第二章 发动机工作原理及总体构造.ppt

第二章 发动机工作原理与总体构造 发动机基本术语与类型 发动机简单工作原理 发动机性能指标 第一节 发动机基本术语和类型 发动机基本术语 发动机分类 发动机总体构造 一、发动机的基本术语 发动机结构示意图 上止点 （Top Dead Center） 活塞离曲轴旋转中心最远的位置 下止点（Bottom Dead Center） 活塞离曲轴旋转中心最近的位置 活塞行程 S 上下止点之间的距离 曲柄半径 R 曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离 气缸工作容积 VS （L） 活塞由上止点运动到下止点，活塞顶部所扫过的容积 VS=(π/4)D2·S×10-6 内燃机排量 VL（L） 所有气缸的工作容积之和 VL =i·VS 燃烧室容积（压缩容积）VC 活塞位于上止点时，活塞顶部上方的容积 气缸总容积 Va 气缸工作容积与燃烧室容积之和 Va = VS +VC 压缩比ε 气缸总容积与燃烧室容积之比 ε= Va / VC =1+ VS/ VC ε表示气缸内气体被压缩的程度 ε↑→（压缩终了气体）P、T↑ 汽油机一般7～10，柴油机一般14～22 二、发动机的分类 热能动力装置（热机） 内燃机 直接以燃料燃烧所生成的燃料产物为工质的热机 活塞式内燃机（汽车发动机） 往复活塞式 旋转活塞式 燃气轮机 外燃机 燃料燃烧加热其它工质（水） 蒸气机 汽轮机 根据所用燃料种类 汽油机 柴油机 代用燃料（非石油燃料）发动机 酒精、氢气、甲醇发动机等 气体燃料发动机 天然气、液化石油气等 按冲程数 四冲程发动机 二冲程发动机 按气缸数 单缸发动机、多缸发动机 按气缸排列方式 直列立式、直列卧式、V型发动机 按冷却方式 风冷发动机、水冷发动机 按进气方式 增压发动机、非增压发动机 按着火方式 点燃式发动机、压燃式发动机 三、发动机的总体构造 机体组 机体 气缸体+曲轴箱的连铸体 构成气缸的零件称做气缸体 支承曲轴的零件称作曲轴箱 骨架作用，安装各个机构和系统 气缸盖 组成燃烧室，布置各零件 曲柄连杆机构 主要件 活塞、连杆、曲轴 功用 将活塞的往复直线运动→曲轴的旋转运动，对外输出动力 配气机构 功用 定时开启和关闭进排气门 主要部件 气门组 传动组 供给系统 燃油供给系统 将燃油及时供给气缸 进、排气系统 将空气及时供给气缸 将废气及时排除 点火系统 汽油机点燃混合气 冷却系 功用 防止发动机过热，及时散热 分类 风冷系 水冷系 润滑系 功用 润滑、冷却、清洁、密封、防腐 润滑方式 压力润滑 飞溅润滑 起动系 利用外力起动发动机 第二节 发动机简单工作原理 四冲程内燃机工作循环 四冲程汽油机工作原理 四冲程柴油机工作原理 二冲程内燃机工作原理 一、四冲程内燃机工作循环 二、四冲程汽油机工作原理 进气行程 由进气门开启到进气门关闭 进气提前角 早于上止点开启 增加进入气缸内的混合气量 进气晚关角 迟于下止点关闭 减少进气过程所消耗的功 进气终了时刻 p：约为0.07~0.09MPa大气压 T：约为320~380K大气温度 压缩行程 由进气门关闭到活塞移到上止点（压缩上止点） 进气门关闭 排气门关闭 活塞上行，气缸内气体被压缩，缸内压力温度都升高 p：约为0.8~1.5MPa T：约为600~750K 作功行程 燃气压力推动活塞由上止点移至下止点 火花塞跳火，点燃可燃混合气，燃烧气体的体积急剧膨胀 进气门关闭 排气门关闭 高温高压燃气推动活塞下行，对外作功 p：高达3.0~6.5MPa T：高达2200~2800K 作功行程结束时 p：约为0.35~0.5MPa T：约为1200~1500K 排气行程 从排气门开启到排气门关闭的时刻 排气提前角 早于下止点开启 减少气缸内的废气量 排气晚关角 迟于上止点关闭 减少排气过程消耗的功 排气终了时，残余废气 p：0.105~0.12MPa T：900~1100K 气门重叠角 在排气门关闭之前，进气门就已打开，进排气门同时开启时期所对应的曲轴转角 三、四冲程柴油机工作原理 进气行程 吸入的只是纯净空气 进气系统阻力较小，残余废气的温度较低 进气行程结束时 P：约为0.085~0.095MPa T：约为310~340K 压缩行程 压缩比大 压缩行程终了时 P：高达3~5 MPa T：高达750~1000K 作功行程 喷油器高压雾状喷油（10~20MPa） 柴油蒸发汽化，形成可燃混合气 温度远高于柴油的自燃点（600K） 燃气压力、温度迅速升高，膨胀作功 最大压力和温度 P：高达6~9MPa T：高达1800~2200K 作功行程结束时 P：0.2~0.5MPa T：1000~1200K 排气行程 排气终了时残余废气 P：约为0.105~0.12MPa T：约为700~900K 四、二冲程内燃机工作原