发动机工作原理与总体构造讲.pptx
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1、第二章第二章 发动机工作原理与发动机工作原理与总体构造总体构造第1页/共77页第一节、发动机基本术语和类型第一节、发动机基本术语和类型 知识点知识点:发动机的基本术语发动机的总体构造发动机的分类第2页/共77页(一)、发动机的基本术语(一)、发动机的基本术语发动机基本术语 第3页/共77页1上止点:活塞离曲轴旋转中心最远的位置2下止点:活塞离曲轴旋转中心最近的位置3活塞行程 S:上下止点之间的距离第4页/共77页4曲柄半径R:曲轴旋转中心到曲柄销中心的距离5气缸工作容积VS(单位 L)活塞由上止点运动到下止点,活塞顶部所扫过的容积,VS=(/4)D2S10-66燃烧室容积(余隙容积)VC:活塞
2、位于上止点时,活塞顶部上方的容积第5页/共77页7气缸最大容积Va 活塞位于下止点时,活塞顶部上方的容积Va=VS+VC8内燃机排量 VL 所有气缸的工作容积之和VL=iVS9压缩比:气缸最大容积Va与燃烧室容积VC之比 =Vc/Va 越大,循环热效率越高 汽油机=79 柴油机=1822 第6页/共77页(二)(二)内燃机的分类内燃机的分类 根据划分标准的不同,可将内燃机分为好多种类1根据所用燃料的不同 柴油机:柴油机:以柴油为燃料,进气过程中进入汽缸的是纯空气,压缩终了时喷入柴油,柴油与空气在汽缸内混合由于空气经压缩后所达到的温度能引起柴油的自燃,这种内燃机也称为压燃式内燃机。汽油机:汽油机
3、:以汽油为燃料,空气与汽油在气缸外混合,形成可燃混合气后进入气缸,经压缩后依靠火花塞产生电火花引起燃烧。煤气机:煤气机:汽油机进行适当的改进。第7页/共77页第8页/共77页2按冲程数 二冲程:二冲程:每两个活塞行程(曲轴每转一转)完成一个工作循环。如摩托车的多数发动机。四冲程:四冲程:每四个活塞行程(曲轴每转两转)完成一个工作循环。绝大多数发动机所采用。第9页/共77页3按气缸数 单缸:单缸:只有一个气缸 多缸:多缸:由多个气缸组成第10页/共77页4按气缸排列方式 直列立式 V型 对置式对置式第11页/共77页第12页/共77页5按冷却方式 风冷风冷:以空气为冷却介质,没有专门的冷却系统
4、如:坦克 水冷:水冷:以液体为冷却介质,有专门的冷却系统第13页/共77页6按进气方式 增压:增压:在进气过程中,可燃混合气或空气是通过装在进气管道上的增压器提高压力,然后进入气缸内非增压非增压:也叫自然吸气发动机,靠活塞的抽吸作用第14页/共77页7按着火方式 点燃:点燃:靠火花塞点火来产生燃烧,汽油机所采用 压燃压燃:靠燃油的自燃来产生燃烧,柴油机所采用8按用途 固定式:工程机械采用 移动式:第15页/共77页第二节、发动机的总体构造第二节、发动机的总体构造 1 1机体与气缸盖机体与气缸盖机体:机体:骨架作用,安装各个机构和系统,包括气缸体、油底壳、曲轴箱缸盖缸盖:组成燃烧室,布置各种零部
5、件第16页/共77页2曲柄连杆机构作用:将活塞的往复直线运动曲轴的旋转运动对外输出动力组成:活塞连杆组、曲轴飞轮组二部分第17页/共77页3 3配气机构配气机构功用:定时开启和关闭进排气门功用:定时开启和关闭进排气门主要部件:气门组、传动组主要部件:气门组、传动组第18页/共77页4 4、燃油供给系统、燃油供给系统作用:将燃油和空气及时地供给气缸,并将燃烧后的废气及时排除主要部件:化油器(汽)、喷油泵和喷油器(柴)、空气滤清器、进气管、排气管、消声器等第19页/共77页电控汽油喷射系统的供给系统第20页/共77页5 5点火系统点火系统:汽油机和煤气机所采用,汽油机和煤气机所采用,点燃混合点燃混
6、合气气主要部件:火花塞、点火线圈、断电器、分电器主要部件:火花塞、点火线圈、断电器、分电器第21页/共77页6 6冷却系冷却系 功功 用:防止发动机过热,及时散发热量用:防止发动机过热,及时散发热量 分 类:风冷、水冷 主要部件:水泵、风扇、水箱、节温器第22页/共77页7 7润滑系润滑系 功 用:润滑、冷却、清洁、密封、防腐 润滑方式:飞溅润滑飞溅润滑:靠曲轴等旋转部件飞溅起的油滴润滑 压力润滑压力润滑:靠润滑系统建立起的油压经过各个油道润滑 各零部件油雾 主要部件:集滤器、机油泵、滤清器、各种阀体等第23页/共77页润滑系结构图第24页/共77页第25页/共77页8 8起动系起动系功用:内
7、燃机不能自行起动,借助外力使之运转功用:内燃机不能自行起动,借助外力使之运转主要部件:起动机、蓄电池、点火开关等主要部件:起动机、蓄电池、点火开关等第26页/共77页 发动机的总体构造发动机的总体构造两大机构两大机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五大系统五大系统供给系供给系点火系点火系冷却系冷却系润滑系润滑系起动系起动系第27页/共77页第28页/共77页第29页/共77页 供给系第30页/共77页第31页/共77页第32页/共77页 润滑系第33页/共77页第34页/共77页发动机组装和工作过程视频第35页/共77页知识点知识点:四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理:汽油机的工
