāo)1、有效功率、有效功率Pe :從輸出軸上所獲得的功率。從輸出軸上所獲得的功率。2、機(jī)械效率、機(jī)械效率: 有效功率與指示功率之比。（有效功率與指示功率之比。（m=Pe /Pi）3、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)矩Ttq=9550Pe /n注：發(fā)動(dòng)機(jī)功率的測(cè)定注：發(fā)動(dòng)機(jī)功率的測(cè)定4、有效燃油消耗率、有效燃油消耗率be :單位有效功的耗油量。單位有效功的耗油量。 be =1000 B/ Pe (B每小時(shí)耗油量每小時(shí)耗油量,kg/h)工況：工況：發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況，用功率和轉(zhuǎn)速表示（點(diǎn)工況、線工發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況，用功率和轉(zhuǎn)速表示（點(diǎn)工況、線工況、面工況）況、面工況）負(fù)荷：負(fù)荷：發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下，發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所可發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下，發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所可能發(fā)出的最大功率之能發(fā)出的最大功率