发动机的基本知识

第一章发动机的基本知识汽车构造主讲：李颂华电话：024-2469217813604070287E-Mail：[e-mail]沈阳建筑大学交通与机械工程学院交通运输专业第一章发动机的基本知识概述四冲程发动机的工作原理发动机的总体构造发动机性能指标与特性内燃机名称及型号编制授课学时：2教学目的与要求：了解：发动机的定义、分类、特点，汽车总体构造。熟悉：发动机结构基本术语，发动机名称及型号编制规则。掌握：四冲程发动机的工作原理，发动机的主要性能指标与特性。教学难点与重点：四冲程发动机的工作原理。第一章发动机的基本知识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类：汽油机柴油机一、发动机的定义：二、往复活塞式内燃机的分类：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。第一节概述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4、按气缸数及排列方式单缸发动机多缸发动机单列式Ｖ型对置式单列式Ｖ型对置式第二节四冲程发动机的工作原理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)一、发动机结构基本术语压缩比(ε)发动机排量(VL)工作循环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VL表示。发动机排量VL=Vh×iVh－气缸工作容积（气缸排量）i－气缸数目二、四行程发动机工作原理观看演示1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程（一）四行程汽油机的工作原理汽油发动机四个行程示意图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353～403K。活塞下行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0.6～1.5Mpa，温度继续上升至600～700K。活塞上行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0.102～0.120Mpa，温度下降至900～1200Ka活塞上行（二）四行程柴油机工作原理与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。进气行程压缩行程作功行程排气行程新鲜空气四行程柴油机各行程示意图开始喷油分析和比较汽油机、柴油机的工作异同?首先分别看一下汽油机和柴油机的图示火花塞喷油器汽油机、柴油机的工作相同点：每个工作循环曲轴转两周;每一行程曲轴转半周;只有作功行程产生动力。汽油机柴油机汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧有点火系无点火系无喷油器有喷油器汽油机、柴油机的工作不同点：第三节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燃料系润滑系冷却系点火系起动系桑塔纳发动机结构示意图1.桑塔纳发动机的曲柄连杆机构2.桑塔纳发动机的配气机构3.桑塔纳轿车汽油供给系4.桑塔纳发动机冷却系5.桑塔纳发动机润滑系6.桑塔纳发动机点火系7.桑塔纳轿车起动机1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，用Te表示。一、动力性指标2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效功率，用Pe表示。式中：Te－有效扭矩，单位为N·m；n－曲轴转速，单位为r/min二者关系：第四节发动机主要性能指标与特性三、发动机的速度特性指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。二、经济性指标燃油消耗率：指发动机每发出1KW有效功率，在1小时内所消耗的燃油质量，称为燃油消耗率，用be表示。汽油发动机外特性：节气门开度达到最大（代表发动机最高动力性能）汽油发动机部分特性：节气门部分打开燃油消耗率越低，燃油经济性越好四、发动机的工况与负荷1、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明。2、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率与同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。Pe/kWn/r·min-105045322720200035004800ⅠⅡⅢabcde分析右图发动机的负荷首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。一、内燃机型号由以下四部分组成第五节内燃机名称及型号编制规则二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义(1)汽油机1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号CA488：表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号(2)柴油机195：表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型6135Q：表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用X4105：表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号三、型号编制举例发动机常用术语工作原理发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。分类定义按不同的分类方法大致分为四大类十个基本术语汽油发动机柴油发动机（重点）区别于汽油机的工作过程四个行程的工作过程小结发动机总体构造：汽油机（两大机构五大系统）柴油机（两大机构四大系统）主要性能指标与特性动力性指标：有效转距，有效功率经济性指标：燃油燃油消耗率速度特性工况与负荷内燃机名称及型号编制规则熟练识认内燃机名称和规格小结1、CA－488汽油机有4个气缸，气缸直径87.5mm，活塞冲程94mm，压缩比8.1，试计算其气缸工作容积、燃烧室容积及发动机排量（单位：L）。2、已知BJ492QA型汽油机的活塞行程为92mm，压缩比为6，试求每缸的工作容积、燃烧室容积及发动机排量（容积以L为单位）。3、汽油机和柴油机所用的压缩比为何不一样？压缩比过大会出现哪些不正常燃烧现象？4、配图说明四冲程汽油发动机的工作原理。5、EQ6100Q-1汽油机、12V135Z柴油机分别表示什么？6、课后习题1-4、1-5、1-6。思考与练习