8、作原理汽油机的工作原理 柴油机的工作原理柴油机的工作原理 二行程发动机工作原理:二行程发动机工作原理:第三节、发动机工作原理第三节、发动机工作原理第36页/共77页(一)、四行程发动机工作原理1 1四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理 四行程发动机每个工作循环由进气、压缩、四行程发动机每个工作循环由进气、压缩、作功和排气四个活塞行程组成,即在一个活塞作功和排气四个活塞行程组成,即在一个活塞行程内只进行一个过程,因此,活塞行程可分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,分别称为进气行程、压缩别用四个过程命名,分别称为进气行程、压缩行程、作功行程、排气行程。行程、作功行程、排
9、气行程。2 2四行程四行程发动机发动机工作循环工作循环 第一行程:活塞由上止点移到下止点,即曲轴由0转到180进气门打开,新鲜空气(或混合气)被吸入气缸。第37页/共77页 第二行程:下止点上止点,180360,气体被压缩,进排气门均关闭 第三行程:上止点下止点,360540,气体膨胀,进排气门均关闭;第四行程:下止点上止点,540720,废气被排出,排气门打开。第38页/共77页3、四行程汽油机的工作原理(1)1)进气行程进气行程 由进气门开启到进气门关闭,可燃混合气吸入气缸。进气提前角:进气门打开时刻与活塞位于上止点之间的曲轴转角(为了获得较多的充气量,活塞到达上止点前就开始开启)进气晚关
10、角:活塞到达下止点时刻与进气门关闭时刻之间的曲轴转角。利用空气流动的惯性及气体的动量,使更多的混合气充入气缸。进气终了时刻:气缸压缩压力p=0.070.09MPa大气压;气缸温度T=370400K。第39页/共77页进气行程示功图:表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。排气门关闭进气门开启活塞温度370440 K,压力7590 kPa 大气压力线PVra示功图上止点下止点第40页/共77页(2 2)压缩行程)压缩行程 由进气门关闭到活塞移到上止点(成为压缩上止点)为止,进排气门都关闭。活塞上行,气缸内气体被压缩,缸内压力温度都升高:p=0.811.4MPa;T=600700K第41页/
11、共77页压缩行程进气门关闭排气门关闭活塞压缩比:=Va/VcPVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600800K,压力6001500 kPa 第42页/共77页(3 3)作功行程)作功行程(燃烧及膨胀行程)(燃烧及膨胀行程)在压缩上止点前在压缩上止点前101015 15 CACA,火,火花塞点火,引燃花塞点火,引燃可燃混合气,形可燃混合气,形成火焰中心。成火焰中心。高温高压燃气推高温高压燃气推动活塞下行,对动活塞下行,对外作功:外作功:p=3p=35MPa5MPa;T=2200T=22002700K2700K。示功图czb段曲线第43页/共77页作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功
12、图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高:温度22002800 K,压力35MPa 作功终了:温度15001700 K,压力300500 kPa 第44页/共77页(4 4)排气行程)排气行程 从排气门开启到排气门关闭的时刻 排气提前角:在活塞到达下止点之前与下止点之间的曲轴转角。排气晚关角:在上止点与排气门关闭这一时期曲轴所转过的角度。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。第45页/共77页排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度9001200 K 压力105125 kPa残余废气第46页/共77页单缸四行程汽油
13、机的工作过程1、进气行程2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程第47页/共77页进气行程压缩性程做功行程排气行程发动机气门开启角度之间的关系第48页/共77页(5 5)汽油机示功图)汽油机示功图汽油机示功图第49页/共77页4、四行程柴油机的工作原理(1 1)进气行程)进气行程 在柴油机进气行程中,被吸入气缸的只是纯净空气在柴油机进气行程中,被吸入气缸的只是纯净空气。由于柴油机进气系统阻力较小,残余废气的温度较低,因此进气行程结束时气缸内气体的压力较高气缸内气体的压力较高,约为0.0850.095Mpa(相对于汽油机而言)。(2 2)压缩行程)压缩行程 因为柴油机的压缩比大,所以因为柴油机的
14、压缩比大,所以压缩行程终了时气体压缩行程终了时气体压力可高达压力可高达3 35 Mpa5 Mpa,温度可高达,温度可高达7507501000K1000K。第50页/共77页(3 3)作功行程)作功行程 在压缩行程结束时,在压缩行程结束时,喷油泵将柴油泵入喷油器,喷油泵将柴油泵入喷油器,并通过喷油器喷入燃烧室并通过喷油器喷入燃烧室。因为喷油压力很高,。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。由气的运动,迅速与空气
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