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第一节:汽车发动机的类型及工作原理ppt
四冲程汽油机基本结构动感视图
字母 A B C D E F
G
H
I
J K L M
N
O
P
名称 进气门及摇杆和弹簧,由凸轮轴控制打开,弹簧复位。 气门室盖。 进气口,在进气门打开时,油气混合物由此进入汽缸。 汽缸盖 冷却水 曲轴箱(机体、缸体、中缸) 油底壳,盛放机油用,平时发动机不工作时,机油就回流 到这里。 机油。 凸轮轴,极为重要的部件,控制进气和排气门的开启和关 闭时间。 排气门及摇杆和弹簧,由凸轮轴控制打开,弹簧复位。 火花塞或喷油器。 排气口,在排气门打开时,燃烧废气由此排出汽缸。 活塞,在爆发压力和曲轴惯性的作用下产生上下往复运动。 连杆,连接曲轴,是活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运 动的过渡元件。 连杆轴承。 曲轴,被活塞及连杆驱动后带动飞轮旋转,是发动机动力
单缸发动机基本结构
1-机油泵; 2-曲轴正时齿轮; 3-凸轮轴正时齿轮; 4-凸轮轴; 6-排气歧管; 7-进气歧管; 8-进气门; 9-排气门; 10-化油器; 11-火花塞; 12-气缸盖; 14-气缸; 15-活塞; 18-活塞销; 21-飞轮; 22-曲轴; 24-油底壳
四冲程汽油机工作原理
2.压缩行程
活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运 动。进、排气门均关闭,活塞上腔容积不断减小, 混合气被压缩,至活塞到达上止点时,压缩行程 结束。气体压力和温度同时升高,混合气进一步 混合,形成可燃混合气。此时,气缸内压力为 600~1500kPa,温度600~800K ,远高于汽油的点燃 温度, 很容易点燃。
(2) 按照冷却方式分类
发动机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风 冷发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水 套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的;而风 冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之 间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均 匀,工作可靠,冷却效果好,被广泛地应用于现代车用 发动机。
水平对置发动机的优缺点?
优点:低重心,产生的横向震动容易被支架吸收、平顺性 好,有效将全车较重的发动机重心降低,更容易达到整体 平衡.低振动:活塞运动的平衡良好(180度左右抵消)。 相比直列式,在曲轴方面所需的平衡重减少,有助转速提 升。它能保持650转的低转速,并保证发动机平稳的工作。 同样相比其它发动机行驶油耗最低。
2.发动机基本术语
发动机汽缸工作术语动感视图
1.上止点
活塞离曲轴回转 中心最远处,一般 指活塞上行到最高 位置,一般用英文 缩 写 词 TDC 表 示 。
2.下止点
活塞离曲轴回转 中心最近处,一般指 活塞下行到最低位置, 一般用英文缩写词 BDC 表 示 。
3.活塞行程(S)
上、下止点间的距离
大众系列
W型发动机的特性?
优点:结构更紧凑,可以容纳更多的汽缸数,有更大的排 量。
缺点:结构太复杂,运转平衡性也不好。
由于专利的原因,这种发动机只在大众和奥迪,布加迪等 少量车上可以见到,在欧版大众高尔夫、欧版大众帕萨特 以及奥迪A8上,分别装备着W6,W8和W12发动机。
转子发动机
第1章 汽车发动机总论
学习目标 1.能正确描述发动机的基本结构、作用和发动机的 常用术语定义; 2.能简单叙述发动机基本工作原理; 3.能够正确描述发动机的总体构造。
什么是发动机?
发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械 能的机器,包括如发动机(汽油发动机等)、外燃机(斯 特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。如发动机通常是把 化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置,也 可指包括动力装置的整个机器(如:汽油发动机、航空发 动机)。发动机最早诞生在英国,所以,发动机的概念也 源于英语,它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。
Va= Vh +Vc
9.压缩比(ε)
气缸总容积与燃烧 室容积的比值,即
ε=Va/Vc=1+Vh/Vc
它表示活塞由下止 点运动到上止点时,气 缸内气体被压缩的程度。 压缩比越大,压缩终了 时气缸内的气体压力和 温度就越高。一般车用 汽油机的压缩比为 7~10,柴油机的压缩 比为15~22。
三、发动机的工作原理
但汽油机的压缩比过高会引起爆燃和表面点火等不
正常的燃烧现象,一般在6~9之间,现代轿车汽油机 的在9~11之间。
(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。
发动机冷却水循坏方式动感视图
(3) 按照气缸数目分类
发动机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发 动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机;有两个 以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四 缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现 代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。
V——气缸工作容积,L。
6.燃烧室容积(Vc )
活塞在上止点时, 活塞上方的空间叫燃 烧室,它的容积叫燃 烧室容积(L)。
7.发动机排量(VL):
发动机所有气缸工作容积之和(L)。设发动 机的气缸数为i,
则 VL = Vh i
8.气缸总容积(Va)
活塞在下止点 时,活塞上方的容 积称为气缸总容积 (L)。它等于气缸 工作容积与燃烧室 容积之和,即
1.四冲程汽油机工作原理
四冲程发动机的简单工作原理
活 塞
活
活
塞
塞
进气行程
压缩行程
作功行程
活 塞
排气行程
四冲程汽油机工作原理
1.进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止 点运动。进气门打开,排气门关闭。 活塞上腔容积增大,在真空吸力的作 用下,经过滤清的空气与汽油形成混 合气,经进气门被吸入气缸,至活塞 运动到下止点时,进气门关闭,停止 进气,进气行程结束。
1
L型发动机
2
V型发动机
3
H型发动机
4
W发动机
5
转子发动机
6
水平对置发动机
7
转子发动机
什么是L型发动机呢?
