12發(fā)動機總體構造和使用性能

1、簡要回顧簡要回顧 1 1、汽車的總體結構組成、汽車的總體結構組成: :發(fā)動機、底盤、發(fā)動機、底盤、車身和電氣設備；車身和電氣設備； 2 2、汽車行駛的基本條件；、汽車行駛的基本條件；汽車行駛應滿足的基本條件：汽車行駛應滿足的基本條件：FFt F汽車的驅動力汽車與地面間的附著力汽車行駛所受到的總阻力主要內容：主要內容：發(fā)動機的總體構造；發(fā)動機的總體構造；四沖程內燃機的工作原理；四沖程內燃機的工作原理；發(fā)動機的主要性能指標。發(fā)動機的主要性能指標。CA6SH-NE3電噴燃氣發(fā)動機CA6SH-NE3電噴燃氣發(fā)動機電噴燃氣發(fā)動機CA6SH-NE3多點電噴燃氣發(fā)動機是我公司多點電噴燃氣發(fā)動機是我公司新研制

2、的新研制的1款高檔環(huán)保型國款高檔環(huán)保型國發(fā)動機，原料采用發(fā)動機，原料采用壓縮天燃氣，發(fā)動機部分零部件采用特殊防腐材壓縮天燃氣，發(fā)動機部分零部件采用特殊防腐材料和工藝，采用分組高能點火和多點順序噴射技料和工藝，采用分組高能點火和多點順序噴射技術，通過電腦控制分配發(fā)動機最佳工作狀態(tài)。術，通過電腦控制分配發(fā)動機最佳工作狀態(tài)。該機型具有良好的動力性能、燃料經(jīng)濟性，該機型具有良好的動力性能、燃料經(jīng)濟性，排放滿足國家新頒布實施的機動車國排放滿足國家新頒布實施的機動車國排放標準。排放標準。該機型在實際運用中可降低燃料成本約該機型在實際運用中可降低燃料成本約20%， 并可提高大修里程。并可提高大修里程。東風柴

3、油發(fā)動機外觀圖東風柴油發(fā)動機外觀圖作用作用: :維持發(fā)維持發(fā)動機工作循動機工作循環(huán)，實現(xiàn)能環(huán)，實現(xiàn)能量轉換的主量轉換的主要機構。要機構。組成組成：機體：機體組；活塞連組；活塞連桿組；曲軸桿組；曲軸飛輪組。飛輪組。機體組機體組1 1 發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的總體構造1.1 1.1 曲柄連桿機構曲柄連桿機構活塞連桿組、曲軸飛輪組活塞連桿組、曲軸飛輪組作用作用：適時開：適時開關進排氣門，使可關進排氣門，使可燃混合氣及時進入燃混合氣及時進入氣缸，廢氣及時排氣缸，廢氣及時排出氣缸。出氣缸。組成組成：進氣門、：進氣門、排氣門、進排氣門排氣門、進排氣門驅動機構（凸輪軸驅動機構（凸輪軸正時齒輪、凸輪軸、正時齒

4、輪、凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂挺桿、推桿、搖臂等）等） 作用：將汽油和作用：將汽油和空氣混合成可燃空氣混合成可燃混合氣供入氣缸，混合氣供入氣缸，并將燃燒生成的并將燃燒生成的廢氣排出發(fā)動機。廢氣排出發(fā)動機。 組成：汽油箱、組成：汽油箱、汽油泵、汽油濾汽油泵、汽油濾清器、電子噴油清器、電子噴油器、空氣濾清器、器、空氣濾清器、進氣管、排氣管、進氣管、排氣管、排排 氣消聲器等。氣消聲器等。功用功用：保證按：保證按規(guī)定時刻及時點燃規(guī)定時刻及時點燃氣缸中被壓縮的混氣缸中被壓縮的混合氣。合氣。組成組成：蓄電池、：蓄電池、點火線圈、點火點火線圈、點火 控制器、分電器、控制器、分電器、火花塞等?；鸹ㄈ?。作用作用

5、：把受熱：把受熱機件的熱量散到機件的熱量散到大氣中去，保證大氣中去，保證發(fā)動機在正常溫發(fā)動機在正常溫度下工作。度下工作。組成組成：水泵、：水泵、散熱器、水套、散熱器、水套、風扇等。風扇等。作用作用：將潤滑油：將潤滑油供給作相對運動的零供給作相對運動的零件以減少它們之間的件以減少它們之間的摩擦阻力，減輕機件摩擦阻力，減輕機件的磨損，并部分地冷的磨損，并部分地冷卻摩擦零件，清洗摩卻摩擦零件，清洗摩擦表面。擦表面。組成組成：機油泵、：機油泵、集濾器、潤滑油道、集濾器、潤滑油道、機油濾清器等。機油濾清器等。作用作用：使靜止的：使靜止的發(fā)動機起動，并發(fā)動機起動，并轉入自行運轉狀轉入自行運轉狀態(tài)態(tài)組成組成

6、：起動機及：起動機及附屬裝置附屬裝置1)1)上止點上止點：活塞頂離曲：活塞頂離曲軸回轉中心最遠處，通軸回轉中心最遠處，通常指活塞最高位置。常指活塞最高位置。2)2)下止點下止點：活塞頂離曲：活塞頂離曲軸回轉中心最近處，通軸回轉中心最近處，通常指活塞的最低位置。常指活塞的最低位置。3)3)活塞行程活塞行程（）：上（）：上下兩止點之間的距離。下兩止點之間的距離。2.1 2.1 基本術語基本術語4)4)曲柄半徑曲柄半徑（）：（）：與連桿下端相連的曲柄銷與連桿下端相連的曲柄銷中心到曲柄回轉中心的距中心到曲柄回轉中心的距離。顯然：離。顯然：2 25)5)氣缸工作容積氣缸工作容積（V Vh h）活塞從上止

7、點到下止點所活塞從上止點到下止點所掃過的氣缸容積。掃過的氣缸容積。6)6)發(fā)動機工作容積發(fā)動機工作容積（V VL L）發(fā)動機所有氣缸工作容積發(fā)動機所有氣缸工作容積之和。之和。7)7)燃燒室容積燃燒室容積（V VC C）活塞在上止點時，活塞上活塞在上止點時，活塞上方的空間叫燃燒室，其容方的空間叫燃燒室，其容積叫燃燒室容積。積叫燃燒室容積。8)8)氣缸總容積氣缸總容積（VaVa）活塞在下止點時，活塞上活塞在下止點時，活塞上方的容積稱為氣缸總容積。方的容積稱為氣缸總容積。9)9)壓縮比壓縮比氣缸總容積與燃燒室容積氣缸總容積與燃燒室容積的比。的比。單缸四沖程汽油機單缸四沖程汽油機工作原理示意圖工作原理

8、示意圖2.2 2.2 工作原理工作原理進氣門開啟，排氣進氣門開啟，排氣門關閉；活塞由上止點門關閉；活塞由上止點向下止點移動；可燃混向下止點移動；可燃混合氣在真空吸力作用下合氣在真空吸力作用下進入氣缸；活塞運動到進入氣缸；活塞運動到下止點時，進氣門關閉，下止點時，進氣門關閉，停止進氣，進氣行程結停止進氣，進氣行程結束。束。進氣終了時氣缸內進氣終了時氣缸內氣體壓力約為氣體壓力約為757590kpa,90kpa,氣體溫度約氣體溫度約370370440440。進、排氣門均關閉；活進、排氣門均關閉；活塞由曲軸帶動從下止點向上塞由曲軸帶動從下止點向上止點移動；活塞上腔容積不止點移動；活塞上腔容積不斷減小，

9、混合氣被壓縮，混斷減小，混合氣被壓縮，混合氣溫度和壓力不斷增高；合氣溫度和壓力不斷增高；活塞到達上止點時，壓縮行活塞到達上止點時，壓縮行程結束。程結束。壓縮終了，氣缸內壓力壓縮終了，氣缸內壓力約為約為6006001500kpa1500kpa；溫度；溫度約為約為600600800800（遠高于（遠高于汽油的點燃溫度，汽油的點燃溫度，263263）壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃氣缸內的可燃混電火花，點燃氣缸內的可燃混合氣，并迅速著火燃燒，氣體合氣，并迅速著火燃燒，氣體溫度和壓力迅速提高，在氣體溫度和壓力迅速提高，在氣體壓力的作用下，活塞由上止點壓力的作用下，活塞由上止點向

