发动机基本知识2.ppt

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1、第第1章发动机基本知识章发动机基本知识 第第1节汽车发动机的分类节汽车发动机的分类 第第2节发动机结构基本术语节发动机结构基本术语 第第3节发动机产品名称和型号编制规则节发动机产品名称和型号编制规则 第第4节四行程发动机的工作原理节四行程发动机的工作原理 第第5节发动机的总体构造节发动机的总体构造 第第6节发动机的主要性能指标与特性节发动机的主要性能指标与特性 小结小结第第1节汽车发动机的分类节汽车发动机的分类 发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。汽车的发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。汽车的动力来自发动机。将燃料燃烧所产生的热能转变为机械能的发动动力来自发动机。将燃料燃

2、烧所产生的热能转变为机械能的发动机，称为热力发动机机，称为热力发动机(简称热机简称热机)。热力发动机一般又分为内燃机。热力发动机一般又分为内燃机与外燃机。内燃机是将液体燃料或气体燃料和空气混合后直接输与外燃机。内燃机是将液体燃料或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧产生热能，热能再转变为机械能的装置。外燃机入机器内部燃烧产生热能，热能再转变为机械能的装置。外燃机是指燃料在机器外部的锅炉内燃烧，加热锅炉内的水，使之变为是指燃料在机器外部的锅炉内燃烧，加热锅炉内的水，使之变为高温、高压的水蒸气，再送往机器内部，将其热能转变为机械能高温、高压的水蒸气，再送往机器内部，将其热能转变为机械能的装置。

3、的装置。发动机的分类如发动机的分类如图图1一一1所示所示返回第第2节发动机结构基本术语节发动机结构基本术语 发动机的基本术语如发动机的基本术语如图图1一一2所示所示 (1)上止点上止点:活塞顶部离曲轴中心的最远处，即活塞最高位置活塞顶部离曲轴中心的最远处，即活塞最高位置 (2)下止点下止点:活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞最低位置活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞最低位置 (3)活塞行程活塞行程(S):上、下止点间的距离上、下止点间的距离 (4)曲轴半径曲轴半径(R):曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离 (5)气缸工作容积气缸工作容积(Vh):活塞从

4、上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积或气缸排量，用符号容积或气缸排量，用符号Vh表示。多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为表示。多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机工作容积或发动机排量，用符号发动机工作容积或发动机排量，用符号VL(单位为单位为L)表示。表示。式中式中D气缸直径，气缸直径，cm;S活塞行程活塞行程;cm;i气缸数气缸数下一页返回第第2节发动机结构基本术语节发动机结构基本术语(6)燃烧室容积燃烧室容积(Vc):活塞在上止点时，活塞顶上面的空间为燃烧室，活塞在上止点时，活塞顶上面的空间为燃烧室，它的容积叫做燃烧室容积它的容积叫

5、做燃烧室容积(单位为单位为L)(7)气缸总容积气缸总容积(Va):活塞在下止点时，活塞顶上面整个空间的容积活塞在下止点时，活塞顶上面整个空间的容积(单单位为位为L。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即:(8)压缩比压缩比():气缸总容积与燃烧室容积的比值，即气缸总容积与燃烧室容积的比值，即 它表示活塞由下止点移动到上止点时，气缸内气体被压缩的它表示活塞由下止点移动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比愈大，则压缩终了时气缸内的压力和温度就愈高。程度。压缩比愈大，则压缩终了时气缸内的压力和温度就愈高。上一页返回第第3节发动机产品名称和型号编制规则节发

6、动机产品名称和型号编制规则 为了便于发动机的生产管理和使用，我国于为了便于发动机的生产管理和使用，我国于1991年对发动机年对发动机的名称和型号编制方法重新审定并颁布了国家标准的名称和型号编制方法重新审定并颁布了国家标准(GB/T 725-1991)。该标准的主要内容如下。该标准的主要内容如下。(1)发动机产品名称均按所采用的燃料命名，例如柴油机、汽油机、发动机产品名称均按所采用的燃料命名，例如柴油机、汽油机、煤气机、沼气机、双煤气机、沼气机、双(多种多种)燃料发动机等。燃料发动机等。(2)发动机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。发动机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。(3)发动机型号应能

