汽车发动机的工作原理与总体构造.ppt

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1、汽汽车车发发动动机机2023/2/192023/2/191 1厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾一、汽车的尺寸参数一、汽车的尺寸参数 汽车的主要参数和性能指标汽车的主要参数和性能指标2023/2/192023/2/192 2厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾二、汽车的动力性指标二、汽车的动力性指标 1.最高车速最高车速 在在在在无风条件无风条件无风条件无风条件下，在下，在下，在下，在水平、良好的沥青或水泥路水平、良好的沥青或水泥路水平、良好的沥青或水泥路水平、良好的沥青或水泥路面面面面上，汽车所能达到的最大行驶速度。上，汽车所能达

2、到的最大行驶速度。上，汽车所能达到的最大行驶速度。上，汽车所能达到的最大行驶速度。2.加速能力加速能力 汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。一般用一般用一般用一般用加速时间加速时间加速时间加速时间和和和和加速距离加速距离加速距离加速距离来表示。来表示。来表示。来表示。2023/2/192023/2/193 3厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾 加速能力包括两个方面：加速能力包括两个方面：加速能力包括两个方面：加速能力包括两个方面：原地起步加速性原地起步加速

3、性原地起步加速性原地起步加速性和和和和超车超车超车超车加速性加速性加速性加速性。原地起步加速性原地起步加速性原地起步加速性原地起步加速性指汽车由静止起步后，以最大加指汽车由静止起步后，以最大加指汽车由静止起步后，以最大加指汽车由静止起步后，以最大加速强度并连续换挡至最高挡，加速到一定车速或速强度并连续换挡至最高挡，加速到一定车速或速强度并连续换挡至最高挡，加速到一定车速或速强度并连续换挡至最高挡，加速到一定车速或距离所需的时间。距离所需的时间。距离所需的时间。距离所需的时间。两种表示方式两种表示方式两种表示方式两种表示方式：一种是车速从：一种是车速从：一种是车速从：一种是车速从0 0加速到加速

4、到加速到加速到100km/h100km/h所所所所需的秒数；另一种是由起点加速到需的秒数；另一种是由起点加速到需的秒数；另一种是由起点加速到需的秒数；另一种是由起点加速到100100米（或米（或米（或米（或400400米，米，米，米，1/41/4英里）所需的秒数。英里）所需的秒数。英里）所需的秒数。英里）所需的秒数。2023/2/192023/2/194 4厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾3.爬坡能力爬坡能力 汽车在良好的路面上，以汽车在良好的路面上，以汽车在良好的路面上，以汽车在良好的路面上，以1 1档档档档行驶所能爬行的最大行驶所能爬行的最大行驶所能爬行的

5、最大行驶所能爬行的最大坡度。坡度。坡度。坡度。对越野车来说，爬坡能力是一个相当重要的指标。对越野车来说，爬坡能力是一个相当重要的指标。对越野车来说，爬坡能力是一个相当重要的指标。对越野车来说，爬坡能力是一个相当重要的指标。超车加速性超车加速性超车加速性超车加速性指汽车以最高挡或次高挡，由该挡的指汽车以最高挡或次高挡，由该挡的指汽车以最高挡或次高挡，由该挡的指汽车以最高挡或次高挡，由该挡的最低稳定车速或预车速全力加速到一定高速度所最低稳定车速或预车速全力加速到一定高速度所最低稳定车速或预车速全力加速到一定高速度所最低稳定车速或预车速全力加速到一定高速度所需的时间。需的时间。需的时间。需的时间。超

6、车加速性好则可以缩短超车时与另一辆车并行超车加速性好则可以缩短超车时与另一辆车并行超车加速性好则可以缩短超车时与另一辆车并行超车加速性好则可以缩短超车时与另一辆车并行时的时间，从而提高超车时的安全性。时的时间，从而提高超车时的安全性。时的时间，从而提高超车时的安全性。时的时间，从而提高超车时的安全性。2023/2/192023/2/195 5厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾 指在一定的使用条件下，以最小的燃料消耗所指在一定的使用条件下，以最小的燃料消耗所指在一定的使用条件下，以最小的燃料消耗所指在一定的使用条件下，以最小的燃料消耗所能完成的运输工作量的能力。能

