第二章發(fā)動機工作原理和總體2.(1)

1、第二章第二章 發(fā)動機工作原理和總體構造發(fā)動機工作原理和總體構造 基本術語基本術語 四沖程發(fā)動機工作原理和總體構造四沖程發(fā)動機工作原理和總體構造 二沖程發(fā)動機工作原理和總體構造二沖程發(fā)動機工作原理和總體構造 o發(fā)動機的分類發(fā)動機的分類 單缸發(fā)動機結構示意圖單缸發(fā)動機結構示意圖 2.1 基本術語基本術語 v 上止點上止點 v 下止點下止點 v 活塞行程活塞行程(S) v 曲柄半徑曲柄半徑(R) v 氣缸工作容積氣缸工作容積(V h ) v 發(fā)動機排量發(fā)動機排量(VL) v 燃燒室容積燃燒室容積(Vc ) v 氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e(Va ) v 工作循環(huán)工作循環(huán) VL= V h i Vh= D2S

2、10-6/4 （L） D氣缸直徑氣缸直徑mm S活塞行程活塞行程mm 2.2 四沖程發(fā)動機的簡單工作原理四沖程發(fā)動機的簡單工作原理 一、四沖程汽油機的工作原理一、四沖程汽油機的工作原理 1、進氣行程、進氣行程 2、壓縮行程、壓縮行程 3、作功行程、作功行程 4、排氣行程、排氣行程 單缸四沖程汽油機的工作過程單缸四沖程汽油機的工作過程 進氣行程進氣行程 排氣門關閉排氣門關閉 進氣門開啟進氣門開啟 活塞 溫度370440 K， 壓力7590 kPa 大氣壓力線大氣壓力線 P V r a 示功圖 上止點 下止點 示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣 體壓力的變化情

3、況。體壓力的變化情況。 壓縮行程壓縮行程 進氣門關閉進氣門關閉 排氣門關閉排氣門關閉 活塞 壓縮比： =Va/Vc P V r a 示功圖示功圖 大氣壓力線大氣壓力線 c 上止點 下止點 溫度600800K， 壓力6001500 kPa 作功行程作功行程 進氣門關閉進氣門關閉 排氣門關閉排氣門關閉 活塞活塞 P V r a 示功圖示功圖 大氣壓力線大氣壓力線 c Z b 上止點上止點 下止點下止點 瞬時最高：溫度 22002800 K， 壓 力35MPa 作功終了：溫度 15001700 K， 壓 力300500 kPa 排氣行程排氣行程 進氣門關閉進氣門關閉 排氣門打開排氣門打開 活塞活塞

4、P V r 示功圖示功圖 大氣壓力線大氣壓力線 c Z b 上止點上止點 下止點下止點 溫度溫度9001200 K 壓力壓力105125 kPa 殘余廢氣殘余廢氣 二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理 噴油器 噴 油 泵 吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程 進 氣 門 排氣門 純 空 氣 溫度300370K 壓力8090 kPa 溫度8001000K 壓力35 MPa 瞬時：溫度 18002200K壓力 510 MPa 溫度8001000K 壓力105125 kPa 終了：溫度 12001500K壓力 200400 kPa 柴油發(fā)動機實物圖柴油發(fā)動機實物圖 思考思考 四沖程汽油機

5、和柴油四沖程汽油機和柴油 機的工作循環(huán)有什么機的工作循環(huán)有什么 相同之處呢？相同之處呢？ 共同特點：共同特點： 1每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸 轉(zhuǎn)半周。轉(zhuǎn)半周。 2只有作功行程產(chǎn)生動力。只有作功行程產(chǎn)生動力。 思考思考 四沖程汽油機和柴油四沖程汽油機和柴油 機的工作循環(huán)有什么機的工作循環(huán)有什么 不同呢？不同呢？ 不同點不同點 汽油機汽油機柴油機柴油機 汽油與空氣缸外混合，進汽油與空氣缸外混合，進 入可燃混合氣入可燃混合氣 進入氣缸的是純空氣進入氣缸的是純空氣 電火花點燃混合氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒高溫氣體加熱柴油燃燒 有點火系有點火系無

