發(fā)動機工作原理課件

1、制作人：楊迪青制作人：楊迪青學(xué)校：浦江職技校學(xué)校：浦江職技校汽車的心臟發(fā)動機汽車的心臟發(fā)動機學(xué)習(xí)內(nèi)容：學(xué)習(xí)內(nèi)容：一一發(fā)動機常用術(shù)語發(fā)動機常用術(shù)語二二四沖程發(fā)動機工作原理四沖程發(fā)動機工作原理1.1.2發(fā)動機的常用術(shù)語發(fā)動機的常用術(shù)語上止點上止點下止點下止點活塞行程活塞行程(S)(S)曲柄半徑曲柄半徑(R)(R)氣缸工作容積氣缸工作容積(Vh )(Vh )發(fā)動機排量發(fā)動機排量(VL)(VL)燃燒室容積燃燒室容積(Vc )(Vc )氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e(Va )(Va )壓縮比（壓縮比（）上止點上止點上止點：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處，上止點：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠處， 通常指活塞上行到最高位置通常指

2、活塞上行到最高位置. .下止點下止點 下止點：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，通常下止點：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，通常指活塞下行到最低位置。指活塞下行到最低位置。 活塞行程活塞行程(S) 活塞行程活塞行程(S)(S)：上、下兩止點間的距離：上、下兩止點間的距離(mm)(mm)。 曲柄半徑曲柄半徑(R)曲柄半徑曲柄半徑(R)(R)：與連桿下端：與連桿下端( (即連桿大頭即連桿大頭) )相連相連的曲柄銷中心到曲軸回轉(zhuǎn)中心的距離的曲柄銷中心到曲軸回轉(zhuǎn)中心的距離(mm)(mm)氣缸工作容積氣缸工作容積(V h ) 氣缸工作容積氣缸工作容積(h)(h)：活塞從上止點到下止點所掃過：活塞從上止點到下止點所掃過

3、的空間容積的空間容積(L)(L)。 h h =D=D2 2S/(4S/(410106 6) (L) ) (L) 式中：式中：DD氣缸直徑氣缸直徑(mm(mm）發(fā)動機排量發(fā)動機排量(VL)發(fā)動機排量發(fā)動機排量(L)(L)：發(fā)動機所有氣缸工作容積之和：發(fā)動機所有氣缸工作容積之和(L)(L)。設(shè)發(fā)動機的氣缸數(shù)為。設(shè)發(fā)動機的氣缸數(shù)為i i，則，則 L L =h h i (L) i (L) 燃燒室容積燃燒室容積(Vc )燃燒室容積燃燒室容積(C C) )：活塞在上止點時，活塞上方的空：活塞在上止點時，活塞上方的空 間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積(L)(L) 氣缸總?cè)莘e氣

4、缸總?cè)莘e(Va )(Va )氣缸總?cè)莘e氣缸總?cè)莘e(a)：活塞在下止點時，活塞上方的：活塞在下止點時，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e容積稱為氣缸總?cè)莘e(L)。它等于氣缸工作容積與。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即燃燒室容積之和，即 a =h +C 壓縮比（壓縮比（）壓縮比壓縮比()()：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即：氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值，即 =a /C =(h +C)/ C =1+h /C =a /C =(h +C)/ C =1+h /C 它表示活塞由下止運動到上止點時，它表示活塞由下止運動到上止點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。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

5、氣體壓力和溫度就壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。越高。一般車用汽油機的壓縮比為一般車用汽油機的壓縮比為 6 61010，柴油機的壓縮比為柴油機的壓縮比為15 15 22 22。 壓縮比過大的不良后果壓縮比過大的不良后果 名稱名稱成因成因現(xiàn)象現(xiàn)象后果后果爆燃爆燃由于氣體壓力和由于氣體壓力和溫度過高，在燃溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點燃中燒室內(nèi)離點燃中心較遠處的末端心較遠處的末端可燃混合氣自燃可燃混合氣自燃而造成的一種不而造成的一種不正常燃燒。正常燃燒。火焰以極高的速火焰以極高的速率向外傳播，形率向外傳播，形成壓力波，以聲成壓力波，以聲速向前推進。當(dāng)速向前推進。當(dāng)壓力波撞擊燃燒壓力波

6、撞擊燃燒室壁時就發(fā)出尖室壁時就發(fā)出尖銳的敲缸聲。銳的敲缸聲。還會引起發(fā)動機過熱，還會引起發(fā)動機過熱，功率下降，燃油消耗量功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。增加等一系列不良后果。嚴(yán)重爆燃時甚至造成氣嚴(yán)重爆燃時甚至造成氣門燒毀、軸瓦破裂，火門燒毀、軸瓦破裂，火花塞絕緣體擊穿等?；ㄈ^緣體擊穿等。表面點火表面點火由于燃燒室內(nèi)熾由于燃燒室內(nèi)熾熱表面與熾熱處熱表面與熾熱處(如排氣門頭，火如排氣門頭，火花塞電極，積炭花塞電極，積炭處處)點燃混合氣產(chǎn)點燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正生的另一種不正常燃燒。常燃燒。伴有強烈的較沉伴有強烈的較沉悶敲擊聲。悶敲擊聲。產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機產(chǎn)生的高壓會使發(fā)動機機件負(fù)荷

