汽車發(fā)動機總體構造

第一章 汽車發(fā)動機的工作原理和總體構造 轉 子 發(fā) 動 機 轉 子 發(fā) 動 機 的 燃 燒 室 轉 子 發(fā) 動 機 的 特 點1.轉子發(fā)動機取消了無用的直線運動，直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩 ；2.三角轉子把汽缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣；3.三角轉子自轉一周，發(fā)動機點火做功三次；4.內齒輪與外齒輪的齒數比為3：2 ，轉子自轉速度與公轉速度之比為1：3，即轉子轉 1 轉(三角活塞轉 1 轉)，主軸(輸出軸)轉 3 轉，輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍 ；5. 個單缸轉子發(fā)動機，相當于一個3缸機 。 車 用 內 燃 機 的 分 類 (1) 按所用燃料分類(2) 按行程分類(3) 按冷卻方式分類(4) 按氣缸數目分類(5) 按氣缸排列方式分類(6) 按進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類(7) 按燃料供給方式（預混合、缸內噴射GDI） 單 缸 發(fā) 動 機 的 基 本 結 構 四沖程汽油機示意圖 基 本 術 語 -11.上止點2.下止點3.活塞行程（S）4.曲軸半徑（R）5.氣缸工作容積（Vh）6.發(fā)動機排量（VL） 發(fā)動機基本術語示意圖 基 本 術 語 -27.燃燒室容積（Vc）8.氣缸總容積（Va）9.壓縮比（ ） 10.發(fā)動機的工作循環(huán)11.行程/沖程 發(fā)動機的排量 汽 車 發(fā) 動 機 的 工 作 過 程1.進氣行程2.壓縮行程3.作功行程（燃燒過程）4.排氣行程 進 氣 行 程進氣門開啟，排氣門關閉；活塞由上止點向下止點運動；由于進氣阻力，進氣終了壓力小于大氣壓力；由于加熱，進氣溫度高于大氣溫度； 四沖程汽油機的進氣行程p-V圖 壓 縮 行 程進氣門、排氣門全關閉；活塞由下止點向上止點運動；工質受壓縮，溫度、壓力上升；壓縮比與正常燃燒的關系。 四沖程汽油機的壓縮行程p-V圖 作 功 行 程壓縮行程與作功行程之間有一個燃燒過程（溫度、壓力急劇上升）；進氣門、排氣門全關閉；活塞由上止點向下止點運動；作功終了溫度、壓力下降。 四沖程汽油機的膨脹行程p-V圖 排 氣 行 程進氣門關閉、排氣門開啟；活塞由下上止點向上止點運動；分為自由排氣、強制排氣兩個階段；排氣終了壓力大于大氣壓力；排氣終了溫度高于大氣溫度（殘余廢氣）。 四沖程汽油機的排氣行程p-V圖 四沖程柴油機示意圖 柴油機工作原理示意圖 四 沖 程 柴 油 機 工 作 原 理1.柴油與汽油的性質差異與影響2.柴油機工作過程3.兩種發(fā)動機工作循環(huán)的共同點4.兩種發(fā)動機工作循環(huán)的不同點 四 沖 程 柴 油 機 的 工 作 過 程 兩 種 發(fā) 動 機 工 作 循 環(huán) 的 共 同 點1）動作相同（曲軸運動、進排氣門的開閉）；2）只有作功行程產生動力，其他三個行程是輔助行程；3）經過外力起動發(fā)動機后可自行完成循環(huán)。 兩 種 發(fā) 動 機 工 作 循 環(huán) 的 不 同 點1）汽油機進入氣缸的是可燃混合氣，柴油機進入氣缸的是純空氣，燃油在壓縮行程后期噴入氣缸形成混合氣；2）汽油機用火花塞點燃混合氣，柴油機將柴油噴入氣缸，自行著火燃燒。 柴 油 機 與 汽 油 機 的 比 較 汽油機 柴油機 優(yōu)點 轉速高（工作平穩(wěn)）；質量??；工作較柔和；起動容易（飛輪?。?；維修費用低。 壓縮比大，輸出功率大；混合氣濃度低，油耗低，經濟性好；缺點 壓縮比??； 使用濃混合氣，油耗高 。轉速低（高速柴油機）；壓縮比高，工作粗暴；質量大（飛輪大，起動難）；費用高 。