技校汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

技校汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理第1頁/共24頁

1．1概述

發(fā)動(dòng)機(jī)將某一形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。汽車最主要的總成之一，是動(dòng)力的來源。作用將燃料與空氣進(jìn)行混合在其機(jī)體內(nèi)燃燒，推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)再帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能向汽車提供動(dòng)力。

內(nèi)燃機(jī)

燃料是在氣缸中燃燒的。

汽油機(jī)燃用汽油的發(fā)動(dòng)機(jī)

柴油機(jī)

燃用柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)。視頻視頻轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)第2頁/共24頁

1．2基本術(shù)語

活塞置于氣缸中，活塞可在氣缸中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，活塞通過連桿和曲軸相連，曲軸可繞其軸線旋轉(zhuǎn)。觀看Flash動(dòng)畫第3頁/共24頁

1.上止點(diǎn)：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處；2.下止點(diǎn)：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心處；觀看Flash動(dòng)畫第4頁/共24頁

3.活塞行程（S）：上、下兩止點(diǎn)間的距離S=2R；

4.沖程：活塞由一個(gè)止點(diǎn)到另一個(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一次的過程5.氣缸工作容積（Vh）：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所讓出的空間的容積（L）

Ⅴh=πD2/(4×10-6)S(L)6.發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積（發(fā)動(dòng)機(jī)排量）（VL）

發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積之和

Ⅴi=Ⅴhi(L)

（i為發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)）第5頁/共24頁

7.燃燒室容積（Vc）：活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上面的空間容積。8.氣缸總?cè)莘e（Va）：活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂上面的空間容積。

Ⅴa=Ⅴh+ⅤC

9.壓縮比（ε）：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值。

ε=Ⅴa/ⅤC=(Ⅴh+ⅤC)/ⅤC=1+Ⅴh/ⅤC

它表示氣缸內(nèi)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。一般車用汽油機(jī)的壓縮比為6－10，柴油機(jī)的壓縮比為15－22。視頻第6頁/共24頁

1．3發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造1、四沖程汽油機(jī)組成兩大機(jī)構(gòu)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)：冷卻系、潤滑系、燃料供給系、點(diǎn)火系、起動(dòng)系1）曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用：實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換。組成：氣缸體和曲軸箱組、活塞連桿組、曲軸飛輪組2）配氣機(jī)構(gòu)

作用：適時(shí)開關(guān)進(jìn)、排氣門，以便可燃混合氣能及時(shí)進(jìn)入氣缸、廢氣能及時(shí)從缸內(nèi)排出。組成：進(jìn)氣門、排氣門、挺桿、推桿、搖臂、凸輪軸、凸輪軸正時(shí)齒輪等組成。視頻第7頁/共24頁

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3.燃料供給系作用：將汽油和空氣混合成一定數(shù)量和一定濃度的混合氣供入氣缸，并將著火燃燒后的廢氣排出發(fā)動(dòng)機(jī)。組成：主要由汽油箱、汽油濾清器、汽油泵、化油器、空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、排氣消聲器等組成。4.點(diǎn)火系作用：使火花塞適時(shí)產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃缸內(nèi)的可燃混合氣。。組成：主要由分電器、點(diǎn)火線圈、火花塞等組成。5.冷卻系作用：把受熱機(jī)件感受的多余熱量散發(fā)到大氣中去，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在正常溫度下工作。組成：主要由水泵、散熱器、水套、風(fēng)扇、節(jié)溫器等組成。第9頁/共24頁

6.潤滑系主要功用：將機(jī)油送到各摩擦副間，以減少它們之間的摩擦與磨損。組成：主要由機(jī)油泵、集濾器、潤滑油道、機(jī)油粗濾器、機(jī)油細(xì)濾器等組成。

7.起動(dòng)系功用起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)組成起動(dòng)機(jī)等件第10頁/共24頁

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1．4發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單工作原理1．4．1四沖程汽油機(jī)工作原理四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞往復(fù)四個(gè)沖程完成一個(gè)循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)

工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程組成。

視頻觀看Flash動(dòng)畫視頻第12頁/共24頁

視頻第13頁/共24頁

排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門開啟示功圖大氣壓力線PVra上止點(diǎn)下止點(diǎn)進(jìn)氣行程進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉。進(jìn)氣終了氣體壓力為0.075~0.09MPa，溫度370~400K。進(jìn)氣行程第14頁/共24頁

進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉壓縮行程

進(jìn)排氣門全部關(guān)閉，壓縮終了時(shí)，可燃混合氣壓力升高到0.6~1.2MPa，溫度為600~700K。PVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)第15頁/共24頁

進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K，

壓力3~5MPaZVPra示功圖大氣壓力線cb上止點(diǎn)下止點(diǎn)

作功行程進(jìn)、排氣門仍舊關(guān)閉?；钊蛳乱苿?dòng)，終了氣體壓力降至0.3~0.5MPa，溫度降300~1600K。第16頁/共24頁

進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)

排氣行程排氣門開啟，壓力稍高于大氣壓，存在殘余廢氣。第17頁/共24頁

1．4．2四沖程柴油機(jī)工作原理視頻第18頁/共24頁

每個(gè)循環(huán)也由進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程組成。工作過程如左圖動(dòng)畫所示第19頁/共24頁

1.進(jìn)氣行程

進(jìn)入氣缸的不是混合氣，而是純空氣。2.壓縮行程

(1)壓縮行程壓縮的是純空氣。

(2)壓縮比大，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機(jī)高，壓力可達(dá)3MPa～5MPa，溫度可達(dá)800K～1000K。

點(diǎn)燃溫度汽油的點(diǎn)燃溫度很低，約263K，柴油的點(diǎn)燃溫度高，約為313K～359K。

自燃溫度柴油的自燃溫度低，約為473K573K，汽油自燃溫度高，約為653K視頻第20頁/共24頁

3.作功行程

(1)壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣。因?yàn)榇藭r(shí)氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃溫度(約500K左右)，柴油自行著火燃燒，且以后的一段時(shí)間內(nèi)邊噴邊燃燒，氣缸內(nèi)的溫度、壓力急劇升高，推動(dòng)活塞下行作功。

(2)作功行程中，瞬時(shí)壓力可達(dá)5MPa～10MPa，瞬時(shí)溫度可達(dá)1800K～2200K；作功終了，壓力約為200kPa～400kPa，溫度約為1200K～1500K。4.排氣行程

排氣行程與汽油機(jī)排氣行程基本相同。第21頁/共24頁

四沖程汽油機(jī)與柴油機(jī)的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)

相同點(diǎn)：

1.每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，每一沖程曲軸轉(zhuǎn)半周，進(jìn)氣沖程進(jìn)氣門開，排氣沖程排氣門開，其余兩個(gè)沖程進(jìn)、排氣門均關(guān)。

2.四個(gè)沖程中，只有作功沖程產(chǎn)生動(dòng)力，其余三個(gè)沖程消耗能量。

3.必須用外力起動(dòng)。

4.工作循環(huán)基本內(nèi)容相似，主要機(jī)件的運(yùn)動(dòng)相同，結(jié)構(gòu)基本相同。

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柴油機(jī)與汽油機(jī)不同點(diǎn)：

1.

混合氣形成方式不同：汽油機(jī)是缸外混合；進(jìn)入氣缸的是燃油混合氣；柴油機(jī)是缸內(nèi)混合，進(jìn)氣沖程－進(jìn)入氣缸的是純空氣；2

.壓縮沖程－壓縮比大，壓縮終了的壓力、溫度高