又称“直列”(LineEngine)发动机,是指汽缸是按直线排 列的,它所有的汽缸均按同一角度并排成一个平面。“直 列”一般用L代表,后面加上汽缸数就是发动机代号。
思考L3、L4、L5、L6代表的含义? L3:表示直列3缸发动机。 L4:表示直列4缸发动机。 L5:表示直列5缸发动机。 L6:表示直列6缸发动机。
一、汽车发动机的类型
汽车发动机的分类方法很多,按照不同的分类方法 可以把汽车发动机分成不同的类型。 (1) 按照行程分类 汽车发动机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为 四行程和二行程发动机。把曲轴转两圈(720°),活塞在 气缸内上下往复运动四个行程,完成一个工作循环的发 动机称为四行程发动机;而把曲轴转一圈(360°),活塞 在气缸内上下往复运动两个行程,完成一个工作循环的 内发动称为二行程发动机。汽车发动机广泛使用四行程 发动机。
(7):按照是否电喷分类
(8):按照喷油位置的分类
(9):按气门的多少分:
二、发动机的基本结构及基本术语
1.发动机能量和运动转换机构的基本结构及运动特点:
发动机的工作过程是周期性地将燃料燃烧的热能转变 为机械能的过程。 经过进气、压缩、作功、排气,每进行一次称为一个工作 循环。 曲轴旋转两周,活塞往复运动四次完成一个工作循环,称 为四冲程发动机。 曲轴旋转一周,活塞往复运动二次完成一个工作循环, 称为二冲程发动机。
转子发动机全称为三角活塞转子发动机。
它是一种特殊的活塞式发动机。转子活塞为一个凸弧边三 角形,当转子在近似椭圆的外旋轮线缸体内旋转时,弧边 三角形的三个顶点与缸壁保持接触,从而使转子弧面同缸 壁之间形成三个相互分隔的工作室。这三个工作室的容积 大小随转子的转动而周期性变化,转子每旋转一周,各个 工作室都能完成一次四个冲程的过程,这四个冲程同活塞 往复式发动机的四个冲程相对应,从而形成完整的工作循 环。
V型发动机的高度和长度尺寸小,在汽车上布置起来较为 方便。尤其是现代汽车比较重视空气动力学,要求汽车的 迎风面越小越好,也就是要求发动机盖越低越好。
常见的V型发动机有V6、V8、V10、V12。还有V3、V5以及 V16。
顾名思义,V代表发动机气缸成V型排列,一般是60度,这 样可以抵消运转时的震动,更加稳定。也有75度和72度的。 雷诺赛车甚至用了超过90度的广角V10引擎。
4.曲柄半径(R)
与连杆下端(即 连杆大头)相连的曲 柄销中心到曲轴回转 中心的距离(mm)。
显 然 , S=2R 。 曲
轴每转一周,活塞移 动两个行程。
5.气缸工作容积(Vh)
活塞从上止点到下止点 所让出的空间容积(L)。
Vh =π D 2s/4×106
式中
D——气缸直径,mm。
S——活塞行程,mm。
思考V型发动机的优缺点?
优点:运转稳定(针对V6、V8、V12)、节省空间、有利 于降低车身的风阻系数。
缺点:结构比较复杂,不利于保养和维修,并且造价较高。 同时,V3、V5包括V10都由于其结构或排量的原因,并不 非常稳定,尤其是作为F1发动机的V10 3L引擎,更是需要 投入大量的精力和经费用于保证其稳定性。
直列6缸发动机,目前的佼佼者就是着名的BMW,BMW直列6 缸发动机凝聚了当今量产发动机的顶尖技术,堪称直列6 缸的巅峰之作。