工程机械动力装置课件.ppt

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1、分目录分目录任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理任务三任务三任务三任务三 发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标n发动机：将自然界存在的任何一种形式的能量转变成机械能的机器。发动机发动机电力机电力机风力机风力机热力机热力机水力机水力机原子能发动机原子能发动机外燃机外燃机内燃机内燃机下一页上一页总目录分目录任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造1.1 发动机在工程机械上的应用发

2、动机在工程机械上的应用任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录n目前，挖掘机、装载机及各种自设动力源的工程机械，其发动机几乎都是往复活塞式内燃机。n工程机械除了割草机等小型机器外，绝大部分工程机械都是使用柴油机做动力。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录1.2 发动机的构造发动机的构造 汽油机的总体结构n传统的汽油机基本上是由如下的机构和系统组成的：n1、两大机构：曲柄连杆机构、配气机构n2、五大系统：燃油供给系统、冷却系统、润滑系统、起动系统

3、、点火系统 柴油机的总体结构n柴油机的两大机构和四大系统与汽油机基本相同。由于柴油机是压燃式点火，因此没有点火系。柴油机的燃料供给系统通常利用高压油泵将柴油压力提高后，再利用喷油器将高压的柴油直接喷入气缸。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录各组成部分简介n1、曲柄连杆机构中的机体组一般由气缸盖、缸体、油底壳等组成。其作用是作为发动机各机构、各系统的装配基体或组成部分。活塞连杆组中主要包括：活塞、连杆，是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动零件。曲轴飞轮组中主要包括曲轴、飞轮等机件。发动机产生的动力大部分经曲轴

4、后端的飞轮输出，还有一部分通过曲轴前端的齿轮和带轮驱动本机其他机构和系统。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录n2、配气机构一般由气门组、气门传动组、气门驱动组组成。包括：进、排气门、挺杆、推杆、摇臂、凸轮轴、凸轮正时齿轮等。功能是：根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进、排气门，实现换气。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录n3、化油器式汽油机燃料供给系包括：油箱、汽油泵、过滤器、化油器、空滤器、进、排气管、消声器等。柴油机燃料

5、供给系由低压油路和高压油路两部分组成。在输油泵的作用下，柴油从油箱被吸出，经过油水分离器分离去柴油中的水分，再压向柴油滤清器过滤，干净的柴油进入柱塞式喷油泵，提高压力，再经高压油管，送到喷油器，以一定的速率、射程和喷雾锥角喷入燃烧室。多余的柴油从回油管流回柴油滤清器。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录n4、润滑系主要由机油泵、集滤器、限压阀、润滑润滑油道、机油粗滤、细滤器、机油冷却器。功用：向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，实现液体摩擦，减小阻力和磨损，并对零件表面进行清洗和冷却。任务一任务一任务一任务一

6、 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录 5、冷却系由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器组成。功用：将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机的适 宜的工作温度。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录n6、点火系由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈、火花塞组成。功用：定时在火花塞电极间产生点火花，点燃气缸内的可燃混合气。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录n7、起动系：用外力使发动机由静止

7、过渡到工作状态。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录1.3 发动机的分类与编号发动机的分类与编号n1、按所用的燃料分类：液体燃料发动机（汽油机、柴油机）气体燃料发动机（天然气发动机、液化石油气发动机）n2、按点火方式分类：压燃式、点燃式n3、按工作循环的冲程数分类：四冲程、两冲程n4、按汽缸数及其排列方式分类：单缸（立式、卧式）、多缸（V形、对置式）n5、按冷却方式分类：水冷和风冷n6、按进气方式分：增压式和非增压式任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页

8、总目录分目录发动机的编号 发动机的名称和型号必须符合国家标准GB/725-1991n1.内燃机名称均按所采用的燃料命名：柴油机、汽油机、煤气机等等。n2.内燃机型号由阿拉伯数字、汉语拼音、气缸布置符号组成。n3.型号组成：首部 中部 后部 尾部系列代号 缸数符号 换代符号 气缸布置形式符号 结构特征符号 区分符号 地方、企业代号 冲程符号（E二冲程）用途特征符号 缸径符号（毫米）任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录型号示例 柴油机nYZ6102Q：六缸直列、四冲程、缸径102、水冷、汽车用、YZ为厂代号n12VE23

