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1、第 1 章 汽 车 发 动 机 总 论,第 一 节 汽车发动机的类型及工作原理,一、汽车发动机的类型,现代汽车所用发动机,除个别转子式发动机外,绝大多数是往复活塞式内燃机。其分类如下；按完成一个工作循环活塞的往复次数不同,分为四冲程与二冲程发动机；按冷却方式不同,分为水冷式与风冷式发动机。按气缸数不同,分为单缸与多缸发动机(其中多缸发动机又可按气缸排列形式分为直列、V形和对置式发动机)；按所用燃料不同,分为汽油机和柴油机(其中汽油机又可分为化油器式与电喷式发动机)；按进气是否增压又可分为增压式与非增压式发动机。现代汽车大多采用四冲程、多缸(直列或V形排列)、水冷式汽油或柴油发动机。,二、发动机
2、工作原理,1，发动机能量转换机构的基本组成,运动特点和基本术语 发动机的工作过程是周期性地将燃料燃烧的热能,转变为机械能的过程。经过进气、压缩、作功、排气，每进行一次称为一个工作循环。曲轴旋转两周，活塞往复运动四次完成一个工作循环，称为四冲程发动机。曲轴旋转一周，活塞往复运动二次完成一个工作循环，称为二冲程发动机。,单缸四冲程汽油机基本结构示意图,1-机油泵；2-曲轴正时齿轮；3-凸轮轴正时齿轮；4-凸轮轴；6-排气歧管；7-进气歧管；8-进气门；9-排气门；10-化油器；11-火花塞；12-气缸盖；14-气缸；15-活塞；18-活塞销；21-飞轮；22-曲轴；24-油底壳,发动机基本术语,1
3、 上止点：活塞离曲轴回转中心最远处，即指活塞上行到最高位置，称为上止点心。,2 下止点：活塞离曲轴回转中心最近处，即指活塞下行到最低位置，称为下止点。,3 活塞行程（s）：即上、下止点间的距离 单位（mm）。,4 曲柄半径（R）：曲轴连杆轴颈的中心（即连杆大头）至曲轴主轴颈中心的距离,称为曲柄半径。（mm）显然，S=2R。曲轴每转一周，活塞移动两个行程。,5 气缸工作容积（Vh）：指活塞从上止点到下止点所让出的空间容积（L）。Vh=D2s/4106（L）式中：D 气缸直径，mm。,6燃烧室容积（Vc）：指活塞在上止点时，活塞上方的空间叫做燃烧室，它的容积叫燃烧室容积（L）。,7发动机排量（VL
4、）：指发动机所有气缸工作容积之和（L）。设发动机的气缸数为i，则 VL=Vh i,8 气缸总容积（Va）：当活塞在下止点时，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,9 压缩比（）：()译音:衣普西龙气缸总容积与燃烧室容积的比值，即=Va/Vc vavhvc 1,压缩比（）：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也就越高。一般车用汽油机的压缩比为710之间，柴油机的压缩比为1522之间。,四冲程汽油机工作原理,1进气行程：当活塞由曲轴带动,从上止点向下止点运动。此时进气门打开，排气
5、门关闭。活塞上腔容积增大，在真空吸力的作用下，经过空气滤清器滤清的清洁空气与汽油形成混合气，经进气门被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。此时气缸内的气体压力约为 0.0750.09MKP,四冲程汽油机工作原理,2压缩行程：活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动。进、排气门均关闭，活塞上腔容积不断减小，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。气体压力和温度同时升高，混合气进一步混合，形成可燃混合气。此时，气缸内压力为6001500kPa，温度600800K，远高于汽油的点燃温度，因而很容易点燃。,四冲程汽油机工作原理,3作功行程：压缩行程末，火花塞产生
6、电火花，点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，推动活塞由上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出作功。,四冲程汽油机工作原理,4排气行程：在作功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。,小 结,1.发动机自行运转之前需要外力完成进气和压缩两个冲程，通常用人力或起动机等带动发动机曲轴运转。2.在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转动，其他三个冲程都是曲轴带动活塞运动。3.在整个循环过程中，进气门、排气门各开启一次。一个工作循环曲轴旋
7、转720（2圈）；活塞上、下运动四次（4个行程）。,小 结,4.发动机着火运转的基本条件是：a 油：有油，混合气浓度合适。b 电：能产生足够的火花,点燃可燃混合气。c 气：气缸有足够压力可燃混合气。d 点火正时：压缩冲程上止点前点火。e 配气正时：定时将进、排气门开关。,四冲程柴油机工作原理,进气行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气缸内活塞上腔容积逐渐增大，形成真空度，在真空吸力作用下，新鲜空气被吸入气缸。压缩行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，进气门开启，排气门关闭，气缸内活塞上腔容积逐渐减小，空气被压缩，压力、温度升高。作功行程 压缩行程末，喷油泵将高压柴
8、油经喷油器喷入气缸内的高压空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气，柴油自行着火燃烧，气缸内压力、温度急剧升高，推动活塞由上止点向下止点运动，带动曲轴旋转作功。排气行程 在作功终了时，排气门被打开，曲轴带动活塞由下止点向上止点运动，废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸。,学习目标,知识目标：1.能正确描述发动机的基本结构、作用和发动机的常用术语定义；2.能简单叙述发动机基本工作原理；3.能够正确描述发动机的总体构造。,第二节 发动机的总体构造,1:机体组2:曲柄连杆机构3:配气机构4:供油系统5:冷却系统6:润滑系统7:起动系统8:点火系统等,EQ6100-1发动机剖面图,第
9、三节 发动机的主要性能指标及编号规则,一、发动机的主要性能指标及编号规则,发动机的主要性能指标包括动力性指标(有效转矩、有效功率及升功率)和经济性指标(有效燃油消耗率)。1有效转矩 发动机曲轴对外输出的转矩称为有效转矩，用Me表示，单位为Nm。,2有效功率 发动机曲轴对外输出的功率称为有效功率，用Pe表示，单位为kW。它等于有效转矩与角速度的乘积。有效转矩Me和曲轴转速n可用测功器和转速计测定，然后用以下的公式计算出发动机有效功率,3升功率 在标定工况(标定功率、标定转速)下发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率称为升功率，用PL表示，单位是kW/L。,4有效燃油消耗率 发动机在l h内持续发出lkW有效功率所消耗的燃油量，称为有效燃油消耗率，也称有效比油耗或有效耗油率，用ge表示，单位是g(kWh)。,二、国产内燃机编制规则,发动机型号编制举例：,(1)EQ 61001型汽油机：表示二汽生产、六缸、四冲程、缸径100mm、水冷、通用型、第一种变型产品。(2)6120 Q柴油机：表示6缸、四冲程、缸径120mm、水冷、车用。(3)12V135Z柴油机：表示12缸、V形、四冲程、缸径135mm、水冷、增压。,END,
