汽车构造(发动机工作原理和总体构造)讲课版.ppt

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1、第一章第一章 汽车发动机工作原理及总体构造汽车发动机工作原理及总体构造本章重点：四冲程发动机工作原理、四冲程汽油机和柴本章重点：四冲程发动机工作原理、四冲程汽油机和柴油机在工作原理方面的共同点和不同点。发动机的型号油机在工作原理方面的共同点和不同点。发动机的型号编制规则编制规则.学时安排学时安排:4学时学时第一节第一节 汽车发动机的类型汽车发动机的类型1)按活塞运动方式不同按活塞运动方式不同往复活塞式和旋转活塞式往复活塞式和旋转活塞式2）根据燃料的种类）根据燃料的种类汽油机、柴油机和气体燃料发动机汽油机、柴油机和气体燃料发动机3）按冷却方式不同）按冷却方式不同水冷式和风冷式水冷式和风冷式4）按

2、完成一个工作循环活塞的行程数）按完成一个工作循环活塞的行程数四行程和二行程四行程和二行程5）按进气状态不同）按进气状态不同增压和非增压增压和非增压6)按照气缸数目分按照气缸数目分单缸和多缸单缸和多缸7)按照气缸排列方式分按照气缸排列方式分直列直列,V置和对置置和对置直列式直列式V置式置式对置式置式第二节第二节 汽车发动机的基本结构及基本术语汽车发动机的基本结构及基本术语一、基本结构一、基本结构二、基本术语二、基本术语1.工作循环工作循环由进气、压缩、作功和排气由进气、压缩、作功和排气 四个工作过程组成的封闭过程。四个工作过程组成的封闭过程。2.上（下）止点上（下）止点(Top(bottom)d

3、ead center)活塞顶离曲轴回转中心最远（近）点活塞顶离曲轴回转中心最远（近）点3.活塞行程活塞行程(Piston stroke)上、下止点间的距离上、下止点间的距离4.气缸工作容积气缸工作容积(Cylinder capacity)上、下止点间所包容的气缸容积上、下止点间所包容的气缸容积5.发动机排量发动机排量(Engine capacity)发动机所有气缸工作容积的总和发动机所有气缸工作容积的总和6.燃烧室燃烧室(Combustion chamber)容积容积活塞位于上止点时，活塞顶面以上活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间气缸盖底面以下所形成的空间 （燃烧室）的容

4、积（燃烧室）的容积7.气缸总容积气缸总容积气缸工作容积与燃烧室容积之和气缸工作容积与燃烧室容积之和8.压缩比压缩比(Compression ratio)气缸总容积与燃烧室容积之比气缸总容积与燃烧室容积之比9.工况工况内燃机在某一时刻的运行状况，内燃机在某一时刻的运行状况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。10.负荷率负荷率内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值，以百分数表示。负荷能发出的最大有效功率的比值，以百分数表示。负荷率简称为负荷。率简称为负荷。第三节第三

5、节 往复活塞式内燃机工作原理往复活塞式内燃机工作原理一、四冲程汽油机一、四冲程汽油机(four stroke gasoline engine)工作原理工作原理1、进气行程气行程2、压缩行程行程 3、作功行程、作功行程 4、排气行程、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程单缸四冲程汽油机的工作过程1.进气行程气行程排气排气门关关闭进气气门开启开启活塞温度温度320380 K，压力力 MPa 大气大气压力力线PVra示功图上止点下止点示功示功图：表示活塞在不同位置表示活塞在不同位置时气缸内气气缸内气体体压力的力的变化情况。化情况。P2.压缩行程行程进气气门关关闭排气排气门关关闭活塞PVra示功图大气大

6、气压力力线c上止点下止点温度温度600750K，压力力0.81.5 MPa P3.作功行程作功行程进气气门关关闭排气排气门关关闭活活塞塞PVra示功图大气大气压力力线cZb上止点下止点瞬瞬时最高：温度最高：温度22002800 K，压力力3.06.5MPa 作功作功终了：温度了：温度12001500 K，压力力0.350.5 MPa P4.排气行程排气行程进气气门关关闭排气排气门打开打开活活塞塞PVr示功图大气大气压力力线cZb上止点下止点温度温度9001100 K 压力力0.1050.12 MPa残余残余废气气aPV行行 程程气气 门门活活 塞塞曲曲 轴轴 气缸压力气缸压力（Mpa)气体温度

