第2章_發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造-_01_發(fā)動(dòng)機(jī)原理與總體構(gòu)造__1h

1、第2章 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造 2.1汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及總體構(gòu)造 內(nèi)容提要p汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型p往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)p往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理p發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造p發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 熱機(jī)借助工質(zhì)的狀態(tài)變化將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能 轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。 熱機(jī)種類(lèi)： 內(nèi)燃機(jī)：直接以燃料燃燒所生成的燃燒產(chǎn)物為工質(zhì)的熱機(jī)，包括活塞式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。 外燃機(jī)種類(lèi)： 內(nèi)燃機(jī)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕和容易起動(dòng)等許多優(yōu)點(diǎn)。 內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、熱氣機(jī)2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型p活塞運(yùn)動(dòng)方式2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型p燃料 汽油機(jī)、柴油機(jī)、乙醇等2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型p冷

2、卻方式2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型p工作循環(huán)沖程數(shù)2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型p汽缸數(shù)2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型p汽缸排列方式 2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型p進(jìn)氣狀態(tài) 2.1.1 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 廣泛應(yīng)用的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為水冷、四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。 汽油機(jī)轎車(chē)和輕型客、貨車(chē)上。 柴油機(jī)大客車(chē)和中、重型貨車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，少數(shù)轎車(chē)和輕型客、貨車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。 風(fēng)冷或二沖程活塞式內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用較少。2.1.2往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)p基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 氣缸 活塞 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 氣缸蓋 進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén) 凸輪軸 齒形帶、齒輪或鏈條 曲軸箱 機(jī)體 2.1.2往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)p基本術(shù)語(yǔ)基本術(shù)語(yǔ) 工作循環(huán) 上

3、下止點(diǎn)活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處為上止點(diǎn)；活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處為下止點(diǎn)。在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度？ 進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣2.1.2往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 活塞行程S 曲軸的回轉(zhuǎn)半徑R與S關(guān)系 汽缸工作容積上、下止點(diǎn)間所包容的氣缸容積稱(chēng)為氣缸工作容積。 排量 上、下止點(diǎn)間的距離氣缸工作容積的總和2.1.2往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 燃燒室容積活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面與氣缸蓋底面形成的空間，容積稱(chēng)為燃燒室容積，也叫壓縮容積 汽缸總?cè)莘e氣缸工作容積與燃燒室容積之和2.1.2往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 壓縮比 總?cè)莘e/燃燒室容積 。壓縮比的大小表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)

4、的氣體被壓縮的程度。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。 汽油機(jī)壓縮比69 （增壓911） 柴油機(jī)壓縮比1622 壓縮比與比功率關(guān)系？ 負(fù)荷率 有效功率/最大有效功率2.1.3往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理p四沖程汽油機(jī)工作原理 工作行程：吸氣、壓縮、做功、排氣 吸氣活塞在曲軸的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。排氣門(mén)關(guān)閉，進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟。移動(dòng)過(guò)程中氣缸容積逐漸增大，氣缸內(nèi)形成一定的真空度，油氣混合物通過(guò)進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸，并在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合 。 壓縮進(jìn)氣行程結(jié)束后，曲軸繼續(xù)帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。進(jìn)、排氣門(mén)關(guān)閉，隨著活塞移動(dòng)氣缸容積減小，氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮2.1.3往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原

5、理 做功壓縮行程結(jié)束，火花塞點(diǎn)火，可燃混合氣燃燒，火焰?zhèn)鞑ブ琳麄€(gè)燃燒室，釋放大量的熱能，燃燒氣體體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高，在氣體壓力作用下，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)，并通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。 排氣排氣門(mén)開(kāi)啟，進(jìn)氣門(mén)仍然關(guān)閉，曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，膨脹后的燃燒氣體在其自身剩余壓力和活塞推動(dòng)下，經(jīng)排氣門(mén)排出氣缸之外。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣門(mén)關(guān)閉，排氣行程結(jié)束 。 學(xué)生分析2.1.3往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)工作原理p四沖程柴油機(jī)工作原理 工作循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣 相對(duì)汽油機(jī)的特點(diǎn)： 進(jìn)氣 壓縮 做功 吸入空氣壓縮比大，壓縮行程終了時(shí)氣體壓力高壓縮行程結(jié)束時(shí)，柴油由噴油器

