《汽車構造》魯民巧主編發(fā)動機工作原理和總體

1、霍志毅 第二章第二章 發(fā)動機工作原理和總體構造發(fā)動機工作原理和總體構造根本術語根本術語四沖程發(fā)動機工作原理和總體構造四沖程發(fā)動機工作原理和總體構造二沖程發(fā)動機工作原理和總體構造二沖程發(fā)動機工作原理和總體構造發(fā)動機的分類發(fā)動機的分類霍志毅 單缸發(fā)動機結構示意圖單缸發(fā)動機結構示意圖 霍志毅 2.1 根本術語根本術語v 上止點上止點v 下止點下止點v 活塞行程活塞行程(S)v 曲柄半徑曲柄半徑(R)v 氣缸工作容積氣缸工作容積(V h )v 發(fā)動機排量發(fā)動機排量(VL)v 燃燒室容積燃燒室容積(Vc )v 氣缸總容積氣缸總容積(Va )v 工作循環(huán)工作循環(huán)VL= V h iVh= D2S 10-6/

2、4 LD氣缸直徑氣缸直徑mmS活塞行程活塞行程mm 霍志毅 2.2 四沖程發(fā)動機的簡單工作原理四沖程發(fā)動機的簡單工作原理一、四沖程汽油機的工作原理一、四沖程汽油機的工作原理1、進氣行程、進氣行程2、壓縮行程、壓縮行程3、作功行程、作功行程4、排氣行程、排氣行程單缸四沖程汽油機的工作過程單缸四沖程汽油機的工作過程霍志毅 進氣行程進氣行程排氣門關閉排氣門關閉進氣門開啟進氣門開啟活塞溫度370440 K， 壓力7590 kPa大氣壓力線大氣壓力線PVra示功圖上止點下止點示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。體壓力的變化情況?；糁疽?壓縮行程壓縮行

3、程進氣門關閉進氣門關閉排氣門關閉排氣門關閉活塞壓縮比：=Va/VcPVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線c上止點下止點溫度600800K， 壓力6001500 kPa霍志毅 作功行程作功行程進氣門關閉進氣門關閉排氣門關閉排氣門關閉活塞活塞PVra示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點上止點下止點下止點瞬時最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa 霍志毅 排氣行程排氣行程進氣門關閉進氣門關閉排氣門翻開排氣門翻開活塞活塞PVr示功圖示功圖大氣壓力線大氣壓力線cZb上止點上止點下止點下止點溫度溫度9001200 K 壓力壓

4、力105125 kPa剩余廢氣剩余廢氣霍志毅 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 泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進 氣 門排氣門純 空 氣溫度300370K壓力8090 kPa溫度8001000K壓力35 MPa瞬時：溫度18002200K壓力510 MPa溫度8001000K壓力105125 kPa終了：溫度12001500K壓力200400 kPa霍志毅 柴油發(fā)動機實物圖柴油發(fā)動機實物圖霍志毅 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)有什么相同之處呢？相同之處呢？霍志毅 共同特點：共同特點：每個工作循環(huán)曲軸轉兩周，每一行程

5、曲軸每個工作循環(huán)曲軸轉兩周，每一行程曲軸轉半周。轉半周。只有作功行程產(chǎn)生動力。只有作功行程產(chǎn)生動力。霍志毅 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？霍志毅 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柴油燃燒高溫氣體加熱柴油燃燒有點火系有點火系無點火系無點火系無噴油器無噴油器有噴油器有噴油器霍志毅 2.3 二沖程發(fā)動機的工作原理二沖程發(fā)動機的工作原理 二沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機 二沖程汽油發(fā)動機工作原

6、理二沖程汽油發(fā)動機工作原理 二沖程柴油發(fā)動機工作原理二沖程柴油發(fā)動機工作原理霍志毅 一、二沖程汽油機工作原理一、二沖程汽油機工作原理壓縮混合氣壓縮混合氣進氣進氣點火燃燒點火燃燒排氣排氣掃氣孔掃氣孔進氣孔進氣孔排氣孔排氣孔火花塞火花塞1、結構、結構霍志毅 二沖程汽油發(fā)動機工作過程二沖程汽油發(fā)動機工作過程霍志毅 二、二沖程柴油機工作原理二、二沖程柴油機工作原理換氣燃燒排氣壓縮噴油器空氣掃氣泵廢氣排氣門霍志毅 思考思考二沖程發(fā)動機與四二沖程發(fā)動機與四沖程發(fā)動機相比，沖程發(fā)動機相比，有何優(yōu)點？有何優(yōu)點？理論上它的功率應等于四理論上它的功率應等于四沖程發(fā)動機的二倍。沖程發(fā)動機的二倍。由于作功頻率較大，二

