汽車發(fā)動機教學(xué)一PPT課件

1、 第1章 汽車發(fā)動機總論第1頁/共52頁學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標知識目標： 1.能正確描述發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)、作用和發(fā)動機的常用術(shù)語定義； 2.能簡單敘述發(fā)動機基本工作原理;第2頁/共52頁 第一節(jié) 汽車發(fā)動機的類型及工作原理第3頁/共52頁一、汽車發(fā)動機類型一、汽車發(fā)動機類型往復(fù)活塞式發(fā)動機轉(zhuǎn)子式發(fā)動機1、汽車用發(fā)動機分為：第4頁/共52頁2、按完成一個工作循環(huán)活塞的往復(fù)次數(shù)不 同分為：二沖程發(fā)動機四沖程發(fā)動機第5頁/共52頁3、按氣缸數(shù)不同分為：單缸發(fā)動機多缸發(fā)動機第6頁/共52頁4、按冷卻方式不同分為：風冷發(fā)動機水冷發(fā)動機第7頁/共52頁直列式發(fā)動機V形發(fā)動機5、按氣缸排列形式分為：第8頁/共52

2、頁6、按所用燃料不同分為：汽油機柴油機第9頁/共52頁7、按進氣是否增壓分為：非增壓式發(fā)動機增壓式發(fā)動機第10頁/共52頁二、發(fā)動機的基本結(jié)構(gòu)及基本術(shù)語1、發(fā)動機的能量和運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)及運動特點1）、往復(fù)活塞式內(nèi)燃機的基本結(jié)構(gòu)： 氣缸內(nèi)裝有活塞，連桿的小頭通過活塞銷與活塞鉸接，其大頭則與曲軸鉸接，構(gòu)成了發(fā)動機能量及運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)（曲柄連桿機構(gòu)）的主要部分。2）、曲柄連桿機構(gòu)的運動特點： 活塞在氣缸內(nèi)的上、下往復(fù)運動可以帶動曲軸轉(zhuǎn)動；曲軸的轉(zhuǎn)動也可以帶動活塞往復(fù)運動。進氣門吸入新鮮空氣；排氣門排出廢氣。 第11頁/共52頁 發(fā)動機的工作過程是周期性地將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的過程。 經(jīng)

3、過進氣、壓縮、作功、排氣，每進行一次稱為一個工作循環(huán)。 曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，活塞往復(fù)運動四次完成一個工作循環(huán)，稱為四沖程發(fā)動機。 曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)運動二次完成一個工作循環(huán)，稱為二沖程發(fā)動機。2、發(fā)動機基本術(shù)語第12頁/共52頁1.上止點 活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處，一般指活塞上行到最高位置，一般用英文縮寫詞TDC表示。第13頁/共52頁2.下止點 活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，一般指活塞下行到最低位置，一般用英文縮寫詞BDC表示。第14頁/共52頁3.活塞沖程（S） 上、下止點間的距離。第15頁/共52頁4.曲柄半徑（R） 與連桿下端（即連桿大頭）相連的曲柄銷中心到曲軸回轉(zhuǎn)中心的距離（mm）。 顯然

4、，S=2R。曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞移動兩個行程。R第16頁/共52頁5、氣缸工作容積(Vh) 活塞從上止點到下止點間的空間容積(L)。 Vh =D 2s/4106 式中 D氣缸直徑,mm。6、發(fā)動機排量(VL)： 發(fā)動機所有氣缸工作容積之和（L）。設(shè)發(fā)動機的氣缸數(shù)為i，則 VL = Vh i第17頁/共52頁8、氣缸總?cè)莘e(Va) 活塞在下止點時，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e（L）。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即 Va= Vh +Vc7、燃燒室容積（Vc） 活塞在上止點時，活塞頂部以上的容積。第18頁/共52頁9、壓縮比（） 氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即： =Va/Vc=1+Vh/Vc

5、 它表示活塞由下止點運動到上止點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。一般車用汽油機的壓縮比為710，柴油機的壓縮比為1522。第19頁/共52頁10、工況 發(fā)動機在某一時刻的運行狀況。以該時刻發(fā)動機輸出的有效功率和曲軸轉(zhuǎn)速（即發(fā)動機轉(zhuǎn)速）表示。11、負荷率 發(fā)動機在某一轉(zhuǎn)速下發(fā)出的有效功率與相同轉(zhuǎn)速下所能發(fā)出的最大有效功率的比值。第20頁/共52頁三、發(fā)動機的工作原理1）、進氣行程： 活塞由曲軸帶動從上止點向下止點運動。進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊锨蝗莘e增大，在真空吸力的作用下，經(jīng)過濾清的空氣與汽油形成混合氣，經(jīng)進氣門被吸入氣缸，至活塞運動到下止點

