第一章发动机的基本原理内容

第一节：汽车发动机分类发动机分类热力发动机电动机内燃机外燃机活塞式内燃机燃气轮机往复活塞式旋转活塞式发动机：将某种能量转变为机械能的机器。是汽车最主要的总成之一，动力的来源。被称为汽车的“心脏”。汽油机单缸、多缸柴油机二冲程四冲程据活塞冲程数分据使用燃料分据冷却方式分水冷式风冷式据气缸数分：第二节：单缸发动机构造基本术语活塞气缸曲轴连杆活塞销进气门排气门基本术语：1.上、下止点2.活塞行程3.曲柄半径4.气缸工作容积5.燃烧室容积6.气缸总容积7．发动机排量8.压缩比9.发动机工作循环10.二冲程发动机11.四冲程发动机发动机基本术语示意图其中：气缸工作容积：SDVs62104气缸总容积：csaVVV发动机排量：iVVsL（L）压缩比：csccscaVVVVVVV1工作循环：吸压功排SVcVs压缩比过大的不良后果名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。第三节：四冲程发动机工作原理单缸四冲程汽油机的工作过程1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程进气行程示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K，压力75~90kPa大气压力线PVra示功图上止点下止点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c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa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cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa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cZb上止点下止点温度900~1200K压力105~125kPa残余废气四冲程发动机工作状态状态行程温度(K)压力进气行程370~44075~90kPa压缩行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程900~1200105~125kPa（2）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800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa温度800~1000K压力105~400kPa终了：温800~1000K压力105~400kPa柴油机工作时各行程状态参数状态行程温度(K)柴油机工作时各行程状态参数压力进气行程320~350800~900kPa压缩行程800~10003~5MPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)5~10MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程800~1000105~125kPa总结：发动机完成一次工作循环，曲轴需要转两周，进、排气门各开启一次，活塞移动四个行程，其中进气、压缩、排气行程需要消耗动力，只有作功行程产生动力对外作功。汽油、柴油发动机区别：（1）混合气形成方式不同。（2）着火方式不同二冲程发动机的工作原理•二冲程发动机•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思考1.理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。2.由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。3.构造简单，质量较小。4.易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？二冲程发动机特点：1、进气方式不同（四冲程是由进、排气门开启的专门过程，二冲程是靠活塞运动开启排、扫气孔的几乎完全重叠的换气过程。2、完成一个工作循环，二冲程需转一转，二四冲程转两转，理论上二冲程发动机功率为四冲程的二倍，但实际只有1.5~1.6。3、二冲程省去了配气机构，简化了结构。4、二冲程发动机不需要单独的油道和水道二冲程发动机特点：1、进气方式不同（四冲程是由进、排气门开启的专门过程，二冲程是靠活塞运动开启排、扫气孔的几乎完全重叠的换气过程。第五节：发动机总体构造二机构曲柄连杆机构（维持发动机工作循环、实现能量转换）配气机构（适时开关进、排气门，使可燃混合气及时进气缸）配气机构构造图组成：二机构五系统以EQ6100—1型发动机为例。总体构造图曲轴构造示意图发动机二机构简图2019/12/19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润滑系（将机油送到各摩擦副间，减少它们之间的摩擦）冷却系（把受热高温机件多余热量散发到大气中，保证发动机在正常温度下工作）五系统燃料供给系：（将汽油和空气混合成一定数量、浓度的混合气、供给气缸)点火系起动系（起动发动机）（使火花塞适时产生电火花，点燃缸内混合气）桑塔纳发动机冷却系示意图桑塔纳发动机润滑系示意图机油滤清机油泵曲轴正时齿轮—凸轮轴正时齿轮比例演示发动机燃油供给系演示发动机冷却系演示发动机润滑系演示配气机构工作演示第五节发动机的性能指标发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。同时，发动机性能指标的建立还促进了发动机结构的不断改进和创新。1.有效转矩Te,单位为N·m2.有效功率pe,单位为KW。3.发动机转速,单位为r/min4.平均有效压力,单位为MPa二、经济性指标1.有效热效率ηe2.有效燃油消耗率be，单位为g/（kW·h）三、强化指标1.升功率2.强化系数四、紧凑性指标1.比容积2.比质量五、环境指标六、可靠性指标七、耐久性指标八、工艺性指标九、内燃机速度特性发动机性能指标随调整状况及运行工况而变化的关系称为发动机特性，利用特性曲线可以简单而又方便地评价发动机性能。