汽車構(gòu)造(1)-發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

1、W W W . W A T S O N W Y A T T . C O M發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理l發(fā)動(dòng)機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。l汽車用活塞式內(nèi)燃機(jī)可以根據(jù)不同的特征分類。(1)按所用的燃料分類 可分為液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(汽油機(jī)、柴油機(jī)等)和氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(如天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)等)。(2)按發(fā)火方式分類 可分為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。按氣缸排列方式分類按氣缸排列方式分類四沖程汽油機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)工作原理 l汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造如圖11所示l氣缸內(nèi)裝有活塞7，活塞通過(guò)活塞銷、連桿4與曲軸3相連接?；钊跉飧變?nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。為了吸入新鮮氣體和

2、排除廢氣，設(shè)有進(jìn)、排氣系統(tǒng)等。 動(dòng)畫(huà)演示上、下止點(diǎn)上、下止點(diǎn)l活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，即活塞最高位置，稱為上止點(diǎn)（Top Dead Center, TDC）；l活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，即活塞最低點(diǎn)，稱為下止點(diǎn)（Bottom Dead Center, BDC）；l在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為零。 氣缸工作容積氣缸工作容積l活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的容積稱為氣缸工作容積或氣缸排量，可用符導(dǎo)Vh表示。l多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量，用符號(hào)VL表示l式中 D為氣缸直徑(mm)，S為活塞行程(mm)；i為氣缸數(shù)SiDiVVhL62104 壓縮比（壓縮比（Compressi

3、on ratio）l壓縮比是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值，即氣 缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。一般用表示。l式中：Va氣缸總?cè)莘e； Vh氣缸工作容積； Vc燃燒室容積壓縮比是發(fā)動(dòng)機(jī)中一個(gè)非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的壓縮程度。chcchcaVVVVVVV1四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī)-進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程進(jìn)氣門開(kāi)啟，排氣門關(guān)閉，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)。壓力：7590KPa(小于P0)溫度：370400K(殘余廢氣影響)四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī)-壓縮行程壓縮行程進(jìn)排氣門全部關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)。壓力：0.61.5MPa溫度：600700K壓縮比：Va/Vc四沖程汽油機(jī)四

4、沖程汽油機(jī)-作功行程作功行程進(jìn)排氣門全部關(guān)閉，燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)。壓力：35MPa溫度：22002800K四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī)-排氣行程排氣行程自由排氣：排氣門開(kāi)啟，高溫高壓廢氣從排氣門排出。強(qiáng)制排氣：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，將廢氣排出。壓力：100115KPa溫度：9001200Kl四沖程循環(huán)二行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理l換氣-壓縮行程1、換氣過(guò)程：活塞自下止點(diǎn)-排氣口關(guān)閉。2、壓縮過(guò)程：活塞自排氣口關(guān)閉-上止點(diǎn)。3、活塞下方進(jìn)行進(jìn)氣過(guò)程。二行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理二行程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理l膨脹-換氣行程1、膨脹過(guò)程：活塞自上止點(diǎn)

5、-排氣口開(kāi)啟。2、換氣過(guò)程：自排氣口開(kāi)啟-活塞下止點(diǎn)。3、換氣過(guò)程開(kāi)始前，活塞下方進(jìn)行進(jìn)氣的預(yù)壓縮過(guò)程。兩沖程與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的比較兩沖程與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的比較發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造1、機(jī)體組2、曲柄連桿機(jī)構(gòu)3、配氣機(jī)構(gòu)4、供給系統(tǒng)5、點(diǎn)火系統(tǒng)6、潤(rùn)滑系統(tǒng)7、起動(dòng)系統(tǒng)8、冷卻系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性動(dòng)力性指標(biāo) 表征發(fā)動(dòng)機(jī)作功能力大小強(qiáng)化指標(biāo) 評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)承受 熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷能力經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率和燃油消耗率環(huán)境性能指標(biāo) 指發(fā)動(dòng)機(jī)排放品質(zhì)和噪聲水平可靠性指標(biāo) 規(guī)定條件下，正常持續(xù)工作能力耐久性指標(biāo) 主要零件磨損到不能繼續(xù)正常工作的極限時(shí)間工藝性指標(biāo) 制造和

6、維修的方便程度發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)（動(dòng)力性）發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)（動(dòng)力性）l有效扭矩通過(guò)輸出軸對(duì)外輸出的扭矩，以Ttq表示。l有效功率通過(guò)輸出軸對(duì)外輸出的功率，其大小為：標(biāo)定功率：15min功率、1h功率、12h功率、持續(xù)功率四種，汽車摩托車通常采用15min功率標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)額定功率、額定轉(zhuǎn)速。按可靠性試驗(yàn)要求，應(yīng)該在標(biāo)定工況下連續(xù)運(yùn)行3001000h。9550106023nTnTPtqtqe發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)（經(jīng)濟(jì)性）發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)（經(jīng)濟(jì)性）l燃油消耗率：發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1kW有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量（g），稱為燃油消耗率(be)。 be = B / Pe 103（g / kWh）l式中：B

7、 發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間的耗油量(kg / h) ，可由試驗(yàn)測(cè)定； Pe 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率(kW)。運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)l1排氣品質(zhì)我國(guó)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)的制定是日趨嚴(yán)格的，其中最新頒布的重型車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物排放限值標(biāo)準(zhǔn)(GB176912001)，重型車用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)及裝用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車排氣污染物排放限值標(biāo)準(zhǔn)(GB147622002) 。l2噪聲 汽車是城市中主要的噪聲源之一，發(fā)動(dòng)機(jī)又是汽車的主要噪聲源。在我國(guó)制定的汽車加速行駛車外噪聲限值標(biāo)準(zhǔn)(GB14952002)中，對(duì)不同分類的汽車以及同一分類中不同總質(zhì)量及發(fā)動(dòng)機(jī)不同額定功率的汽車，詳細(xì)制定了噪聲限值。l3起動(dòng)性能我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不采

8、用特殊的低溫起動(dòng)措施，汽油機(jī)在-10、柴油機(jī)在-5以下的氣溫條件下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，15s以內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)要能自行運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況l發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或工作狀態(tài)(簡(jiǎn)稱發(fā)動(dòng)機(jī)工況)常以功率和轉(zhuǎn)速來(lái)表征，有時(shí)也用負(fù)荷與轉(zhuǎn)速來(lái)表征。l發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷是指發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所可能發(fā)出的最大功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示。l功率的大小并不代表負(fù)荷的大小。l在外特性曲線上各點(diǎn)都表示在各轉(zhuǎn)速下的全負(fù)荷工況，但在同一條部分負(fù)荷速度特性曲線上各點(diǎn)的負(fù)荷值卻并不相同。內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則l內(nèi)燃機(jī)名稱和型號(hào)編制方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T725-1991）l內(nèi)燃機(jī)型號(hào)由下列四部份組成：(1)首部：為產(chǎn)品系列符號(hào)和（或）換代標(biāo)志符號(hào)，由制造廠根據(jù)需要自選