1、內(nèi)燃機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造.ppt

1、2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),1,汽車(chē)構(gòu)造上冊(cè) 課 程 教學(xué) 大 綱,本課程作用和任務(wù)： 本課程是汽車(chē)設(shè)計(jì)與應(yīng)用專業(yè)學(xué)生的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課。重點(diǎn)講述中、小功率汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)基本工作原理、各部件、系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)。為學(xué)習(xí)后繼課程汽車(chē)設(shè)計(jì)、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試、汽車(chē)維修等打下必要的實(shí)踐及理論基礎(chǔ)。 使用教材：汽車(chē)構(gòu)造上冊(cè) 計(jì)劃學(xué)時(shí)：30，其中：實(shí)驗(yàn)：10學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)1：發(fā)動(dòng)機(jī)總體布置、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、機(jī)體、缸蓋、配氣機(jī)構(gòu)等 實(shí)驗(yàn)2：I號(hào)噴油泵拆裝 實(shí)驗(yàn)3：231化油器拆裝 實(shí)驗(yàn)4：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系、潤(rùn)滑系、起動(dòng)系 實(shí)驗(yàn)5：發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)演示 開(kāi)課對(duì)象：汽車(chē)專業(yè)本科生,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章

2、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),2, 1.1 內(nèi)燃機(jī)的基本名詞及一般分類,一、內(nèi)燃機(jī)簡(jiǎn)介 1、概念 是將燃料在其燃燒室中燃燒所產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種動(dòng)力機(jī)械 2、分類,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),3,單缸汽油機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)圖,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),4,二、內(nèi)燃機(jī)的基本名詞定義,1）上止點(diǎn)（TDC） 2）下止點(diǎn)（BDC） 3）曲柄半徑（mm)：R 4）活塞行程（mm)：S=2R 5）氣缸工作容積(L) ： (D氣缸直徑） 6）燃燒室容積（余隙容積）(L)：Vc 7）氣缸最大容積（L）：Vt 8）內(nèi)燃機(jī)排量(L)：VL= Vhi 9）壓縮比：= Vt / Vc,2020/

3、8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),5,三、內(nèi)燃機(jī)的分類,1）燃料：柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃?xì)鈾C(jī) 2）沖程數(shù)：二沖程、四沖程 3）氣缸數(shù)：?jiǎn)胃讬C(jī)、多缸機(jī) 4）氣缸排列方式：直列立式、直列臥式、V型等 5）冷卻方式：水冷、風(fēng)冷 6）進(jìn)氣方式：增壓式、非增壓式（自然吸氣式） 7）著火方式：壓燃式、點(diǎn)燃式 8）用途：固定式、移動(dòng)式,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),6,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),7,1-2 四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理一、四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán),四沖程內(nèi)燃機(jī)活塞上、下共四個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)二周（720），完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。 四沖程內(nèi)燃機(jī)由下述四個(gè)沖程組成一個(gè)工作

4、循環(huán) 1.進(jìn)氣沖程 2.壓縮沖程 3.作功沖程 4.排氣沖程 （動(dòng)畫(huà)：四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理）,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),8,動(dòng)畫(huà)：四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),9,四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)示意圖,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),10, 1-3 二沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理,二沖程內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程 二沖程內(nèi)燃機(jī)活塞上、下共二個(gè)行程，曲軸旋轉(zhuǎn)一周（360），完成一個(gè)工作循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。仍由下述五個(gè)過(guò)程組成，即 進(jìn)氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、燃燒過(guò)程、膨脹過(guò)程、排氣過(guò)程。但進(jìn)氣、排氣過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，俗稱為換氣過(guò)程 掃氣過(guò)程：大量掃氣空氣進(jìn)入氣缸，將廢氣從氣

5、缸驅(qū)出的過(guò)程。,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),11,氣孔氣門(mén)直流換氣方式，用于中低速柴油機(jī),一、二沖程柴油機(jī) 工作過(guò)程（掃氣泵掃掃氣）,二、二沖程汽油機(jī)工作過(guò)程（曲軸箱掃氣）,氣孔氣孔橫流換氣方式，用于小型汽油機(jī)（摩托車(chē)用二沖程汽油機(jī),2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),12,二沖程柴油機(jī)工作原理示意圖,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),13,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),14,二沖程內(nèi)燃機(jī)示功圖,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),15,1-4 內(nèi)燃機(jī)性能指標(biāo),動(dòng)力性能指標(biāo)：功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等 經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)：油耗（燃油耗、機(jī)油耗

6、等） 使用性能指標(biāo)：起動(dòng)性、可靠性等 內(nèi)燃機(jī)指示指標(biāo)：指氣缸內(nèi)的氣體對(duì)活塞作功后所獲得的性能參數(shù)。 內(nèi)燃機(jī)有效指標(biāo)：從內(nèi)燃機(jī)輸出軸上所獲得的性能參數(shù)。 機(jī)械損失：指示指標(biāo)與有效指標(biāo)之差。包括運(yùn)動(dòng)件的摩擦損失、驅(qū)動(dòng)附屬設(shè)備（配氣機(jī)構(gòu)、噴油泵、機(jī)油泵、掃氣泵、風(fēng)扇）等功率消耗。,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),16,一、內(nèi)燃機(jī)的指示指標(biāo),1、指示功 Wi（J）： 氣缸內(nèi)氣體完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí)，對(duì)活塞所作的功。 2、平均指示壓力pmi（Pa）： 在每個(gè)工作循環(huán)中，單位氣缸工作容積所作的指示功。 pmi = Wi / Vh 物理意義： 3、指示功率Pi（kW）： 單位時(shí)間內(nèi)所作的指示功

