1. 發(fā)動機(jī)的基本知識.ppt

1、南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,第一章 發(fā)動機(jī)工作原理和構(gòu)造,發(fā)動機(jī)的分類 四沖程發(fā)動機(jī)工作原理 二沖程發(fā)動機(jī)工作原理 發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造 發(fā)動機(jī)的主要性能指標(biāo)與特性 內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,1.1 發(fā)動機(jī)的分類,發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。,1、按燃料的使用不同分,一、發(fā)動機(jī)的定義：,二、發(fā)動機(jī)的分類 ：,現(xiàn)代汽車大多使用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它將燃料在 發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，把產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,4、按冷卻方式不同,2、按完成一個工作 循環(huán)所需行程數(shù),3、按照進(jìn)氣狀態(tài),南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,5、按氣缸數(shù)及排列方式,單列式,型,對置式,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院

2、,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,1.2 四沖程發(fā)動機(jī)工作原理,一、四沖程汽油機(jī)基本結(jié)構(gòu),南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,動態(tài)演示,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,壓縮比,氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比，用表示。,例如：現(xiàn)代化油器式發(fā)動機(jī)壓縮比一般為811(轎車有的達(dá)10以上)。柴油機(jī)壓縮比一般為為1622。,Va 氣缸總?cè)莘e； Vh 氣缸工作容積； Vc 燃燒室容積；,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,工作循環(huán),對于往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)，每進(jìn)行一次能量轉(zhuǎn)換，均要經(jīng)過進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周而復(fù)始的連續(xù)過程，稱為發(fā)動機(jī)的一個工作循環(huán)。,多缸發(fā)動機(jī)各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機(jī)排量 ，用表示VL 。,發(fā)動機(jī)排量,VL

3、= V h i,Vh氣缸工作容積 （氣缸排量） i 氣缸數(shù)目,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,二、 四沖程汽油機(jī)工作原理,觀看演示,1、進(jìn)氣行程,2、壓縮行程,3、作功行程,4、排氣行程,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,汽油發(fā)動機(jī)四個行程的圖示,1.進(jìn)氣行程,.壓縮行程,.作功行程,4.排氣行程,每一行程工作的具體分析如下,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,1、進(jìn)氣行程,排氣門關(guān)閉,進(jìn)氣門開啟,大氣壓力線,P,V,r,a,示功圖,上止點,下止點,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)氣終了時氣缸內(nèi)壓強為0.0750.09Mpa，溫度略高于大氣溫度約為370400K,活 塞 下 行,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,2、壓縮行程,進(jìn)氣

4、門關(guān)閉,排氣門關(guān)閉,P,V,r,a,示功圖,大氣壓力線,c,上止點,下止點,壓縮終了時氣缸內(nèi)壓強上升至0.61.2Mpa，溫度繼續(xù)上升至600700K 。,活 塞 上 行,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,3、作功行程,進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門關(guān)閉,P,V,r,a,示功圖,大氣壓力線,c,Z,b,上止點,下止點,作功中氣缸內(nèi)最高壓力可達(dá)35Mpa，最高溫度可達(dá)22002800K；作功終了時氣缸內(nèi)壓力下降至0.30.5Mpa，溫度下降至13001600K。,活 塞 下 行,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,4、排氣行程,進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門打開,P,V,r,示功圖,大氣壓力線,c,Z,b,上止點,下止點,殘余廢氣,排氣終了時氣缸內(nèi)壓強

5、下降至0.1050.115Mpa，溫度下降至9001200K,a,活 塞 上 行,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,四沖程柴油機(jī)工作原理,柴油機(jī)由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且自然溫度又較汽油低，所以采用的是,壓縮自燃式點火。,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,進(jìn)氣行程,壓縮行程,作功行程,排氣行程,純空氣,四沖程柴油機(jī)各行程示意圖,開始噴油,0.0780.093MPa; 3.54.5MPa; 69MPa; 0.20.4MPa; 0.1050.125MPa 300370K; 7501000K; 20002500K; 12001500K; 8001000K,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,分析和比較汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作,異同,?,首先

