汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理課件

1、汽車構(gòu)造 發(fā)動(dòng)機(jī) 汽車的組成潤滑系統(tǒng)進(jìn)氣/燃油系統(tǒng)自動(dòng)變速箱系統(tǒng)手動(dòng)變速箱系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)汽車的心臟發(fā)動(dòng)機(jī)本章內(nèi)容發(fā)動(dòng)機(jī)基本組成和常用術(shù)語四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)：汽車動(dòng)力來源。 一部轉(zhuǎn)換能量的機(jī)器:某種能量 機(jī)械能熱機(jī):熱能 機(jī)械能內(nèi)燃機(jī)：燃料與空氣混合后在機(jī)器內(nèi)部燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)的定義：發(fā)動(dòng)機(jī)基本組成和常用術(shù)語1、按照所用燃料分類： 燃機(jī)按照所使用燃料的不同可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)(圖1-1)。使用汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為汽油機(jī)；使用柴油機(jī)為燃料的內(nèi)燃機(jī)稱為柴油機(jī)。汽油機(jī)與柴油機(jī)比較各有特點(diǎn)；汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起

2、動(dòng)容易，制造成本低；柴油機(jī)壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性能和排放性能都比汽油機(jī)好。 柴油機(jī)與汽油機(jī)比較，柴油機(jī)的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低，同時(shí)柴油價(jià)格較低，因此，柴油機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性能好，而且柴油機(jī)的排氣污染少，排放性能較好。但它的主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低，質(zhì)量大，噪聲大，振動(dòng)大，制造和維修費(fèi)用高。 2、按照行程分類 ：內(nèi)燃機(jī)按照完成一個(gè)工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機(jī)和二行程內(nèi)燃機(jī)(圖1-2 )。把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)四個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為四行程內(nèi)燃機(jī)；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)行程，完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)稱為二行程內(nèi)燃

3、機(jī)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛使用四行程內(nèi)燃機(jī)。 四沖程二沖程3、按照冷卻方式分類 內(nèi)燃機(jī)按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)(圖1-3)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進(jìn)行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的；而風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)是利用流動(dòng)于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻的。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動(dòng)機(jī)。 5、按照氣缸排列方式分類 ：內(nèi)燃機(jī)按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式(圖1-5)。單列式發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時(shí)也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)把氣缸排成兩列，兩

4、列之間的夾角180(一般為90)稱為V型發(fā)動(dòng)機(jī)，若兩列之間的夾角=180稱為對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)。下一節(jié)1.1.1 單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1.1發(fā)動(dòng)機(jī)基本組成和常用術(shù)語一、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語：上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(V h )發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc )氣缸總?cè)莘e(Va )壓縮比（）Vh= D2S 10-6/4 （L） VL= V h iD氣缸直徑mm S活塞行程mm i 氣缸數(shù)Va V h Vc Va / Vc1 V / Vc1.1.2 基本術(shù)語1.1.2 基本術(shù)語1.上止點(diǎn)：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，通常指活塞上行到最高位置。 2.下止點(diǎn)：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心

5、最近處，通常指活塞下行到最低位置。 3.活塞行程(S)：上、下兩止點(diǎn)間的距離(mm)。 4.曲柄半徑(R)：與連桿下端(即連桿大頭)相連的曲柄銷中心到曲軸回轉(zhuǎn)中心的距離(mm)。 曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，活塞移動(dòng)兩個(gè)行程。 5.氣缸工作容積(h)：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所讓出的空間容積(L)。 h =D2S/(4106) (L) 式中：D氣缸直徑(mm)。 6.發(fā)動(dòng)機(jī)排量(L)：發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積之和(L)。設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)為i，則 L =h i (L) 7.燃燒室容積(C)：活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的空間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積(L)。 8.氣缸總?cè)莘e(a)：活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的容積稱為

6、氣缸總?cè)莘e(L)。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即 a =h +C 9.壓縮比()：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即 =a /C =(h +C)/ C =1+h /C 它表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。一般車用汽油機(jī)的壓縮比為610，柴油機(jī)的壓縮比為1522。 10.發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)：在氣缸內(nèi)進(jìn)行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一系列連續(xù)過程(進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣)稱發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。 11.二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)兩個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 12.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)四個(gè)行程完成一個(gè)工

7、作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。 上止點(diǎn)氣缸工作容積活塞行程氣缸總?cè)莘e發(fā)動(dòng)機(jī)排量 壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用表示。 現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為69(轎車有的達(dá)911)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用表示。= Va/Vc 現(xiàn)代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比一般為69(轎車有的達(dá)911)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。壓縮比過大的不良后果壓縮比過大的不良后果 下一節(jié)1.2 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理一、四沖程汽油機(jī)的工作原理1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程

8、汽油機(jī)的工作過程進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370400 K， 壓力0.070.09MPa大氣壓力線PVra示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600700K， 壓力0.61.5 MPa作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa作功終了：溫度13001600 K， 壓力0.30.5 MPa 排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度90012

9、00 K 壓力0.1050.115 MPa殘余廢氣二、四沖程柴油機(jī)的工作原理噴油器排氣行程進(jìn)氣門排氣門純空氣溫度300-370K壓力0.07850.0932MPa 溫度750-1000K壓力3-5 MPa瞬時(shí)：溫度2000-2500K壓力6-9 MPa溫度800-1000K壓力0.105-0.125MPa終了：溫度12001500k壓力0.2-0.4MPa吸氣行程壓縮行程作功行程四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)柴油機(jī)工作時(shí)各行程狀態(tài)參數(shù)桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖思考四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么相同之處呢？共同特點(diǎn)： 1.每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)(720)每一行程曲軸轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)(180)，進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。 2.四個(gè)行程中，只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其它三個(gè)行程是為作功行程做準(zhǔn)備工作的輔助行程，雖然作