发动机工作原理和总体构造
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
胀作功，然后将生成的废气排除这样一系列连续过程，称为一个工作循环。...
四冲程发动机的工作循环需要经过进气、压缩、膨胀（作功）、排气四个过程，对应活塞上下四个行 程，相应的曲轴转角旋转720 （两周）。
1、四冲程汽油机的工作循环 （1）进气行程（0~180 CA）： 活塞自上止点向下止点移动，活塞上方气缸容积增大，形成 一定真空，此时排气门关闭，进气门打开，可燃混合气由化 油器经进气歧管、进气门吸入气缸，历时一个活塞行程，曲 轴旋转180°转角。由于有进气阻力，进气终了时缸内压力低 于大气压力，约为0.075~0.09MPa；由于气缸内的可燃混合气 受上一循环残余废气和高温零件的加热，进气终了时缸内气 体温度上升到370~400K。
一、四冲程汽油机工作原理 （一）基本工作原理
第二节 四冲程发动机工作原理
1、化油器式汽油机：汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电火花 使之点火燃烧发热而作功——传统式。
2、汽油喷射式汽油机： （1）进气管内喷射： 将汽油喷射入进气管内，同空气混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩， 然后用电火花使之点火燃烧发热而作功——（现代轿车电控汽油喷射式汽油机）。 （2）气缸内直接喷射：将汽油直接喷射入气缸内同空气混合成可燃混合气并加以压缩，然后用电火花使之点 火燃烧发热而作功——（未来发展）。
冷却系—水泵9由曲轴14上的皮带轮带动，将来自散 热器冷却后的冷却水泵入气缸7燃烧室周围的冷却水 套，经过气缸盖6中的冷却水套，热水由气缸盖上部 的出水口流往散热器。
（三）发动机基本术语
上止点（T.D.C.）：
活塞顶离曲轴中心最远处。
下止点（B.D.C.）： 活塞行程 S ：
活塞顶离曲轴中心最近处。
供给系—汽油和空气在化油器4内混合成新鲜可燃 混合气，经过进气管1、进气门2吸入气缸内，燃 烧后的废气经过排气门3、排气管排入大气中。
点火系—气缸内的新鲜可燃混合气经过压缩后由气 缸盖上伸入燃烧室内的火花塞5产生的点火花点燃。
润滑系—机油泵17由配气凸轮轴上的偏心凸轮驱动， 将油底壳16内的机油吸入并经过机油管15、润滑油 道泵入到各运动件的摩擦部位进行润滑。
（a）进气行程
（2）压缩行程（180~360 CA）： 为了使可燃混合气能迅速燃烧，使发动机发出更大功率，燃
烧前必须将可燃混合气压缩，使其容积缩小，密度加大，温度升 高。此时，进、排气门均关闭，活塞从下止点向上止点移动，曲 轴旋转180 CA。
曲柄半径 R ：
上、下止点之间的距离。
曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴 气缸工作容积Vh： 中心的距离。
发动机工作容积VL：
活塞从上止点到下止点所扫过 的容积（气缸排量） 。
多缸发动机各气缸工作容积 的总和 （发动机排量） 。
VL=
D2
S
式中：D——气缸直径（cm）
i
S——活塞行程（cm）
4
i ——气缸数
3、按工作循环的冲程数分： （1）四冲程发动机； （2）二冲程发动机。
4、按冷却方式分： （1）水冷发动机； （2）风冷发动机。
5、按进气方式分： （1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）； （2）强制吸气式（增压式发动机）。
6、按气缸数分： （1）单缸发动机 ； （2）多缸发动机。
7、按气缸排列方式分：（1）单列发动机：直立式发动机、平卧式发动机 （2）双列发动机： V型发动机、水平对置式发动机
（二）单缸汽油机基本结构： 曲柄连杆机构—气缸7内装有活塞8，活塞通过活塞销 10、连杆11与曲轴14相连接。活塞在气缸内作往复直 线运动，通过连杆推动曲轴转动，通过飞轮13对外输 出作功。
配气机构—为了吸入新鲜气体和排出废气，设有进气 门2和排气门3，曲轴14通过正时齿轮副推动配气凸轮 轴转动，凸轮通过挺杆克服气门弹簧力顶开气门，气 门在气门弹簧预紧力的作用下关闭。
燃烧室容积VC ： 气缸总容积Va ：
压缩比 ：
Байду номын сангаас
活塞在上止点时，活塞顶上方的气缸容积（或 气缸最小容积）。
活塞在下止点时，活塞顶上方的 气缸容积（或气缸最大容积） （ Va= VC+ Vh ）
