第一章發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理和總體構(gòu)造課件

第一編汽車發(fā)動(dòng)機(jī)外燃機(jī)：蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、熱氣機(jī)等

發(fā)動(dòng)機(jī)按所用的燃料分類：液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)按冷卻方式分類：水冷式和風(fēng)冷式活塞式內(nèi)燃機(jī)按活塞運(yùn)動(dòng)的行程數(shù)分類：四沖程和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)按進(jìn)氣狀態(tài)分類：增壓和非增壓按氣缸數(shù)及其排列方式分類：?jiǎn)胃缀投喔?，立式與臥式內(nèi)燃機(jī)按著火方式分類：點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)

燃?xì)廨啓C(jī)§1.1發(fā)動(dòng)機(jī)的分類第一章發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造

一、單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖§1.2四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理§1.2.1四沖程汽油機(jī)工作原理曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)1、上止點(diǎn)2、下止點(diǎn)3、活塞行程4、曲柄半徑5、氣缸工作容積6、燃燒室容積7、氣缸總?cè)莘e8、壓縮比9、內(nèi)燃機(jī)排量10、工作循環(huán)

二、基本術(shù)語汽油機(jī)工作原理汽油機(jī)工作循環(huán)1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程

三、四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370~400K，

壓力0.07~0.09MPa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。示功圖大氣壓力線PVra上止點(diǎn)下止點(diǎn)壓縮行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPacVr示功圖大氣壓力線上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600~700K，

壓力0.6~1.5MPa作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞ZbaPVr示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K，

壓力3~5MPa作功終了：溫度1300~1600K，

壓力0.3~0.5MPa

排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞溫度900~1200K壓力0.105~0.115MPa殘余廢氣Z上止點(diǎn)下止點(diǎn)bPVr示功圖大氣壓力線汽油機(jī)工作原理§1.2.2四沖程柴油機(jī)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0.0785～0.0932MPa

溫度750-1000K壓力3-5MPa瞬時(shí)：溫度2000-2500K壓力6-9MPa溫度800-1000K壓力0.105-0.125MPa終了：溫度1200～1500k壓力0.2-0.4MPa吸氣行程壓縮行程作功行程柴油機(jī)的工作原理柴油機(jī)的工作循環(huán)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)

汽油機(jī)柴油機(jī)混合氣形成地點(diǎn)氣缸外（化油器內(nèi)）氣缸內(nèi)混合氣著火方式點(diǎn)燃式壓燃式點(diǎn)火系有無燃油供給系化油器噴油器，噴油泵柴油機(jī)優(yōu)點(diǎn)：燃油消耗率低，且柴油價(jià)格較低，所以燃油經(jīng)濟(jì)性好。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速較汽油機(jī)低、質(zhì)量大、制造和維修費(fèi)用高。應(yīng)用：應(yīng)用越來越廣泛。柴油機(jī)與汽油機(jī)的特點(diǎn)比較汽油機(jī)優(yōu)點(diǎn)：具有轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小、工作噪聲小、起動(dòng)容易、制造和維修費(fèi)用低等特點(diǎn)。缺點(diǎn)：燃油消耗率高，燃油經(jīng)濟(jì)性差。應(yīng)用：用在轎車和輕型貨車及越野車。

1、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)活塞行程中，只有一個(gè)行程是作功的，其余三個(gè)行程則是作功的輔助行程。缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。改正措施：采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

2、在多缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)氣缸內(nèi)，所有的工作過程是相同的，并按上述次序進(jìn)行，但所有氣缸的作功行程并不同時(shí)發(fā)生。優(yōu)點(diǎn)：氣缸數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作越平穩(wěn)。缺點(diǎn)：一般將使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸及質(zhì)量增加?！?.2.3四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)總結(jié)§1.3二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理§1.3.1二沖程汽油機(jī)工作原理

1、定義二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)是在兩個(gè)活塞行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)完成的。

2、在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，一個(gè)工作循環(huán)所包含的兩個(gè)行程是:

（1）第一行程(壓縮+進(jìn)氣)

活塞自下止點(diǎn)向上移動(dòng)，事先已充入活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，當(dāng)進(jìn)氣孔打開，新的可燃混合氣又自化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。（2）第二行程(作功+排氣或換氣)

