曲柄连杆机构解析

排气终了，缸内： P=0.102～0.120Mpa，T=900～1200K
表1.1 单缸四冲程汽油机的工作过程
曲轴转角 （°）
冲程
活塞 气 门 状 态 运动
进气门 排气门
气缸内压力、温度
压力（MPa）
温度（K）
0~180 进气 向下 开启 关闭
进气结束： 0.08~0.90 （0.80~0.95）
升），如下图所示。
Vh
D2 4
S
10 6 (L)
5．发动机排量
内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。 发动机排量＝气缸工作容积×汽缸数
6．燃烧室容积 活塞位于上止点时，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。
7．气缸总容积 气缸总容积＝气缸工作容积+燃烧室容积。
10．负荷率
发动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。
1.1.4 单缸四冲程发动机的工作原理
动画演示
1、进气冲程 2、压缩冲程 3、作功冲程 4、排气冲程
1.1.4 单缸四冲程发动机的工作原理
四冲程往复活塞式发动机，在四个活塞行程（曲轴转两圈——720°）内
示功图
2、压缩冲程
进气冲程结束后， 进、排气门均关 闭；曲轴继续带 动活塞由下止点 向上止点运动， 容积逐渐减小， 可燃混合气压缩， 压力温度逐渐升 高。
活塞运动
示功图
压缩终了，缸内：P=0.6～1.5Mpa，T=600～700K 。
3、做功冲程
活塞运行到上止 点，进、排气门 仍然关闭；点火 装置产生电火花， 点燃混合气。缸 内温度、压力骤 然升高，燃烧膨 胀后的气体，推 动活塞通过连杆 带动曲轴旋转作 功。
进气结束：370~440 （320~350）
180~360 压缩 向上 360~540 做功 向下 540~720 排气 向上
关闭 关闭 关闭
关闭 关闭 开启
压缩结束： 0.6~1.5（3~5）
压缩结束：600~700 （800~1 000）
最大压力：3~5 （5~10）做功结
束：0.3~0.5 （0.2~0.4）
排气结束： 0.11~0.115 （0.11~0.115）
最高温度：2 000~2 800 （1 800~2 200）做功结
束：1 300~1 600（1 200~1 500）
排气结束：900~1 200 （800~1 000）
注：括号内的数字表示柴油机对应冲程的压力与温度。
2．单缸四冲程柴油机的工作过程
第1章 发动机的基础知识
第1章 发动机的基础知识
学习目标 熟悉发动机类型、总体结构及基本原理、基本术语； 了解工程热力学基础、发动机热力循环和性能指标、 产品型号，影响发动机工作性能的主要因素； 掌握汽车发动机型号编制规则、发动机工作原理。 初步掌握汽车发动机修理预备知识
1.1 发动机的总体构造及基本原理
柴油机则包括机体、曲柄连杆、配气、燃油供 给、冷却、润滑、起动等机构系统。
1.1.3 发动机的基本术语
动态演示
1.1.3 发动机的基本术语
1．工作循环
往复活塞式发动机的工作循环是由进气、压缩、作功和 排气等组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程，发 动机才能持续地作功。
2．上、下止点
活塞顶离曲轴回转中 心最远处为上止点；
与汽油机比，柴油机每一 工作循环也经历进、压、 功、排。但柴油密度、粘 性大，难蒸发，自燃点低， 混合气形成方式、着火方 式不同。混气形成在压缩 上止点前某时刻、缸内边 喷、边混、边烧，喷、混、 烧没明显界限。结构、工 作过程图1.7所示。
按气门配置位置分 顶
侧
置
置
式
式
直 按气缸排列方式分 列
式
V 形
气
缸
单
多
按气缸数量分
缸
缸
机
机
1.1.2 发动机的总体构造
内燃机种类繁多，结构形式、具体构造多种多 样，但其基本工作原理一致，为完成热功转换 所需的总体功能、基本结构则大同小异。
汽油机由机体、曲柄连杆机构、配气机构、燃 油供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统、 起动系统等部分组成。
1.1.1 发动机的分类
一、 发动机的定义 能量转换、由多机构、多系统构成的复杂机器。
二、发动机的分类
按其结构特征不同可分为：汽油、柴油及多燃料 发动机；点燃式与压燃式发动机；化油器式与喷 射式发动机；单缸与多缸发动机；水冷式与风冷 式发动机；四冲程与二冲程发动机；双气门与多 气门发动机；顶置式气门与侧置式气门发动机； 单排直列与V形排列式发动机。
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。
进气终了，缸内：
1、进气冲程
P=0.074～0.093Mpa， T=353～403K
此时，排气门关， 进气打开，曲轴旋 转，带动活塞向下 止点运动，产生吸 力，将空气和汽油 吸入气缸，并在气 缸内进一步形成可 燃混合气。
活塞运动
8．压缩比
压缩比＝气缸总容积与燃烧室容积之比。
压缩比表示缸内气体被压缩的程度，或缸内燃气膨胀的倍数。
柴高（ = 16~22），汽油发动机较低（或者 = 6~9，轿车 =
9~11）。 ※压缩比≠气缸压力
9．工况 发动机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时 刻发动机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴 转速即为发动机转速。
按燃料燃 烧位置分
内燃 式发 动机
按燃烧 类型分
按内部运 动类型分
间歇 燃烧 式发 动机
往复 活塞 式发 动机
外燃 式发 动机
连续 燃烧 式发 动机
转子 式发 动机
汽 按使用燃料分 油
机
柴 油 机
按工作循环分
二冲 程机
水 冷 按冷却方式分 式 发 动 机
来自百度文库
四冲 程机
风 冷 式 发 动 机
气
气
门
门
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。
3．活塞行程
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发动机，其 S＝ 2R 。
4．气缸工作容积
活塞从一止点至另一止点所扫过的容积（单位为L或
活塞运动
示功图
作功时缸内：Pmax=3～5Mpa，Tmax=2200～2800K； 作功终了时缸内：P=0.3～0.5Mpa，T=1300～1600K。
4、排气冲程
此时，排气门 打开，进气关 闭，曲轴旋转， 带动活塞向上 止点运动，废 气从排气门排 出气缸外，至 上止点排气门 关闭。
活塞运动
示功图