模塊1發(fā)動機(jī)基本知識

第一章發(fā)動機(jī)的基本知識概述

四行程發(fā)動機(jī)工作原理

發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造

發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性

內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則

§1.1概述發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。1、按燃料的使用不同分汽油機(jī)柴油機(jī)一、發(fā)動機(jī)的定義：

二、發(fā)動機(jī)的分類

：

現(xiàn)代汽車大多使用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它將燃料在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，把產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。3、按冷卻方式不同水冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)2、按完成一個工作循環(huán)所需行程數(shù)四行程發(fā)動機(jī)二行程發(fā)動機(jī)4、按氣缸數(shù)及排列方式單缸發(fā)動機(jī)多缸發(fā)動機(jī)單列式Ｖ型對置式單列式Ｖ型對置式§1.2四行程發(fā)動機(jī)工作原理

上止點(diǎn)

下止點(diǎn)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)一、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)基本術(shù)語

壓縮比發(fā)動機(jī)排量工作循環(huán)動態(tài)演示

壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比，用ε表示。

例如：現(xiàn)代化油器式發(fā)動機(jī)壓縮比一般為8～11(轎車有的達(dá)10以上)。柴油機(jī)壓縮比一般為為16～22。Va－氣缸總?cè)莘e；Vh－氣缸工作容積；

Vc－燃燒室容積；工作循環(huán)

對于往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)，每進(jìn)行一次能量轉(zhuǎn)換，均要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周而復(fù)始的連續(xù)過程，稱為發(fā)動機(jī)的一個工作循環(huán)。

多缸發(fā)動機(jī)各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機(jī)排量，用表示VL。發(fā)動機(jī)排量VL=V

h

×i

Vh－氣缸工作容積（氣缸排量）i－氣缸數(shù)目二、四行程發(fā)動機(jī)工作原理觀看演示

1、進(jìn)氣行程

2、壓縮行程

3、作功行程

4、排氣行程

四行程汽油機(jī)的工作原理汽油發(fā)動機(jī)四個行程的圖示1.進(jìn)氣行程２.壓縮行程３.作功行程4.排氣行程每一行程工作的具體分析如下

1、進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟大氣壓力線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氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。進(jìn)氣終了時氣缸內(nèi)壓強(qiáng)為0.074～0.093Mpa，溫度上升至353～403K

活塞下行2、壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉PVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)壓縮終了時氣缸內(nèi)壓強(qiáng)上升至0.6～1.5Mpa，溫度繼續(xù)上升至600～700K?；钊闲?、作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)作功中氣缸內(nèi)最高壓強(qiáng)可達(dá)3～5Mpa，最高溫度可達(dá)2200～2800K；作功終了時氣缸內(nèi)壓強(qiáng)下降至0.3～0.5Mpa，溫度下降至1300～1600K。

活塞下行4、排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)殘余廢氣排氣終了時氣缸內(nèi)壓強(qiáng)下降至0.102～0.120Mpa，溫度下降至900～1200K

a

活塞上行四行程柴油機(jī)工作原理

與汽油機(jī)工作原理相比，只有一個行程即作功行程中，柴油機(jī)由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且自然溫度又較汽油低，所以采用的是壓縮自燃式點(diǎn)火。進(jìn)氣行程壓縮行程作功行程排氣行程新鮮空氣四行程柴油機(jī)各行程示意圖開始噴油分析和比較汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作異同?首先分別看一下汽油機(jī)和柴油機(jī)的圖示火花塞

噴油器

思考四行程汽油機(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，其余兩個行程進(jìn)、排氣門均關(guān)閉.2.四個行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其它三個行程是為作功行程做準(zhǔn)備工作的輔助行程，雖然作功行程是主要行程，但其它三個行程也不可缺少3.發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一個循環(huán)，必須有外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進(jìn)氣、壓縮行程，著火后，完成作功行程，依靠曲軸和飛輪貯存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循環(huán)發(fā)動機(jī)無需外力就可自行完成。

思考四行程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么不同呢？

柴油機(jī)用的是揮發(fā)性很差而燃點(diǎn)又較低的柴油，這種燃料適合于壓燃式的柴油發(fā)動機(jī)，因為柴油粘度較大而揮發(fā)性又差，故不適宜應(yīng)用化油器供油，在壓燃式發(fā)動機(jī)中幾乎都是使用高壓燃油泵與高壓噴油咀供油。1．燃料性質(zhì)不同

