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1、第 一 章 發(fā) 動 機 的 基 本 知 識 概述四沖程發(fā)動機的工作原理發(fā)動機的總體構造發(fā)動機的主要性能指標與特性內(nèi)燃機名稱及型號編制規(guī)則 一、發(fā)動機的定義、分類及特點：1、定義：發(fā)動機是將某一種形式的能量轉換為機械能的機器。2、分類及特點：按燃料燃燒的場所分：n內(nèi)燃機：熱效率高、體積小、起動性能好、便于移動和維修方便。n外燃機：燃料在鍋爐外部燃燒，加熱內(nèi)部的水，產(chǎn)生高溫、高壓水蒸氣，再送往機器內(nèi)部，將熱能轉化為機械能。按熱能轉變?yōu)闄C械能的主要構件形式分： n活塞式內(nèi)燃機：n燃氣輪機：1.1 概述 車用內(nèi)燃機水冷發(fā)動機風冷發(fā)動機車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機車用內(nèi)燃機四沖程發(fā)動機二沖程發(fā)動機汽油發(fā)動機柴油
2、發(fā)動機單缸發(fā)動機多缸發(fā)動機化油器式發(fā)動機直接噴射式發(fā)動機發(fā)動機車用內(nèi)燃機單列式發(fā)動機 雙列式發(fā)動機 二、往復活塞式內(nèi)燃機的分類： 第 二 節(jié) 發(fā) 動 機 工 作 原 理n 一 、 常 用 術 語n 上 止 點 ： 活 塞 頂 離 曲 軸 中 心線 最 遠 的 位 置n 下 止 點 ： 活 塞 頂 離 曲 軸 中 心線 最 近 的 位 置n 活 塞 行 程 （ S ） ： 上 下 止 點 間 的 距 離 S=2R S2R上止點下止點 上止點下止點工作容積n 汽 缸 工 作 容 積 （ Vh） ： 活 塞 由 上 止 點 到 下 止點 運 動 掃 過 的 容 積 。n 發(fā) 動 機 工 作 容 積
3、（ 排量 V1） ： 發(fā) 動 機 全 部 氣 缸 工 作容 積 之 和 。 n 燃 燒 室 容 積 （ Vc） ： 活 塞 在 上 止 點 時 其上 方 的 容 積n 氣 缸 總 容 積 （ Va） ： 活 塞 在 下 止 點 時 其上 方 的 全 部 容 積 Va=Vc+Vhn 壓 縮 比 ： 氣 缸 總 容 積 與 燃 燒室 容 積 之 比 =V a/Vc 上止點下止點燃燒室容積總容積2R 二、發(fā)動機的工作原理n 四 行 程 工 作 原 理n 四 行 程 汽 油 機 工 作 原 理 進氣過程n 作 用 ： 吸 入 新 鮮 混 合 氣n 活 塞 運 動 : 從 上 止 點 向 下 止 點n
4、曲 軸 轉 角 : 0 180 n 氣 門 狀 態(tài) : 進 氣 門 打 開 排 氣 門 關 閉 n 終 了 壓 力 : 7590 kPan 終 了 溫 度 : 80130 壓縮過程n 作 用 ： 壓 縮 混 合 氣 ， 為 燃 燒 創(chuàng) 造條 件n 活 塞 運 動 : 從 下 止 點 向 上 止 點曲 軸 轉 角 :180 360 n 氣 門 狀 態(tài) : 進 、 排 氣 門 均 關 閉 n 終 了 壓 力 : n 8001400 kPan 終 了 溫 度 : 350400 做功過程n 作 用 ： 燃 燒 高 溫 高 壓 氣 體 膨 脹 做 功n 活 塞 運 動 : 從 上 止 點 向 下 止 點
5、n 曲 軸 轉 角 : 360 540 n 氣 門 狀 態(tài) : 進 氣 門 、 排 氣 門 均 關 閉 n 最 高 壓 力 : 2490 3520 kPan 終 了 壓 力 : 300500 kPan 終 了 溫 度 : 1200 oC 排氣過程n 作 用 ： 排 出 膨 脹 做 功 后 的 廢 氣n 活 塞 運 動 : 從 下 止 點 向 上 止 點曲 軸 轉 角 : 540o720 on 氣 門 狀 態(tài) :進 氣 門 關 閉 、 排 氣 門 打 開 n 終 了 壓 力 : n 105120 kPa終 了 溫 度 : 600900 n 綜 上 所 述 ： 發(fā) 動 機 每 完 成 一 個 工