7、气体温度（K）进进 气气进开排关进开排关上止点上止点下止点下止点0-1800.08-0.09320-380压压 缩缩进关排关进关排关下止点下止点上止点上止点180-3600.8-1.5600-750作作 功功进关排关进关排关上止点上止点下止点下止点360-5403.0-6.52200-2800排排 气气排开进关排开进关下止点下止点上止点上止点540-7200.105-0.12 900-1100小结小结:四冲程汽油机一个工作循环四冲程汽油机一个工作循环,活塞上下止活塞上下止点间往复运动四个行程点间往复运动四个行程,曲轴旋转两周曲轴旋转两周.视频二、四冲程柴油机二、四冲程柴油机(diesel en

8、gine)工作原理工作原理三、二行程汽油机工作原理三、二行程汽油机工作原理四、二行程柴油机工作原理四、二行程柴油机工作原理五、汽油机与柴油机、四冲程与二行程五、汽油机与柴油机、四冲程与二行程内燃机的区别内燃机的区别1.四冲程汽油机与柴油机比较四冲程汽油机与柴油机比较共同点：共同点：1）每个工作循环都包含进气、压缩、作）每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气等四个活塞行程，每个行程各功和排气等四个活塞行程，每个行程各占占180曲轴转角。曲轴转角。2）只有一个作功行程。）只有一个作功行程。不同点：不同点：1）可燃混合气形成的方式和时间不同；）可燃混合气形成的方式和时间不同；2）可燃混合气燃烧方式

9、不同。）可燃混合气燃烧方式不同。2.二行程内燃机与四冲程内燃机比较二行程内燃机与四冲程内燃机比较1）曲轴旋转角速度均匀（每转一周作功一次）曲轴旋转角速度均匀（每转一周作功一次）2）换气质量较差）换气质量较差3）结构简化）结构简化 第四节第四节 发动机总体构造发动机总体构造 曲柄连杆机构曲柄连杆机构(机体组机体组)、配气机构、燃油系统、配气机构、燃油系统,冷却系统、润滑系统、起动系统、点火系统和冷却系统、润滑系统、起动系统、点火系统和有害排放物控制装置。有害排放物控制装置。第五节第五节 发动机的性能指标发动机的性能指标一、动力性指标一、动力性指标1.有效转矩（有效转矩（N-m)发动机对外输出的转

10、矩。发动机对外输出的转矩。2.有效功率（有效功率（kW）发动机在单位时间对外输出的有效功。发动机在单位时间对外输出的有效功。3.发动机转速（发动机转速（r/min)发动机曲轴每分钟的回转数。代表单位时间内发动机曲轴每分钟的回转数。代表单位时间内的做功的次数（发动机有效功率的大小）的做功的次数（发动机有效功率的大小）4.平均有效压力（平均有效压力（Mpa）单位气缸工作容积发出的有效功。单位气缸工作容积发出的有效功。平均有效压力越大，发动机作功能力越强。平均有效压力越大，发动机作功能力越强。二、经济性指标二、经济性指标1.有效热效率有效热效率燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数。其值越燃料燃烧

11、所产生的热量转化为有效功的百分数。其值越高，发动机经济性越好。高，发动机经济性越好。2.有效燃油消耗率（有效燃油消耗率（g/kw-h)发动机每发出发动机每发出1kw-h的有效功所消耗的燃油量。其值越的有效功所消耗的燃油量。其值越小，经济性越好。小，经济性越好。三、强化指标三、强化指标表征发动机承受热负荷和机械负荷的能力。表征发动机承受热负荷和机械负荷的能力。1.升功率升功率发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率。发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率。其值大，发动机热负荷和机械负荷高。其值大，发动机热负荷和机械负荷高。2.强化系数（表征发动机的强化程度）强化系数（表征发动机

