《陳家瑞汽車構(gòu)造課件 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《陳家瑞汽車構(gòu)造課件 內(nèi)燃機(jī)的基本工作原（45頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、本章主要內(nèi)容：1、有關(guān)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的名詞術(shù)語2、四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理3、二沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理4、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 一、內(nèi)燃機(jī)的基本名詞術(shù)語1、上止點(diǎn)（下止點(diǎn)）定義：活塞頂離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)（近)處。即活塞的最高（低）位置。2、活塞沖程S定義：活塞上、下止點(diǎn)之間的距離。若曲柄半徑為R，則：S2R 3、氣缸工作容積（氣缸排量）Vs定義：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的容積。定義式： Vs=（ /4 ）D2S常作為表征內(nèi)燃機(jī)尺寸大小及動(dòng)力性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)之一。4、發(fā)動(dòng)機(jī)排量（發(fā)動(dòng)機(jī)工作容積）VL定義：發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸工作容積的總和。定義式：VL Vs*i i:發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)。5、燃燒室容積Vc定義：活

2、塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂以上的空間容積。 6、氣缸總?cè)莘eVa定義：活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞頂以上的空間容積。定義式：VaVsVc7、壓縮比c定義：壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比。定義式：cVa/ Vc物理意義：表示氣缸內(nèi)氣體被壓縮的倍數(shù)或燃?xì)馊紵笈蛎浀谋稊?shù)。是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性能參數(shù)。柴油機(jī)c：1422汽油機(jī)c：69（轎車有的達(dá)到911） 二、單缸四沖程汽油機(jī)的工作原理1、進(jìn)氣沖程活塞：從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)氣門：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉曲軸：旋轉(zhuǎn)從 0 A180 A進(jìn)氣終了壓力：pde0.0750.09 Mpa 進(jìn)氣終了溫度：Tde370400 K 2、壓縮沖程活塞：從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)

3、氣門：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉曲軸：旋轉(zhuǎn)從180 A360 A壓縮終了壓力：p co0.82.0 Mpa壓縮終了溫度：Tco600700 K 爆燃：由于氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內(nèi)離點(diǎn)燃中心較遠(yuǎn)處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。后果：輕微爆燃，發(fā)動(dòng)機(jī)功率有所升高；但過度，則會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降，經(jīng)濟(jì)性變差，零件壽命下降等。現(xiàn)象：發(fā)生爆燃時(shí)，有尖銳的金屬敲擊聲傳出。表面點(diǎn)火：由燃燒室內(nèi)熾熱表面（如排氣門頭、火花塞電極、積碳）點(diǎn)燃混合氣產(chǎn)生的另一種不正常燃燒。后果：發(fā)動(dòng)機(jī)的性能下降，零部件壽命降低?，F(xiàn)象：發(fā)生表面點(diǎn)火時(shí)，有沉悶的敲擊聲傳出。 3、做功沖程活塞：從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)氣

4、門：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉曲軸：旋轉(zhuǎn)從360 A540 A最高壓力：pmax3.06.5 Mpa最高溫度：Tmax22002800 K膨脹終了壓力：pex0.30.6 Mpa膨脹終了溫度：Tex12001500 K 4、排氣沖程活塞：從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)氣門：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門開啟曲軸：旋轉(zhuǎn)從540 A720 A排氣終了氣體壓力（殘余廢氣壓力）： pr0.1050.115 Mpa排氣終了氣體溫度（殘余廢氣溫度）： Tr9001100 K 二、單缸四沖程柴油機(jī)的工作原理1、進(jìn)氣沖程與汽油機(jī)主要區(qū)別：進(jìn)入氣缸的是純空氣。進(jìn)氣終了壓力：pde0.080.09Mpa進(jìn)氣終了溫度：Tde340380K

5、2、壓縮沖程與汽油機(jī)的主要區(qū)別：壓縮比高于汽油機(jī)；在壓縮過程快要結(jié)束的時(shí)候，噴油器向氣缸內(nèi)噴入柴油。當(dāng)油與空氣混合后在高壓下達(dá)到其自燃點(diǎn)就開始著火燃燒。壓縮終了壓力：pco3.05.0 Mpa壓縮終了溫度：Tco7501000K 3、做功沖程柴油機(jī)由于是邊噴油、邊混合、邊燃燒，所以，所以最開始雖然活塞有所下行，但氣缸內(nèi)的壓力基本不變。最高壓力：pmax4.59Mpa最高溫度：Tmax18002500K膨脹終了壓力：pex0.20.5Mpa膨脹終了溫度：Tex10001200K 4、排氣沖程排氣終了氣體壓力：pr0.1050.12Mpa排氣終了氣體溫度：Tr700900K 四沖程汽油機(jī)、柴油機(jī)缸

