汽车发动机原理

汽车发动机原理AutomotiveEngineFundamentals3汽车构造简图一、内燃机简史热机：是将燃料中的化学能转变为机械功的热力机械。内燃机：是燃料在机器内部燃烧而将能量释放做功的，它的工质在燃烧前是燃油与空气的混合气，在燃烧后则是燃烧产物。最早的内燃机——煤气机1860年，法国人雷诺依尔(J.J.E.Lenoir)制成了第一台实用内燃机（单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机，输出功率为0.74—1.47KW，转速为100r/min，热效率为4%）。1862年，法国工程师得罗沙（BeauDeRochas）提出了著名的等容燃烧四冲程循环：进气、压缩、燃烧和膨胀、排气。1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21KW、180r/min）。1881年英国的克拉克(DugaldClerk，1854—1913年)在法国巴黎展览会上展出其发明的二冲程内燃机。汽油机的出现1883年，戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机，此发动机上安装了迈巴赫设计的化油器，还用白炽灯管解决了点火问题。以前内燃机的转速都不超过200r/min，而戴姆勒的汽油机转速一跃为800—1000r/min。它的特点是功率大，质量轻、体积小、转速快和效率高，特别适用于交通工具。与此同时，本茨研制成功了现在仍在使用的点火装置和水冷式冷却器。1886年戴姆勒和本茨分别成功地把他们制造的高速汽油机装在车辆上运行，现在公认这一年为汽车诞生年。柴油机——内燃机家族的另一个明星1892年德国的工程师鲁道夫·狄塞尔(Rudolfdiesel，1858—1913年)提出了一种新型内燃机的专利，即在压缩终了将液体燃油喷入缸内，利用压缩终了气体的高温将燃油点燃。这种构想在5年之后终于变为一个实际的机器，即压燃式发动机——柴油机。热效率可以比当时其他的内燃机高一倍。转子发动机的发明1957年，汪克尔(F.Wankel)成功地试验了他发明的转子发动机。这种发动机在一定领域(如赛车和小型发电机组)获得较好的应用。目前日本Mazda公司还生产这种发动机，并应用于汽车上。1、按燃油种类分类:汽油机，柴油机2、按点火方式分类:自行着火（压燃式），外源点火（点燃式）3、按工作循环分类:四冲程，二冲程4、按冷却方式分类:水冷，风冷5、按汽缸排列分类:直列式，卧式，V型，W型，星型.6、按汽缸数目分类:单缸机，多缸机（2，3，4，5，6，8缸…）7、按增压分类:增压，非增压二、分类发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系点火系冷却系润滑系起动系单缸发动机结构示意图四冲程汽车发动机构造发动机的基本参数上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)工作循环VL=Vh×iVh=πD2·S×10-6/4（L）D——气缸直径mmS——活塞行程mm气缸工作容积（Vh）：活塞运行一个行程所扫过的容积。活塞行程：活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离。下止点：活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置。上止点：活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置。燃烧室容积（Vc）：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积。气缸总容积（Va）：活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积。制作：霍志毅Email：[e-mail]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发动机排量：多缸发动机各气缸工作容积的总和（L），称为发动机排量。##升功率：用来衡量内燃机排量的利用程度。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1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程进气行程大气压力线PVra示功图上止点下止点压缩行程PVra示功图大气压力线c上止点下止点作功行程PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点排气行程排气门打开PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点制作：霍志毅Email：[e-mail]四、飞轮（一）功用：将在作功行程中输入于曲轴的功能的一部分贮存起来，用以在其他行程中克服阻力，带动曲柄连杆机构越过上、下止点，保证曲轴的旋转角速度和输出转矩尽可能均匀，并使发动机有可能克服短时间的超载荷，同时将发动机的动力传给离合器。制作：霍志毅Email：[e-mail]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。返回