7、反映发动机的主要结构特征及性能，由下列四部发动机型号应能反映发动机的主要结构特征及性能，由下列四部分内容组成。分内容组成。首部首部:为产品系列符号或换代标志符号，由制造厂根据需要自选为产品系列符号或换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部或由主管部标准化机构核准。相应字母表示，但需主管部或由主管部标准化机构核准。下一页返回第第3节发动机产品名称和型号编制规则节发动机产品名称和型号编制规则 中部中部:由缸数符号、行程符号、气缸排列形式符号和缸径符号组成由缸数符号、行程符号、气缸排列形式符号和缸径符号组成 后部后部:结构特征和用途特征符号，以字母表示。结构特征和用途特征符号，以字

8、母表示。尾部尾部:区分符号，当同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制区分符号，当同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表不发动机型号的排列顺序及符号所代表的意造厂选用适当符号表不发动机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如义规定如图图1一一3所示。所示。上一页返回第第4节四行程发动机的工作原理节四行程发动机的工作原理 汽油机是将汽油和空气混合后的可燃混合气吸人发动机气缸内，汽油机是将汽油和空气混合后的可燃混合气吸人发动机气缸内，用电火花强制点燃使其燃烧，产生热能而膨胀做功的。柴油机是用电火花强制点燃使其燃烧，产生热能而膨胀做功的。柴油机是利用喷油泵使柴油在高压下由喷油器直接

9、喷人发动机气缸内，并利用喷油泵使柴油在高压下由喷油器直接喷人发动机气缸内，并与气缸内已经被压缩的高温空气混合形成混合气，自燃后产生热与气缸内已经被压缩的高温空气混合形成混合气，自燃后产生热能而膨胀做功。能而膨胀做功。一、四行程汽油机的工作原理一、四行程汽油机的工作原理 四行程汽油发动机每完成一个工作循环需要经过进气、压缩、四行程汽油发动机每完成一个工作循环需要经过进气、压缩、膨胀膨胀(做功做功)和排气和排气4个过程，见个过程，见表表1一一1。对应活塞上下。对应活塞上下4个行程，个行程，相应的曲轴旋转相应的曲轴旋转720 (两圈两圈)下一页返回第第4节四行程发动机的工作原理节四行程发动机的工作原

10、理 二、四行程柴油机的工作原理二、四行程柴油机的工作原理 四行程柴油机四行程柴油机(压燃式发动机压燃式发动机)和四行程汽油机一样，每个工作和四行程汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、做功和排气循环也经历进气、压缩、做功和排气4个行程。由于柴油机用的柴个行程。由于柴油机用的柴油钻度比汽油大，不易蒸发，且自燃温度又较汽油低，因此可燃油钻度比汽油大，不易蒸发，且自燃温度又较汽油低，因此可燃混合气的形成及着火方式不同于汽油机如混合气的形成及着火方式不同于汽油机如图图1一一4所示为四行程柴所示为四行程柴油机的工作原理示意图。柴油机在进气行程吸入的是纯空气。油机的工作原理示意图。柴油机在进气行程吸入

11、的是纯空气。上一页返回第第5节发动机的总体构造节发动机的总体构造 发动机是一部复杂的机器，不同类型或即使同类型发动机，发动机是一部复杂的机器，不同类型或即使同类型发动机，其具体结构也各不相同，但基本构造相似。通常，汽油机由两大其具体结构也各不相同，但基本构造相似。通常，汽油机由两大机构五大系统组成，柴油机由两大机构四大系统组成机构五大系统组成，柴油机由两大机构四大系统组成(无点火系无点火系)。常见轿车四缸发动机的结构如常见轿车四缸发动机的结构如图图1一一5所示。所示。汽油机由两大机构五大系统组成，见汽油机由两大机构五大系统组成，见表表1-2返回第第6节发动机的主要性能指标与特性节发动机的主要性

