第1篇 汽车发动机构造与原理第1章 发动机基本结构与工作原理.docx

第1篇 汽车发动机构造与原理第1章 发动机基本结构与工作原理.docx第1篇汽车发动机构造与原理第1章发动机基本结构与工作原理内容提要四冲程汽油机基本结构与工作原理四冲程柴汕机基木结构与工作原理二冲程汽油机基本结构与工作原理发动机的分类发动机的主要性能指标发动机:将其它形式的能量转化为机械能的机器。内燃机:将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械。有活塞式和旋转式两人类。本书所提汽车发动机,如无特殊说明,都是指往复活塞式内燃机。内燃机特点:单机功率范囤大(-l6860kW)>热效率高(,)、体积小、质量轻、操作简单,便于移动和起动性能好等优点。被广泛应用于汽车、火车、工程机械、拖拉机、发电机、船舶、坦克、排灌机械和众多其它机械的动力。(图1-2)四冲程汽汕机基本工作原理(图1-2)9 101m6亠5/411上止点1Z/////••/下止点四冲程汽油机基木结构简图3-连杆4-曲轴5-气缸盖6-进气图1-21-气缸2-活塞门7-进气道8-电控喷油器9-火花塞10-排气门表1・1四冲程汽油机工作过程行程名称曲轴转角活塞行向进气门排气门进气0°〜180°1开关压缩180°〜360°t关关作功360°〜510°1关关排气540°〜720°(1)四冲程发动机:活塞在上、下止点间往复移动四个行程(相当于Illi轴旋转了两周),完成进气、压缩、作功、排气一•个工作循环的发动机就称为四冲程发动机。四个行程屮,只有一个行程作功,造成曲轴转速不均匀,工作振动人。所以在曲轴后端安装了一个质量较人的E轮,作功时E轮吸收储存能量,其余三个行程则依靠飞轮惯性维持转动。(2)冲程与活塞行程:冲程:指发动机的类型;行程S:指活塞在上、下两个止点之间距离;气缸工作容积K:一个活塞在一个行程屮所扫过的容积。4x10式中匕——工作容积(n?);D 气缸直径(mm);S——活塞行程(mm)。发动机的排量V“:一台发动机所有气缸工作容积之和。式屮V,——发动机的排量(L);i 气缸数。(3)压缩行程的作用一是提高进入气缸内混合气的压力和温度(〜,温度达600K-700K),为混合气迅速着火燃烧创造条件;二是可以有效提高发动机的燃烧热效率由热力学第一定律当混合气被压缩程度提高时,发动机混合气燃烧所达到的最高温度(力)升高,而排气的温度(乃)降低,导致热效率提高。1860年,法国人Lenoir(勒努瓦)研制成功的世界第一台内燃机,没有压缩行程,%;1876年,徳国人奥托(Otto)制造出第一台四冲程内燃机,采用压缩行程,,但热效率却提高到12%,有力地证明了科学是第一生产力这个真理。压缩比£:气缸内气体被压缩的程度。式屮V.—气缸总容积(活塞处于下止点吋,活塞顶部以上的气缸容积);K-—气缸燃烧室容积(活塞处于上止点时,活塞顶部以上的容积)。现代汽汕机压缩比一•般为7〜11,-,-VTEC发动机压缩比则为10。发动机压缩比也不能过高,否则会导致压缩终了温度和压力升髙,汽汕机产生爆震燃烧(),热负荷、机械负荷、噪音和振动加大,起动困难。可变压缩比(SVC)发动机:能根据发动机T•作负荷变化,白动调节压缩比。负荷减少时,使压缩比提高;全负荷时,使压缩比降低。可有效达到防止爆震燃烧,增加功率、降低汕耗、减少排放的目的。当气缸、活塞等磨损,气门不密封吋,将导致发动机压缩气体外泄,热效率和功率下降。:功率小,转速不均匀,工作振动人,现代汽车发动机都是多缸发动机,用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机。图1-34缸发动机|11|轴多缸发动机结构特点:由多个结构相同的气缸组成,它们共用一个机体,一根曲轴。曲轴的曲柄布置应该使各缸作功行程均匀分布在720°|11|轴转角内。如4缸发动机曲轴(图1-3)相邻工作缸的1111柄夹角为180°,曲轴每转180°便有一•个气缸作功。•个工作循环里气缸内气体压力随气缸工作容积或曲轴转角变化的关系以座标图表示,得到图1-4所示的发动机示功图。图1-4四冲程发动机示功图由示功图可以看到发动机一个工作循环里工作状态的变化,检查判断发动机性能优劣。发动机特征点参数随机型、结构等有所不同,一般范围如表1・2所示。表1-〜0・〜〜〜〜〜400600〜7002200〜28001300〜1600900〜〜〜4.;