6、時，進氣門關(guān)閉，停止進氣，進氣行程結(jié)束。1、四沖程汽油機工作原理第21頁/共52頁2）、壓縮行程： 活塞在曲軸的帶動下，從下止點向上止點運動。進、排氣門均關(guān)閉，活塞上腔容積不斷減小，混合氣被壓縮，至活塞到達上止點時，壓縮行程結(jié)束。氣體壓力和溫度同時升高，混合氣進一步混合，形成可燃混合氣。此時，氣缸內(nèi)壓力為6001500kPa,溫度600800K ,遠高于汽油的點燃溫度, 很容易點燃。第22頁/共52頁3）、作功行程： 壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花,點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣，并迅速著火燃燒，氣體產(chǎn)生高溫、高壓，推動活塞由上止點向下止點運動，再通過連桿驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn)向外輸出作功。第23頁/共52頁4）

7、、排氣行程： 在作功行程終了時，排氣門被打開，活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動。廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅(qū)趕作用下，自排氣門排出氣缸，至活塞運動到上止點時，排氣門關(guān)閉，排氣行程結(jié)束。第24頁/共52頁 進氣 壓縮 作功 排氣第25頁/共52頁2、四沖程柴油機工作原理1）、進氣行程： 曲軸帶動活塞從上止點向下止點運動，進氣門開啟，排氣門關(guān)閉，氣缸內(nèi)活塞上腔容積逐漸增大，形成真空，在真空吸力作用下，新鮮空氣被吸入氣缸。2）、壓縮行程： 曲軸帶動活塞從下止點向上止點運動，進、排氣門均關(guān)閉，氣缸內(nèi)活塞上腔容積逐漸減小，空氣被壓縮，壓力、溫度升高。第26頁/共52頁3）、作功行程： 壓縮行程末

8、，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器噴入氣缸內(nèi)的高壓空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣，柴油自行著火燃燒，氣缸內(nèi)壓力、溫度急劇升高，推動活塞由上止點向下止點運動，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。4）、排氣行程： 在作功終了時，排氣門被打開，曲軸帶動活塞由下止點向上止點運動，廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅(qū)趕作用下，自排氣門排出氣缸。第27頁/共52頁 1、第28頁/共52頁 第二節(jié) 發(fā)動機的總體構(gòu)造第29頁/共52頁一、曲柄連桿機構(gòu)二、配氣機構(gòu)三、冷卻系統(tǒng)四、潤滑系統(tǒng)五、進、排氣系統(tǒng)及排污凈化裝置六、起動系統(tǒng)七、燃油系統(tǒng)八、汽油機點火系統(tǒng)九、進氣增壓裝置十、電控發(fā)動機管理系統(tǒng)第30頁/共52頁一、曲柄連桿機構(gòu)1、組

9、成：主要由氣缸體、氣缸蓋、活塞、 連桿總成、曲軸、飛輪和油底殼等。2、作用：是發(fā)動機的能量和運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)。在作功行程，它把燃氣推動活塞作功的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，向外輸出轉(zhuǎn)矩；在進氣、壓縮和排氣三個沖程，它把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成活塞的直線往復(fù)運動，以完成作功的準備工作。第31頁/共52頁二、配氣機構(gòu)1、組成：主要由進氣門、排氣門、搖臂機構(gòu)、推桿、挺柱、凸輪軸和凸輪軸正時齒輪等。2、作用：是使新鮮空氣適時充入氣缸并及時從氣缸排出廢氣。第32頁/共52頁三、冷卻系統(tǒng)1、組成：主要包括水泵、風扇、節(jié)溫器、水套、散熱器等。2、作用：保持發(fā)動機正常的工作溫度。第33頁/共52頁四、潤滑系統(tǒng)1、組

10、成：主要由機油泵、集濾器、限壓閥、油道、機油粗濾器、機油細濾器及機油散熱器等。2、作用：潤滑摩擦件，減少摩擦力和機件的磨損，以及冷卻摩擦零件和清洗零件的摩擦表面。第34頁/共52頁五、進、排氣系統(tǒng)及排污凈化裝置1、進氣系統(tǒng)主要由空氣濾清器、進氣導(dǎo)流管和進氣歧管組成，其作用是在進氣沖程將可燃混合氣或潔凈的空氣導(dǎo)入氣缸。2、排氣系統(tǒng)主要由排氣歧管、排氣管、消音器等組成，其作用是在排氣沖程將燃燒完的氣體導(dǎo)出并消減其噪聲。3、排污凈化裝置主要由催化轉(zhuǎn)換器（氧化、三元）、二次空氣噴射裝置、柴油機微粒過濾器、排氣再循環(huán)（EGR)裝置、恒溫進氣裝置、強制式曲軸箱通風裝置和汽油蒸發(fā)控制裝置等組成。其作用是減少