12、能指标与特性 一、动力性指标一、动力性指标 发动机的动力性指标有有效转矩、有效功率等。发动机的动力性指标有有效转矩、有效功率等。(1)有效转矩。发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效有效转矩。发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，用转矩，用Me表示，单位为表示，单位为Nm。(2)有效功率。发动机通过飞轮对外输出的功率称为发动机的有效有效功率。发动机通过飞轮对外输出的功率称为发动机的有效功率，用功率，用Pe表示，单位为表示，单位为kW。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定。在测功器上测定有效转发动机的有效功率

13、可以用台架试验方法测定。在测功器上测定有效转矩和曲轴转速，然后运用以下公式算出发动机的有效功率矩和曲轴转速，然后运用以下公式算出发动机的有效功率:下一页返回第第6节发动机的主要性能指标与特性节发动机的主要性能指标与特性二、经济性指标二、经济性指标 一般用燃油消耗率表示发动机的经济性指标。燃油消耗率指发动机每一般用燃油消耗率表示发动机的经济性指标。燃油消耗率指发动机每 发出发出1 kW有效功率，在有效功率，在1h内所消耗的燃油质量内所消耗的燃油质量(以以g为单位为单位)，用，用ge表示。很明表示。很明显，燃油消耗率越低，发动机的燃油经济性越好。显，燃油消耗率越低，发动机的燃油经济性越好。燃油消耗

14、率单位为燃油消耗率单位为g/(kWh)按下式计算按下式计算:式中式中Gf发动机每单位时间的耗油量，单位为发动机每单位时间的耗油量，单位为kg/h，可由试验测定，可由试验测定;Pe、发动机的有效功率，单位为发动机的有效功率，单位为kW下一页上一页返回第第6节发动机的主要性能指标与特性节发动机的主要性能指标与特性三、速度特性三、速度特性 发动机的速度特性指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者发动机的速度特性指发动机的功率、转矩和燃油消耗率三者随曲轴转速变化的规律。该特性可在发动机试验台上随曲轴转速变化的规律。该特性可在发动机试验台上(例如测功器例如测功器试验台试验台)通过试验来测得。试验时，当节气门

15、开度达到最大时，所通过试验来测得。试验时，当节气门开度达到最大时，所得到的速度特性称为发动机外特性。如得到的速度特性称为发动机外特性。如图图1一一6所示为汽油发动机所示为汽油发动机外特性曲线。相应地把在节气门其他开度情况下得到的速度特性外特性曲线。相应地把在节气门其他开度情况下得到的速度特性称为部分特性。称为部分特性。发动机外特性代表了发动机所具有的最高动力性能发动机外特性代表了发动机所具有的最高动力性能 外特性曲线上标出的发动机最大功率和最大转矩及其相应的转外特性曲线上标出的发动机最大功率和最大转矩及其相应的转速是表示发动机特性的重要指标。当分析发动机外特性是否符合速是表示发动机特性的重要指

16、标。当分析发动机外特性是否符合使用要求时，要联系汽车使用条件，诸如道路情况、所要求克服使用要求时，要联系汽车使用条件，诸如道路情况、所要求克服的阻力数值、最高车速等。的阻力数值、最高车速等。下一页上一页返回第第6节发动机的主要性能指标与特性节发动机的主要性能指标与特性四、发动机的工况与负荷四、发动机的工况与负荷 发动机工作状况发动机工作状况(简称发动机工况简称发动机工况)一般用它的功率与曲轴转速一般用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表征。来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表征。发动机在某一转速下的负荷就是当时发动机发出的功率与同一发动机在某一转速下的负荷就是当时发动机发出的功率

17、与同一转速下所可能发出的最大功率之比，以百分数表示。转速下所可能发出的最大功率之比，以百分数表示。上一页返回小结小结 1.汽车的动力来自发动机。发动机是将某一种形式的能量转换为机械汽车的动力来自发动机。发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。将燃料燃烧所产生的热能转变为机械能的发动机，称能的机器。将燃料燃烧所产生的热能转变为机械能的发动机，称为热力发动机为热力发动机(简称热机简称热机)。热力发动机一般又分为内燃机与外燃。热力发动机一般又分为内燃机与外燃机。汽车采用的是内燃机。机。汽车采用的是内燃机。2.车用发动机可分为活塞式内燃机与燃气轮机两大类。活塞式内燃机车用发动机可分为活塞式内燃机

