發(fā)動機工作原理和總體構造.ppt

發(fā)動機工作原理和總體構造 概述 四沖程發(fā)動機工作原理 發(fā)動機總體構造 發(fā)動機主要性能指標和特性 內燃機名稱及型號編制規(guī)則 1 按使用的燃料不同分 三 發(fā)動機的分類 往復活塞式 3 按冷卻方式不同 2 按完成一個工作循環(huán)所需行程數(shù) 4 按氣缸數(shù)及排列方式 單列式 型 對置式 5 按進氣狀態(tài)分 第二節(jié)四行程發(fā)動機工作原理 一 基本結構 1 上止點 下止點 活塞頂離曲軸回轉中心最遠處為上止點 活塞頂離曲軸回轉中心最近處為下止點 在上 下止點處 活塞的運動速度為零 2 活塞行程 上 下止點間的距離s稱為活塞行程 s 3 曲柄半徑曲柄與連桿下端的連接中心至曲軸中心的距離r 其中s 2r r 4 氣缸工作容積活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積 一般用vh表示 vh 5 燃燒室容積活塞位于上止點時 其頂部與氣缸蓋之間的容積 一般用vc表示 vc 6 氣缸總容積活塞位于下止點時 其頂部與氣缸蓋之間的容積 一般用va表示 va 7 發(fā)動機排量多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和 一般用vl表示 vl vh i i為氣缸數(shù)目 8 壓縮比 氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比 壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比 用 表示 汽油機壓縮比一般為8 11 柴油機壓縮比一般為16 22 va 氣缸總容積 vh 氣缸工作容積 vc 燃燒室容積 9 工作循環(huán) 對于往復活塞式發(fā)動機 每進行一次能量轉換 均要經(jīng)過進氣 壓縮 作功 排氣四個過程 這種周而復始的連續(xù)過程 稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán) 在氣缸內進行的 每一次將熱能轉換為機械能的一系列的連續(xù)過程 三 四沖程汽油機工作原理 1 進氣行程 2 壓縮行程 3 作功行程 4 排氣行程 1 進氣行程 排氣門關閉 進氣門開啟 大氣壓力線 p v r a 示功圖 上止點 下止點 示功圖 表示活塞在不同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況 進氣終了時氣缸內壓強為0 074 0 093mpa 溫度上升至353 403k 活塞下行 2 壓縮行程 進氣門關閉 排氣門關閉 p v r a 示功圖 大氣壓力線 c 上止點 下止點 壓縮終了時氣缸內壓強上升至0 6 1 5mpa 溫度繼續(xù)上升至600 700k 活塞上行 3 作功行程 進氣門關閉 排氣門關閉 p v r a 示功圖 大氣壓力線 c z b 上止點 下止點 作功中氣缸內最高壓強可達3 5mpa 最高溫度可達2200 2800k 作功終了時氣缸內壓強下降至0 3 0 5mpa 溫度下降至1300 1600k 活塞下行 4 排氣行程 進氣門關閉 排氣門打開 p v r 示功圖 大氣壓力線 c z b 上止點 下止點 殘余廢氣 排氣終了時氣缸內壓強下降至0 102 0 120mpa 溫度下降至900 1200k a 活塞上行 六 爆燃和表面點火 1 壓縮比對發(fā)動機工作的影響 壓縮比適當增加 可燃混合氣溫度增加 壓力增加 燃燒速度快 發(fā)動機功率增加 經(jīng)濟性好 壓縮比如果過大 反而會出現(xiàn)爆燃和表面點火等不正常燃燒現(xiàn)象 發(fā)動機過熱 功率下降 壓縮比過小 壓縮終了時氣體的壓力和溫度越低 燃燒速度緩慢 發(fā)動機功率降低 燃油消耗率增加 2 爆燃由于壓縮比過高導致壓縮終了時氣體壓力和溫度過高 在火花塞點火之后燃燒室內離點燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒現(xiàn)象 稱為爆燃 3 表面點火在火花塞點火之前 由于燃燒室內灼熱表面 如排氣門頭部 火花塞電極處 積碳處 點燃可燃混合氣而產(chǎn)生的另一種不正常燃燒現(xiàn)象 稱為表面點火 第三節(jié)發(fā)動機總體構造 機體組 以汽油機為例包括 第四節(jié)發(fā)動機的主要性能指標與特性 一 動力性指標 1 有效轉矩 發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為發(fā)動機的有效轉矩 用te表示 2 有效功率 發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率稱為發(fā)動機的有效功率 用pe表示 式中 te 有效轉矩 單位為n m n 曲軸轉速 單位為r min 二者關系 3 轉速 指發(fā)動機曲軸每分鐘的轉數(shù) 單位為r min 二 經(jīng)濟性指標 燃油消耗率 指發(fā)動機每發(fā)出1kw有效功率 在1小時內所消耗的燃油質量 稱為為燃油消耗率 用be表示 單位為g kw h 三 運轉性能指標1 排氣品質有害物質主要有氮氧化合物 nox 碳氫化合物 hc 一氧化碳 co 等以及排氣顆粒 2 噪聲3 起動性能 四 發(fā)動機的速度特性 指發(fā)動機的功率 轉矩和燃油消耗率三者隨曲軸轉速變化的規(guī)律 用曲線表示 稱為速度特性曲線 節(jié)氣門 燃料供給調節(jié)機構 全開時的速度特性叫發(fā)動機的外特性 節(jié)氣門不全開的任意位置所得到的速度特性都稱為部分特性 發(fā)動機的外特性代表了發(fā)動機所具有的最高動力性能 te pe be te pe be 汽油發(fā)動機外特性曲線 四 發(fā)動機的工況與負荷 1 工況 指發(fā)動機的工作狀況 一般用它的功率與曲軸轉速來表征 有時也用負荷與曲軸轉速來表明 2 發(fā)動機在某一轉速下的負荷 是當時發(fā)動機發(fā)出的功率與同一轉速下所可能發(fā)出的最大功率之比 以百分數(shù)表示 pe kw n r min 1 0 50 45 32 27 20 2000 3500 4800 a b c d e 分析右圖發(fā)動機的負荷 第五節(jié)內燃機名稱及型號編制規(guī)則 首部 為產(chǎn)品系列符號和換代標志符號 由制造廠根據(jù)需要自選相應字母表示 但需主管部門核準 中部 由缸數(shù)符號 沖程符號 氣缸排列形式符號和缸徑符號等組成 后部 結構特征和用途特征符號 以字母表示 尾部 區(qū)分符號 同一系列產(chǎn)品因改進等原因需要區(qū)分時 由制造廠選用適當符號表示 一 內燃機型號由以下四部分組成 二 內燃機型號的排列順序及符號所代表的意義 1 汽油機1e65f 表示單缸 二行程 缸徑65mm 風冷通用型4100q 4 表示四缸 四行程 缸徑100mm 水冷車用 第四種變型產(chǎn)品tj376q 表示三缸 四行程 缸徑76mm 水冷車用 tj表示系列符號ca488 表示四缸 四行程 缸徑88mm 水冷通用型 ca表示系列符號