10、下止點運動，并通過連桿驅向下止點運動，并通過連桿驅動曲軸旋轉對外輸出作功，當動曲軸旋轉對外輸出作功，當活塞到達下止點時，作功行程活塞到達下止點時，作功行程結束。結束。作功初期，氣體壓力和溫作功初期，氣體壓力和溫度急劇上升，瞬時壓力可達度急劇上升，瞬時壓力可達3 35Mpa5Mpa，作功終了時，壓力，作功終了時，壓力約為約為300300500kpa500kpa，溫度約，溫度約為為1500150017001700。排氣門打開，進氣門關閉；排氣門打開，進氣門關閉；活塞在曲軸帶動下由下止點向活塞在曲軸帶動下由下止點向上止點運動；廢氣在自身的剩上止點運動；廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅趕作用下，余壓力和

11、活塞的驅趕作用下，自排氣門排出氣缸；當活塞運自排氣門排出氣缸；當活塞運動到上止點時，排氣門關閉，動到上止點時，排氣門關閉，排氣行程結束。排氣行程結束。排氣終了時，壓力約為排氣終了時，壓力約為105105125kpa125kpa，溫度約，溫度約90090012001200。排氣行程結束后，進氣門排氣行程結束后，進氣門再次開啟，又開始了下一個工再次開啟，又開始了下一個工作循環(huán)，如此周而復始，發(fā)動作循環(huán)，如此周而復始，發(fā)動機自行運轉。機自行運轉。1)1)進氣行程進氣行程：進入氣缸的是純空氣，進氣終：進入氣缸的是純空氣，進氣終了時空氣壓力和溫度有所不同；了時空氣壓力和溫度有所不同；2)2)壓縮行程壓縮

12、行程：壓縮的是純空氣，壓縮終了壓：壓縮的是純空氣，壓縮終了壓力和溫度比汽油機高；力和溫度比汽油機高；3)3)作功行程作功行程：壓縮行程末，高壓柴油經(jīng)噴油：壓縮行程末，高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內，與高溫空氣迅速混合形成器呈霧狀噴入氣缸內，與高溫空氣迅速混合形成可燃混合氣，并自行著火燃燒，此后一段時間內，可燃混合氣，并自行著火燃燒，此后一段時間內，邊噴油邊燃燒，氣缸內的壓力和溫度急劇上升，邊噴油邊燃燒，氣缸內的壓力和溫度急劇上升，推動活塞下行作功。推動活塞下行作功。4)4)排氣行程排氣行程：與汽油機基本相同。：與汽油機基本相同。兩種不同發(fā)動機的工作原理比較相同點：相同點：1 1）每個工作循環(huán)

13、曲軸轉兩圈，每一行程曲軸轉半圈，）每個工作循環(huán)曲軸轉兩圈，每一行程曲軸轉半圈，進氣行程進氣門開啟，排氣行程排氣門開啟，其余兩個進氣行程進氣門開啟，排氣行程排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門均關閉；行程進、排氣門均關閉；2 2）四個行程中只有作功行程產(chǎn)生動力，其它三個行）四個行程中只有作功行程產(chǎn)生動力，其它三個行程是輔助行程；程是輔助行程；3 3）發(fā)動機運轉的第一個循環(huán)必須有外力使曲軸旋轉）發(fā)動機運轉的第一個循環(huán)必須有外力使曲軸旋轉完成進氣、壓縮行程，著火后，完成作功行程，依靠曲完成進氣、壓縮行程，著火后，完成作功行程，依靠曲軸和飛輪貯存的能量便可以完成以后的行程，發(fā)動機便軸和飛輪貯存的能量便可

14、以完成以后的行程，發(fā)動機便可自行運轉?？勺孕羞\轉。不同點：不同點：1 1）可燃混合氣形成方式不同）可燃混合氣形成方式不同汽油機在氣缸外面形成，而柴油機是在氣缸汽油機在氣缸外面形成，而柴油機是在氣缸內部形成；內部形成；2 2）著火方式不同）著火方式不同汽油機由火花塞點燃可燃混合氣，柴油機靠汽油機由火花塞點燃可燃混合氣，柴油機靠自燃。自燃。汽油機有點火系，而柴油機無點火系。汽油機有點火系，而柴油機無點火系。壓縮行程：從排氣口和壓縮行程：從排氣口和換氣口均被氣缸完全封換氣口均被氣缸完全封閉開始，可燃混合氣開閉開始，可燃混合氣開始被壓縮，直到上止點始被壓縮，直到上止點時，壓縮行程結束時，壓縮行程結束一

