课题一 发动机总体结构

课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院课题一：发动机的总体结构课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院学习目标•1、会描述往复式发动机的基本结构及工作原理•2、会描述发动机的总体构造•3、知道发动机的类型和编号•4、会区分基本术语和主要技术参数•5、知道发动机主要性能指标和工作特性课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院1.1发动机的作用与分类•1876年，德国人奥托发明了往复活塞式四冲程发动机并投入使用•1892年，德国工程师迪塞尔发明了压燃往复式四冲程柴油机并投入使用•1956年，德国人汪克尔发明了转子式发动机并投入使用课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。1）、按燃料的使用不同分汽油机柴油机发动机的定义：发动机的分类：现代汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。1.1.1~2、发动机的作用与分类气体燃料发动机:燃气汽车氢动力汽车(长安景程)生物乙醇课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院3）、按冷却方式不同水冷发动机风冷发动机2）、按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机二行程发动机课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院4、按气缸数及排列方式单缸发动机多缸发动机直列式Ｖ型、W型对置式直列式Ｖ型对置式课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院5、按照气门位置分为：顶置式气门发动机侧置式气门发动机6、按照进气系统是否采用增压方式可以分为：自然吸气发动机强制进气发动机往复式发动机转子发动机7、按活塞运动方式分为：课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)压缩比发动机排量工作循环1.2发动机的常用术语课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院动态演示课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院压缩比气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用ε表示。例如：现代化油器式发动机压缩比一般为8～11(轿车有的达10以上)。柴油机压缩比一般为为16～22。Va－气缸总容积；Vh－气缸工作容积；Vc－燃烧室容积；课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院工作循环对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量，用表示VL。发动机排量VL=Vh×iVh－气缸工作容积（气缸排量）i－气缸数目课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院1.3四行程发动机工作原理1.3.1四冲程汽油发动机的工作原理观看演示1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院汽油发动机四个行程的图示1.进气行程２.压缩行程３.作功行程4.排气行程每一行程工作的具体分析如下课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院1、进气行程排气门关闭进气门开启大气压力线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。进气终了时气缸内压强为0.074～0.093Mpa，温度上升至370～440K活塞下行课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院进气行程•由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动，这时排气门关闭，进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一循环未排净的废气，因此，气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞下移，气缸内容积增大，压力减小，当压力低于大气压时，在气缸内产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为0.075～0.09MPa，同时受到残余废气和高温机件加热的影响，温度达到370～440K。实际汽油机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到下止点之后关闭，以便吸入更多的可燃混合气。课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院2、压缩行程进气门关闭排气门关闭PVra示功图大气压力线c上止点下止点压缩终了时气缸内压强上升至0.6～1.2Mpa，温度继续上升至600～800K。活塞上行课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院压缩行程•曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度不断升高，当活塞到达上止点时压缩行程结束。此时气体的压力和温度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达0.6～1.2MPa，温度可达600～800K。压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度越快，发动机功率也越大。但压缩比太高，容易引起爆燃。所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃的情况下自行燃烧，且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播，造成尖锐的敲缸声。会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及机件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的，汽油机的压缩比一般为ε＝6～10。课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院3、作功行程进气门关闭排气门关闭PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点作功中气缸内最高压强可达3～5Mpa，最高温度可达2200～2800K；作功终了时气缸内压强下降至0.3～0.5Mpa，温度下降至1300～1600K。活塞下行课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院作功行程•作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角)位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达3～5MPa，最高温度可达2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度降低到1300～1600K。课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院4、排气行程进气门关闭排气门打开PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点残余废气排气终了时气缸内压强下降至0.105～0.115Mpa，温度下降至900～1200Ka活塞上行课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院排气行程•可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个进气行程。当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。实际汽油机的排气行程也是排气门提前打开，延迟关闭，以便排出更多的废气。由于燃烧室容积的存在，不可能将废气全部排出气缸。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K。曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。课程内容汽车发动机构造与检修---------------------------------------------------------------------宁波大红鹰学院机电分院总结•发动机是一种能量转换机构，它将燃料燃烧产生的热能转变成机械能。那么，四冲程汽油发动机是怎样完成这个能量转换过程呢？也就是说它是怎样把热能转换成机械能的呢？要完成这个能量转换必须经过进气，把可燃混合气引入气缸；然后将进