7、完成的运输工作量的能力。能完成的运输工作量的能力。能完成的运输工作量的能力。影响汽车燃料经济性的因素非常复杂，如发动影响汽车燃料经济性的因素非常复杂，如发动影响汽车燃料经济性的因素非常复杂，如发动影响汽车燃料经济性的因素非常复杂，如发动机的油耗、传动系、汽车外形阻力、汽车重量、机的油耗、传动系、汽车外形阻力、汽车重量、机的油耗、传动系、汽车外形阻力、汽车重量、机的油耗、传动系、汽车外形阻力、汽车重量、轮胎、汽车技术状况、驾驶技术、道路条件、轮胎、汽车技术状况、驾驶技术、道路条件、轮胎、汽车技术状况、驾驶技术、道路条件、轮胎、汽车技术状况、驾驶技术、道路条件、交通环境等。交通环境等。交通环境等。

8、交通环境等。三、汽车的燃油经济性三、汽车的燃油经济性 百公里燃油消耗量百公里燃油消耗量百公里燃油消耗量百公里燃油消耗量：以：以：以：以90km/h90km/h的速度的速度的速度的速度等速行驶等速行驶等速行驶等速行驶100km100km的燃料消耗。的燃料消耗。的燃料消耗。的燃料消耗。该数据只能该数据只能该数据只能该数据只能作为部分参考作为部分参考作为部分参考作为部分参考。2023/2/192023/2/196 6厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾 汽车的制动性直接关系着汽车的行车安全。汽车的制动性直接关系着汽车的行车安全。汽车的制动性直接关系着汽车的行车安全。汽车

9、的制动性直接关系着汽车的行车安全。四、汽车的制动性四、汽车的制动性 制动效能制动效能制动效能制动效能：汽车迅速降低行驶速度直至停车的：汽车迅速降低行驶速度直至停车的：汽车迅速降低行驶速度直至停车的：汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力。能力。能力。能力。从三个方面来评价：从三个方面来评价：从三个方面来评价：从三个方面来评价：制动抗热衰退性制动抗热衰退性制动抗热衰退性制动抗热衰退性：汽车高速制动、短时间多次：汽车高速制动、短时间多次：汽车高速制动、短时间多次：汽车高速制动、短时间多次重复制动时的制动效能的热稳定性。重复制动时的制动效能的热稳定性。重复制动时的制动效能的热稳定性。重复制动时的制动效能

10、的热稳定性。制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性：汽车在制动时按指：汽车在制动时按指：汽车在制动时按指：汽车在制动时按指定轨迹行驶的能力，即不发生定轨迹行驶的能力，即不发生定轨迹行驶的能力，即不发生定轨迹行驶的能力，即不发生跑偏跑偏跑偏跑偏、侧滑侧滑侧滑侧滑或或或或失失失失去转向去转向去转向去转向的能力。的能力。的能力。的能力。2023/2/192023/2/197 7厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾 操纵性操纵性操纵性操纵性：汽车能及时而准确地：汽车能及时而准确地：汽车能及时而准确地：汽车能及时而准确地执行

11、执行执行执行驾驶员的驾驶员的驾驶员的驾驶员的转转转转向指令向指令向指令向指令的能力。的能力。的能力。的能力。五、汽车的操纵稳定性五、汽车的操纵稳定性 稳定性稳定性稳定性稳定性：汽车受到外界扰动后，能：汽车受到外界扰动后，能：汽车受到外界扰动后，能：汽车受到外界扰动后，能自行尽快地自行尽快地自行尽快地自行尽快地恢复正常行驶状态和方向恢复正常行驶状态和方向恢复正常行驶状态和方向恢复正常行驶状态和方向，不发生失控，以及，不发生失控，以及，不发生失控，以及，不发生失控，以及抵抗倾覆、侧滑抵抗倾覆、侧滑抵抗倾覆、侧滑抵抗倾覆、侧滑的能力。的能力。的能力。的能力。汽车行驶时对路面不平度的汽车行驶时对路面不