7、。 4、指示燃油消耗率bi （g/kWh） ： 單位指示功的耗油量。 bi =1000B/ Pi (B每小時(shí)耗油量,kg/h),2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),17,二、內(nèi)燃機(jī)的有效指標(biāo),1。有效功率Pe 從輸出軸上所獲得的功率。 2。機(jī)械效率 有效功率與指示功率之比。（m=Pe /Pi） 3。輸出轉(zhuǎn)矩 Ttq=9550Pe /n注：發(fā)動(dòng)機(jī)功率的測(cè)定 4。平均有效壓力pme 在每個(gè)工作循環(huán)中，單位氣缸工作容積所作的有效功 。 5。有效燃油消耗率be 單位有效功的耗油量。 be =1000B/ Pe (B每小時(shí)耗油量,kg/h),2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),18,

8、標(biāo)定功率及標(biāo)定轉(zhuǎn)速：在內(nèi)燃機(jī)銘牌上標(biāo)注的有效功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速 15min功率：在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，內(nèi)燃機(jī)連續(xù)運(yùn)行15min的最大有效功率； 1h功率：在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，內(nèi)燃機(jī)連續(xù)運(yùn)行1h的最大有效功率。 12h功率：在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，內(nèi)燃機(jī)連續(xù)運(yùn)行12h的最大有效功率。 持續(xù)功率：在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，內(nèi)燃機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的最大有效功率。,三、內(nèi)燃機(jī)功率標(biāo)定,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),19,平均指示壓力物理意義,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),20,1-5 多缸內(nèi)燃機(jī)工作順序（發(fā)火順序）,1.根據(jù)多缸機(jī)的平衡性能要求，確定曲拐的布置方式。曲拐應(yīng)沿圓周均布，曲拐必須對(duì)稱于曲軸的中心平面。

9、 2.根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的均勻性要求，發(fā)火順序在一個(gè)循環(huán)內(nèi)，應(yīng)發(fā)火間隔角均勻，且相鄰氣缸發(fā)火間隔角盡可能大，以減輕主軸頸和主軸承的受力。 注：每一個(gè)氣缸的工作過(guò)程及工作循環(huán)完全相同，只是工作順序不同。,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),21,一、四沖程內(nèi)燃機(jī)工作順序,四沖程、內(nèi)燃機(jī)發(fā)火間隔角 ： =720/ i （i 氣缸數(shù)） 1.i=2， 發(fā)火間隔角 ： 180540 發(fā)火順序： 1-2-1 曲拐布置方式：,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),22,i=3,發(fā)火間隔角 ： =240 發(fā)火順序： 1-3-2-1 曲拐布置方式：,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),2

10、3,i=4,發(fā)火間隔角 ： =180 發(fā)火順序： 1-3-4-2 或 1-2-4-3 曲拐布置方式：,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),24,i=6,發(fā)火間隔角 ： =120 發(fā)火順序：1-5-3-6-2-4-1 曲拐布置方式：,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),25,二、二沖程內(nèi)燃機(jī)工作順序,發(fā)火間隔角 ： =360/ i （i 氣缸數(shù)）,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),26,1-6 內(nèi)燃機(jī)特性,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。 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

11、線。,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),27,一、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(chē)輛以一定的速度沿阻力變化的道路行駛時(shí)，必須改變內(nèi)燃機(jī)的油門(mén)，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(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)時(shí)，將柴油機(jī)固定在某一轉(zhuǎn)速，改變每循環(huán)供油量，測(cè)得各負(fù)荷下的柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、單位時(shí)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(mén)的開(kāi)度，測(cè)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。,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1

12、章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),28,二、速度特性,內(nèi)燃機(jī)的速度特性： 內(nèi)燃機(jī)的油門(mén)固定不動(dòng)，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(mén)踏板位置保持不變，由于道路阻力不同，汽車(chē)行駛速度將改變，上坡時(shí)，速度逐漸降低，下坡進(jìn)，速度增加。這時(shí)，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(mén)放在最大位置時(shí)，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(dòng)力性能。,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),29,柴油機(jī)速度特性曲線,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),30,1-7 內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（G

13、B725-82）： 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(hào)由阿拉伯?dāng)?shù)字和漢語(yǔ)拼音字母組成。 3.型號(hào)由部分組成：,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),31,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),32,范例,170F、R175、495T、6E135C、12V135ZG、4100Q 要求指出： 缸數(shù)、沖程數(shù)、缸徑、冷卻方式、用途等,2020/8/1,汽車(chē)構(gòu)造第1章 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),33,1-8 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(mén)、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(dòng)件，由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組成。活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 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