气缸总容积与燃烧室容积之比。 （ =Va / VC =1+ Vh/ VC ）
（四）四冲程发动机的工作循环： 在发动机内，每一次将热能转变成机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料，使之发火燃烧而膨
发动机工作原理和总体构造
第一章 发动机的工作原理和 总体构造
第一节 发动机的分类
一、发动机：将某一种形式的能量（热能、电能、化学能、太阳能等）转 变成机械能的机器。 二、热力发动机：将热能转变成机械能的发动机。 1、外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动机。如蒸汽机。 2、内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输 出的热力发动机。如活塞式内燃机、燃气轮机(按热能转变成机械能的主要构件分）。 3、比较： 外燃机体积大，重量重，热效率低； 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，起动性能好; 燃气轮机功率大，转速高， 质量小（没有往复运动件，单位功率质量小），转矩特性好（减少 变速器挡数）， 燃料适应性好，起动性好，但耗油量、噪声和制造成本均较高，适用于坦克发动机
三、活塞式内燃机： 按活塞运动方式分： 1、往复活塞式内燃机 2、转子活塞式内燃机
三角活塞旋转式发动机（简称转子发动机）于1958年由德国F.汪克尔发明，关键技术是1954年F.汪克尔提 出的气密封系统，1964年德国NSU公司将转子发动机装在轿车上，1967年日本东洋工业公司成批生产，至今。
比较：转子发动机与往复活塞式发动机相比，优点是体积小，重量轻，转速高，升功率大，现代转子发动 机燃油消耗率水平接近往复活塞式发动机，但耐久性、可靠性等较差，制造成本较高。
往复活塞式内燃机:
1、按所用的燃料分： （1）液体燃料发动机；汽油机（gasoline engine）； 柴油机（diesel engine）。
（2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）； 液化石油气发动机（LPG）。 2、按发火方式分：（1）点燃式
发动机（如汽油机、气体燃料发动机）； （2）压燃式发动机（如柴油机）。
四冲程发动机的工作循环需要经过进气、压缩、膨胀（作功）、排气四个过程，对应活塞上下四个行 程，相应的曲轴转角旋转720 （两周）。
1、四冲程汽油机的工作循环 （1）进气行程（0~180 CA）： 活塞自上止点向下止点移动，活塞上方气缸容积增大，形成 一定真空，此时排气门关闭，进气门打开，可燃混合气由化 油器经进气歧管、进气门吸入气缸，历时一个活塞行程，曲 轴旋转180°转角。由于有进气阻力，进气终了时缸内压力低 于大气压力，约为0.075~0.09MPa；由于气缸内的可燃混合气 受上一循环残余废气和高温零件的加热，进气终了时缸内气 体温度上升到370~400K。
一、四冲程汽油机工作原理 （一）基本工作原理
第二节 四冲程发动机工作原理
1、化油器式汽油机：汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电火花 使之点火燃烧发热而作功——传统式。
2、汽油喷射式汽油机： （1）进气管内喷射： 将汽油喷射入进气管内，同空气混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩， 然后用电火花使之点火燃烧发热而作功——（现代轿车电控汽油喷射式汽油机）。 （2）气缸内直接喷射：将汽油直接喷射入气缸内同空气混合成可燃混合气并加以压缩，然后用电火花使之点 火燃烧发热而作功——（未来发展）。
冷却系—水泵9由曲轴14上的皮带轮带动，将来自散 热器冷却后的冷却水泵入气缸7燃烧室周围的冷却水 套，经过气缸盖6中的冷却水套，热水由气缸盖上部 的出水口流往散热器。
（三）发动机基本术语
上止点（T.D.C.）：
活塞顶离曲轴中心最远处。
下止点（B.D.C.）： 活塞行程 S ：
活塞顶离曲轴中心最近处。
供给系—汽油和空气在化油器4内混合成新鲜可燃 混合气，经过进气管1、进气门2吸入气缸内，燃 烧后的废气经过排气门3、排气管排入大气中。
点火系—气缸内的新鲜可燃混合气经过压缩后由气 缸盖上伸入燃烧室内的火花塞5产生的点火花点燃。
