发动机工作原理和总体构造A.ppt

第二章第二章 发动机工作原理和总体构造发动机工作原理和总体构造Ø基本术语基本术语Ø四冲程发动机工作原理和总体构造四冲程发动机工作原理和总体构造Ø二冲程发动机工作原理和总体构造二冲程发动机工作原理和总体构造o发动机的分类发动机的分类单缸发动机结构示意图单缸发动机结构示意图 §2.1 基本术语基本术语v上止点上止点v下止点下止点v活塞行程活塞行程(S)v曲柄半径曲柄半径(R)v气缸工作容积气缸工作容积(V h )v发动机排量发动机排量(VL)v燃烧室容积燃烧室容积(Vc )v气缸总容积气缸总容积(Va )v工作循环工作循环VL= V h × iVh= πD2·S ×10-6/4 （L）D——气缸直径mmS——活塞行程mm §2.2 四冲程发动机的简单工作原理四冲程发动机的简单工作原理一、四冲程汽油机的工作原理一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程、进气行程2、压缩行程、压缩行程3、作功行程、作功行程4、排气行程、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程单缸四冲程汽油机的工作过程进气行程进气行程排气门关闭进气门开启活塞温度370~440 K， 压力75~90 kPa大气压力线大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。

压缩行程压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/VcPVra示功图大气压力线大气压力线c上止点下止点温度600~800K， 压力600~1500 kPa作功行程作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800 K， 压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700 K， 压力300~500 kPa  排气行程排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200 K 压力105~125 kPa残余废气二、四冲程柴油机的工作原理二、四冲程柴油机的工作原理喷油器喷 油 泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进 气 门排气门纯 空 气温度300~370K压力800~900 kPa温度800~1000K压力3~5 MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10 MPa温度800~1000K压力105~400 kPa终了：温度800~1000K压力105~400 kPa共同特点：共同特点：1每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。

转半周2只有作功行程产生动力只有作功行程产生动力不同点不同点 汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，进汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系无喷油器无喷油器有喷油器有喷油器§2.3 二冲程发动机的工作原理二冲程发动机的工作原理•二冲程发动机二冲程发动机•二冲程汽油发动机工作原理二冲程汽油发动机工作原理•二冲程柴油发动机工作原理二冲程柴油发动机工作原理一、二冲程汽油机工作原理一、二冲程汽油机工作原理压缩混合气进气点火燃烧排气扫气孔进气孔排气孔火花塞1、结构、结构二、二冲程柴油机工作原理二、二冲程柴油机工作原理换气燃烧排气压缩喷油器空气扫气泵废气排气门§2.4 发动机的分类发动机的分类车用内燃机车用内燃机水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机车用内燃机四冲程发动机四冲程发动机二冲程发动机二冲程发动机汽油发动机汽油发动机柴油发动机柴油发动机单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机化油器式发动机化油器式发动机直接喷射式发动机发动机直接喷射式发动机发动机车用内燃机车用内燃机单列式发动机单列式发动机双列式发动机双列式发动机§2.5 发动机的总体构造发动机的总体构造两大机构两大机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五大系统五大系统供给系供给系点火系点火系冷却系冷却系润滑系润滑系起动系起动系连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮■ 配气机构■ 曲柄连杆机构摇臂凸轮轴桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机结构示意图桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图压缩比压缩比定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。

用ε表示ε= Va/Vc 现代化油器式发动机压缩比一般为6～9(轿车有的达9～11)上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2压缩比过大的不良后果返回压缩比过大的不良后果压缩比过大的不良后果 名称名称成因成因现象现象后果后果爆燃爆燃由于气体压力和由于气体压力和温度过高，在燃温度过高，在燃烧室内离点燃中烧室内离点燃中心较远处的末端心较远处的末端可燃混合气自燃可燃混合气自燃而造成的一种不而造成的一种不正常燃烧正常燃烧火焰以极高的速火焰以极高的速率向外传播，形率向外传播，形成压力波，以声成压力波，以声速向前推进当速向前推进当压力波撞击燃烧压力波撞击燃烧室壁时就发出尖室壁时就发出尖锐的敲缸声锐的敲缸声还会引起发动机过热，还会引起发动机过热，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严重爆燃时甚至造成气严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等花塞绝缘体击穿等表面表面点火点火由于燃烧室内炽由于燃烧室内炽热表面与炽热处热表面与炽热处(如排气门头，火如排气门头，火花塞电极，积炭花塞电极，积炭处处)点燃混合气产点燃混合气产生的另一种不正生的另一种不正常燃烧。

常燃烧伴有强烈的较沉伴有强烈的较沉闷敲击声闷敲击声产生的高压会使发动机产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降机件负荷增加，寿命降低返回四冲程发动机工作状态四冲程发动机工作状态 状态行程温度(K)压力进气行程370~44075~90 kPa压缩行程600~800600~1500 kPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa (瞬时最高)300~500 kPa (作功终了)排气行程900~1200105~125 kPa柴油机工作时各行程状态参数柴油机工作时各行程状态参数 状态状态行程行程温度温度(K)压力压力进气行程进气行程320~350800~900 kPa压缩行程压缩行程800~10003~5MPa作功行程作功行程2200~2800(瞬时最高瞬时最高)1500~1700(作功终了作功终了)3~5MPa (瞬时最高瞬时最高)300~500 kPa (作功终了作功终了)排气行程排气行程800~1000105~125 kPa。