7、增加，壽命降機件負(fù)荷增加，壽命降低。低。 發(fā)動機的工作循環(huán)：在氣缸內(nèi)進行的每一次發(fā)動機的工作循環(huán)：在氣缸內(nèi)進行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的一系列連將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的一系列連續(xù)過程續(xù)過程( (進氣、壓縮、作功和排氣進氣、壓縮、作功和排氣) )稱發(fā)動機稱發(fā)動機的工作循環(huán)。的工作循環(huán)。 二沖程發(fā)動機：活塞往復(fù)兩個行程完成一個二沖程發(fā)動機：活塞往復(fù)兩個行程完成一個工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動機。工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動機。 四沖程發(fā)動機：活塞往復(fù)四個行程完成一個四沖程發(fā)動機：活塞往復(fù)四個行程完成一個工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動機。工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動機。 請看下節(jié)下一節(jié) 1.2 四沖

8、程發(fā)動機的工作原理四沖程發(fā)動機的工作原理1.2 四沖程發(fā)動機的工作原理四沖程發(fā)動機的工作原理一、四沖程汽油機的工作原理一、四沖程汽油機的工作原理1 1、進氣行程進氣行程2 2、壓縮行程壓縮行程3 3、作功行程作功行程4 4、排氣行程排氣行程進氣行程進氣行程排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉進氣門開啟進氣門開啟活塞溫度溫度370400 K， 壓力壓力0.070.09MPa壓縮行程壓縮行程進氣門關(guān)閉進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞活塞壓縮比：=Va/Vc溫度600700K， 壓力0.61.5 MPa 作功行程作功行程進氣門關(guān)閉進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉活塞瞬時最高：溫度22002800 K， 壓力35MP

9、a作功終了：溫度13001600 K， 壓力0.30.5 MPa 排氣行程排氣行程進氣門關(guān)閉進氣門關(guān)閉排氣門打開排氣門打開活塞溫度9001200 K 壓力0.1050.115 MPa殘余廢氣殘余廢氣四沖程汽油機發(fā)動機工作狀態(tài)四沖程汽油機發(fā)動機工作狀態(tài) 狀態(tài)狀態(tài)行程行程溫度溫度(K)壓力壓力進氣行程進氣行程3704407590 kPa壓縮行程壓縮行程6008006001500 kPa作功行程作功行程22002800(瞬時最高瞬時最高)15001700(作功終了作功終了)35MPa (瞬瞬時最高時最高)300500 kPa (作功終了作功終了)排氣行程排氣行程9001200105125 kPa單缸

10、四沖程汽油機的工作過程單缸四沖程汽油機的工作過程二、四沖程柴油機的工作原理二、四沖程柴油機的工作原理噴油器噴油器排氣行程排氣行程進 氣 門進 氣 門排氣門排氣門純 空 氣純 空 氣溫度溫度300-370K300-370K壓力壓力0.07850.0932MPa溫度溫度750-1000K750-1000K壓力壓力3-5 3-5 MPaMPa瞬時：溫度瞬時：溫度2000-2500K2000-2500K壓力壓力6-9 6-9 MPaMPa溫度溫度800-1000K800-1000K壓力壓力0.105-0.105-0.125MPa0.125MPa終了：溫度終了：溫度12001500k壓壓力力0.2-0.

11、4MPa0.2-0.4MPa吸氣行程吸氣行程壓縮行程壓縮行程作功行程作功行程柴油機工作時各行程狀態(tài)參數(shù)柴油機工作時各行程狀態(tài)參數(shù) 狀態(tài)狀態(tài)行程行程溫度溫度(K)壓力壓力進氣行程進氣行程320350800900 kPa壓縮行程壓縮行程800100035MPa作功行程作功行程22002800(瞬時最高瞬時最高)15001700(作功終了作功終了)35MPa (瞬時最高瞬時最高)300500 kPa (作功終了作功終了)排氣行程排氣行程8001000105125 kPa思考思考四沖程汽油機和柴四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有油機的工作循環(huán)有什么相同之處呢？什么相同之處呢？共同特點：共同特點： 1.1

12、.每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)(720(720) )每一行程每一行程曲軸轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)曲軸轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)(180(180) )，進氣行程是進氣門開啟，排，進氣行程是進氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門氣行程是排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門均關(guān)閉。均關(guān)閉。 2. 2.四個行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其四個行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其它三個行程是為作功行程做準(zhǔn)備工作的輔助行程，它三個行程是為作功行程做準(zhǔn)備工作的輔助行程，雖然作功行程是主要行程，但其它三個行程也不雖然作功行程是主要行程，但其它三個行程也不可缺少?？扇鄙佟?3. 3.發(fā)動機運轉(zhuǎn)的第一個循環(huán)，必須有外力使發(fā)

13、動機運轉(zhuǎn)的第一個循環(huán)，必須有外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進氣、壓縮行程，著火后，完成作曲軸旋轉(zhuǎn)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自行完功行程，依靠曲軸和飛輪貯存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循環(huán)發(fā)動機無需外力成以后的行程，以后的工作循環(huán)發(fā)動機無需外力就可自行完成。就可自行完成。 思考思考四沖程汽油機和柴油四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)有什么機的工作循環(huán)有什么不同呢？不同呢？不同點不同點 汽油機汽油機柴油機柴油機汽油與空氣缸外混合，進汽油與空氣缸外混合，進入可燃混合氣入可燃混合氣進入氣缸的是純空氣進入氣缸的是純空氣電火花點燃混合氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱高壓下柴油燃燒高溫氣體加熱高壓下