6、內(nèi)壓力、溫度比較（p：Mpa ；T：K）汽油機(jī)柴油機(jī) 進(jìn) 氣pde 0.0750.09 0.080.09Tde 370400 340380 壓 縮pco 0.61.2 3.05.0Tco 600700 7501000 做 功pm ax 3.06.5 4.59Tm ax 22002800 18002500p ex 0.30.6 0.20.5Tex 12001500 10001200 排 氣 pr 0.1050.115 0.1050.12 Tr 9001100 700900 三、四沖程汽油機(jī)、柴油機(jī)特點(diǎn)比較1、由于柴油機(jī)壓縮比較高，燃料燃燒非常完全，所以柴油機(jī)的有效熱效率好，經(jīng)濟(jì)性好。 汽油機(jī)：b

7、e=270325 g/(kw.h) 柴油機(jī): be=214285 g/(kw.h)2、柴油機(jī)無點(diǎn)火系，所以故障少些，易保養(yǎng)。但柴油機(jī)有高精度零件如噴油泵、噴油器等，其成本較高，并且加工較難。3、柴油機(jī)最高爆發(fā)壓力高，所以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件強(qiáng)度要求高，這樣導(dǎo)致柴油機(jī)笨重。 4、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速低于汽油機(jī)原因：1）由于柴油機(jī)的壓縮比高，所以其受到的機(jī)械負(fù)荷較大，故其零部件的質(zhì)量需較大，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性力較大。 2）汽油機(jī)可燃混合氣的混合時(shí)間和質(zhì)量優(yōu)于柴油機(jī)。 5、柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音高，但有害氣體的排放優(yōu)于汽油機(jī)，而微粒排放較高。6、柴油機(jī)啟動(dòng)困難，汽油機(jī)易啟動(dòng)。 二沖程內(nèi)燃機(jī)：一、結(jié)構(gòu)介紹1、 換氣機(jī)構(gòu)（氣孔、

8、氣閥）2、 曲軸箱掃氣、掃氣泵掃氣3、 活塞頂部為凸頂，以引導(dǎo)氣流掃氣4、 活塞裙部較長，有缺口等 二、二沖程汽油機(jī)的工作原理（一）結(jié)構(gòu)介紹（二）工作原理1、第一沖程活塞：從下止點(diǎn)到上止點(diǎn)活塞上方：換氣；三孔關(guān)閉后，壓縮可燃混合氣活塞下方：新鮮混合氣由進(jìn)氣口進(jìn)入曲軸箱曲軸：旋轉(zhuǎn)從0 A180 A 2、第二沖程活塞：從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)活塞上方：可燃混合氣燃燒膨脹做功；排氣口露出后排氣；掃氣口露出后開始掃氣?；钊路剑哼M(jìn)氣口被下移地活塞關(guān)閉后新鮮混合氣被下移的活塞預(yù)壓縮，掃氣口露出后，被預(yù)壓縮的新鮮氣體經(jīng)過掃氣口進(jìn)入活塞上方的氣缸內(nèi)。曲軸：旋轉(zhuǎn)從180 A360 A示功圖： 三、二沖程柴油機(jī)的工作原

9、理（一）結(jié)構(gòu)介紹 1、有排氣閥，無排氣口。 2、進(jìn)氣口設(shè)置在氣缸上部，進(jìn)氣口和掃氣口為同一氣口。 3、通過掃氣泵掃氣。 （二）工作原理第一沖程：活塞從下止點(diǎn)到上止點(diǎn)。最開始，通過掃氣泵換氣；當(dāng)進(jìn)氣口被關(guān)閉后，對(duì)進(jìn)入到氣缸內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮；快到上止點(diǎn)時(shí)噴油器噴油入燃燒室，油氣混合自燃起來。第二沖程：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)。氣缸內(nèi)的燃?xì)馊紵蛎涀龉Γ换钊乱婆艢忾y打開排氣；露出掃氣孔后開始利用掃氣泵將新鮮空氣掃入氣缸進(jìn)行掃氣。 四、二沖程汽油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)（同四沖程汽油機(jī)相比較）（一）優(yōu)點(diǎn)：1、從工作原理上來講，在發(fā)動(dòng)機(jī)排量和轉(zhuǎn)速相同的前提下，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的功率理論上是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的2倍。2、由于二沖程