18、与燃气轮机两大类。活塞式内燃机按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在汽车上应用最为广泛。内燃机在汽车上应用最为广泛。3.发动机按照所使用燃料的不同可分为汽油机、柴油机、煤气机、气发动机按照所使用燃料的不同可分为汽油机、柴油机、煤气机、气体燃料发动机、多种燃料发动机等。体燃料发动机、多种燃料发动机等。4.活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积或气缸排量。活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积或气缸排量。多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机工作容积或发动多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发

19、动机工作容积或发动机排量。机排量。5.四行程汽油发动机每完成一个工作循环需要经过进气、压缩、膨胀四行程汽油发动机每完成一个工作循环需要经过进气、压缩、膨胀(做功做功)和排气和排气4个过程。对应活塞上下个过程。对应活塞上下4个行程，相应的曲轴旋转个行程，相应的曲轴旋转7200(两圈两圈)。下一页返回小结小结 6.柴油机比汽油机的燃油经济性较好，且柴油机没有电气和点火系统柴油机比汽油机的燃油经济性较好，且柴油机没有电气和点火系统的故障。但柴油机转速较汽油机低、质量大、制造和维修费用高。的故障。但柴油机转速较汽油机低、质量大、制造和维修费用高。汽油机具有转速高、质量小、工作噪声小、启动容易、工作稳定

20、、汽油机具有转速高、质量小、工作噪声小、启动容易、工作稳定、操作省力、适应性好、制造和维修费用低等特点，故在轿车和中、操作省力、适应性好、制造和维修费用低等特点，故在轿车和中、小型载货汽车上及军用越野车上得到广泛的应用。小型载货汽车上及军用越野车上得到广泛的应用。7.汽油机由两大机构五大系统组成，柴油机由两大机构四大系统组成汽油机由两大机构五大系统组成，柴油机由两大机构四大系统组成(无点火系无点火系)。8.发动机的动力性指标有有效转矩、有效功率等。一般用燃油消耗率发动机的动力性指标有有效转矩、有效功率等。一般用燃油消耗率表示发动机的经济性指标。表示发动机的经济性指标。上一页返回图图1一一1发动

21、机的分类发动机的分类返回下一页图图1一一1发动机的分类发动机的分类返回下一页上一页图图1一一1发动机的分类发动机的分类返回下一页上一页图图1一一1发动机的分类发动机的分类返回下一页上一页图图1一一1发动机的分类发动机的分类返回上一页图图1一一2发动机的基本术语发动机的基本术语返回图图1一一3发动机型号的排列顺序及符号所发动机型号的排列顺序及符号所代表的意义代表的意义返回图图1一一4四行程柴油机的工作原理示意图四行程柴油机的工作原理示意图返回图图1一一5四缸轿车发动机的结构四缸轿车发动机的结构返回下一页图图1一一5四缸轿车发动机的结构四缸轿车发动机的结构返回上一页图图1一一6汽油发动机外特性曲线

22、汽油发动机外特性曲线返回表表1一一1四行程汽油机的工作原理四行程汽油机的工作原理返回下一页表表1一一1四行程汽油机的工作原理四行程汽油机的工作原理返回下一页上一页表表1一一1四行程汽油机的工作原理四行程汽油机的工作原理返回下一页上一页表表1一一1四行程汽油机的工作原理四行程汽油机的工作原理返回上一页表表1-2汽油机的两大机构五大系统的汽油机的两大机构五大系统的组成组成返回下一页表表1-2汽油机的两大机构五大系统的汽油机的两大机构五大系统的组成组成返回下一页上一页表表1-2汽油机的两大机构五大系统的汽油机的两大机构五大系统的组成组成返回下一页上一页表表1-2汽油机的两大机构五大系统的汽油机的两大机构五大系统的组成组成返回下一页上一页表表1-2汽油机的两大机构五大系统的汽油机的两大机构五大系统的组成组成返回上一页