6、作 循 環(huán) 時 ， 曲 軸 轉 動 二 周（ 720 ） ， 進 、 排 氣 門 各 開 啟 一 次 ， 活 塞 完成 四 個 行 程 ， 其 中 進 氣 、 壓 縮 和 排 氣 行 程 是 消耗 動 力 ， 只 有 作 功 行 程 產(chǎn) 生 動 力 。n 發(fā) 動 機 一 個 工 作 循 環(huán) ： 每 完 成 一 次 進 氣 、 壓 縮 、 作 功 、 排 氣 的 過 程 ，稱 為 一 個 工 作 循 環(huán) 。n 四 行 程 發(fā) 動 機 特 點 ： 發(fā) 動 機 曲 軸 轉 二 周 ， 活 塞 往 復 四 個 行 程 完 成 一個 工 作 循 環(huán) 。四行程汽油機工作原理 汽油機工作原理動畫 四沖程柴油
7、機的工作原理：噴油器 噴油泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進氣門排氣門純空氣溫度300370壓力8090 kPa溫度8001000壓力35 MPa瞬時：溫度18002200壓力510 MPa 溫度700900壓力105120 kPa終了：溫度12001000壓力200400 kPa 四行程柴油機工作原理n 四 行 程 柴 油 機 工 作 原 理 概 略 表 汽油機與柴油機比較 共同特點1每個工作循環(huán)曲軸轉兩周，每一行程曲軸轉半周。2只有作功行程產(chǎn)生動力。 二行程工作原理1.進 氣 孔 2.排 氣 孔 3.換 氣 孔 第一個行程n 活 塞 運 動 : 從 下 止 點 向 上 止 點n 曲 軸
8、轉 角 : 0o180on 作 用 : 活 塞 上 方 壓 縮 活 塞 下 方 進 氣 3.換氣孔2.排氣孔1.進氣孔 第二個行程n 活 塞 運 動 : 從 上 止 點 向 下 止 點n 曲 軸 轉 角 : 18 0o360on 作 用 : 活 塞 上 方 做 功 排 氣 活 塞 下 方 預 壓 二行程柴油機工作原理 二行程柴油機工作原理概略表 二行程發(fā)動機的特點n 功 率 提 高 ， 當 n、 Va、 相 同 時 ， 理 論 上其 功 率 是 四 行 程 的 二 倍 ， 實 際 提 高 1.51.6倍n 作 功 次 數(shù) 多 ， 運 轉 平 穩(wěn) ；n 結 構 簡 單 ， 維 修 方 便 ；n
9、換 氣 不 完 善 ， 經(jīng) 濟 性 差 。 1.3 發(fā)動機的總體構造 一、機體組：包括氣缸蓋、氣缸體、油底殼等。二、曲柄連桿機構：包括活塞、連桿總成，帶有飛輪的曲軸等。三、配氣機構：包括進氣門、排氣門、液力挺桿總成、凸輪軸、凸輪軸正時齒輪等。四、燃料供給系：包括汽油箱、汽油泵、汽油濾清器、油管、空氣濾清器、化油器、進氣歧管、排氣消聲器等。 五、點火系：包括電源、分電器、點火開關、點火線圈、火花塞等。六、冷卻系：包括水泵、散熱器、風扇、水溫表、節(jié)溫器等。七、潤滑系：包括油底殼、機油集濾器、機油泵、限壓閥、潤滑油道及油管、油溫和油壓傳感器、油溫和油壓表、油標尺等。 八、起動系：包括起動機、冷起動加
10、熱器及其附屬裝置。 連桿飛輪曲軸活塞 進氣門排氣門推桿挺柱正時齒輪 配氣機構 曲柄連桿機構 搖臂凸輪軸 桑塔納發(fā)動機結構示意圖 桑塔納發(fā)動機冷卻系示意圖 桑塔納發(fā)動機潤滑系示意圖 1.4 發(fā)動機的主要性能指標與特性一、動力性指標：1、 有效轉矩：指發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的轉矩，通常用T表示，單位為Nm。2、 有效功率：指發(fā)動機通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。它等于有效扭矩和曲軸轉速的乘積。式中：Te 有效扭矩，單位為Nm； n 曲軸轉速，單位為r/min。 二、 經(jīng)濟性能指標 通常用燃油消耗率來評價內(nèi)燃機的經(jīng)濟性能。燃油消耗率是指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)