接近上止點(diǎn)時(shí)，燃燒?；钊陨现裹c(diǎn)向下移動(dòng)，活塞上方進(jìn)行著作功過程和換氣過程。

壓縮混合氣進(jìn)氣點(diǎn)火燃燒排氣換氣孔進(jìn)氣孔排氣孔火花塞單缸二沖程汽油機(jī)工作原理示意圖單缸二沖程汽油機(jī)工作原理示意圖

3、二沖程和四沖程相比較優(yōu)點(diǎn)：曲軸每轉(zhuǎn)一周，作功一次，在相同的n,V下，功率是四沖程的2倍。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、使用方便。缺點(diǎn)：沒有專門的換氣機(jī)構(gòu)（造成廢氣排不干凈，有效行程減?。β适撬臎_程的1.5~1.6倍，不經(jīng)濟(jì)。應(yīng)用：摩托車（廣泛）1、第一行程（換氣＋壓縮）活塞從下→上，進(jìn)氣孔、排氣門打開，進(jìn)行換氣。繼續(xù)向上，進(jìn)氣孔、排氣門關(guān)閉，進(jìn)行壓縮。2、第二行程接近上止點(diǎn)處，噴油燃燒?；钊麖纳稀?，作功。2／3S處，進(jìn)行排氣。剩下1／3S，進(jìn)氣孔打開，進(jìn)行換氣。應(yīng)用：大型低速船§1.3.2二沖程柴油機(jī)工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門§1.4發(fā)動(dòng)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)燃油供給系點(diǎn)火系冷卻系潤(rùn)滑系起動(dòng)系（1）曲柄連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成：包括機(jī)體、氣缸、氣缸蓋、氣缸墊、活塞、連桿、帶有飛輪的曲軸等。作用：支承發(fā)動(dòng)機(jī)的所有零部件，將活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并輸出動(dòng)力。

（2）配氣機(jī)構(gòu)構(gòu)成：包括進(jìn)氣門、排氣門、搖臂、氣門間隙調(diào)節(jié)器、凸輪軸以及凸輪軸定時(shí)帶輪。作用：使可燃混合氣（或空氣）及時(shí)充入氣缸并及時(shí)從氣缸排出廢氣。（3）燃料供給系構(gòu)成：包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器、空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、排氣消聲器等。作用：把汽油和空氣混合成成分合適的可燃混合氣供入氣缸，以供燃燒，并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動(dòng)機(jī)。化油器式燃油供給系統(tǒng)電控燃油噴射式燃油供給系統(tǒng)柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4）點(diǎn)火系構(gòu)成：包括供給低壓電流的蓄電池和發(fā)電機(jī)以及分電器、點(diǎn)火線圈與火花塞等。作用：保證按規(guī)定時(shí)刻準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)燃?xì)飧字斜粔嚎s的混合氣。點(diǎn)火系統(tǒng)（5）潤(rùn)滑系構(gòu)成：油底殼、機(jī)油泵、機(jī)油集濾器、限壓閥、潤(rùn)滑油道、機(jī)油濾清器等。作用：將潤(rùn)滑油供給作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件，以減少它們之間的摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并部分地冷卻摩擦零件，清洗摩擦表面。潤(rùn)滑系統(tǒng)

（6）冷卻系構(gòu)成：包括水泵、散熱器、風(fēng)扇、節(jié)溫器、分水管以及氣缸體和氣缸蓋里鑄出的空腔－水套等。作用：把受熱機(jī)件的熱量散到大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。冷卻系統(tǒng)（7）起動(dòng)系構(gòu)成：蓄電池、起動(dòng)開關(guān)、起動(dòng)機(jī)等組成。作用：用以使靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)。起動(dòng)系統(tǒng)§1.5發(fā)動(dòng)主要性能指標(biāo)與特性一、動(dòng)力性指標(biāo)

1、有效轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，以Te表示，單位為N·m。

2、有效功率發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對(duì)外輸出的功率稱為有效功率，用Pe表示，單位為kW。二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)

發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出lkW有效功率，在lh內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量，稱為燃油消耗率，用be表示。很明顯，燃油消耗率越低，經(jīng)濟(jì)性越好。三、發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)

發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)主要指排氣品質(zhì)、噪聲、起動(dòng)性等。

1、排氣品質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中含有對(duì)人體有害的物質(zhì)，主要有氮氧化合物(NO，)、碳?xì)浠衔?HC)和一氧化碳(CO)等以及排氣顆粒。它對(duì)大氣的污染已形成公害。為此，各國采取了許多對(duì)策，并制定相應(yīng)的控制法規(guī)。

2、噪聲汽車是城市主要的噪聲源之一，發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽車的主要噪聲源，故必須給予控制。

3、起動(dòng)性能起動(dòng)性能好的發(fā)動(dòng)機(jī)在一定溫度下能可靠發(fā)動(dòng)，起動(dòng)迅速，起動(dòng)消耗的功率小，起動(dòng)期磨損少。四、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性：發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性指發(fā)動(dòng)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。測(cè)量：可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)求得。發(fā)動(dòng)機(jī)外特性：如果改變節(jié)氣門開度可得到不同組特性，當(dāng)節(jié)氣門到最大時(shí)所得到的發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。作用：發(fā)動(dòng)機(jī)外特性代表了發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的最高動(dòng)力性能。五、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況一般是用它的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表征，有時(shí)也用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表征?！?.6內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則內(nèi)燃機(jī)名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等。內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由以下四部分組成：

1、汽油機(jī)1E65F：表示單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型4100Q：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品CA6102：表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號(hào)8V100：表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號(hào)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495Q：表示四缸，四行程，缸徑95mm，水冷車用6135Q：表示六缸