6、噴入燃燒室，壓燃混合氣體2.1.4發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 汽油機(jī) 兩大機(jī)構(gòu)兩大機(jī)構(gòu) 五大系統(tǒng)五大系統(tǒng) 柴油機(jī) 兩大機(jī)構(gòu)兩大機(jī)構(gòu) 四大系統(tǒng)四大系統(tǒng) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、點(diǎn)火系、起動(dòng)系曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)燃料供給系、潤(rùn)滑系、冷卻系、起動(dòng)系2.1.4發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造p曲柄連桿機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換，由機(jī)體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。 2.1.4發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造p配氣機(jī)構(gòu) 定時(shí)皮帶、凸輪、氣門(mén)等 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作過(guò)程，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實(shí)現(xiàn)換氣過(guò)程。 哪個(gè)齒輪安裝在曲軸上？2.1.4發(fā)動(dòng)機(jī)

7、的總體構(gòu)造p冷卻系 由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成p燃油供給系 汽油機(jī)：配制出一定數(shù)量、濃度混合氣，供入氣缸； 柴油機(jī)：柴油和空氣分別供入氣缸 2.1.4發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造p潤(rùn)滑系統(tǒng) 潤(rùn)滑油道、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和閥門(mén) p點(diǎn)火系 蓄電池、發(fā)電機(jī)、分電器、點(diǎn)火線圈和火花塞等 2.1.4發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造p起動(dòng)系 要使發(fā)動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，使活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成起動(dòng)過(guò)程所需的裝置，稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系。2.1.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)p動(dòng)力性指標(biāo)有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為有效轉(zhuǎn)矩 有效功率：發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間對(duì)外輸出的有效功稱(chēng)為有效功率 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：

8、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)平均有效壓力：?jiǎn)挝粴飧坠ぷ魅莘e發(fā)出的有效功p經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 有效熱效率：燃料燃燒產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)化為有效功的百分?jǐn)?shù) 有效燃油消耗率：發(fā)動(dòng)機(jī)每輸出 1kWh的有效功所消耗的燃油量2.1.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)p強(qiáng)化指標(biāo) 升功率：發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定工況下，單位發(fā)動(dòng)機(jī)排量輸出的有效功率稱(chēng)為升功率 強(qiáng)化系數(shù)：平均有效壓力與活塞平均速度的乘積稱(chēng)為強(qiáng)化系數(shù)?；钊骄俣仁侵赴l(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的平均值。p緊湊性指標(biāo) 比容積：發(fā)動(dòng)機(jī)外廓體積與其標(biāo)定功率的比值 比質(zhì)量：發(fā)動(dòng)機(jī)的干質(zhì)量與其標(biāo)定功率的比值2.1.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)p環(huán)境指標(biāo) 評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣品質(zhì)和噪聲水平。由于它關(guān)系到人類(lèi)的健康及其賴(lài)以生存的環(huán)境，因此各國(guó)政府都制定出嚴(yán)格的控制法規(guī)，以期消減發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和噪聲對(duì)環(huán)境的污染p可靠性指標(biāo) 可靠性指標(biāo)是表征發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定的使用條件下，正常持續(xù)工作能力的指標(biāo)?？煽啃杂卸喾N評(píng)價(jià)方法，如首發(fā)故障行駛里程、平均故障間隔里程、主要零件的損壞率等2.1.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)p耐久性指標(biāo) 指發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件磨損到不能繼續(xù)正常工作的極限時(shí)間。通常用發(fā)動(dòng)機(jī)的大修里程，即發(fā)動(dòng)機(jī)從出廠到第一次