发动机基本原理PPT课件.ppt

1,发动机基础知识,SGMW-PT,2,第一章 发动机的基础知识,第一节 发动机的分类和基本构造 第二节 发动机常用术语 第三节 发动机的工作原理 第四节 发动机的主要性能指标与特性,3,第一节 发动机的分类和基本构造,分类 (1) 按照所用燃料分类,汽油机（gasoline engine）,柴油机(diesel engine),4,(2) 按照行程(stroke)分类,内燃机按照完成一个工作循环(operating cycle)所需的行程数可分为四行程内燃机(four - stroke cycle engine)和二行程内燃机(two - stroke cycle engine) 。,5,四行程与两行程发动机举例,6,(3) 按照冷却方式分类,内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机(liquid - cooled engine)和风冷发动机(air - cooled engine).,7,可分为单缸发动机(single - cylinder engine)和多缸发动机(multi - cylinder engine ) .,(4) 按照气缸(cylinder)数目分类,8,(5) 按照气缸排列方式分类,内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机(inline engine)的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180(一般为90)称为V型发动机(V-type engine)，若两列之间的夹角=180称为对置式发动机(opposed engine)。,9,单列式与双列式发动机举例,10,(6) 按照进气系统是否采用增压方式分类,可以分为自然吸气(非增压)式发动机naturary aspirated engine(non - supercharged engine)和强制进气(增压式)发动机(supercharged engine ) .,11,第一节 发动机的分类和基本构造,曲柄连杆机构 配气机构 燃料供给系统（fuel supplying system） 润滑系统(lubricating system) 冷却系统(cooling system) 点火系统(igniting system) 起动系统(starting system),2. 基本构造,12,曲柄连杆机构,曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。,思考:右图中那些机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组?,13, 配气机构,配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入。,14, 燃料供给系统 fuel supplying system,汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去.,燃料供给系统,15, 润滑系统 lubricating system,润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。,润滑系统,16, 冷却系统 cooling system,冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。 水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。,17, 点火系统 igniting system,能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系 .,点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成.,18, 起动系统 starting system,曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系。,19,汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成. 柴油机由以上两大机构和四大系统组成,即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。,小 结,20,第二节 发动机常用术语,上止点TDC (Top Dead Center),下止点BDC (Bottom Dead Center),21,第二节 发动机常用术语,活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。一般用表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180.,曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即 S =2R 。,22,第二节 发动机常用术语,活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积， 称为气缸工作容积。一般用Vh表示：,式中：D气缸直径，单位mm； S活塞行程，单位mm；,活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积Va:,23,第二节 发动机常用术语,多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。一般用VL表示：,式中:n气缸个数； Vh单个气缸的工作容积.,24,第二节 发动机常用术语,压缩比(compression ratio) 表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用表示。,通常汽油机的压缩比为610，柴油机的压缩比较高，一般为1622。,第三节 发动机的工作原理,进气行程 压缩行程 排气行程 作功行程,四行程汽油机的工作原理,26,四行程发动机的工作原理剪辑,(1) 进气行程,(1）进气行程 化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，形成可燃混合气后吸人气缸。 进气过程中，进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸人气缸。由于进气系统有阻力，进气终了时气缸内的气体压力约为0075009MPa。,28,(2) 压缩行程,压缩行程为使吸人气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，故需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，称为压缩行程。在示功图上，压缩行程用曲线ac表示。活塞达到上止点时压缩终了，此时，混合气被压缩到活塞上方很小的空间，即燃烧室中。可燃混合气压力pc升高到0612MPa，温度可达 600700K。,29,(3) 做功行程,作功行程在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后，放出大量的热能，其压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力pz约为35MPa，相应温度则为22002800K。高温、高压燃气推动活塞从上。止点向下止点运动。通过连杆使曲轴旋转并输出机械能。它除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。示功图上曲线幼表示活塞向下移动时，气缸内容积增加，气体压力和温度都降低，在作功行程终了的b点，压力降至0305MPa，温度则降为13001600K。,30,(4) 排气行程,排气行程可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个工作循环。 当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞腑下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。这一行程在示功图上用曲线br表示。在排气行程中，气缸内压力稍高于大气压力，约为01050115MPa。排气终了时，废气温度约为9001200K。 由于燃烧室占有一定的容积，因此在排气终了时，不可能将废气排尽，这一部分留下的废气称为残余废气。 综上所述，四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，曲轴旋转了两周。,