发动机基础培训1

发动机基础2010-12-16

发动机基本原理

发动机是将某种形式的能量转化为机械能的机

器；

发动机基本工作原理使燃料在发动机的汽缸中燃

烧，将燃料的化学能转变为热能，从而生成高温

高压的燃气，以燃气为工质在汽缸中进行膨胀，

推动活塞作往复运动，将热能转变为机械能。

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有效扭矩Me 指通过输出轴对外输出的扭矩

有效功率Pe=Me.n/9550

燃油消耗率ｇe=Gr/Pe

指示功率Pi 指发动机在燃烧过程中燃烧室内产生的功率

机械效率η=Pe/Pi

发动机速度特性是指发动机的功率、扭矩和燃油消耗率随曲轴转速变化的规律;当节气门开度到达最大时所得的速度特性称为发动机的外特性.发动机的外特性代表了发动机所具有的最高动力性能.

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常用术语

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上止点：指活塞在汽缸中运动的最上端位置即活塞离曲轴中心线最远的位置。

下止点:指活塞在汽缸中运动的最下端位置即活塞离曲轴中心线最近的位置。

行程：指活塞从上止点移动到下止点间的直线距离（S）。

缸径：汽缸的内径(D)。

曲轴半径:连杆大头中心至曲轴中心的距离(R)

压缩容积：活塞在上止点时，在活塞顶上的全部空间（Vc）。

汽缸工作容积(汽缸排量)：活塞由上到下扫过的容积（Vh）。

汽缸总容积：活塞在下止点是，在活塞顶上的汽缸全部容积。

压缩比：汽缸总容积与压缩容积之比。

S

D

★压缩比愈大.在压缩终了时混合气的压力和温度愈高,燃烧速度愈快,因而发动机发出的功率也愈大,经济性也愈好.但压缩比过大时,不仅不能改善燃烧情况,反而会出现

爆燃或表面点火等不正常燃

R

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油气混

合物

进气过程

压缩过程

燃烧过程

膨胀过程

排气过程

点火燃烧

输入

输出

发动机的工作过程

包括：进气过程、压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、排气过程即燃气在汽缸中燃烧作功，必须通过这五个过程才能完成，从而完成一个工作循环。

工作过程示意图

四冲程发动机的工作原理

四冲程发动机是在以下四个行程中完成一个工作循环。即： 进气行程：Array 压缩行程：

膨胀行程：

排气行程：

下面通过工作原理示意图来表示四个行程进行的情况以及活塞、曲轴、

气阀等部件的有关动作位置。

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进气冲程

上止点

吸气

雾化油气

化油器

从右侧看

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压缩行程

要点要点：：

活塞由下止点向上止点移动下止点向上止点移动下止点向上止点移动，此时进气门开始关闭进气门开始关闭，，排气门仍处于关闭状态，随着活塞上行，汽缸容积缩小，可燃混合气受压缩，其压力和温度升高。当活塞接近上止点时，可燃混合气受到压缩，其压力和温度升高。当活塞接近上止点时，可燃混合气被火花塞点燃，并开始燃烧。

上止点

化油器

燃烧膨胀行程

上止点上止点

火花塞点火化油器

化油器

活塞从上止点向下止点移动

上止点向下止点移动

上止点向下止点移动，此时进

进、排气均

关闭

关闭。在压缩冲程终了，被燃烧的混合气在活塞

通过上止点后迅速燃烧膨胀，使燃烧室内的压力

和温度急剧升高而产生动力，推动活塞向下移

动，并通过连杆带动曲轴旋转，发动机输出功率。

活塞从上止点向下止点移动

上止点向下止点移动

上止点向下止点移动，此时进

进、排气均

关闭

关闭。在压缩冲程终了，被燃烧的混合气在

活塞通过上止点后

迅速燃烧膨胀，使

燃烧室内的压力和

温度急剧升高而产

生动力，推动活塞

向下移动，并通过

连杆带动曲轴旋

转，发动机输出功

率。

要

点

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排气行程

飞轮的惯性作用使曲轴继续转动，带

动活塞由下止点向上止点移动下止点向上止点移动下止点向上止点移动，此时进气门关闭进气门关闭，，排气门开启

排气门开启，随着活塞的上移，汽缸内燃烧后的废气不断从排气门排出。为了使废气充分排出汽缸，排气门总是在下止点前快速开快速开启，上止点后逐渐关闭逐渐关闭

逐渐关闭。排气冲程直到活塞到达上止点前进气门再度开启、、上止点后排气门关闭为止。至此，发动机完成一个工作循环。1、排气门快速开启、逐渐关闭；2、排气门提前开启减少排气耗功；3、延迟关闭：在惯性作用使废气不会进入进气口，废气的流动惯性在进气口形成低压，抽吸新气充入又更好地将废气扫出----实现所谓的燃烧室扫气。

4、燃烧室扫气：在进排气重迭开启期间新鲜燃气对燃烧室的清扫。（对

燃烧室内壁有冷却作用）

上止点

下止点

废气

化油器

要点要点：：

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配气正时圆图

气阀正时：指进排气阀在上、下止点前后启闭的时刻；它用距相应止点的曲轴转角表示。（影响四冲程作功的重要因素）

气阀正时圆图指用曲轴转角表示气阀正时的圆图。

气阀的提前开启与延迟关闭是为了将废气排出干净和增加.

上止点

下止点

进气行程

排气行程

排气阀关闭时刻

进气阀关

闭时刻

排气阀开启时刻

进气阀开启时刻

重叠角

从右侧看配气正时