15、個工作循一個工作循環(huán)（也包括環(huán)（也包括四個工作過四個工作過程）由兩個程）由兩個沖程完成。沖程完成。活塞上行到此活塞上行到此位置，進氣口位置，進氣口開始露出時，開始露出時，新鮮混合氣在新鮮混合氣在真空吸力作用真空吸力作用下，被吸入曲下，被吸入曲軸箱。軸箱。當活塞上行至接近上止當活塞上行至接近上止點位置時，火花塞產(chǎn)生點位置時，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃缸內的可電火花，點燃缸內的可燃混合氣，混合氣著火燃混合氣，混合氣著火燃燒產(chǎn)生高溫、高壓氣燃燒產(chǎn)生高溫、高壓氣體作用力，推動氣缸由體作用力，推動氣缸由上止點向下止點移動，上止點向下止點移動，對外輸出作功。對外輸出作功?；鸹ㄈ鸹ㄈ敾钊滦兄翆⑦M氣口堵死當

16、活塞下行至將進氣口堵死時，隨著活塞的下移，曲軸時，隨著活塞的下移，曲軸箱內的新鮮混合氣被壓縮。箱內的新鮮混合氣被壓縮。當活塞繼續(xù)下移到排氣口露當活塞繼續(xù)下移到排氣口露出時，廢氣在自身壓力下經(jīng)出時，廢氣在自身壓力下經(jīng)排氣口排出氣缸，緊接著換排氣口排出氣缸，緊接著換氣口開啟，曲軸箱內被預壓氣口開啟，曲軸箱內被預壓的混合氣進入氣缸，此過程的混合氣進入氣缸，此過程一直延續(xù)到下一行程活塞將一直延續(xù)到下一行程活塞將換氣口和排氣口關閉為止。換氣口和排氣口關閉為止。5 發(fā)動機的主要性能指標發(fā)動機的主要性能指標 為了使汽車能很好地完成運輸任務，汽車發(fā)動機應具有良好的動力性能和經(jīng)濟性能。表示的指標有：有效扭矩Me

17、、有效功率Ne等；表示的指標有燃料消耗率ge等。5.1 5.1 有效扭矩有效扭矩MMe e它是它是內燃機曲軸傳給汽車內燃機曲軸傳給汽車傳動系的力矩傳動系的力矩，單位為，單位為NmNm。它是作功過程產(chǎn)生。它是作功過程產(chǎn)生的氣體作用力的氣體作用力P P，克服了各，克服了各部分阻力之后，曲軸能夠部分阻力之后，曲軸能夠供給外界使用的扭矩，見供給外界使用的扭矩，見右圖。右圖。式中：式中：轉動曲軸的切轉動曲軸的切向力（）；向力（）； 曲柄半徑（曲柄半徑（mm）圖 曲柄連桿機構作用力圖RTMe連桿活塞活塞曲柄曲柄連桿軸頸連桿軸頸5.2 5.2 有效功率有效功率N Ne e它是它是內燃機曲軸輸出的功率內燃機曲軸輸出的功率，單位為，單位為kw。有效功率可用下式計算。有效功率可用下式計算)(9550KWnMNee有效扭矩有效扭矩發(fā)動機轉速發(fā)動機轉速 5.3 5.3 燃料消耗率燃料消耗率 它是內燃機每發(fā)出它是內燃機每發(fā)出1kw1kw有效功率，在有效功率，在lhlh內消耗內消耗的燃料克數(shù)。燃料消耗率越低，說明燃油經(jīng)濟的燃料克數(shù)。燃料消耗率越低，說明燃油經(jīng)濟性能越好。單位是性能越好。單位是 g gkwhkwh，燃料消耗率用，燃料消耗率用下式計算：下式計算： 式中：式中：bb內燃機每小時耗油量（內燃機每