3发动机工作原理FXL-3 Microsoft PowerPoint.pptVIP

第二节 发动机的工作原理 一、基本术语 1.上止点：活塞离曲轴回转中心最远处，通常指活塞上行到最高位置。 2.下止点：活塞离曲轴回转中心最近处，通常指活塞下行到最低位置。 3.活塞行程(S)：上、下两止点间的距离(mm)。S=2R 4.曲柄半径(R)：与连杆下端(即连杆大头)相连的曲柄销中心到曲轴回转中心的距离(mm)。 曲轴每转一转，活塞移动两个行程。 8.内燃机排量(VL):内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。 VL= i·Ⅴh 9.压缩比(ε)：气缸总容积与燃烧室容积的比值。 ε =Ⅴa /ⅤC =(Ⅴh +ⅤC)/ ⅤC =1+Ⅴh /ⅤC 它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。一般车用汽油机的压缩比为6~10，柴油机的压缩比为15~22。 10.发动机的工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程(进气、压缩、作功和排气)称发动机的工作循环。 11.四冲程发动机：活塞往复四个行程完成一个工作循环的发动机称为四冲程发动机。 12.二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作循环的发动机称为二冲程发动机。 （1）进气行程 活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。 进气行程 （2）压缩行程 进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高。 压缩行程 （3）作功行程 压缩行程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。这时，进、排气门仍旧关闭。 作功行程 （4）排气行程 排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体(或称废气)在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。 排气行程 3.单缸四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机的工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气等四个过程，在各个活塞行程中，进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着火方式上有着根本的差别。 (1)进气行程 柴油机进气行程中，被吸入气缸的只是纯净的空气。 (2)压缩行程 因为柴油机的压缩比大，所以压缩行程终了时气体压力高。 (3)作功行程 在压缩行程结束时，喷油泵将柴油泵入喷油器，并通过喷油器喷入燃烧室。因为喷油压力很高，喷孔直径很小，所以喷出的柴油呈细雾状。细微的油滴在炽热的空气中迅速蒸发汽化，并借助于空气的运动，迅速与空气混合形成可燃混合气。由于气缸内的温度远高于柴油的自燃点，因此柴油随即自行着火燃烧。燃烧气体的压力、温度迅速升高，体积急剧膨胀。在气体压力的作用下，活塞推动连杆，连杆推动曲轴旋转作功。 (4)排气行程 排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，燃烧后的废气排出气缸。 小结 一、基本术语 二、发动机基本工作原理 * 5.气缸工作容积(Ⅴh)：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积(L)。 Ⅴh =πD2S/(4×106) (L) 式中：D——气缸直径(mm)。 6.燃烧室容积(ⅤC) :活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积(L) 。 7.气缸总容积(Ⅴa)：活塞在下止点时，活塞上方的容 积称为气缸总容积(L)。它等于气缸工作容积与燃烧室 容积之和，即 Ⅴa =Ⅴh +ⅤC 1.单缸四冲程汽油机的工作原理 四冲程往复活塞式内燃机在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功和排气等四个过程，即在一个活塞行程内只进行一个过程。因此，活塞行程可分别用四个过程命名。 进气行程 压缩行程 作功行程 排气行程 二、发动机基本工作原理 排气门关闭 进气门开启 活塞 温度370~400 K， 压力0.07~0.09MPa 大气压力线 P V r a 示功图 上止点