12、的强化程度）平均有效压力与活塞平均速度的乘积。平均有效压力与活塞平均速度的乘积。四、紧凑性指标四、紧凑性指标表征发动机总体结构紧凑程度表征发动机总体结构紧凑程度1.比容积比容积发动机外廓体积与其标定功率的比值。越小越紧凑。发动机外廓体积与其标定功率的比值。越小越紧凑。2.比质量比质量发动机的干质量（未加燃油、机油和冷却液）与其标定发动机的干质量（未加燃油、机油和冷却液）与其标定功率的比值。越小越紧凑。功率的比值。越小越紧凑。五、环境指标五、环境指标表征发动机排气品质和噪声水平。表征发动机排气品质和噪声水平。六、可靠性指标六、可靠性指标表征发动机在规定的使用条件下，正常持续工作的能力表征发动机在

13、规定的使用条件下，正常持续工作的能力七、耐久性指标（大修里程）七、耐久性指标（大修里程）发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。八、工艺性指标八、工艺性指标评价发动机制造和维修工艺性好坏。评价发动机制造和维修工艺性好坏。第六节第六节 内燃机产品名称和型号编制规则内燃机产品名称和型号编制规则例：例：1.EQ6100-1二汽、六缸、直列、四冲程、缸径二汽、六缸、直列、四冲程、缸径100mm、水冷、第水冷、第一种变型产品。一种变型产品。小结小结:1）通过学习发动机的基本术语和四冲程）通过学习发动机的基本术语和四冲程发动机的工作原理。希望同学们能

14、记住这发动机的工作原理。希望同学们能记住这些基本术语，并掌握四冲程发动机的工作些基本术语，并掌握四冲程发动机的工作原理，这是今后学习发动机构造的基础。原理，这是今后学习发动机构造的基础。2）通过对二冲程发动机的工作原理的学）通过对二冲程发动机的工作原理的学习，对其特性有了初步的认识，同时，着习，对其特性有了初步的认识，同时，着重分析了发动机的总体构造，为今后讲解重分析了发动机的总体构造，为今后讲解发动机的具体构造做好知识准备。发动机的具体构造做好知识准备。3)发动机的性能指标发动机的性能指标4)内燃机产品名称和型号编制规则内燃机产品名称和型号编制规则 心得体会心得体会1.熟悉教材熟悉教材,吃透

15、重点吃透重点,难点难点.2.根据课程特点根据课程特点,编写相应教案和编写相应教案和PPT.3.讲课时注意轻重缓急讲课时注意轻重缓急,循循渐进循循渐进.思考题思考题:1.解释下列各词：往复活塞式内燃机、曲柄解释下列各词：往复活塞式内燃机、曲柄连接机构、上止点、下止点、活塞行程、气连接机构、上止点、下止点、活塞行程、气缸总容积、气缸工作容积（气缸排量）、发缸总容积、气缸工作容积（气缸排量）、发动机工作容积（发动机排量）、压缩比。动机工作容积（发动机排量）、压缩比。2.东风牌东风牌EQ1090E型汽车的发动机型汽车的发动机Q6100汽油汽油机有机有6个缸、气缸直径为个缸、气缸直径为100毫米，活塞行程毫米，活塞行程为为115毫米，压缩比为毫米，压缩比为6.75，计算其每缸工作，计算其每缸工作容积和发动机排量。容积和发动机排量。3.简单说明四行程汽油发动机有几个工作行简单说明四行程汽油发动机有几个工作行程？每个行程作用是什么？每个行程终了时程？每个行程作用是什么？每个行程终了时气体的压力和温度各在什么范围？气体的压力和温度各在什么范围？4.往复活塞式内燃机由那些部分组成？它们往复活塞式内燃机由那些部分组成？它们各起什么作用各起什么作用?5.国产汽车内燃机产品型号包括哪些部分？国产汽车内燃机产品型号包括哪些部分？如何编写？如何编写？