6、點火系無點火系 無噴油器無噴油器有噴油器有噴油器 2.3 二沖程發(fā)動機的工作原理二沖程發(fā)動機的工作原理 二沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機 二沖程汽油發(fā)動機工作原理二沖程汽油發(fā)動機工作原理 二沖程柴油發(fā)動機工作原理二沖程柴油發(fā)動機工作原理 一、二沖程汽油機工作原理一、二沖程汽油機工作原理 壓縮混合氣壓縮混合氣 進氣進氣 點火燃燒點火燃燒 排氣排氣掃氣孔掃氣孔 進氣孔進氣孔 排氣孔排氣孔 火花塞火花塞 1、結構、結構 二沖程汽油發(fā)動機工作過程二沖程汽油發(fā)動機工作過程 二、二沖程柴油機工作原理二、二沖程柴油機工作原理 換氣 燃燒 排氣 壓縮 噴油器 空 氣 掃氣泵 廢 氣 排氣門 思考思考 二沖程發(fā)動機與四

7、二沖程發(fā)動機與四 沖程發(fā)動機相比，沖程發(fā)動機相比， 有何優(yōu)點？有何優(yōu)點？ 1. 理論上它的功率應等于四理論上它的功率應等于四 沖程發(fā)動機的二倍。沖程發(fā)動機的二倍。 2. 由于作功頻率較大，二沖由于作功頻率較大，二沖 程發(fā)動機的運轉(zhuǎn)比較均勻程發(fā)動機的運轉(zhuǎn)比較均勻 平穩(wěn)。平穩(wěn)。 3. 構造簡單，質(zhì)量較小。構造簡單，質(zhì)量較小。 4. 易受磨損和經(jīng)常需要修理易受磨損和經(jīng)常需要修理 的運動部件數(shù)量較少。的運動部件數(shù)量較少。 2.4 發(fā)動機的分類發(fā)動機的分類 車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機 水冷發(fā)動機水冷發(fā)動機 風冷發(fā)動機風冷發(fā)動機 車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機 車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機 車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機 四沖程發(fā)動機四沖

8、程發(fā)動機 二沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機 汽油發(fā)動機汽油發(fā)動機 柴油發(fā)動機柴油發(fā)動機 單缸發(fā)動機單缸發(fā)動機 多缸發(fā)動機多缸發(fā)動機 化油器式發(fā)動機化油器式發(fā)動機 直接噴射式發(fā)動機發(fā)動機直接噴射式發(fā)動機發(fā)動機 車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機 單列式發(fā)動機單列式發(fā)動機 雙列式發(fā)動機雙列式發(fā)動機 2.5 發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的總體構造 兩大機構兩大機構 曲柄連桿機構曲柄連桿機構 配氣機構配氣機構 五大系統(tǒng)五大系統(tǒng) 供給系供給系 點火系點火系 冷卻系冷卻系 潤滑系潤滑系 起動系起動系 連桿連桿飛輪飛輪曲軸曲軸活塞活塞 進氣門進氣門排氣門排氣門推桿推桿挺柱挺柱 正時齒輪正時齒輪 配氣機構 曲柄連桿 機構 搖臂搖臂 凸輪

9、軸凸輪軸 桑塔納發(fā)動機結構示意圖桑塔納發(fā)動機結構示意圖 桑塔納發(fā)動機冷卻系示意圖桑塔納發(fā)動機冷卻系示意圖 桑塔納發(fā)動機潤滑系示意圖桑塔納發(fā)動機潤滑系示意圖 燃料供給系燃料供給系 壓縮比壓縮比 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。用之比稱為壓縮比。用表示。表示。 = Va/VcVa/Vc 現(xiàn)代化油器式發(fā)動機壓縮現(xiàn)代化油器式發(fā)動機壓縮 比一般為比一般為6 69(9(轎車有的達轎車有的達9 9 11)11)。上海桑塔納轎車汽油機。上海桑塔納轎車汽油機 壓縮比為壓縮比為8.28.2。 壓縮比過大的不良后果 壓縮比過大的不