6、分別看一下汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)圖示,火花塞,噴油器,化油器,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作相同點：,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。,汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作不同點：,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,1.3 二沖程發(fā)動機(jī)工作原理,一、二沖程汽油機(jī)基本結(jié)構(gòu),觀看演示,第一行程：活塞從下止點向上止點運動，壓縮缸內(nèi)的混合氣，新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內(nèi)。 第二行程：活塞從上止點向下止點運動，活塞上方進(jìn)行作功過程和換氣過程，而活塞下方則進(jìn)行可燃混合氣的預(yù)壓縮。,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,二、二沖程柴油機(jī)基本結(jié)構(gòu),南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,思考與練習(xí)：,1、發(fā)動機(jī)的分類如

7、何？ 2、什么是發(fā)動機(jī)的排量、燃燒室容積和壓縮比？ 3、汽油機(jī)和柴油機(jī)在可燃混合氣形成方式和點火方式上有何不同？它們在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,1.4 發(fā)動機(jī)的總體構(gòu)造,點此觀看錄像,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,桑塔納發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,桑塔納發(fā)動機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu),南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,桑 塔 納 發(fā) 動 機(jī) 的 配 氣 機(jī) 構(gòu),南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,桑塔納轎車汽油供給系,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,桑塔納發(fā)動機(jī)冷卻系,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,桑塔納發(fā)動機(jī)潤滑系示意圖,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,桑 塔 納 發(fā) 動 機(jī) 點 火 系,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,桑塔納轎車起動機(jī),南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,1.5 發(fā)動機(jī)的主要性能指

8、標(biāo)與特性,一、動力性指標(biāo),1、有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為發(fā)動機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩，用Te表示 。,2、有效功率：發(fā)動機(jī)通過飛輪對外輸出的功率稱為發(fā)動機(jī)的有效功率，用Pe表示。 3、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速：n,式中：Te 有效扭矩，單位為Nm； n 曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min,三者關(guān)系,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,二、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),燃油消耗率：只發(fā)動機(jī)每發(fā)出1有效功率，在1小時內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量，稱為燃油消耗率，用be表示，單位W/(kh)。,三、 運轉(zhuǎn)性能指標(biāo),1）排放性能 排放性能指標(biāo)包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量。 2）噪聲限制：轎車噪聲不得大于82dB（A）. 3)起動性能 汽油機(jī)1

9、0，柴油機(jī)5，15s內(nèi)要能自行運動。,四、發(fā)動機(jī)的速度特性,指發(fā)動機(jī)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。條件燃料調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（油門）位置不變。,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,四、發(fā)動機(jī)的工況與負(fù)荷,1、工況（指發(fā)動機(jī)的工作狀況）：一般用它的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表征，有時也用負(fù)荷與曲軸轉(zhuǎn)速來表明 。,2、發(fā)動機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷：是當(dāng)時發(fā)動機(jī)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。 注意區(qū)分：功率、負(fù)荷、油門開度,Pe/kW,n/rmin-1,0,50,45,32,27,20,2000,3500,4800,-調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)最大位置,a,b,c,d,e,分析右圖發(fā)動機(jī)的負(fù)荷,南昌大學(xué)機(jī)電

10、學(xué)院,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,1.5 內(nèi)燃機(jī)名稱及型號編制規(guī)則,一、內(nèi)燃機(jī)型號的排列順序及符號所代表的意義 （GB/T 7251991）,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,(1) 汽油機(jī) 1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型 4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號 CA488： 表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號 (2) 柴油機(jī) 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(fēng)冷通用型 6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用 X4105： 表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號,二、型號編制舉例,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,小 結(jié),發(fā)動機(jī),常用術(shù)語,工作原理,發(fā)動機(jī)是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器。,分類,定義,按不同的分類方法大致分為四大類,十個基本術(shù)語,汽油發(fā)動機(jī),柴油發(fā)動機(jī),（重點）,區(qū)別于汽油機(jī)的工作過程,四個行程的工作過程,南昌大學(xué)機(jī)電學(xué)院,發(fā)動機(jī),總體構(gòu)造：汽油機(jī)（兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)）， 柴油機(jī)（兩大機(jī)構(gòu)