清華大學(xué)課件汽車構(gòu)造I汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí).ppt

,造I,汽車構(gòu)造I,（1）,清華大學(xué)汽車工程系,趙雨東,主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)安排,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí)（4 學(xué)時(shí)） 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體（2學(xué)時(shí)） 曲柄連桿機(jī)構(gòu)（3學(xué)時(shí)） 氣門機(jī)構(gòu)（3學(xué)時(shí)） 進(jìn)排氣、增壓系統(tǒng)及排放 控制裝置（3學(xué)時(shí)） 汽油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4 學(xué)時(shí)）,柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)（4 學(xué)時(shí)） 汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)） 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)） 發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)） 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)與電源 （1學(xué)時(shí)） 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí),汽車總體結(jié)構(gòu),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的分類 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能,內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則,汽車總體結(jié)構(gòu),發(fā)動(dòng)機(jī) 底盤,車身 電氣系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī) 底盤,車身 電氣系統(tǒng),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本知識(shí),汽車總體結(jié)構(gòu),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的分類 發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要性能,內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品名稱和型號(hào)編制規(guī)則,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理基本結(jié)構(gòu),發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī),（1）機(jī)體,（2）曲柄連桿機(jī)構(gòu) （3）氣門機(jī)構(gòu) （4）冷卻系 （5）潤滑系 （6）起動(dòng)系 （7）供給系,（8）點(diǎn)火系(汽油機(jī)),發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（1）,工作循環(huán),由進(jìn)氣、壓縮、 作功和排氣等 四個(gè)工作過程 組成的封閉過 程。周而復(fù)始 地進(jìn)行這些過 程，內(nèi)燃機(jī)才,能持續(xù)地作功。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（2）,上、下止點(diǎn),活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，即活 塞最高位置，稱為上止點(diǎn)（Top Dead Center, TDC）；,活塞頂離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，即活 塞最低點(diǎn)，稱為下止點(diǎn)（Bottom Dead Center, BDC）；,在上、下止點(diǎn)處，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為 零。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（3）,活塞行程 上、下止點(diǎn) 間的距離S稱 為活塞行 程； 曲軸的回轉(zhuǎn) 半徑R稱為曲 柄半徑， S=2R。,上止點(diǎn) S 下止點(diǎn),R,D S 10 6 (L),發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（4） 氣缸工作容積 活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的容 積稱為氣缸工作容積；, 2 4 D氣缸直徑 mm； S活塞行程 mm。,Vh = 式中：,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（5）,發(fā)動(dòng)機(jī)排量,所有氣缸工作容積的總 和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量，記 作VL,式中：Vh氣缸工作容,積；,i 氣缸數(shù)目。,VL = Vh i,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（6）,燃燒室容積,活塞位于上止點(diǎn)時(shí) 活塞頂面以上與氣 缸蓋底面以下之間 形成的容積稱為燃 燒室容積，記作VC,汽油機(jī),柴油機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（7）,氣缸總?cè)莘e,活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部與 氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總?cè)?積,一般用Va表示,氣缸總?cè)莘e等于氣缸工作容積和 燃燒室容積之和，即：,VaVcVh,= 1 + h,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（8） 壓縮比 壓縮比是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮后的容積之比值，即氣 缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。一般用表示,式中：Va 氣缸總?cè)莘e； Vh 氣缸工作容積； Vc 燃燒室容積。 壓縮比是發(fā)動(dòng)機(jī)中一個(gè)非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的 壓縮程度。 