10、良后果壓縮比過大的不良后果 名稱名稱成因成因現(xiàn)象現(xiàn)象后果后果 爆燃爆燃 由于氣體壓力和由于氣體壓力和 溫度過高，在燃溫度過高，在燃 燒室內(nèi)離點燃中燒室內(nèi)離點燃中 心較遠處的末端心較遠處的末端 可燃混合氣自燃可燃混合氣自燃 而造成的一種不而造成的一種不 正常燃燒。正常燃燒。 火焰以極高的速火焰以極高的速 率向外傳播，形率向外傳播，形 成壓力波，以聲成壓力波，以聲 速向前推進。當速向前推進。當 壓力波撞擊燃燒壓力波撞擊燃燒 室壁時就發(fā)出尖室壁時就發(fā)出尖 銳的敲缸聲。銳的敲缸聲。 還會引起發(fā)動機過熱，還會引起發(fā)動機過熱， 功率下降，燃油消耗量功率下降，燃油消耗量 增加等一系列不良后果。增加等一系列不

11、良后果。 嚴重爆燃時甚至造成氣嚴重爆燃時甚至造成氣 門燒毀、軸瓦破裂，火門燒毀、軸瓦破裂，火 花塞絕緣體擊穿等?；ㄈ^緣體擊穿等。 表面表面 點火點火 由于燃燒室內(nèi)熾由于燃燒室內(nèi)熾 熱表面與熾熱處熱表面與熾熱處 (如排氣門頭，火如排氣門頭，火 花塞電極，積炭花塞電極，積炭 處處)點燃混合氣產(chǎn)點燃混合氣產(chǎn) 生的另一種不正生的另一種不正 常燃燒。常燃燒。 伴有強烈的較沉伴有強烈的較沉 悶敲擊聲。悶敲擊聲。 產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機 機件負荷增加，壽命降機件負荷增加，壽命降 低。低。 作業(yè)作業(yè) 1、簡述發(fā)動機的工作循環(huán)。、簡述發(fā)動機的工作循環(huán)。 2、發(fā)動機由哪些機構系統(tǒng)組成？各部分功

12、、發(fā)動機由哪些機構系統(tǒng)組成？各部分功 用是什么？用是什么？ 配氣機構配氣機構 曲柄連桿機構曲柄連桿機構 燃氣輪機燃氣輪機 燃氣輪機簡介燃氣輪機簡介 燃氣輪機是一種以空氣及燃氣為工質(zhì)、靠連續(xù)燃燒燃料做功的燃氣輪機是一種以空氣及燃氣為工質(zhì)、靠連續(xù)燃燒燃料做功的 旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機，主要結構有三部分：旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機，主要結構有三部分：1.壓氣機（空氣壓縮機）；壓氣機（空氣壓縮機）； 2.燃燒室；燃燒室；3.透平透平(動力渦輪動力渦輪)。其工作原理為：軸流式壓氣機從外部。其工作原理為：軸流式壓氣機從外部 吸收空氣，壓縮后送入燃燒室，同時燃料（氣體或液體燃料）也噴吸收空氣，壓縮后送入燃燒室，同時燃料（氣體或液體燃料）也噴 入燃燒室與高溫壓縮空氣混合，在受控方式下進行定壓燃燒。生成入燃燒室與高溫壓縮空氣混合，在受控方式下進行定壓燃燒。生成 的高溫高壓煙氣進入透平膨脹做功，推動動力葉片高速旋轉(zhuǎn)，從而的高溫高壓煙氣進入透平膨脹做功，推動動力葉片高速旋轉(zhuǎn)，從而 使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功，轉(zhuǎn)子做功的大部分（現(xiàn)時情況