第1章 發(fā)動機(jī)工作原理與總體構(gòu)造

第一章發(fā)動機(jī)工作原理和總體構(gòu)造§1發(fā)動機(jī)的分類水冷發(fā)動機(jī)風(fēng)冷發(fā)動機(jī)按一個工作循環(huán)期間活塞往復(fù)行程數(shù)按冷卻方式按活塞運(yùn)動方式四沖程發(fā)動機(jī)二沖程發(fā)動機(jī)汽油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)動機(jī)氣體燃料發(fā)動機(jī)往復(fù)活塞式旋轉(zhuǎn)活塞式化油器式發(fā)動機(jī)直接噴射式發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)按進(jìn)氣狀態(tài)增壓發(fā)動機(jī)非增壓發(fā)動機(jī)按所用燃料

單缸發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖§2

四沖程發(fā)動機(jī)工作原理基本術(shù)語上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)壓縮比氣缸工作容積(Vh)發(fā)動機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc)氣缸總?cè)莘e(Va)工作循環(huán)工況負(fù)荷率VL=Vh×iVh=πD2·S×10-6/4（L）D——?dú)飧字睆絤mS——活塞行程mm§2

四沖程發(fā)動機(jī)工作原理一、四沖程汽油機(jī)的工作原理

1、進(jìn)氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過程進(jìn)氣行程排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa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)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600~800K，壓力600~1500kPa壓縮行程壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用ε表示。ε=Va/Vc現(xiàn)代化油器式發(fā)動機(jī)壓縮比一般為6～9(轎車有的達(dá)9～11)。上海桑塔納轎車汽油機(jī)壓縮比為8.2。壓縮比過大的不良后果名稱成因現(xiàn)象后果爆燃由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。火焰以極高的速率向外傳播，形成壓力波，以聲速向前推進(jìn)。當(dāng)壓力波撞擊燃燒室壁時就發(fā)出尖銳的敲缸聲。還會引起發(fā)動機(jī)過熱，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。嚴(yán)重爆燃時甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等。表面點(diǎn)火由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火花塞電極，積炭處)點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。伴有強(qiáng)烈的較沉悶敲擊聲。產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機(jī)機(jī)件負(fù)荷增加，壽命降低。作功行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa排氣行程進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣二、四沖程柴油機(jī)的工作原理噴油器噴油泵進(jìn)氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進(jìn)氣門排氣門純空氣溫310~340K壓力85~95kPa

