第一章發(fā)動機工作原理和總體構(gòu)造課件

第一編汽車發(fā)動機外燃機：蒸汽機、汽輪機、熱氣機等

發(fā)動機按所用的燃料分類：液體燃料發(fā)動機和氣體燃料發(fā)動機按冷卻方式分類：水冷式和風冷式活塞式內(nèi)燃機按活塞運動的行程數(shù)分類：四沖程和二沖程發(fā)動機按進氣狀態(tài)分類：增壓和非增壓按氣缸數(shù)及其排列方式分類：單缸和多缸，立式與臥式內(nèi)燃機按著火方式分類：點燃式發(fā)動機與壓燃式發(fā)動機

燃氣輪機§1.1發(fā)動機的分類第一章發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造

一、單缸發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖§1.2四沖程發(fā)動機工作原理§1.2.1四沖程汽油機工作原理曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)1、上止點2、下止點3、活塞行程4、曲柄半徑5、氣缸工作容積6、燃燒室容積7、氣缸總?cè)莘e8、壓縮比9、內(nèi)燃機排量10、工作循環(huán)

二、基本術(shù)語汽油機工作原理汽油機工作循環(huán)1、進氣行程2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程

三、四沖程汽油發(fā)動機的工作循環(huán)進氣行程排氣門關(guān)閉進氣門開啟活塞溫度370~400K，

壓力0.07~0.09MPa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。示功圖大氣壓力線PVra上止點下止點壓縮行程進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPacVr示功圖大氣壓力線上止點下止點溫度600~700K，

壓力0.6~1.5MPa作功行程進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞ZbaPVr示功圖大氣壓力線c上止點下止點瞬時最高：溫度2200~2800K，

壓力3~5MPa作功終了：溫度1300~1600K，

壓力0.3~0.5MPa

排氣行程進氣門關(guān)閉排氣門打開活塞溫度900~1200K壓力0.105~0.115MPa殘余廢氣Z上止點下止點bPVr示功圖大氣壓力線汽油機工作原理§1.2.2四沖程柴油機工作原理噴油器排氣行程進氣門排氣門純空氣溫度300-370K壓力0.0785～0.0932MPa

溫度750-1000K壓力3-5MPa瞬時：溫度2000-2500K壓力6-9MPa溫度800-1000K壓力0.105-0.125MPa終了：溫度1200～1500k壓力0.2-0.4MPa吸氣行程壓縮行程作功行程柴油機的工作原理柴油機的工作循環(huán)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同點

汽油機柴油機混合氣形成地點氣缸外（化油器內(nèi)）氣缸內(nèi)混合氣著火方式點燃式壓燃式點火系有無燃油供給系化油器噴油器，噴油泵柴油機優(yōu)點：燃油消耗率低，且柴油價格較低，所以燃油經(jīng)濟性好。缺點：轉(zhuǎn)速較汽油機低、質(zhì)量大、制造和維修費用高。應用：應用越來越廣泛。柴油機與汽油機的特點比較汽油機優(yōu)點：具有轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小、工作噪聲小、起動容易、制造和維修費用低等特點。缺點：燃油消耗率高，燃油經(jīng)濟性差。應用：用在轎車和輕型貨車及越野車。

1、四沖程發(fā)動機在一個工作循環(huán)的四個活塞行程中，只有一個行程是作功的，其余三個行程則是作功的輔助行程。缺點：發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。改正措施：采用多缸發(fā)動機。

2、在多缸四沖程發(fā)動機的每一個氣缸內(nèi)，所有的工作過程是相同的，并按上述次序進行，但所有氣缸的作功行程并不同時發(fā)生。優(yōu)點：氣缸數(shù)越多，發(fā)動機的工作越平穩(wěn)。缺點：一般將使其結(jié)構(gòu)復雜，尺寸及質(zhì)量增加?！?.2.3四沖程發(fā)動機工作循環(huán)總結(jié)§1.3二沖程發(fā)動機工作原理§1.3.1二沖程汽油機工作原理

1、定義二沖程發(fā)動機的工作循環(huán)是在兩個活塞行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)完成的。

2、在二沖程發(fā)動機內(nèi)，一個工作循環(huán)所包含的兩個行程是:

（1）第一行程(壓縮+進氣)

活塞自下止點向上移動，事先已充入活塞上方氣缸內(nèi)的混合氣被壓縮，當進氣孔打開，新的可燃混合氣又自化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。（2）第二行程(作功+排氣或換氣)