11、動機每發(fā)出1kW有效功率在1小時內(nèi)所消耗的燃油質量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kWh，計算公式如下 式中：GT 每小時的燃油消耗量，kg/h； Pe 有效功率，kW。 三、發(fā)動機速度特性：發(fā)動機的速度特性指發(fā)動機的功率、轉矩和燃油消耗率三者隨發(fā)動機轉速n變化的規(guī)律，用曲線表示，稱為速度特性曲線。 四、發(fā)動機的工況與負荷：工況：負荷為零工況：負荷44.4%工況：負荷71.7%工況：負荷100% 1.5 內(nèi)燃機名稱及型號編制規(guī)則一、 內(nèi)燃機的名稱和型號 /-被/-替代1、內(nèi)燃機名稱：均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機、柴油機、煤氣機等。 2、內(nèi)燃機型號由下列四部分內(nèi)容組
12、成。 首部（改為第一部分）：產(chǎn)品特征代號，由制造廠根據(jù)需要自選相應字母表示（改為位字母），但需主管部門核準。 中部（改為第二部分）：由缸數(shù)符號、氣缸排列形式符號、沖程符號和缸徑符號（改為：一般用缸徑或缸徑行程數(shù)字，宜用發(fā)動機排量或功率表示）等組成。 后部（改為第三部分）：結構特征和用途特征符號燃料特征，以字母表示。增加燃料特征符號（見規(guī)定）。尾部（改為第四部分）：區(qū)分符號。同一系列產(chǎn)品因改進等原因需要區(qū)分時，由制造廠選用適當符號表示。第三、四部分之間用短橫分開 內(nèi)燃機型號的排列順序及符號所代表的意義規(guī)定如下： n增加氣缸布置形式符號：n：型布置；：型布置；n增加結構特征符號：n：中冷增壓；將改
13、為；n增加用途特征符號：n：農(nóng)用車輛；：林用車輛；n改為 n增加燃料代號：n無：柴油；：汽油；:天然氣；n：壓縮天然氣；：液化天然氣；：液化石油氣；：沼氣；：瓦斯；：煤氣；：柴油與天然氣雙燃料；：乙醇；：生物柴油；等。 n缸、形、缸徑、水冷、增壓中冷、柴油天然氣雙燃料發(fā)動機為系列代號。n單缸、四沖程、缸徑、水冷柴油機；為系列代號，為區(qū)分代號。 二、舊型號編制舉例 (1) 汽油機 1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑65mm，風冷通用型 4100Q-4： 表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第五種變型產(chǎn)品 CA6102： 表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號 8V100： 表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，水冷通用型 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號 (2) 柴油機 195： 表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型 165F： 表示單缸，四行程，缸徑65mm，風冷通用型 495Q： 表示四缸，四行程，缸徑95mm，水冷車用 6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用 X4105： 表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號 作 業(yè)n 13；14；15；n 1E65F； CA6102Q； 8V100；表示什么含義？
汽車構造必備發(fā)動機的基本知識