润滑系—机油泵17由配气凸轮轴上的偏心凸轮驱动， 将油底壳16内的机油吸入并经过机油管15、润滑油 道泵入到各运动件的摩擦部位进行润滑。
（a）进气行程
（2）压缩行程（180~360 CA）： 为了使可燃混合气能迅速燃烧，使发动机发出更大功率，燃
烧前必须将可燃混合气压缩，使其容积缩小，密度加大，温度升 高。此时，进、排气门均关闭，活塞从下止点向上止点移动，曲 轴旋转180 CA。
曲柄半径 R ：
上、下止点之间的距离。
曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴 气缸工作容积Vh： 中心的距离。
发动机工作容积VL：
活塞从上止点到下止点所扫过 的容积（气缸排量） 。
多缸发动机各气缸工作容积 的总和 （发动机排量） 。
VL=
D2
S
式中：D——气缸直径（cm）
i
S——活塞行程（cm）
4
i ——气缸数
3、按工作循环的冲程数分： （1）四冲程发动机； （2）二冲程发动机。
4、按冷却方式分： （1）水冷发动机； （2）风冷发动机。
5、按进气方式分： （1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）； （2）强制吸气式（增压式发动机）。
6、按气缸数分： （1）单缸发动机 ； （2）多缸发动机。
7、按气缸排列方式分：（1）单列发动机：直立式发动机、平卧式发动机 （2）双列发动机： V型发动机、水平对置式发动机
（二）单缸汽油机基本结构： 曲柄连杆机构—气缸7内装有活塞8，活塞通过活塞销 10、连杆11与曲轴14相连接。活塞在气缸内作往复直 线运动，通过连杆推动曲轴转动，通过飞轮13对外输 出作功。
配气机构—为了吸入新鲜气体和排出废气，设有进气 门2和排气门3，曲轴14通过正时齿轮副推动配气凸轮 轴转动，凸轮通过挺杆克服气门弹簧力顶开气门，气 门在气门弹簧预紧力的作用下关闭。
燃烧室容积VC ： 气缸总容积Va ：
压缩比 ：
Байду номын сангаас
活塞在上止点时，活塞顶上方的气缸容积（或 气缸最小容积）。
活塞在下止点时，活塞顶上方的 气缸容积（或气缸最大容积） （ Va= VC+ Vh ）
气缸总容积与燃烧室容积之比。 （ =Va / VC =1+ Vh/ VC ）
（四）四冲程发动机的工作循环： 在发动机内，每一次将热能转变成机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料，使之发火燃烧而膨
发动机工作原理和总体构造
第一章 发动机的工作原理和 总体构造
第一节 发动机的分类
一、发动机：将某一种形式的能量（热能、电能、化学能、太阳能等）转 变成机械能的机器。 二、热力发动机：将热能转变成机械能的发动机。 1、外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动机。如蒸汽机。 2、内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输 出的热力发动机。如活塞式内燃机、燃气轮机(按热能转变成机械能的主要构件分）。 3、比较： 外燃机体积大，重量重，热效率低； 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，起动性能好; 燃气轮机功率大，转速高， 质量小（没有往复运动件，单位功率质量小），转矩特性好（减少 变速器挡数）， 燃料适应性好，起动性好，但耗油量、噪声和制造成本均较高，适用于坦克发动机
三、活塞式内燃机： 按活塞运动方式分： 1、往复活塞式内燃机 2、转子活塞式内燃机
三角活塞旋转式发动机（简称转子发动机）于1958年由德国F.汪克尔发明，关键技术是1954年F.汪克尔提 出的气密封系统，1964年德国NSU公司将转子发动机装在轿车上，1967年日本东洋工业公司成批生产，至今。
比较：转子发动机与往复活塞式发动机相比，优点是体积小，重量轻，转速高，升功率大，现代转子发动 机燃油消耗率水平接近往复活塞式发动机，但耐久性、可靠性等较差，制造成本较高。
往复活塞式内燃机:
1、按所用的燃料分： （1）液体燃料发动机；汽油机（gasoline engine）； 柴油机（diesel engine）。
（2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）； 液化石油气发动机（LPG）。 2、按发火方式分：（1）点燃式
发动机（如汽油机、气体燃料发动机）； （2）压燃式发动机（如柴油机）。