7、沖由于作功頻率較大，二沖程發(fā)動機的運轉比較均勻程發(fā)動機的運轉比較均勻平穩(wěn)。平穩(wěn)。構造簡單，質量較小。構造簡單，質量較小。易受磨損和經(jīng)常需要修理易受磨損和經(jīng)常需要修理的運動部件數(shù)量較少。的運動部件數(shù)量較少?；糁疽?2.4 發(fā)動機的分類發(fā)動機的分類車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機水冷發(fā)動機水冷發(fā)動機風冷發(fā)動機風冷發(fā)動機車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機四沖程發(fā)動機四沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機汽油發(fā)動機汽油發(fā)動機柴油發(fā)動機柴油發(fā)動機單缸發(fā)動機單缸發(fā)動機多缸發(fā)動機多缸發(fā)動機化油器式發(fā)動機化油器式發(fā)動機直接噴射式發(fā)動機發(fā)動機直接噴射式發(fā)動機發(fā)動機車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機單列式發(fā)動機單列

8、式發(fā)動機雙列式發(fā)動機雙列式發(fā)動機霍志毅 2.5 發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的總體構造兩大機構兩大機構曲柄連桿機構曲柄連桿機構配氣機構配氣機構五大系統(tǒng)五大系統(tǒng)供給系供給系點火系點火系冷卻系冷卻系潤滑系潤滑系起動系起動系霍志毅 連桿連桿飛輪飛輪曲軸曲軸活塞活塞進氣門進氣門排氣門排氣門推桿推桿挺柱挺柱正時齒輪正時齒輪 配氣機構 曲柄連桿機構霍志毅 搖臂搖臂凸輪軸凸輪軸霍志毅 桑塔納發(fā)動機結構示意圖桑塔納發(fā)動機結構示意圖霍志毅 桑塔納發(fā)動機冷卻系示意圖桑塔納發(fā)動機冷卻系示意圖霍志毅 桑塔納發(fā)動機潤滑系示意圖桑塔納發(fā)動機潤滑系示意圖霍志毅 燃料供給系燃料供給系霍志毅 壓縮比壓縮比定義：壓縮前氣缸中氣體的最大

9、容積與壓縮后的最小容積定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比稱為壓縮比。用之比稱為壓縮比。用表示。表示。= Va/VcVa/Vc 現(xiàn)代化油器式發(fā)動機壓縮現(xiàn)代化油器式發(fā)動機壓縮比一般為比一般為6 69(9(轎車有的達轎車有的達9 911)11)。上海桑塔納轎車汽油機。上海桑塔納轎車汽油機壓縮比為壓縮比為8.28.2。壓縮比過大的不良后果返回霍志毅 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

10、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。當速向前推進。當壓力波撞擊燃燒壓力波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。嚴重爆燃時甚至造成氣嚴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。表面表面點火點火由于燃燒室內(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

11、)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)動機機件負荷增加，壽命降機件負荷增加，壽命降低。低。返回霍志毅 作業(yè)作業(yè)1、簡述發(fā)動機的工作循環(huán)。、簡述發(fā)動機的工作循環(huán)。2、發(fā)動機由哪些機構系統(tǒng)組成？各局部功、發(fā)動機由哪些機構系統(tǒng)組成？各局部功用是什么？用是什么？霍志毅 配氣機構配氣機構 返回返回霍志毅 曲柄連桿機構曲柄連桿機構 返回返回霍志毅 燃氣輪機燃氣輪機霍志毅 燃氣輪機簡介燃氣輪機簡介 燃氣輪機是一種以空氣及燃氣為工質、靠連續(xù)燃燒燃料做功的燃氣輪機是一種以空氣及燃氣為工質、靠連續(xù)燃

12、燒燃料做功的旋轉式熱力發(fā)動機，主要結構有三局部：旋轉式熱力發(fā)動機，主要結構有三局部：1.壓氣機空氣壓縮機；壓氣機空氣壓縮機；2.燃燒室；燃燒室；3.透平透平(動力渦輪動力渦輪)。其工作原理為：軸流式壓氣機從外部。其工作原理為：軸流式壓氣機從外部吸收空氣，壓縮后送入燃燒室，同時燃料氣體或液體燃料也噴吸收空氣，壓縮后送入燃燒室，同時燃料氣體或液體燃料也噴入燃燒室與高溫壓縮空氣混合，在受控方式下進行定壓燃燒。生成入燃燒室與高溫壓縮空氣混合，在受控方式下進行定壓燃燒。生成的高溫高壓煙氣進入透平膨脹做功，推動動力葉片高速旋轉，從而的高溫高壓煙氣進入透平膨脹做功，推動動力葉片高速旋轉，從而使得轉子旋轉做功，轉子做功的大局部現(xiàn)