12、平度的汽车行驶时对路面不平度的汽车行驶时对路面不平度的隔振特性隔振特性隔振特性隔振特性。六、汽车的行驶平顺性六、汽车的行驶平顺性 汽车的振动随着行驶速度的提高而加剧。汽车的振动随着行驶速度的提高而加剧。汽车的振动随着行驶速度的提高而加剧。汽车的振动随着行驶速度的提高而加剧。2023/2/192023/2/198 8厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾 汽车排放污染主要有三个排放源：汽车排放污染主要有三个排放源：汽车排放污染主要有三个排放源：汽车排放污染主要有三个排放源：七、汽车的排放污染物七、汽车的排放污染物 发动机排气管：发动机排气管：发动机排气管：发动机排气管

13、：一氧化碳一氧化碳一氧化碳一氧化碳(CO)(CO)、碳氢化合物、碳氢化合物、碳氢化合物、碳氢化合物(HC)(HC)、氮氧化物、氮氧化物、氮氧化物、氮氧化物(NOx)(NOx)；根据噪声产生的过程，汽车噪声源大致可分为根据噪声产生的过程，汽车噪声源大致可分为根据噪声产生的过程，汽车噪声源大致可分为根据噪声产生的过程，汽车噪声源大致可分为与发动机转速有关的声源与发动机转速有关的声源与发动机转速有关的声源与发动机转速有关的声源和和和和与车速有关的声源与车速有关的声源与车速有关的声源与车速有关的声源。八、汽车的噪声八、汽车的噪声 曲轴箱泄露：曲轴箱泄露：曲轴箱泄露：曲轴箱泄露：碳氢化合物碳氢化合物碳氢

14、化合物碳氢化合物(HC)(HC)；燃料蒸发排放：燃料蒸发排放：燃料蒸发排放：燃料蒸发排放：碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物(HC)(HC)；2023/2/192023/2/199 9厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾 发发动动机机的的基基本本构构造造与与工工作作原原理理概述（发动机的概述（发动机的概念及分类概念及分类）往复活塞式内燃机的往复活塞式内燃机的基本构造基本构造和和常用术语常用术语往复活塞式内燃机的往复活塞式内燃机的工作原理工作原理国产内燃机编号规则国产内燃机编号规则第第 一一 章章2023/2/192023/2/191010厦门大学嘉庚学院机电

15、工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾第一节第一节 概述概述一、发动机的概念一、发动机的概念发动机是将发动机是将发动机是将发动机是将某一种形式的能量某一种形式的能量某一种形式的能量某一种形式的能量转换为转换为转换为转换为机械能机械能机械能机械能的的的的机器。机器。机器。机器。发动机借助发动机借助发动机借助发动机借助工质的变化工质的变化工质的变化工质的变化将燃料燃烧所产生的将燃料燃烧所产生的将燃料燃烧所产生的将燃料燃烧所产生的热热热热能能能能转变为转变为转变为转变为机械能机械能机械能机械能。发动机发动机发动机发动机内内内内燃机燃机燃机燃机外外外外燃机燃机燃机燃机：燃料输入机器内部燃烧：燃

16、料输入机器内部燃烧：燃料输入机器内部燃烧：燃料输入机器内部燃烧：燃料燃烧后将水蒸气送入机器：燃料燃烧后将水蒸气送入机器：燃料燃烧后将水蒸气送入机器：燃料燃烧后将水蒸气送入机器2023/2/192023/2/191111厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾发动机发动机电力电力热能动力热能动力内燃机内燃机外燃机外燃机活塞式活塞式燃气轮机燃气轮机二、发动机的分类二、发动机的分类2023/2/192023/2/191212厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾活塞式内燃机的分类：活塞式内燃机的分类：1)1)活塞运动方式活塞运动方式活塞运动方式活

17、塞运动方式往复式往复式往复式往复式旋转式旋转式旋转式旋转式2)2)所用燃料所用燃料所用燃料所用燃料汽油机汽油机汽油机汽油机柴油机柴油机柴油机柴油机气体燃料发动机气体燃料发动机气体燃料发动机气体燃料发动机2023/2/192023/2/191313厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾4)4)行程数行程数行程数行程数四冲程四冲程四冲程四冲程二冲程二冲程二冲程二冲程5)5)进气方式进气方式进气方式进气方式增压增压增压增压非增压非增压非增压非增压3)3)冷却方式冷却方式冷却方式冷却方式水冷式水冷式水冷式水冷式风冷式风冷式风冷式风冷式2023/2/192023/2/1914

18、14厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾6)6)排列方式排列方式排列方式排列方式直列式直列式直列式直列式水平对置式水平对置式水平对置式水平对置式V V型对置式型对置式型对置式型对置式2023/2/192023/2/191515厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾第二节第二节 往复活塞式内燃机的常用术语往复活塞式内燃机的常用术语机体机体机体机体单缸发动机示意图单缸发动机示意图单缸发动机示意图单缸发动机示意图以以单缸单缸发动机为例：发动机为例：机体机体机体机体活塞活塞活塞活塞活塞活塞活塞活塞连杆连杆连杆连杆连杆连杆连杆连杆曲轴曲轴曲轴曲轴

19、曲轴曲轴曲轴曲轴2023/2/192023/2/191616厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾1.1.上止点上止点上止点上止点单缸发动机示意图单缸发动机示意图单缸发动机示意图单缸发动机示意图 活塞顶部离曲轴中心活塞顶部离曲轴中心活塞顶部离曲轴中心活塞顶部离曲轴中心最远处最远处最远处最远处，即活塞的即活塞的即活塞的即活塞的最高最高最高最高位置。位置。位置。位置。2.2.下止点下止点下止点下止点 活塞顶部离曲轴中心活塞顶部离曲轴中心活塞顶部离曲轴中心活塞顶部离曲轴中心最近处最近处最近处最近处，即活塞的即活塞的即活塞的即活塞的最低最低最低最低位置。位置。位置。位置。3

20、.3.活塞行程活塞行程活塞行程活塞行程S S 上、下止点间的距离。上、下止点间的距离。上、下止点间的距离。上、下止点间的距离。4.4.曲轴半径曲轴半径曲轴半径曲轴半径R R 曲轴与连杆曲轴与连杆曲轴与连杆曲轴与连杆下端的连接中心下端的连接中心下端的连接中心下端的连接中心至至至至曲轴中心曲轴中心曲轴中心曲轴中心的距离。的距离。的距离。的距离。2023/2/192023/2/191717厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾5.5.汽缸工作容积汽缸工作容积汽缸工作容积汽缸工作容积VhVh单缸发动机示意图单缸发动机示意图单缸发动机示意图单缸发动机示意图 活塞从活塞从活塞从

21、活塞从上止点上止点上止点上止点到到到到下止点下止点下止点下止点所扫过所扫过所扫过所扫过的容积。的容积。的容积。的容积。6.6.燃烧室容积燃烧室容积燃烧室容积燃烧室容积VcVc 活塞在上止点时，活塞顶上面活塞在上止点时，活塞顶上面活塞在上止点时，活塞顶上面活塞在上止点时，活塞顶上面的空间为燃烧室。的空间为燃烧室。的空间为燃烧室。的空间为燃烧室。7.7.汽缸总容积汽缸总容积汽缸总容积汽缸总容积VaVa 活塞在下止点时，活塞顶上面活塞在下止点时，活塞顶上面活塞在下止点时，活塞顶上面活塞在下止点时，活塞顶上面的整个空间容积。的整个空间容积。的整个空间容积。的整个空间容积。Va=Vh+VcVa=Vh+V

22、c2023/2/192023/2/191818厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾8.8.压缩比压缩比压缩比压缩比单缸发动机示意图单缸发动机示意图单缸发动机示意图单缸发动机示意图 汽缸总容积汽缸总容积汽缸总容积汽缸总容积与与与与燃烧室容积燃烧室容积燃烧室容积燃烧室容积的比的比的比的比值。值。值。值。9.9.工作循环工作循环工作循环工作循环 汽缸内进行的每一次将燃料燃汽缸内进行的每一次将燃料燃汽缸内进行的每一次将燃料燃汽缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转换为机械能的一系烧的热能转换为机械能的一系烧的热能转换为机械能的一系烧的热能转换为机械能的一系列连续过程。列连续过

23、程。列连续过程。列连续过程。进气、压缩、做功、排气。进气、压缩、做功、排气。进气、压缩、做功、排气。进气、压缩、做功、排气。Va/Va/Vc=(Vh+Vc)/VcVc=(Vh+Vc)/Vc =1+Vh/Vc =1+Vh/Vc2023/2/192023/2/191919厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾第三节第三节 往复活塞式内燃机的基本构造往复活塞式内燃机的基本构造汽油机：汽油机：机体组机体组机体组机体组柴油机：柴油机：机体组机体组机体组机体组轿车发动机示意图轿车发动机示意图轿车发动机示意图轿车发动机示意图 两大机构、两大机构、两大机构、两大机构、五五五五大系统

