1. 發(fā)動機的基本知識.ppt

1、南昌大學機電學院,第一章 發(fā)動機工作原理和構造,發(fā)動機的分類 四沖程發(fā)動機工作原理 二沖程發(fā)動機工作原理 發(fā)動機的總體構造 發(fā)動機的主要性能指標與特性 內燃機名稱及型號編制規(guī)則,南昌大學機電學院,1.1 發(fā)動機的分類,發(fā)動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。,1、按燃料的使用不同分,一、發(fā)動機的定義：,二、發(fā)動機的分類 ：,現(xiàn)代汽車大多使用往復活塞式內燃機。它將燃料在 發(fā)動機氣缸內部進行燃燒，把產(chǎn)生的熱能轉變成機械能。,南昌大學機電學院,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、按照進氣狀態(tài),南昌大學機電學院,5、按氣缸數(shù)及排列方式,單列式,型,對置式,南昌大學機電學院

2、,南昌大學機電學院,1.2 四沖程發(fā)動機工作原理,一、四沖程汽油機基本結構,南昌大學機電學院,南昌大學機電學院,動態(tài)演示,南昌大學機電學院,壓縮比,氣缸總容積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)動機壓縮比一般為811(轎車有的達10以上)。柴油機壓縮比一般為為1622。,Va 氣缸總容積； Vh 氣缸工作容積； Vc 燃燒室容積；,南昌大學機電學院,工作循環(huán),對于往復活塞式發(fā)動機，每進行一次能量轉換，均要經(jīng)過進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。這種周而復始的連續(xù)過程，稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán)。,多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機排量 ，用表示VL 。,發(fā)動機排量,VL

3、= V h i,Vh氣缸工作容積 （氣缸排量） i 氣缸數(shù)目,南昌大學機電學院,二、 四沖程汽油機工作原理,觀看演示,1、進氣行程,2、壓縮行程,3、作功行程,4、排氣行程,南昌大學機電學院,汽油發(fā)動機四個行程的圖示,1.進氣行程,.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,南昌大學機電學院,1、進氣行程,排氣門關閉,進氣門開啟,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氣體壓力的變化情況。,進氣終了時氣缸內壓強為0.0750.09Mpa，溫度略高于大氣溫度約為370400K,活 塞 下 行,南昌大學機電學院,2、壓縮行程,進氣

4、門關閉,排氣門關閉,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,南昌大學機電學院,3、作功行程,進氣門關閉,排氣門關閉,P,V,r,a,示功圖,大氣壓力線,c,Z,b,上止點,下止點,作功中氣缸內最高壓力可達35Mpa，最高溫度可達22002800K；作功終了時氣缸內壓力下降至0.30.5Mpa，溫度下降至13001600K。,活 塞 下 行,南昌大學機電學院,4、排氣行程,進氣門關閉,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,排氣終了時氣缸內壓強

5、下降至0.1050.115Mpa，溫度下降至9001200K,a,活 塞 上 行,南昌大學機電學院,四沖程柴油機工作原理,柴油機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。,南昌大學機電學院,進氣行程,壓縮行程,作功行程,排氣行程,純空氣,四沖程柴油機各行程示意圖,開始噴油,0.0780.093MPa; 3.54.5MPa; 69MPa; 0.20.4MPa; 0.1050.125MPa 300370K; 7501000K; 20002500K; 12001500K; 8001000K,南昌大學機電學院,分析和比較汽油機、柴油機的工作,異同,?,首先

6、分別看一下汽油機和柴油機的結構圖示,火花塞,噴油器,化油器,南昌大學機電學院,汽油機、柴油機的工作相同點：,每個工作循環(huán)曲軸轉兩周; 每一行程曲軸轉半周; 只有作功行程產(chǎn)生動力。,汽油機、柴油機的工作不同點：,南昌大學機電學院,1.3 二沖程發(fā)動機工作原理,一、二沖程汽油機基本結構,觀看演示,第一行程：活塞從下止點向上止點運動，壓縮缸內的混合氣，新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內。 第二行程：活塞從上止點向下止點運動，活塞上方進行作功過程和換氣過程，而活塞下方則進行可燃混合氣的預壓縮。,南昌大學機電學院,二、二沖程柴油機基本結構,南昌大學機電學院,思考與練習：,1、發(fā)動機的分類如

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

8、標與特性,一、動力性指標,1、有效轉矩：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為發(fā)動機的有效轉矩，用Te表示 。,2、有效功率：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率稱為發(fā)動機的有效功率，用Pe表示。 3、發(fā)動機轉速：n,式中：Te 有效扭矩，單位為Nm； n 曲軸轉速，單位為r/min,三者關系,南昌大學機電學院,二、經(jīng)濟性指標,燃油消耗率：只發(fā)動機每發(fā)出1有效功率，在1小時內所消耗的燃油質量，稱為燃油消耗率，用be表示，單位W/(kh)。,三、 運轉性能指標,1）排放性能 排放性能指標包括排放煙度、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1

9、0，柴油機5，15s內要能自行運動。,四、發(fā)動機的速度特性,指發(fā)動機的功率、轉矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉速變化的規(guī)律。條件燃料調節(jié)機構（油門）位置不變。,南昌大學機電學院,四、發(fā)動機的工況與負荷,1、工況（指發(fā)動機的工作狀況）：一般用它的功率與曲軸轉速來表征，有時也用負荷與曲軸轉速來表明 。,2、發(fā)動機在某一轉速下的負荷：是當時發(fā)動機發(fā)出的功率與同一轉速下所可能發(fā)出的最大功率之比，以百分數(shù)表示。 注意區(qū)分：功率、負荷、油門開度,Pe/kW,n/rmin-1,0,50,45,32,27,20,2000,3500,4800,-調節(jié)機構最大位置,a,b,c,d,e,分析右圖發(fā)動機的負荷,南昌大學機電

10、學院,南昌大學機電學院,1.5 內燃機名稱及型號編制規(guī)則,一、內燃機型號的排列順序及符號所代表的意義 （GB/T 7251991）,南昌大學機電學院,(1) 汽油機 1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑65mm，風冷通用型 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 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 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,南昌大學機電學院,小 結,發(fā)動機,常用術語,工作原理,發(fā)動機是將某一種形式的能量轉變成機械能的機器。,分類,定義,按不同的分類方法大致分為四大類,十個基本術語,汽油發(fā)動機,柴油發(fā)動機,（重點）,區(qū)別于汽油機的工作過程,四個行程的工作過程,南昌大學機電學院,發(fā)動機,總體構造：汽油機（兩大機構五大系統(tǒng)）， 柴油機（兩大機構