溫度750~1000K壓力3~5MPa

瞬時：溫度1800~2200K壓力6~9MPa溫度700~900K壓力105~120kPa

終溫1000~1200K壓力200~500kPa

思考四沖程汽油機(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)：

每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一行程曲軸轉(zhuǎn)半周。只有作功行程產(chǎn)生動力。思考：四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么不同呢？不同點(diǎn)汽油機(jī)柴油機(jī)汽油與空氣缸外混合，進(jìn)入可燃混合氣進(jìn)入氣缸的是純空氣電火花點(diǎn)燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點(diǎn)火系無點(diǎn)火系無噴油器有噴油器三、二沖程發(fā)動機(jī)的工作原理二沖程發(fā)動機(jī)二沖程汽油發(fā)動機(jī)工作原理二沖程柴油發(fā)動機(jī)工作原理(一)、二沖程汽油機(jī)工作原理1、結(jié)構(gòu)點(diǎn)火燃燒火花塞排氣孔壓縮混合氣進(jìn)氣孔進(jìn)氣掃氣孔排氣(二)、二沖程柴油機(jī)工作原理排氣門燃燒廢氣排氣噴油器換氣掃氣泵空氣壓縮思考二沖程發(fā)動機(jī)與四沖程發(fā)動機(jī)相比，有何優(yōu)點(diǎn)？理論上它的功率應(yīng)等于四沖程發(fā)動機(jī)的二倍。由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)比較均勻平穩(wěn)。構(gòu)造簡單，質(zhì)量較小。易受磨損和經(jīng)常需要修理的運(yùn)動部件數(shù)量較少。四、速度特性內(nèi)燃機(jī)的速度特性：內(nèi)燃機(jī)的油門固定不動，內(nèi)燃機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、燃燒油消耗率排氣溫度等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。（司機(jī)將油門踏板位置保持不變，由于道路阻力不同，汽車行駛速度將改變，上坡時，速度逐漸降低，下坡進(jìn)，速度增加。這時，內(nèi)燃機(jī)沿速度特性工作。）內(nèi)燃機(jī)的外特性：內(nèi)燃機(jī)的油門放在最大位置時，內(nèi)燃機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、燃燒油消耗率排氣溫度等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。它代表了內(nèi)燃機(jī)的最高動力性能。柴油機(jī)速度特性曲線五、發(fā)動機(jī)工作狀況1.工況：指內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行情況，以發(fā)出的功率Pe與轉(zhuǎn)速n表示?；蛘哓?fù)荷與轉(zhuǎn)速關(guān)系。2.內(nèi)燃機(jī)特性：內(nèi)燃機(jī)的主要性能指標(biāo)隨工況而變化的關(guān)系。若這種關(guān)系以曲線形式表示，則稱內(nèi)燃機(jī)特性曲線。一、負(fù)荷特性內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷特性：是在內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速不變的情況下，其它性能參數(shù)（主要指經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)）隨負(fù)荷變化的關(guān)系。（車輛以一定的速度沿阻力變化的道路行駛時，必須改變內(nèi)燃機(jī)的油門，調(diào)整有效轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)外界阻力矩變化，保持內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速不變。）柴油機(jī)的負(fù)荷特性當(dāng)發(fā)動機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)時，將柴油機(jī)固定在某一轉(zhuǎn)速，改變每循環(huán)供油量，測得各負(fù)荷下的柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、單位時間耗油量，排氣溫度等。汽油機(jī)的負(fù)荷特性汽油機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變，改變節(jié)氣門的開度，測出各負(fù)荷下的汽油機(jī)轉(zhuǎn)矩、燃油消耗率、排氣溫度等隨負(fù)荷變化的規(guī)律?！?-5內(nèi)燃機(jī)總體構(gòu)造內(nèi)燃機(jī)通常由下列機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成：1.機(jī)體與氣缸蓋： 機(jī)體：是內(nèi)燃機(jī)的骨架，由氣缸體、曲軸箱及油底殼組成 氣缸蓋：與活塞頂共同組成燃燒室。氣門、氣道等零件安排其中。2.曲柄連桿機(jī)構(gòu)：內(nèi)燃機(jī)的主要運(yùn)動件，由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組成?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動——曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。3.供給系：包括燃油供給系，進(jìn)、排氣系統(tǒng)。燃油供給系主要部件化油器（汽油機(jī)）及噴油泵、噴油器（柴油機(jī)）。進(jìn)、排氣系統(tǒng)主要部件：空氣濾清器、進(jìn)排氣管和消聲器等。4.配氣機(jī)構(gòu)：定時開啟、關(guān)閉氣門。由氣門組、傳動組、驅(qū)動組等組成。5.點(diǎn)火系：混合氣由火花塞來點(diǎn)燃。由火花塞、點(diǎn)火線圈、斷電器、分電器等組成。6.冷卻系：對高溫零部件進(jìn)行冷卻。由水泵、風(fēng)扇、散熱器等組成。分水7.潤滑系：向高速運(yùn)動的摩擦副供給潤滑油，以減輕磨損。8.起動裝置：內(nèi)燃機(jī)借助于外力，使之著火達(dá)到自行運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門排氣門推桿挺柱正時齒輪■配氣機(jī)構(gòu)■曲柄連桿機(jī)構(gòu)搖臂凸輪軸桑塔納發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系示意圖桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系示意圖§1-6內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則國家標(biāo)準(zhǔn)（GB725-91）：1.內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱按所采用的燃料命名2.內(nèi)燃機(jī)型號由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語拼音字母組成。3.型號由4部分組成：范例165F、YZ61