2022年发动机构造基本原理图解 .pdf

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1、达压缩终点时，其压力 pc 可达 8002 000kPa， 温度达 600750K。 在示功图上，压缩行程为曲线 ac。压缩终了时，气缸内的压力约为0.6MPa1.2MPa，温度约为600K 700K。（3 ）作功行程在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作功，至活塞到达下止点时作功结束。在作功行程中，开始阶段气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬间压力可达3MPa 5MPa ，瞬时温度可达2200K2800K。随着活塞下行，气缸容积增大，气缸内压力、温度逐渐下降，作功终了时，压力约为0.3 0.5M

2、Pa，温度约为1300K1600K。/做功冲程当活塞接近上止点时， 由火花塞点燃可燃混合气， 混合气燃烧释放出大量的热能，使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。燃烧最高压力pZ达 3 0006 000kPa，温度 TZ达 2 2002 800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移， 汽缸容积增加， 气体压力和温度逐渐下降，到达 b 点时，其压力降至300500kPa，温度降至 1 200 1 500K。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴转动180。在示功图上，做功行程为曲线 c-Z-b 。（4 ）排气行程为使循环能够连续进行，须将燃烧产生

3、的废气排出。在作功行程终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动，废气在自身剩余压力和活塞推动下，被排出气缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。排气行程终了时，由于燃烧室容积的存在，气缸内还存有少量废气，气体压力也因排气系统存在排气阻力而略高于大气压力。此时，压力约为0 105MPa0 115MPa，温度约为900K1200K。/排气冲程排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止点运动，曲轴转动 180。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽缸内外压差作用下向缸外排出，另一方面通过活塞的排挤作用向缸外排气。由于排气系统的阻力作用， 排气终点

4、r 点的压力稍高于大气压力，即pr=(1.05 1.20)p0 。排气终点温度Tr=9001100K 。活塞运动到上止点时，燃烧室中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。6 、四冲程柴油机发动机工作原理四冲程柴油机和四冲程汽油机一样，每个工作循环也是由进气、压缩、作功和排气四个行程组成。柴油与汽油有较大的差别，柴油粘度大，不易蒸发，自燃温度低，故可燃混合气的形成，着火方式， 燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同，柴油机与汽油机比较，柴油机的压缩比高， 热效率高， 燃油消耗率低， 同时柴油价格较低，因此，柴油机的燃料经济性能好，而且柴油机的排气污染少，排放性能较好。但它的主

5、要缺点是转速低，质量大，噪声大，振动大，制造和维修费用高。 在其发展过程中， 柴油机不断发扬其优点，克服缺点， 提高速度，有望得到更广泛地应用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 单缸四冲程柴油机工作循环示意图如下：（l ）进气行程进气行程不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。，在进气通道中没有化油器，由于进气阻力比汽油机小，进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。上一行程残留的废气温度也

6、比汽油机低，进气行程终了的压力约为0.075MPa0.095MPa，温度约为320K350K。（2 ）压缩行程压缩行程不同于汽油机的是压缩纯空气，由于柴油的压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达 3MPa 5MPa ，温度可达800K1000K。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 压缩行程压缩的也是纯空气，在压缩行程接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃

7、烧。柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大很多 ( 一般为16 22) ，压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大超过了柴油机的自燃温度。压缩终了时，气体压力约为3.5 4.5MPa，气体温度约为7501000K，柴油机是压缩后自燃着火的，不需要点火，故柴油机又称为压燃机。（3 ）作功行程此行程与汽油机有很大差异，压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温高压空气中，被迅速汽化并与空气形成混合气，由于此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度（约500K左右），柴油喷入气缸后， 在很短的时间内与空气混合后柴油混合气便立即自行着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的，混合气主要是在气

8、缸外部的化油器中形成的。且此后一段时间内边喷油边燃烧，气缸内压力和温度急剧升高，推动活塞下行作功。柴油机燃烧过程中气缸内出现的最高压力要比汽油机高得多，作功行程中，瞬时压力可达5MPa 10MPa/69MPa，瞬时温度可达1800K2200K/20002500K，作功行程终了时气体压力约为 0.2MPa0.4MPa，温度约为1200K1500K。（4 ）排气行程此行程与汽油机基本相同。废气同样经排气管排入到大气中去，柴油机的排气行程和汽油机一样排气终了时的气缸压力约为0.105MPa0.125MPa，温度约为800K1000K。7 、四冲程汽油机与柴油机工作原理的比较由上述四冲程汽油机和柴油机

9、的工作循环可知，两种发动机的工作循环既有共同点，又有差别，归纳如下：（1 ） 两种发动机中， 每完成一个工作循环，曲轴转两周 （7200）， 每完成一个行程曲轴转半周（1800） ，进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。（2 ）无论是汽油机还是柴油机，在四个行程中，只有作功行程产生动力，其余三个行程是为作功行程作准备的辅助行程，都要消耗一部分能量。（3 ）两种发动机运转的第一循环，都必须靠外力使曲轴旋转完成进气和压缩行程，作功行程开始后，作功能量储存在飞轮内，以维持循环继续进行。（4 ）汽油机的混合气是在气缸外部形成的，进气行程中吸入气缸的是可燃混合气；柴油

10、机的混合气是在气缸内部形成的，进气行程中吸入气缸的是纯空气。（5 ）汽油机在压缩终了时，靠火花塞强制点火燃烧，而柴油机则靠混合气自燃着火燃烧。8 、二冲程发动机工作原理二冲程发动机是指曲轴转一圈（3600），活塞往复运动二次完成一个工作循环的发动机，其工作循环也包括进气、压缩、作功和排气四个过程，下面以二冲程汽油机为例介绍其简单工作原理。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 二冲程汽油机在结构上与四冲程汽油机的不同之处

11、在于没有了进、排气门，取而代之的是进气孔、排气孔和换气孔。图为单缸二冲程汽油机的工作循环示意图，其工作原理如下：（1 ）第一行程活塞由曲轴带动从下止点向上止点移动，当活塞上行至关闭换气孔和排气孔时，已进入气缸的新鲜混合气被压缩，直至上止点时，压缩结束；与此同时，随着活塞上行，其下方曲轴箱内形成一定真空度，当活塞上行到进气孔开启时，新鲜混合气被吸入曲轴箱。（2 ）第二行程活塞接近上止点时，火花塞产生电火花，点燃被压缩的可燃混合气，燃烧形成的高温、高压气体推动活塞下行作功，当活塞下行到关闭进气孔后，曲轴箱内的混合气被预压缩，活塞继续下行至排气孔开启时，燃烧后的废气靠自身压力经排气孔排出；紧接着，换

12、气孔开启，曲轴箱内经预压的混合气进入气缸，并排除气缸内残余废气，这一过程称为换气过程，它将一直延续到下一行程活塞再上行关闭换气孔和排气孔时为止。由上述工作原理可知，第一行程时，活塞上方进行换气、压缩，活塞下方进行进气；第二行程时，活塞上方进行作功、换气，活塞下方预压混合气。换气过程跨越二个行程。9 、二冲程发动机的特点（l ）由于进排气过程几乎是完全重叠进行的，所以在换气过程中有混合气损失和废气难以排净的缺点，经济性较差。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -