发动机基本结构与工作原理.pptx
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1、1内燃机特点单机功率范围大 热效率高 体积小 质量轻 便于移动 起动性能好 操作简单 排气污染 噪音大 第2页/共81页第1页/共81页21.11.1 四冲程发动机基本结构与工作原理1.1.1 1.1.1 四冲程汽油机基本结构与工作原理1.1.四冲程汽油机基本结构第3页/共81页第2页/共81页3单缸四冲程汽油机基本结构及工作原理第4页/共81页第3页/共81页41.1.四冲程汽油机基本结构第5页/共81页第4页/共81页52.2.四冲程汽油机基本工作原理 进气进气0180开开关关压缩压缩 180360关关关关作功作功 360540关关关关排气排气540720 关关开开排气排气门门进气进气门门
2、活塞活塞行向行向曲轴曲轴转角转角行程行程名称名称第6页/共81页第5页/共81页6四冲程汽油机基本工作原理第7页/共81页第6页/共81页73.3.工作过程分析 (1 1)四冲程发动机 活塞在上、下止点间往复移动四个行程(相当曲轴旋转了两周),完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的发动机称四冲程发动机。第8页/共81页第7页/共81页8一、二、三冲程发动机?第9页/共81页第8页/共81页9(2 2)冲程与活塞行程冲程冲程:指发动机的类型指发动机的类型活塞活塞行程行程:指活塞运行的上、指活塞运行的上、下两个止点之间的距离下两个止点之间的距离S S。第10页/共81页第9页/共81页10气缸工
3、作容积(排量V Vs s )一个活塞在一个行程中所扫过的容积。发动机总排量 一台发动机所有气缸工作容积之和。第11页/共81页第10页/共81页11压缩行程作用?第12页/共81页第11页/共81页12(3 3)压缩行程的作用提高进入气缸混合气的压力和温度,为混合气迅速燃烧创造条件;可以有效提高发动机燃烧热效率.第13页/共81页第12页/共81页13奥托(OttoOtto)机18761876年,德国人奥托研制出第一台实用的往复式四行程内燃机,称OttoOtto机。单缸、卧式、2.942.94KwKw、压缩比2.2.6666,热效率高达1414,每分钟转速250250转。第14页/共81页第1
4、3页/共81页14压缩比(压缩比():气缸总容积(气缸总容积(VaVa):活塞在活塞在下止点时,活塞顶部以上的气下止点时,活塞顶部以上的气缸容积。缸容积。燃烧室容积(燃烧室容积(VcVc):活塞在活塞在上止点时,活塞顶部以上的容上止点时,活塞顶部以上的容积。积。压缩比:压缩比:7 71111(汽油机),(汽油机),16162222(柴油机)。(柴油机)。第15页/共81页第14页/共81页15发动机结构一定,压缩比变化?是否合理?第16页/共81页第15页/共81页16新技术可变压缩比发动机(SVC)第17页/共81页第16页/共81页17(4)示功图 示功图:一个工作循环里,气缸内气体的压力
5、随气缸工作容积变化关系的图形 。第18页/共81页第17页/共81页18发动机示功图特征点参数a ac cz zb br r汽油机P P0.0750.0750.090.090.60.61.21.23 35 50.30.30.50.50.1050.1050.1150.115T T3703704004006006007007002200220028002800130013001600160090090012001200柴油机P P0.080.080.090.093.53.54.54.56 69 90.20.20.40.40.1050.1050.1250.125T T3003003703707507
6、50100010002000200025002500120012001500150080080010001000注:P-气缸气体压强(MPa);T-气缸气体温度(K)第19页/共81页第18页/共81页19(5 5)单缸机存在的问题及解决途径问题1 1:功率小问题2 2:四个行程中,只有一个行程作功,造成曲轴转速不均匀,工作振动大。途径1 1:在曲轴后端安装了一个质量较大的飞轮,以减少转速不均匀度。途径2 2:多缸机第20页/共81页第19页/共81页204.多缸发动机结构特点(1 1)共用一个机体,一根曲轴;(2 2)曲轴的曲柄分布应该使各缸作功行程均匀分布在7207200 0曲轴转角内。第
7、21页/共81页第20页/共81页21多缸发动机工作原理第22页/共81页第21页/共81页221.1.2 1.1.2 四冲程柴油机结构特点与工作原理 1.1.结构特点没有火花塞设有喷油器 第23页/共81页第22页/共81页23(1 1)进气行程进入气缸的是纯空气;(2 2)着火方式属于压燃式。2.工作原理工作原理第24页/共81页第23页/共81页24四冲程柴油机工作原理第25页/共81页第24页/共81页25柴油机与汽油机比较 性 能汽 油 机柴 油 机着火方式点燃压燃燃油消耗高低热效率30%30%左右40%40%左右工作平稳性柔和粗暴第26页/共81页第25页/共81页26发动机转速高
8、低升功率大小起动性易难制造维修成本低高比质量小大使用寿命短长排放CO CO、HCHC大,NONOX X、黑烟少CO CO、HCHC小,NONOX X、黑烟多第27页/共81页第26页/共81页271.21.2 二冲程发动机结构特点与工作原理 二冲程发动机:指活塞在上、下止点间往复移动两个行程(相当曲轴旋转了一周),完成进气、压缩、作功、排气一个工作循环的发动机。第28页/共81页第27页/共81页281.2.1 1.2.1 二冲程汽油机结构特点与工作原理1.1.二冲程汽油机结构特点 与四冲程汽油机比较:没有进、排气门及驱动机构,设进、排气孔和扫气孔,由活塞控制开闭。1-1-气缸气缸 2-2-扫
9、气孔扫气孔 3-3-活塞活塞 4-4-连杆连杆 5-5-曲轴箱曲轴箱 6-6-曲轴曲轴 7-7-进气孔进气孔 8-8-排气孔排气孔 9-9-火花塞火花塞第29页/共81页第28页/共81页292.二冲程汽油机工作原理(1 1)第一行程(换气-压缩行程)(2 2)第二行程(膨胀-换气行程)第30页/共81页第29页/共81页30二冲程汽油机工作原理第31页/共81页第30页/共81页31二冲程汽油机与四冲程汽油机比较 性 能二冲程汽油机四冲程汽油机结构简单复杂质量功率比小大燃油消耗高低第32页/共81页第31页/共81页32升功率大小起动性易难制造维修成本低高比质量小大使用寿命短长排放CO CO
10、、HCHC大,NONOX X、黑烟少CO CO、HCHC小,NONOX X、黑烟多第33页/共81页第32页/共81页331.2.3 1.2.3 二冲程柴油机结构特点与工作原理1.1.二冲程柴油机结构特点 1-1-活塞活塞 2-2-缸套上的空缸套上的空气进气孔气进气孔 3-3-排气门排气门 4-4-泵泵-喷嘴喷嘴 5-5-传动轮传动轮(由柴油机驱动)(由柴油机驱动)6-6-单向传动离合器单向传动离合器 7-7-废废气排出口气排出口 8-8-排气涡轮排气涡轮叶轮叶轮 9-9-离心式风机离心式风机 10-10-排水口排水口 11-11-增压空增压空气冷却器气冷却器 12-12-进水口进水口 13-
11、13-集流箱集流箱第34页/共81页第33页/共81页342.2.二冲程柴油机工作原理(1 1)第一行程)第一行程(换气(换气-压缩行程)压缩行程)(2 2)第二行程)第二行程(膨胀(膨胀-换气行程)换气行程)第35页/共81页第34页/共81页351.3 1.3 内燃机分类及型号往复活塞式往复活塞式旋转活塞式旋转活塞式活塞式内燃机活塞式内燃机燃气轮机燃气轮机内内 燃燃 机机按热能转变为机械能的方式分按热能转变为机械能的方式分1.3.1 1.3.1 内燃机的分类第36页/共81页第35页/共81页36按冲程数分类二冲程内燃机二冲程内燃机二冲程内燃机二冲程内燃机内内 燃燃 机机四冲程内燃机四冲程
12、内燃机四冲程内燃机四冲程内燃机第37页/共81页第36页/共81页37按着火方式分类 点燃式点燃式 压燃式压燃式内内 燃燃 机机第38页/共81页第37页/共81页38按燃料种类分 液化液化石油石油气气 沼沼气气气体燃料气体燃料发动机发动机柴柴油油机机汽汽油油机机液体燃料液体燃料发动机发动机醇醇类类柴油柴油甲醇甲醇多种燃料多种燃料发动机发动机天天燃燃气气内燃机内燃机第39页/共81页第38页/共81页39按进气状态分类非增压非增压内内 燃燃 机机增压增压第40页/共81页第39页/共81页40按冷却方式分类水冷水冷内内 燃燃 机机风冷风冷第41页/共81页第40页/共81页41按气缸数及布置分
13、类(1 1)单缸内燃机:只有一个气缸的内燃机。(2 2)多缸内燃机:具有两个或两个以上气缸的内燃机。(3 3)立式内燃机:气缸布置于曲轴上方且气缸中心线垂直于水平面的内燃机。(4 4)卧式内燃机:气缸中心线平行于水平面的内燃机。(5 5)直列式内燃机:具有两个或两个以上直立气缸,并呈一列布置的内燃机。第42页/共81页第41页/共81页42 具有两个或两列气缸,其中心线夹角呈V V形,并共用一根曲轴输出功率的内燃机。(8 8)斜置式内燃机斜置式内燃机:气缸中心线与水平:气缸中心线与水平面呈一定角度面呈一定角度(不是直角不是直角)的内燃机。的内燃机。按用途分类按用途分类:有汽车用、机车用、船用:
14、有汽车用、机车用、船用(7 7)对置气缸式内燃机对置气缸式内燃机:两:两个或两列气缸分别排列在同个或两列气缸分别排列在同一曲轴的两边呈一曲轴的两边呈1801800 0夹角的夹角的内燃机。内燃机。(6 6)V V形内燃机形内燃机:第43页/共81页第42页/共81页431.3.2 1.3.2 内燃机型号(GB725-91)地方、企业代号地方、企业代号系列符号系列符号换代标志换代标志首首 部部结构特征结构特征符号符号用途特征符号用途特征符号区分符号区分符号后后 部部尾部尾部冲冲程程符符号号(E E表表示示二二冲冲程程,四冲程不标)四冲程不标)缸缸径径(以以直直径径mmmm整数表示)整数表示)气缸布
15、置形式气缸布置形式缸数符号缸数符号中中 部部无符号无符号-多缸直多缸直 列及单缸列及单缸V-V-型型P-平卧形平卧形无符号无符号-水冷水冷F-F-风冷风冷N-N-凝气冷却凝气冷却S-S-十字头式十字头式Z-Z-增压增压Z ZL L-增压中冷增压中冷D DZ Z-可倒转可倒转无符号无符号-通用型通用型T-T-拖拉机用拖拉机用M-M-摩托车用摩托车用G-G-工程机械工程机械Q-Q-车用车用J-J-铁路机车铁路机车D-D-发电机组发电机组C-C-船用主机,船用主机,右机基本型右机基本型C CZ Z-船用主机,船用主机,左机基本型左机基本型Y-Y-农用运输车农用运输车L-L-林业机械林业机械第44页/
16、共81页第43页/共81页441.4 1.4 发动机性能指标 动力性能指标 经济性能指标运转性能指标 可靠性、耐久性能指标 1.4.1 1.4.1 动力性能指标1.1.有效转距(T Te e):发动机曲轴输出的平均转矩称为有效转矩 。2.2.平均有效压力(P Pmeme ):单位气缸工作容积所输出的有效功。第45页/共81页第44页/共81页453.3.有效功率(P Pe e):发动机曲轴输出的功率称为有效功率。T Te e-有效转距(有效转距(N mN m)n n-曲轴转速(曲轴转速(r/minr/min)P Pmeme-平均有效压力(平均有效压力(kPkPa a)V Vs s-气缸工作容积
17、(气缸工作容积(m m3 3)i-i-气缸数气缸数-冲程数冲程数第46页/共81页第45页/共81页46标定功率(1)(1)标定功率:发动机制造厂按国家规定标定的有效功率(发动机产品名牌上标明的功率)。(2)(2)标定转速:标定功率对应的转速。(3)(3)我国内燃机功率标定分以下四级:1515minmin功率:在标准环境条件下,内燃机能连续稳定运转1515minmin时的最大有效功率 。1 1h h功率 1212h h功率 持续功率第47页/共81页第46页/共81页47升功率 在标定工况下每升气缸工作容积所在标定工况下每升气缸工作容积所发出的有效功率。发出的有效功率。第48页/共81页第47
18、页/共81页481.4.2 1.4.2 经济性能指标 1.1.燃油消耗率:燃油消耗率:每小时单位有效功率消耗的燃油质量(以每小时单位有效功率消耗的燃油质量(以g/kw.hg/kw.h为单位)。为单位)。B-B-发动机每小时消耗的燃油质量(发动机每小时消耗的燃油质量(kg/hkg/h)P Pe e-发动机的有效功率(发动机的有效功率(kwkw)第49页/共81页第48页/共81页492.2.有效热效率有效热效率:燃料中所含的热量转变为有效:燃料中所含的热量转变为有效功的比例。功的比例。Q Q1 1-燃料中所含的热量(燃料中所含的热量(kJkJ)W We e-发动机有发动机有效功(效功(kJkJ)
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