11、汽車污染物向大氣中的排放。第35頁/共52頁六、起動系統(tǒng)1、組成：由啟動電動機及齒輪傳動機構(gòu)。2、作用：使發(fā)動機從靜止狀態(tài)達到混合氣燃燒作功所需要的轉(zhuǎn)速。第36頁/共52頁七、燃油系統(tǒng)（一）1、汽油機燃油系統(tǒng)：1）、化油器式汽油機燃油系統(tǒng)： 主要由油箱、汽油泵、燃油濾清器和化油器組成。2）、電噴汽油機燃油系統(tǒng)： 主要由油箱、電動汽油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器和噴油器等組成。3）、汽油機燃油系統(tǒng)的作用： 是向氣缸提供一定濃度的適量混合氣。第37頁/共52頁七、燃油系統(tǒng)（二）1、柴油機燃油系統(tǒng)：1）、柴油機燃油系統(tǒng)： 主要由油箱、燃油濾清器、輸油泵、噴油泵、調(diào)速器、噴油提前器和噴油器等組成。2

12、）、柴油機電控共軌燃油噴射系統(tǒng)： 主要由輸油泵、高壓供油泵、油軌、噴油閥以及燃油壓力傳感器和限壓閥等組成。3）、柴油機燃油系統(tǒng)的作用： 是向氣缸內(nèi)定時定量地噴射霧化良好的柴油。第38頁/共52頁八、汽油機點火系統(tǒng)1、組成：主要由電源、點火線圈、分電器和火 花塞等。2、作用：是適時使火花塞產(chǎn)生電火花，點燃缸內(nèi)的混合氣。第39頁/共52頁九、進氣增壓裝置1、組成：主要指進氣諧振增壓系統(tǒng)、渦輪增壓器和中冷器等。2、作用：是提高進氣壓力，增加氣缸的充氣量，提高發(fā)動機的功率。第40頁/共52頁十、電控發(fā)動機管理系統(tǒng)1、組成：主要由電控單元（ECU)和分布在發(fā)動機有關(guān)部位的各種傳感器以及執(zhí)行器組成。2、作

13、用：是精確地自動控制發(fā)動機的有關(guān)運行參數(shù)，使發(fā)動機在最佳運行狀態(tài)下工作。第41頁/共52頁EQ6100-1發(fā)動機剖面圖第42頁/共52頁第43頁/共52頁 第三節(jié) 發(fā)動機的主要性能指標及編號規(guī)則第44頁/共52頁一、發(fā)動機的主要性能指標 包括動力性指標(有效轉(zhuǎn)矩、有效功率及升功率)、經(jīng)濟性指標(有效燃油消耗率) 和環(huán)境指標（排氣指標和噪聲水平）。 1、有效轉(zhuǎn)矩： 發(fā)動機曲軸對外輸出的轉(zhuǎn)矩稱為有效轉(zhuǎn)矩，用Me表示，單位為Nm。 第45頁/共52頁2、有效功率： 發(fā)動機曲軸對外輸出的功率稱為有效功率，用Pe表示，單位為kW。 它等于有效轉(zhuǎn)矩與角速度的乘積。有效轉(zhuǎn)矩Me和曲軸轉(zhuǎn)速n可用測功器和轉(zhuǎn)速計測定，然后用以下的公式計算出發(fā)動機有效功率：第46頁/共52頁3、升功率：（發(fā)動機銘牌上） 在標定工況(標定功率、標定轉(zhuǎn)速)下發(fā)動機每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率稱為升功率，用PL表示，單位是kW/L。第47頁/共52頁4、發(fā)動機轉(zhuǎn)速： 發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉(zhuǎn)數(shù)稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，用n表示，單位為n/min。 從上式可以看出，在發(fā)動機的有效轉(zhuǎn)矩Me不變時，轉(zhuǎn)速n越高有效功率Pe越大；反之則小。（發(fā)動機的有效功率隨轉(zhuǎn)速不同而改變。）第48頁/共52頁5、有效燃油消耗率 發(fā)動機在l h內(nèi)持續(xù)發(fā)出l kW有效功率所消耗的燃油量，稱為有效燃油消耗率，也稱有效比油耗或有效耗油率，