9、0ZCZ：12缸、V型、二冲程、缸径230、水冷、船用、增压nN485Q：汽油机n1E65F：单缸、二冲程、缸径65、风冷、通用型nBJ492QA:四缸直列、四冲程、缸径92、水冷、汽车用、BJ为厂代号、A为变形产品。任务一任务一任务一任务一 发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造发动机的总体构造下一页上一页总目录分目录 1.工作循环n活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程，内燃机才能持续地作功。2.上、下止点n活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。任务

10、二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理2.1 发动机的基本名词术语发动机的基本名词术语下一页上一页总目录分目录 3.活塞行程n上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。曲轴的回转半径 R 称为曲柄半径。显然，曲轴每回转一周，活塞移动两个活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，其 S2R。4.气缸工作容积n上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理下一页上一页总目录分目录 5.内燃机排量n内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。6.燃烧室容积n活

11、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称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理下一页上一页总目录分目录 7.气缸总容积n气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。8.压缩比n气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比 e。压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理下一页上一页总目录分目录 9.工况n内燃机在某一时刻的运行

12、状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速。10.负荷率n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称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理下一页上一页总目录分目录n四冲程往复活塞式内燃机在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功和排气等四个过程，即在一个活塞行程内只进行一个过程。因此，活塞行程可分别用四个过程命名。任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理2.2 四冲程发动机的工作原理四冲

13、程发动机的工作原理下一页上一页总目录分目录 1.进气行程 n活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。n汽油机：空气和汽油的可燃混合气被吸入气缸。n柴油机：纯净的空气被吸入气缸。2.压缩行程n进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高。任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理下一页上一页总目录分目录 3.作功行程n汽油机：压缩行程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃

14、烧室，同时放出大量的热能。n柴油机：在压缩行程结束时，喷油泵将柴油泵入喷油器，并通过喷油器喷入燃烧室。由于气缸内的温度远高于柴油的自燃点，因此柴油随即自行着火燃烧。4.排气行程n排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体（或称废气）在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理下一页上一页总目录分目录四冲程汽油机与柴油机比较汽油机柴油机相同点1.都包括四个活塞行程-进气、压缩、作功、排气2

15、.每个行程各占180O曲轴转角，曲轴转两周完成一个工作循环。3.一个作功行程，三个耗功行程。不同点1.混合气在外部开始形成，并延续到压缩终了2.电火花点火3.转速高4.压缩比低，油耗高1.在气缸内部形成，压缩接近终了开始，时间短2.自燃（压燃）3.爆发压力大，扭矩大4.压缩比高，燃烧热效率高，省油。任务二任务二任务二任务二 发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理发动机的工作原理下一页上一页总目录分目录n动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。1、有效转矩n发动机飞轮上对外输出的扭矩，称为有效扭矩，

16、用符号Te表示，单位为牛顿米（Nm）2、有效功率n发动机在单位时间内对外作功的量，称为有效功率用符号Pe表示，单位为千瓦（kW），当由台架测得发动机的扭矩Te和转速n(r/min)后，有效功率Pe可按下式计算：Pe=n Te/30000(kW)3、转速：n发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速，n(r/min)4、平均有效压力n单位汽缸容积所输出的有效功率，单位为 kPa任务三任务三任务三任务三 发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标 3.1 动力性指标动力性指标下一页上一页总目录分目录3.2 经济性指标经济性指标 发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。1

17、、有效热效率n燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率，记作 e。n有效热效率越高，发动机的经济性越好。2、有效燃油消耗率n发动机每输出 1kw 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率。n有效燃油消耗率越低，经济性越好。任务三任务三任务三任务三 发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标下一页上一页总目录分目录3.3 强化指标强化指标 n强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标，一般包括升功率和强化系数等。1、升功率n发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率。升功率大，表明每升气缸工作容积发出的有效功率大，发动机的热负荷和机械负荷都高。2、强化系数n平均有效压力与活塞平均速度的乘积称为强化系数。活塞平均速度是指发动机在标定转速下工作时，活塞往复运动速度的平均值。任务三任务三任务三任务三 发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标发动机的性能指标下一页上一页总目录分目录