10、發(fā)動(dòng)機(jī)的做功頻率比較高，所以發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。3、無專門的換氣機(jī)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量小。4、由于附屬機(jī)構(gòu)少，所以使用、維護(hù)很方便。所以摩托車上多用。 （二）缺點(diǎn)：1、廢氣不易排除干凈。2、換氣時(shí)減少了有效工作行程。3、部分新鮮可燃混合氣隨廢氣排出，使能源浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)性下降。4、同時(shí)造成環(huán)境污染。 一、主要性能指標(biāo)（一）動(dòng)力性指標(biāo)1、有效轉(zhuǎn)矩Ttq（N.M）定義：發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩。由測功機(jī)測得。其值與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸所受到的阻力矩相等。2、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n（r/min）由轉(zhuǎn)速表直接讀取。3、有效功率Pe （KW）定義：發(fā)動(dòng)機(jī)通過飛輪對(duì)外輸出的功率。計(jì)算式：PeTtq*2n/60*10 -3T

11、tq*n/9550 （二）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)1、有效燃油消耗率be定義：發(fā)動(dòng)機(jī)每發(fā)出1KW有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量（以g為單位）。定義式： beB/Pe*103 （g/KW. h）其中 B：發(fā)動(dòng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)的耗油量（kg/h）,可在實(shí)驗(yàn)中測得。（三）發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)1、排氣品質(zhì)2、噪聲3、啟動(dòng)性 二、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性（一）定義1、發(fā)動(dòng)機(jī)特性：發(fā)動(dòng)機(jī)的性能是隨著許多因素而變化的，其變化規(guī)律稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。2、發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性：發(fā)動(dòng)機(jī)油門開度不變，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)（如發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、有效燃油消耗率等）隨著曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。3、發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性：發(fā)動(dòng)機(jī)油門全開，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)（如發(fā)動(dòng)

12、機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、有效燃油消耗率等）隨著曲軸轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。又稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率特性。 （二）速度特性制取步驟（汽油機(jī)為例）1）發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱，將點(diǎn)火提前角、水溫（8095）、油溫（80左右）保持最佳。2）將油門固定在某一位置后，先將發(fā)動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)在最低轉(zhuǎn)速處，此時(shí)即為試驗(yàn)的起點(diǎn)。記錄耗一定量燃油所需要的時(shí)間、測功器讀數(shù)、轉(zhuǎn)速。3）依次減少發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，使其轉(zhuǎn)速增加，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所選擇的轉(zhuǎn)速間隔，使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作在某一轉(zhuǎn)速處，再進(jìn)行此時(shí)數(shù)據(jù)記錄。如此試驗(yàn)幾個(gè)點(diǎn)，到發(fā)動(dòng)機(jī)功率開始下降為止。4）在坐標(biāo)上描點(diǎn)。（橫坐標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速，縱坐標(biāo)為發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩、有效燃油消耗率等） （三）發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線

13、。分析：此特性代表了發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的最高動(dòng)力性能。1、可以從此曲線上找出發(fā)動(dòng)機(jī)所能發(fā)出的最高功率和最高轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速。2、最高轉(zhuǎn)矩和最高功率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速不同3、發(fā)動(dòng)機(jī)的最低燃油消耗率并不是出現(xiàn)在最高功率或最高轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速下，此說明發(fā)動(dòng)機(jī)的最高動(dòng)力性與最好經(jīng)濟(jì)性不能兼得。最低燃油消耗率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速介于最高功率和轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速之間。 （四）發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況(簡稱發(fā)動(dòng)機(jī)工況):一般用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與曲軸轉(zhuǎn)速來表示；有時(shí)也用負(fù)荷與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速來表示。發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷：就是當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率與同一轉(zhuǎn)速下所可能發(fā)出的最大功率之比。以百分?jǐn)?shù)表示。 注意：負(fù)荷與功率不是同一概念。 CA488Q為例（傳統(tǒng)的化油器式汽油機(jī)）：一、機(jī)體組 作用： 組成：氣缸蓋、氣缸體、油底殼等二、曲柄連桿機(jī)構(gòu) 作用： 組成：活塞、連桿、曲軸、飛輪等三、配氣機(jī)構(gòu) 作用： 組成：進(jìn)（排）氣門、搖臂、凸輪軸等 四、供給系 作用： 組成：汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器等五、點(diǎn)火系 作用： 組成：蓄電池、發(fā)電機(jī)、火花塞、分電器等六、冷卻系 作用： 組成：水泵、水箱、風(fēng)扇、節(jié)溫器等七、潤滑系 作用： 組成：機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、潤滑油道等八、起動(dòng)系 作用： 組成：起動(dòng)機(jī)及其附屬裝置 按照G B72591制定