接近上止點時，燃燒?；钊陨现裹c向下移動，活塞上方進行著作功過程和換氣過程。

壓縮混合氣進氣點火燃燒排氣換氣孔進氣孔排氣孔火花塞單缸二沖程汽油機工作原理示意圖單缸二沖程汽油機工作原理示意圖

3、二沖程和四沖程相比較優(yōu)點：曲軸每轉(zhuǎn)一周，作功一次，在相同的n,V下，功率是四沖程的2倍。運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、使用方便。缺點：沒有專門的換氣機構(gòu)（造成廢氣排不干凈，有效行程減?。?，功率是四沖程的1.5~1.6倍，不經(jīng)濟。應用：摩托車（廣泛）1、第一行程（換氣＋壓縮）活塞從下→上，進氣孔、排氣門打開，進行換氣。繼續(xù)向上，進氣孔、排氣門關(guān)閉，進行壓縮。2、第二行程接近上止點處，噴油燃燒?；钊麖纳稀?，作功。2／3S處，進行排氣。剩下1／3S，進氣孔打開，進行換氣。應用：大型低速船§1.3.2二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§1.4發(fā)動機的總體構(gòu)造兩大機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)配氣機構(gòu)五大系統(tǒng)燃油供給系點火系冷卻系潤滑系起動系（1）曲柄連桿機構(gòu)構(gòu)成：包括機體、氣缸、氣缸蓋、氣缸墊、活塞、連桿、帶有飛輪的曲軸等。作用：支承發(fā)動機的所有零部件，將活塞的直線往復運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動并輸出動力。

（2）配氣機構(gòu)構(gòu)成：包括進氣門、排氣門、搖臂、氣門間隙調(diào)節(jié)器、凸輪軸以及凸輪軸定時帶輪。作用：使可燃混合氣（或空氣）及時充入氣缸并及時從氣缸排出廢氣。（3）燃料供給系構(gòu)成：包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器、空氣濾清器、進氣管、排氣管、排氣消聲器等。作用：把汽油和空氣混合成成分合適的可燃混合氣供入氣缸，以供燃燒，并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動機?；推魇饺加凸┙o系統(tǒng)電控燃油噴射式燃油供給系統(tǒng)柴油機燃油供給系統(tǒng)（4）點火系構(gòu)成：包括供給低壓電流的蓄電池和發(fā)電機以及分電器、點火線圈與火花塞等。作用：保證按規(guī)定時刻準時點燃氣缸中被壓縮的混合氣。點火系統(tǒng)（5）潤滑系構(gòu)成：油底殼、機油泵、機油集濾器、限壓閥、潤滑油道、機油濾清器等。作用：將潤滑油供給作相對運動的零件，以減少它們之間的摩擦阻力，減輕機件的磨損，并部分地冷卻摩擦零件，清洗摩擦表面。潤滑系統(tǒng)

（6）冷卻系構(gòu)成：包括水泵、散熱器、風扇、節(jié)溫器、分水管以及氣缸體和氣缸蓋里鑄出的空腔－水套等。作用：把受熱機件的熱量散到大氣中去，以保證發(fā)動機正常工作。冷卻系統(tǒng)（7）起動系構(gòu)成：蓄電池、起動開關(guān)、起動機等組成。作用：用以使靜止的發(fā)動機起動并轉(zhuǎn)入自行運轉(zhuǎn)。起動系統(tǒng)§1.5發(fā)動主要性能指標與特性一、動力性指標

1、有效轉(zhuǎn)矩發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，以Te表示，單位為N·m。

2、有效功率發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率稱為有效功率，用Pe表示，單位為kW。二、經(jīng)濟性指標

發(fā)動機每發(fā)出lkW有效功率，在lh內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量，稱為燃油消耗率，用be表示。很明顯，燃油消耗率越低，經(jīng)濟性越好。三、發(fā)動機的運轉(zhuǎn)性能指標

發(fā)動機的運轉(zhuǎn)性能指標主要指排氣品質(zhì)、噪聲、起動性等。

1、排氣品質(zhì)發(fā)動機的排氣中含有對人體有害的物質(zhì)，主要有氮氧化合物(NO，)、碳氫化合物(HC)和一氧化碳(CO)等以及排氣顆粒。它對大氣的污染已形成公害。為此，各國采取了許多對策，并制定相應的控制法規(guī)。

2、噪聲汽車是城市主要的噪聲源之一，發(fā)動機又是汽車的主要噪聲源，故必須給予控制。

3、起動性能起動性能好的發(fā)動機在一定溫度下能可靠發(fā)動，起動迅速，起動消耗的功率小，起動期磨損少。四、發(fā)動機的速度特性發(fā)動機速度特性：發(fā)動機的速度特性指發(fā)動機的功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。測量：可以通過發(fā)動機在試驗臺上進行試驗求得。發(fā)動機外特性：如果改變節(jié)氣門開度可得到不同組特性，當節(jié)氣門到最大時所得到的發(fā)動機的速度特性。作用：發(fā)動機外特性代表了發(fā)動機所具有的最高動力性能。五、發(fā)動機工作狀況發(fā)動機工作狀況一般是用它的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表征，有時也用負荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表征?！?.6內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則內(nèi)燃機名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機、柴油機、煤氣機等。內(nèi)燃機型號由阿拉伯數(shù)字和漢語拼音字母組成。內(nèi)燃機型號由以下四部分組成：

1、汽油機1E65F：表示單缸，二行程，缸徑65mm，風冷通用型4100Q：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品CA6102：表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號8V100：表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號2、柴油機195：表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型165F：表示單缸，四行程，缸徑65mm，風冷通用型495Q：表示四缸，四行程，缸徑95mm，水冷車用6135Q：表示六缸