適用車型 小型車輛（轎車、小型貨車） 大、中型貨車 二 沖 程 發(fā) 動 機 工 作 原 理 二 沖 程 發(fā) 動 機優(yōu) 點 ：l 重量輕，功率高 完成一個工作循環(huán)，2沖程發(fā)動機曲軸比4沖程發(fā)動機少轉1周，因此當兩者的發(fā)動機工作容積、壓縮比和轉速相等的話，從理論上講2沖程發(fā)動機的功率是4沖程發(fā)動機的兩倍，實際測算也有1.51.6倍之間。 l 運轉均勻平穩(wěn)（單位時間內作用次數多）；l 結構、使用簡單。 二 沖 程 發(fā) 動 機缺 點 ：l 進氣、排氣的有效工作行程較短，廢氣難以排干凈，廢氣殘余量大，造成功率輸出功率下降；l 部分新鮮可燃混合氣隨廢氣一起排出，排放性、經濟性差；l 部分機油被燒掉。 四 沖 程 發(fā) 動 機 與 二 沖 程 發(fā) 動 機 主 要 區(qū) 別 發(fā) 動 機 的 總 體 構 造 1 .機體組 2 .兩大機構 l 曲柄連桿機構動力輸出（受力）； l 配氣機構使混合氣適時進入氣缸，廢氣及時排出氣缸。 3 .五大系統(tǒng) l供給系提供燃料（形成可燃混合氣或高壓燃油噴霧）； l點火系（汽油機）使火花塞適時產生點火花； l冷卻系降低發(fā)動機溫度，保證發(fā)動機正常工作； l潤滑系減少運動副的摩擦，降低磨損，冷卻機件、清洗摩擦面； l起動系使靜止發(fā)動機轉入自行運轉。 發(fā) 動 機 的 性 能 指 標1 . 動力性指標 l 有效功率Pe l 有效扭矩Te2 . 經濟性指標 l 燃料消耗率ge 1000 TeGP )(955010602 3 kWnTnTP eee 發(fā) 動 機 特 性 1 .發(fā)動機工況 發(fā)動機在一定功率（扭矩）、轉速下穩(wěn)定運行。 當工作機械阻力距或轉速改變，發(fā)動機的工況也將相應改變。 2 .發(fā)動機速度特性（油門位置不變） l外特性； l部分速度特性。 3 .發(fā)動機負荷特性（曲軸轉速不變） 發(fā)動機外特性曲線 扭矩Te曲線變化規(guī)律 在外特性曲線圖中，扭矩曲線Te是一條凸形曲線。發(fā)動機在較低轉速時，隨著轉速n的逐漸升高，扭矩Te愈來愈大；當曲軸轉速為n2時，發(fā)動機的進氣量達到最大值，發(fā)動機發(fā)出最大扭矩Temax；隨著轉速的繼續(xù)升高，扭矩T e逐漸下降。 功率Pe曲線變化規(guī)律 l 在圖中n1n2范圍內，轉速n和扭矩Te同時增加，Pe迅速上升；l 在n2n3范圍內，轉速n繼續(xù)增加，但扭矩Te卻逐漸降低，由于Pe是Te和n的乘積，Pe繼續(xù)上升，但上升緩慢；l 當轉速達到n 3后，雖然n是增加的，但由于Te下降很快，故Pe也逐漸下降。 燃油消耗率ge曲線的變化規(guī)律 發(fā)動機最小燃油消耗率對應的轉速為n5。因為發(fā)動機低轉速和高轉速時，熱效率都比較低，在高轉速時機械損失增加，因此只有在某一轉速下，燃油消耗率ge最低。 這一轉速一般介于最大扭矩時的轉速n2和最大功率時的轉速n3之間。 因此，發(fā)動機若是在最大扭矩轉速n 2和最大功率轉速n3之間的轉速范圍內工作，其動力性和經濟性都較好。 發(fā)動機外特性曲線 轉 速 儲 備 系 數 標定功課（最大功率）時的轉速n3與最大扭矩時的轉速n2之比稱為轉速儲備系數。其大小影響克服阻力的能力。 與最大扭矩相應的轉速越低，即轉速儲備系數越大，在不換檔的情況下，發(fā)動機克服阻力的潛力越大。 發(fā) 動 機 的 負 荷 特 性 內 燃 機 產 品 名 稱 和 型 號 編 制 規(guī) 則 1 .內燃機以采用的燃料命名（柴油機、汽油機）；2 .以阿拉伯和拼音字母組成；3 .編制規(guī)則 內燃機編碼規(guī)則 內燃機編碼(1) 汽油機1E65F：表示單缸、二行程、缸徑65m m、風冷通用型。8V100：表示八缸、四行程、缸徑100m m、V型、水冷通用型。TJ376Q：表示三缸、四行程、缸徑76m m、水冷車用，TJ表示系列符號。CA488：表示四缸、四行程、缸徑88m m、水冷通用型，CA表示系列符號。491-Q：(2) 柴油機195：表示單缸、四行程、缸徑95m m、水冷通用型。