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汽车电控发动机原理 襄樊学院汽车工程学院 第一章 绪论 发动机——汽车的心脏 人们对发动机的要求：小型化、轻量化、高功率化 能量转换：燃料的化学能?热能?机械能 分类：经历了由蒸汽机到内燃机的发展，种类繁多 一、往复活塞式 （普遍） 二、转子式－汪克尔式 （The Wankel Engine） 优点：结构紧凑，运转平稳，是高速车用发 动机的发展方向之一。 缺点：泄漏 1956 年德国工程师汪克尔制造出样机。目前日本已用 于小轿车上，时速 200 km/h 左右。但光泄漏损失就要占30%以上。 第一章 绪论 第一章 绪论 往复式发动机与转子发动机比较 （1）往复式发动机 优点： 1. 制造技术成熟，各种技术不断完善，是世界上应用最广的内燃机，保养维修成本低。 ??? 2. 工作可靠，良好的气密性和功率传递可靠性。 ??? 3. 良好的燃油经济性。 缺点： ??? 1. 结构复杂，体积大、重量大。 2. 曲柄连杆机构中活塞的往复运动引起的往复惯性力和惯性力矩不能得到完全平衡，这个惯性力大小与转速平方成正比，使发动机运转平顺性下降，限制发展高转速发动机。 ??? 第一章 绪论 第一章 绪论 ? 4. 利于发展高速发动机，由于活塞转子与主轴转速比为1：3，故不需很高的活塞转速即可实现发动机的高转速。 缺点： 1.油耗高，尾气排放难达标。因其每个气缸有三个工作腔，活塞转子每旋转一周相当于有三个作功冲程；同时转子发动机的燃烧室形状不利于可燃混合气的充分燃烧，从而导致废气中污染物含量较高。 ??? 2. 发动机的结构导致只能采取点燃式而不能采用压燃式，即只能用汽油作为燃料而不能用柴油。 ??? 3. 由于转子发动机采用偏心轴，导致发动机振动较大。 ??? 4. 功率输出轴（主轴）位置高，不利于整车布置。 ??? 5. 转子发动机的加工制造技术高，成本比较高。 第一章 绪论 三、摆动活塞式 （ROCKING PISTON ENGINE） 1979年日内瓦发动机展览会上，展出了瑞士索罗图恩的萨尔茨曼（W. Salemann ）设计部门的摆动活塞式发动机。 四、斯特林 （THE STIRLING ENGINE） 1816年由罗伯特·斯特林设想在气缸外部燃烧的一种热力发动机（外燃机），是现代发动机引人注目的一种。 五、自由活塞式 （FREE PISTON ENGINE） 只相当于涡轮发动机的燃气发生器。 第一章 绪论 往复活塞式发动机的分类 1、按燃油种类分类 汽油机，柴油机 2、按点火方式分类 自行着火 （压燃式），外源点火 （点燃式） 3、按工作循环分类 四冲程，二冲程 4、按冷却方式分类 水冷，风冷 5、按汽缸排列分类 直列式，卧式，V型，W型 6、按汽缸数目分类 单缸机，多缸机 （2，3，4，5，6， 8，10，12缸…） 7、按转速分类 低速: n 500 r/min，中速: 500 r/min n 1500 r/min ，高速: n 1500 r/min 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 * * * 马自达RX8转子发动机 ??? 3. 由于四冲程往复式活塞发动机的工作方式为四个冲程中有三个冲程完全依靠飞轮惯性旋转，导致发动机的功率、扭矩输出非常的不均匀，尽管现代发动机采用了多缸和V型排列来减小这个缺点，但是不可能完全消除。 （2）转子发动机 优点： 1. 体积小、重量轻，便于降低车辆重心。 ??? 2.结构简单。相比较于往复式活塞发动机，转子发动机减少了曲柄连杆机构，导致了发动机机构大为简化，零件减少。 ??? 3.均匀的扭矩特性。由于转子发动机一个气缸同时有三个工作腔处于工作状态，所以扭矩输出比较于往复式活塞发动机更加均匀。 8、按增压分类 增压，非增压 9、按能源分类 （代用燃料） 压缩天然气，液化天然气，液化石油气，氢气，甲醇，乙醇，二甲醚，植物油，电瓶，太阳能 现代发动机的发展 60 年代以前: 动力性，可靠性，耐久性 70～80年代: 经济性，动力性 90 年代口号: 清洁，经济，安全 1 、相关学科日益增多，学科之间相互渗透 2 、标准化，系列化，通用化 （三化） 3 、新材料，新工艺，新产品 4 、使用计算机设计、计算零部件及其配合，精密、准确、优化 5 、设计、零部件生产商 分散?集中?分散 其主要原因是优化产品，节省开支，降低成本。甚至象丰田、