汽油機(jī) 811；柴油機(jī) 1624,V Vc,=,Va Vc,Vh + Vc Vc, =,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理常用術(shù)語（9） 工作循環(huán),活塞行程,上、下止點(diǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)排量 氣缸總?cè)莘e,氣缸工作容積 燃燒室容積,常用術(shù)語 壓縮比,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程汽油機(jī)（1）,進(jìn)氣行程（Intake）,進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān) 閉，活塞從上止點(diǎn)向下止 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；,氣缸容積逐漸增大，氣缸 內(nèi)形成一定真空度，空氣 和汽油的混合物被吸入氣 缸，在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合 形成可燃混合氣。,進(jìn)氣終了時(shí)， 氣缸內(nèi)氣 體壓力約為0.080.09 MPa， 溫度達(dá)到320 380 K。,壓縮行程（Compression）,進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞 從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；,氣缸容積逐漸變小，氣缸內(nèi)混 合氣被壓縮，其壓力和溫度同 時(shí)升高。,壓縮終了時(shí)，可燃混合氣壓力 可達(dá)0.81.5 MPa， 溫度可 達(dá)600750 K。,采用大壓縮比，可提高壓縮終 了時(shí)氣缸內(nèi)的壓力和溫度，從 而加快燃燒速度，提高發(fā)動(dòng)機(jī) 熱效率。但太大容易引起“爆 震” 。一般 =811,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程汽油機(jī)（2）,作功行程（Power/Expansion）,壓縮行程結(jié)束時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花， 點(diǎn)燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個(gè)燃 燒室，并放出大量熱能；,燃燒氣體體積膨脹，壓力、溫度升高； 氣體壓力推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止 點(diǎn)，并通過連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)作功。此 時(shí)，進(jìn)排氣門仍然關(guān)閉。,燃燒最高壓力可達(dá)36.5 MPa，最高 溫度可達(dá)22002800 K。,作功終了時(shí)， 氣體壓力降低到0.35 0.5 MPa，氣體溫度降低到12001500 K。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程汽油機(jī)（3）,排氣行程（Exhaust）,進(jìn)氣門關(guān)閉， 排氣門開啟；活塞從下 止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。,膨脹過后的廢氣在其自身剩余壓力和在 活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門排出氣缸。 排氣行程結(jié)束后，殘留在燃燒室內(nèi)的少 量廢氣稱為殘余廢氣。殘余廢氣壓力約 為0.1050.12 MPa，溫度約為900 1100 K。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程汽油機(jī)（4）,壓縮 作功 排氣,循 環(huán),一個(gè)工作循環(huán) 四個(gè)行程，曲軸 轉(zhuǎn)兩周，每個(gè)行 程占180曲軸 轉(zhuǎn)角,汽油機(jī)工作原理.swf,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 四沖程汽油機(jī)（5） 進(jìn)氣,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程汽油機(jī)（6）,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程汽油機(jī)（7）,示功圖：氣缸內(nèi)氣體壓力隨氣缸,容積或曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系圖。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程汽油機(jī)（8）,實(shí)際進(jìn)氣過程中,為增加進(jìn)入氣缸內(nèi)的混合氣量和減少進(jìn)氣過程所消耗 的功，進(jìn)氣門在上止點(diǎn)之前開啟，在下止點(diǎn)之后關(guān) 閉；,為減少氣缸內(nèi)的殘余廢氣量和排氣過程所消耗的功， 排氣門在下止點(diǎn)之前開啟，在上止點(diǎn)之后關(guān)閉。,進(jìn)、排氣過程所占曲軸轉(zhuǎn)角都超過180。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程汽油機(jī)（9）,進(jìn)氣行程,進(jìn)入氣缸的是純凈 的空氣。,因進(jìn)氣系統(tǒng)中沒有 節(jié)氣門，進(jìn)氣阻力 小，且殘余廢氣溫 度較低，故同汽油 機(jī)相比，進(jìn)氣終了 時(shí)缸內(nèi)氣體壓力略,高，約為0.085 0.095 MPa，而溫,度略低，約為,310340 K。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程柴油機(jī)（1）,壓縮行程,柴油機(jī)的壓縮比大,(一般為1622)，,壓縮終了時(shí)缸內(nèi)氣,體壓力約為35 MPa，溫度約為,7501000 K，都,比汽油機(jī)的高。,壓縮終了溫度超過 柴油的自燃溫度。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程柴油機(jī)（2）,作功行程,壓縮行程結(jié)束時(shí)，噴油 器將高壓柴油以霧狀噴 入燃燒室，細(xì)微的油滴 在運(yùn)動(dòng)的熱空氣中迅速 蒸發(fā)氣化，和空氣形成 可燃混合氣。,缸內(nèi)溫度高于柴油自燃 溫度，柴油自行著火燃 燒。,燃燒氣體最高壓力69 MPa，最高溫度也可高 達(dá)18002200 K。,作功終了時(shí)，氣體壓力 約為0.20.5 MPa，溫 度約為10001200 K。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程柴油機(jī)（3）,排氣過程,排氣終了時(shí)， 缸內(nèi)殘余廢氣 壓力約為,0.1050.12,MPa，氣體溫 度約為700 900 K。,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,四沖程柴油機(jī)（4