汽車發(fā)動機的研究進展

1、汽車發(fā)動機的研究進展 發(fā)動機是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)換為機械能的機器。其功用是將液體或氣體的化學能通過燃燒后轉(zhuǎn)化為熱能，再把熱能通過膨脹轉(zhuǎn)化為機械能并對外輸出動力。汽車的動力來自發(fā)動機。發(fā)動機是汽車的心臟，影響汽車的動力性，經(jīng)濟性。發(fā)動機汽車的心臟汽車的心臟1.發(fā)動機的歷史發(fā)展2.發(fā)動機的結(jié)構(gòu)組成3.發(fā)動機的分類4.發(fā)動機的工作原理5.發(fā)動機的未來發(fā)展發(fā)動機的歷史發(fā)展的歷史發(fā)展1770年年，居紐制作，居紐制作了第一輛三輪蒸汽了第一輛三輪蒸汽機車機車1876年年，德國人奧托，德國人奧托發(fā)明了往復活塞式四發(fā)明了往復活塞式四沖程汽油機沖程汽油機18921892年年，德國工程師，德國工程師狄塞爾發(fā)明了壓

2、燃式狄塞爾發(fā)明了壓燃式發(fā)動機（即柴油機發(fā)動機（即柴油機）1926 年年，瑞士人布希瑞士人布希提出了廢氣渦輪增壓提出了廢氣渦輪增壓理論，利用發(fā)動機排理論，利用發(fā)動機排出的廢氣能量來驅(qū)動出的廢氣能量來驅(qū)動壓氣機，給發(fā)動機增壓氣機，給發(fā)動機增壓壓19671967年，年，德國博世公德國博世公司推出由電子計算機司推出由電子計算機控制的汽油噴射系統(tǒng)控制的汽油噴射系統(tǒng)（ElectronicFuelElectronicFuel InjectionInjection，EFIEFI）19711971年年，第一臺，第一臺熱氣發(fā)動機熱氣發(fā)動機斯特林機的公共斯特林機的公共汽車已開始運行汽車已開始運行19771977年年

3、，在在美國美國芝加哥芝加哥召開了第召開了第一次國際電動汽一次國際電動汽車會議車會議19781978年年，日本研究成日本研究成功復合動力汽車，即功復合動力汽車，即內(nèi)燃機內(nèi)燃機電力汽車電力汽車19791979年年現(xiàn)在現(xiàn)在，各種各種新能源車，各種汽車新能源車，各種汽車新技術(shù)涌現(xiàn)新技術(shù)涌現(xiàn)發(fā)動機的結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)組成 曲柄連桿機構(gòu) 兩大機構(gòu) 發(fā) 配氣機構(gòu) 動 冷卻系統(tǒng) 機 潤滑系統(tǒng) 五大系統(tǒng) 點火系統(tǒng) 燃料供給系統(tǒng) 啟動系統(tǒng)電控發(fā)動機組成是由兩大機構(gòu)，五大系統(tǒng)組成。按照所用燃料分類：內(nèi)燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機。按照行程分類：內(nèi)燃機按照完成一個工作循環(huán)所需的沖程數(shù)可分為四沖程內(nèi)燃機和

4、二沖程內(nèi)燃機。按照氣缸排列方式分類：內(nèi)燃機按照氣缸排列方式不同可以分直列式L型，V型，W型和水平對置H型。如果兩列之間的夾角180（一般為60）稱為V型發(fā)動機，若兩列之間的夾角=180稱為水平對置發(fā)動機。如果把氣缸排成四列，就是W型發(fā)動機。（“L4”H6”V8”W12”)按照氣缸數(shù)目分類：內(nèi)燃機按照氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機。發(fā)動機的分類的分類L型 水平對置H型 V型發(fā)動機的工作原理的工作原理上止點 下止點 燃燒室容積 工作容積 總?cè)莘e（排氣量） 壓縮比：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值。發(fā)動機的工作原理的工作原理 四沖程汽油機工作原理 四沖程汽油機在進氣沖程、壓縮沖程、 做功沖程

5、和排氣沖程內(nèi)完成一個工作循環(huán)。(1) 進氣沖程 氣門開啟，活塞下行，氣缸內(nèi)壓力下降，由汽油和空氣組成的新鮮混合氣，從進氣門進入氣缸。(2) 壓縮過程 進氣門關(guān)閉（排氣門未開），活塞上行，新鮮混合氣在密閉的氣缸里被壓縮到燃燒室。(3) 燃燒膨脹行程 壓縮行程即將終止，活塞快到上止點前，火花塞點火，新鮮混合氣燃燒，氣體壓力溫度升高，當活塞越過上止點后，燃燒的高壓氣體推動活塞向下，轉(zhuǎn)動曲軸對外作功。(4) 排氣行程 排氣門開啟，活塞從下止點向上止點運行，將燃燒做功后的廢氣從排氣門排出，完成一個工作循環(huán)，然后再從進氣行程開始進行下一個工作循環(huán)。發(fā)動機的工作原理的工作原理（1）壓縮沖程 活塞自下止點向上

