第1章发动机构造原理和总体构造讲义4h课件.ppt

面向21实际课程教材汽车构造（上册）发动机构造（48/8) 吉林大学 陈家瑞 主编 机械工业出版社 刘金山 主讲 TEL 本课程学习的目的、任务、内容： 一、目的： 1.了解什么是发动机——内燃机； 2.发动机的用途是什么？ 3.明了发动机的基本工作原理； 4.了解发动机的基本结构组成； 二、任务： 通过48/8学时的学习及试验掌握内燃机的基本结构、工作原理。 三、内容： 共12章，分别介绍了内燃机的结构组成系统，介绍了内燃机术语及相关指标。 内燃机的发展历史 1700年英国人纽卡姆制成了最早的蒸汽机； 1860年法国人勒纳仿蒸汽机制成了煤气机； 1876年德国人奥托制成了按等容燃烧的四冲程煤气机 1883年英国人司派尔仿照四冲程煤气机制造了汽油机 柴油机的发明沿2个方向进行： 改进汽油机的故障，防止早燃以1885～1890年英国的斯托尔特为代表； 从提高热效率特别是提高压缩压力，达到燃料自燃，代表是：德国的班克教授和德国的狄塞尔工程师。 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 §1.2 四冲程发动机的工作原理 一、四冲程汽油机工作原理 （一）基本工作原理 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——（ 发展趋势）。 （三）发动机基本术语 ①上止（死）点:活塞离曲轴中心最远的位置； ②下止（死）点:活塞离曲轴中心最近的位置； ③活塞行程（冲程）S ：上止点与下止点间的距离； ④曲柄半径R :曲轴中心（曲柄旋转中心）到曲柄销间的距离； ⑤燃烧室容积Vc : 活塞在上止点时其顶部容积； ⑥气缸工作容积Vh : 活塞上止点和下止点间的气缸容积； ⑦气缸总容积Va : 活塞在下止点时其顶部以上的气缸容积； Va= Vh+Vc ⑧内燃机排量VL : 缸数*气缸工作容积VL=i. Vh 2、压缩行程 （a）爆燃： 由于压缩比过高导致压缩终了时气体压力和温度过高，在火花塞点火之后燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧现象，称为爆燃。 爆燃现象： 爆燃时，火焰以极高的速率传播，温度和压力急剧升高，形成压力波，以声速推进，当这种压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。同时还会引起发动机过热、功率下降、燃油消耗率增加等一系列不良后果，严重爆燃时甚至造成排气门烧废、轴瓦破裂、活塞顶熔穿、火花塞绝缘体被击穿等机件损坏现象。 （b）表面点火： 非火花塞点火，由于燃烧室内灼热表面（如排气门头部、火花塞电极处、积碳处）点燃可燃混合气而产生的一种不正常燃烧现象，称为表面点火。 表面点火现象： 表面点火发生时，也伴有强烈的敲缸声（较沉闷），产生的高压会使发动机机件机械负荷增加，寿命降低。 （c）汽油机压缩比的选择： 应在避免引起爆燃和表面点火的前提下尽可能提高压缩比，以提高发动机功率，改善燃油经济性。 3、作功行程 4、排气行程 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴油在很短的时间内完全雾化。柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（否则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。 柴油机压缩比较高（一般为16～22），所以压缩终了时的压力可达3.5～4.5MPa，温度高达750～1000K，大大超过柴油的 自燃温度，故柴油高压（10MPa以上）喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便自行着火燃烧，最大爆发压力可达6～9MPa，最高燃气温度可达2000～2500K