发动机总体构造和工作原理

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1、汽车拖拉机学第1章发动机工作原理与循环张黎骅AUTOMOBILEANDTRACTOR主要内容§1.1内燃机的总体构造§1.2内燃机的基本工作原理§1.3内燃机的主要性能指标§1.4影响内燃机工作性能的主要因素§1.5小结1.1内燃机的总体构造发动机是将燃料燃烧释放的热能转变成机械能的机械；凡是将燃料燃烧所产生的热能转变成机械能的机器统称为热力发动机，简称发动机。热力发动机分类：根据燃料燃烧部位不同分为（1）外燃机：燃料在发动机外部燃烧的称为外燃机，如蒸汽机、汽轮机等等；（2）内燃机：燃料在发动机内部燃烧的称为内

2、燃机，如柴油机、汽油机等等；内燃机的分类转子式内燃机往复活塞式内燃机目前，汽车、拖拉机广泛采用往复活塞式内燃机。本课程只讲述往复活塞式内燃机往复活塞式内燃机分类1、按所用燃料分：汽油机、柴油机、石油液化气机、沼气机等；2、按循环行程数分：二行程发动机、四行程发动机；3、按气缸数及排列方式分：单缸发动机:立式、卧式；多缸发动机：直列、V型、对置式。4、按冷却方式分：水冷式发动机、风冷式发动机；5、按着火方式分：点燃式发动机、压燃式发动机；6、按进气方式分：增压发动机、非增压发动机。发动机是汽车最主要的总成之一，动

3、力的来源。被称为汽车拖拉机的“心脏”。内燃机的总体构造连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系点火系(汽油机专用)冷却系润滑系起动系发动机的总体构造汽油机由“两大机构、五大系统构成。柴油机由“两大机构、四大系统构成。上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)燃烧室容积(Vc)气缸总容积(Va)VL=Vh×iVh=πD2·S×10-6/4（L）D——气缸直径，mmS——活塞行程，mm1.基本术语发动机排量(VL)气缸工作容积(Vh)§1.2内燃机的基本工作原理定义：气缸

4、总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。用ε表示。现代汽油机压缩比一般为6～11。柴油机压缩比一般为15～22。压缩比εε=Va/Vc压缩比是内燃机重要的技术指标。压缩比的大小反映了气体在汽缸内被压缩的程度。压缩比越大其动力性和经济性越好。但压缩比过大，会导致爆震燃烧和表面点火。工作循环工作循环：发动机完成一次能量交换的过程。称为完成一个工作循环。即发动机历经了进气、压缩、燃烧、作功、排气五个顺序一定的连续工作过程。四行程内燃机：活塞在汽缸内往复四次(四个行程)，完成一个工作循环。二行程内燃机：活塞在汽缸内往复二次(

5、二个行程)，完成一个工作循环。进气行程示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。排气门关闭进气门开启活塞进气终了，混合气温度370~440K，压力75~90kPa大气压力线PVra示功图上止点下止点2.四冲程汽油机的工作原理a、进气行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力0.6~1.5MPab、压缩行程作功行程进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500

6、~1700K，压力0.3~0.5MPac、作功行程排气行程进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200K压力105~125kPa残余废气d、排气行程四冲程发动机工作状态状态行程温度(K)压力进气行程370~4400.075~0.09MPa压缩行程600~8000.6~1.5MPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa(瞬时最高)0.3~0.5MPa(作功终了)排气行程900~12000.105~0.125MPa3.四冲程柴油机的工

7、作原理喷油器进气门排气门纯空气温度300~370K压力800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa温度800~1000K压力105~400kPa终了：温800~1000K压力105~400kPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa柴油机工作时各行程状态参数状态行程温度(K)柴油机工作时各行程状态参数压力进气行程320~3500.08~0.09MPa压缩行程800~10003~5MPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)5~10MPa(瞬时最高)0.3~0

8、.5MPa(作功终了)排气行程800~10001.05~1.25MPa柴油机与汽油机工作原理比较1.都有四个行程：进气、压缩、做功、排气。2.四个过程中，只有做功行程对外输出功，其余三个均消耗功。3.发动机完成一个工作循环，曲轴旋转两圈（720°）。4.第一个循环均需外力带动。与柴油机相同1.进气过程：进气过程进入汽缸的是汽油与空气的可燃混合气。2.压缩过程：汽油机在压缩过程压缩的是混