6、移動，三個氣孔同時被關(guān)閉后，進入氣缸的混合氣被壓縮；在進氣孔露出時，可燃混合氣流入曲軸箱。（2）燃燒膨脹沖程 活塞壓縮到上止點附近時，火花塞點燃可燃混合氣，燃氣膨脹推動活塞下移作功。這時進氣孔關(guān)閉，密閉在曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣被壓縮；當活塞接近下止點時排氣孔開啟，廢氣沖出；隨后換氣孔開啟，受預壓的可燃混合氣沖入氣缸，驅(qū)除廢氣，進行換氣過程。二沖程汽油機的工作原理二沖程發(fā)動機的優(yōu)缺點優(yōu)點：輕便，簡易，制造成本低廉。二沖程發(fā)動機另外還有將雙倍的動力裝進同一空間內(nèi)的潛力，因為每一回轉(zhuǎn)它有雙倍的動力沖程。缺點：二沖程發(fā)動機無法像四沖程發(fā)動機那樣可持續(xù)使用那么長時間，潤滑油非常昂貴， 燃油消耗率高，產(chǎn)生很

7、多污染。發(fā)動機的未來發(fā)展的未來發(fā)展 由于石油短缺和環(huán)保的雙重壓力，整車及發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)紛紛投入巨資進行各種高燃效、低能耗、低排放發(fā)動機的研發(fā)，因此，節(jié)能環(huán)保型的發(fā)動機將成為未來大發(fā)展趨勢。 優(yōu)化發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用多種技術(shù)組合。如電控噴射技術(shù)、廢氣循環(huán)技術(shù)、多氣門技術(shù)、廢氣旁通技術(shù)和高效增壓中冷技術(shù)等等提高燃油的熱效率，改善汽車的動力性并降低有害氣體、有害微粒的排放。新能源汽車發(fā)動機。新能源汽車包括混合動力汽車、燃料電池汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等，其廢氣排放量比較低，符合節(jié)能環(huán)保的要求。生物燃料、燃料電池在汽車石油替代中將發(fā)揮重要的作用。先進柴油機，渦輪增壓發(fā)動機，燃氣汽車、生物燃料

8、汽車等曲柄連桿機構(gòu)的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后產(chǎn)生的氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，不斷輸出動力。（1）將氣體的壓力變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩（2）將活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動（3）把燃燒作用在活塞頂上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，以向工作機械輸出機械能.配氣機構(gòu)的作用是按照發(fā)動機每一氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)和點火順序的要求，定時開啟和關(guān)閉各氣缸的進、排氣門，使新鮮充量得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出；在壓縮與作功行程中，保證燃燒室的密封。新鮮充量對于汽油機而言是汽油和空氣的混合氣，對于柴油機而言是純空氣。兩大機構(gòu)冷卻系統(tǒng)的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機

9、在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。 發(fā)動機的冷卻系有風冷和水冷之分。以空氣為冷卻介質(zhì)的冷卻系稱為風冷系；以冷卻液為冷卻介質(zhì)的冷卻系稱為水冷系。風冷系：利用氣流使散熱片的熱量散到大氣中水冷系：通過冷卻水的不斷循環(huán)，從發(fā)動機水套中吸收多余的熱量，并散發(fā)到大氣中五大系統(tǒng) 五大系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)的功用就是在發(fā)動機工作時連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠、溫度適當?shù)臐崈魴C油輸送到全部傳動件的摩擦表面，并在摩擦表面之間形成油膜，實現(xiàn)液體摩擦。從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機件磨損，以達到提高發(fā)動機工作可靠性和耐久性的目的。五大系統(tǒng) 點火系統(tǒng)在引擎運轉(zhuǎn)時所扮演的角色是在任何引擎轉(zhuǎn)速及不同的引擎負荷下，均能在適當?shù)臅r機提供足夠的

10、電壓，使火花塞能產(chǎn)生足以點燃汽缸內(nèi)混合氣的火花，讓引擎得到最佳的燃燒效率。汽油引擎屬于火花點火引擎，而柴油引擎則屬于壓縮點火引擎。五大系統(tǒng) 燃料供給系統(tǒng)汽油機燃料供給系的任務(wù)是將汽油經(jīng)過霧化和蒸發(fā)(汽化)并和空氣按一定比例均勻混合成可燃混合氣，再根據(jù)發(fā)動機各種不同工況的要求，向發(fā)動機氣缸內(nèi)供給不同質(zhì)(即不同濃度)和不同量的可燃混合氣，以便在臨近壓縮終了時點火燃燒而放出熱量燃氣膨脹作功，最后將氣缸內(nèi)廢氣排至大氣中。目前汽油機的燃料供給系有：化油器式燃料供給系；汽油噴射式燃料供給系；液化石油氣燃料供給系以及其它混合燃料供給系統(tǒng)等?；推魇饺剂瞎┙o系是汽油機傳統(tǒng)的供給系仍在廣泛應用，而汽油噴射式燃料供給系在汽油機上的使用已經(jīng)普及。五大系統(tǒng) 發(fā)動機的啟動系統(tǒng)要使發(fā)動機由靜止狀態(tài)過渡到工作狀態(tài)，必