24、大系统大系统大系统 两大机构、两大机构、两大机构、两大机构、四四四四大系统大系统大系统大系统2023/2/192023/2/192020厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾第三节第三节 往复活塞式内燃机的基本构造往复活塞式内燃机的基本构造曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构配气机构配气机构轿车发动机示意图轿车发动机示意图轿车发动机示意图轿车发动机示意图机体组机体组机体组机体组2023/2/192023/2/192121厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾机体组机体组汽缸体汽缸体汽缸体汽缸体汽缸盖汽缸盖汽缸盖

25、汽缸盖汽缸盖罩汽缸盖罩汽缸盖罩汽缸盖罩油底壳油底壳油底壳油底壳机体组的基本组成机体组的基本组成机体组的基本组成机体组的基本组成2023/2/192023/2/192222厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾曲柄连杆机构曲柄连杆机构曲柄连杆机构的基本组成曲柄连杆机构的基本组成曲柄连杆机构的基本组成曲柄连杆机构的基本组成活塞连杆组活塞连杆组活塞连杆组活塞连杆组曲轴飞轮组曲轴飞轮组曲轴飞轮组曲轴飞轮组2023/2/192023/2/192323厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾配气机构配气机构气门组气门组气门组气门组气门传动组气门传动组气

26、门传动组气门传动组配气机构的基本组成配气机构的基本组成配气机构的基本组成配气机构的基本组成2023/2/192023/2/192424厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾第四节第四节 往复活塞式内燃机的工作原理往复活塞式内燃机的工作原理1.四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理2023/2/192023/2/192525厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾2.四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理相同点相同点相同点相同点：进、排气门的开闭，曲柄连杆机构：进、排气门的开闭，曲柄连杆机构：进、排气门的开闭，曲柄连杆机构：进、排气门的开

27、闭，曲柄连杆机构的运动，工作循环的运动，工作循环的运动，工作循环的运动，工作循环不同点不同点不同点不同点：混合气的形成方法，着火方式：混合气的形成方法，着火方式：混合气的形成方法，着火方式：混合气的形成方法，着火方式2023/2/192023/2/192626厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾3.二冲程汽油机工作原理二冲程汽油机工作原理2023/2/192023/2/192727厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾4.二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作原理2023/2/192023/2/192828厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大

28、学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾5.汽油机和柴油机的区别汽油机和柴油机的区别可燃混合气的形成方式可燃混合气的形成方式可燃混合气的形成方式可燃混合气的形成方式着火方式着火方式着火方式着火方式2023/2/192023/2/192929厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾第五节第五节 国产内燃机编制规则国产内燃机编制规则4 4直列直列直列直列四冲程四冲程四冲程四冲程9191水冷水冷水冷水冷QQ首部首部首部首部中部中部中部中部后部后部后部后部缸缸缸缸径径径径符符符符号号号号冲冲冲冲程程程程符符符符号号号号系系系系列列列列符符符符号号号号以以XG491QME为例：为例：

29、X XGGMEME尾部尾部尾部尾部换换换换代代代代标标标标志志志志符符符符号号号号缸缸缸缸数数数数符符符符号号号号汽汽汽汽缸缸缸缸排排排排列列列列形形形形式式式式符符符符号号号号结结结结构构构构特特特特征征征征符符符符号号号号用用用用途途途途特特特特征征征征符符符符号号号号区区区区分分分分符符符符号号号号2023/2/192023/2/193030厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾1)汽油机和柴油机的主要区别是什么？汽油机和柴油机的主要区别是什么？2)CA488型四冲程汽油机有型四冲程汽油机有4个气缸，气个气缸，气缸直径缸直径87.5mm，活塞行程，活塞行程92mm，压缩，压缩比为比为8.1，试计算其气缸工作容积、燃，试计算其气缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量。烧室容积和发动机排量。课后作业课后作业2023/2/192023/2/193131厦门大学嘉庚学院机电工程系厦门大学嘉庚学院机电工程系 张津蕾张津蕾