汽油機(jī)用的是靠進(jìn)氣負(fù)壓吸取燃油的化油器或電噴裝置來供給霧化燃油，燃油霧化后還要靠發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)與熱量來進(jìn)一步地汽化和混合成勻質(zhì)燃汽；而柴油機(jī)則是靠高壓燃油泵擠壓供應(yīng)出液態(tài)燃油，再通過高壓噴油咀，向汽缸燃燒室內(nèi)直接噴出霧狀燃油射流。圖1-402．燃料供給方式不同

柴油發(fā)動機(jī)的壓縮比比汽油機(jī)大，使得發(fā)動機(jī)效益較高。柴油機(jī)少有做成小排量的；除了個別發(fā)動機(jī)是強(qiáng)制風(fēng)冷，多數(shù)柴油機(jī)都是水冷散熱方式。由于柴油機(jī)壓縮比較高，燃料燃燒非常完全，所以柴油機(jī)的有效熱效率好，經(jīng)濟(jì)性好。汽油機(jī)：be=270～325g/(kw.h)柴油機(jī):be=214～285g/(kw.h)圖1-423．壓縮比不同

汽油機(jī)是靠瞬間高溫的電火花來點(diǎn)燃勻質(zhì)汽化燃料，對燃汽質(zhì)量要求較高；而柴油機(jī)則是靠壓縮缸內(nèi)空氣產(chǎn)生的高溫來引燃油霧著火燃燒。柴油機(jī)由于無點(diǎn)火系，所以故障少些，易保養(yǎng)。但柴油機(jī)有高精度零件如噴油泵、噴油器等，其成本較高，并且加工較難。4．點(diǎn)火方式不同（如圖1-45、1-46）5．燃燒室不同6、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速低于汽油機(jī)原因：1）由于柴油機(jī)的壓縮比高，所以其受到的機(jī)械負(fù)荷較大，故其零部件的質(zhì)量需較大，導(dǎo)致運(yùn)動時慣性力較大。2）汽油機(jī)可燃混合氣的混合時間和質(zhì)量優(yōu)于柴油機(jī)。7、柴油機(jī)最高爆發(fā)壓力高，所以對發(fā)動機(jī)的零部件強(qiáng)度要求高，這樣導(dǎo)致柴油機(jī)笨重。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音高，但有害氣體的排放優(yōu)于汽油機(jī)，而微粒排放較高。8、柴油機(jī)啟動困難，汽油機(jī)易啟動。思考與練習(xí)：1、發(fā)動機(jī)的定義是什么？2、發(fā)動機(jī)的分類如何？3、什么是發(fā)動機(jī)的排量、燃燒室容積和壓縮比？4、汽油機(jī)和柴油機(jī)在可燃混合氣形成方式和點(diǎn)火方式上有何不同？它們在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？

§1.3發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)燃料系潤滑系冷卻系點(diǎn)火系起動系點(diǎn)此觀看錄像

桑塔納發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)桑塔納發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)桑塔納轎車汽油供給系桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系桑塔納轎車起動機(jī)§1.4發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性一、動力性指標(biāo)

1、有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為發(fā)動機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩，用Te表示。2、有效功率：發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的功率成為發(fā)動機(jī)的有效功率，用Pe表示。

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min

二者關(guān)系

三、發(fā)動機(jī)的速度特性

指發(fā)動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。

二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

燃油消耗率：只發(fā)動機(jī)每發(fā)出1有效功率，在1小時內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量，成為燃油消耗率，用be表示。

四、發(fā)動機(jī)的工況與負(fù)荷

1、工況（指發(fā)動機(jī)的工作狀況）：一般用它的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表征，有時也用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表明

。2、發(fā)動機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷：是當(dāng)時發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所有可能發(fā)出的最大功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示。

Pe/kW

n/r·min-1

05045322720200035004800ⅠⅡⅢabcde分析右圖發(fā)動機(jī)的負(fù)荷

§1.5

內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則首部：為產(chǎn)品系列符號和換代標(biāo)志符號，由制造廠根據(jù)需要自選相應(yīng)字母表示，但需主管部門核準(zhǔn)。中部：由缸數(shù)符號、沖程符號、氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成。

后部：結(jié)構(gòu)特征和用途特征符號，以字母表示。尾部：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進(jìn)等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當(dāng)符號表示。一、內(nèi)燃機(jī)型號由以下四部分組成二、內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義(1)汽油機(jī)

1E65F：表示單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號CA488：表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號

(2)柴油機(jī)

195：表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型165F：表示單缸，四行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型6135Q：表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用X4105：表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號三、型號編制舉例

小結(jié)發(fā)動機(jī)常用術(shù)語工作原理