汽车发动机构造与技术1基本知识汇总.docx

1、汽车发动机构造与技术1基本知识汇总汽车发动机 构造与技术 (基本知识 清华大学汽车工程系 赵雨东主要内容和学时安排发动机基本知识(0.5学时 机体(1学时曲柄连杆机构(1学时 气门机构(1学时冷却系润滑起动(1学时 进排气、增压系统及排放 控制装置(1学时汽油机燃油系统(1学时 柴油机燃油系统(1学时 汽油机点火系统(0.5学时汽车发动机基本知识汽车总体结构汽车发动机工作原理汽车发动机的分类发动机的总体构造汽车总体结构发动机 车身 底盘 电气系统发动机 车身 底盘 电气系统 汽车发动机基本知识汽车发动机工作原理汽车发动机的分类发动机的总体构造发动机工作原理 常用术语(1工作循环由 进气 、 压

2、缩 、作功 和 排气 等四个工作过程组成的封闭过程。周而复始地进行这些过程,内燃机才能持续地作功 。发动机工作原理 常用术语(2上、下止点活塞顶离曲轴回转中心最远处,即活 塞最高位置,称为 上止点 (Top Dead Center, TDC;活塞顶离曲轴回转中心最近处,即活 塞最低点,称为 下止点 (Bottom Dead Center, BDC;在上、下止点处,活塞的运动速度为 零。发动机工作原理 常用术语(3 发动机工作原理 常用术语(4 气缸工作容积 活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为 气缸工作容积 ; 式中:D -气缸直径 mm ;S -活塞行程 mm。发动机工作原理 常用术语(5

3、发动机排量所有气缸工作容积的总 和称为 发动机排量 ,记作V L式中:V h -气缸工作容积;i -气缸数目。 iV V h =L发动机工作原理 常用术语(6 压缩比 活塞位于下止点时的缸内容积(气缸总容积与活塞位于上止 点时的缸内容积(与燃烧室容积之比。一般用表示 式中 :Va -气缸总容积; Vh -气缸工作容积; Vc -燃烧室容积。 压缩比是发动机中一个非常重要的概念,压缩比表示了气体的 压缩程度。 汽油机 913;柴油机1524发动机工作原理 常用术语(7 发动机工作原理-四冲程汽油机(1 进气行程(Intake 进气门打开,排气门关闭,活塞从上止点向下止点运动;气缸容积逐渐增大,气

4、缸内形成一定真空度,空气和汽油的混合物被吸入气缸,在气缸内进一步混合形成可燃混合气。进气终了时, 气缸内气体压力约为0.080.09MPa, 温度达到320 380 K。发动机工作原理-四冲程汽油机(2 压缩行程(Compression 进气门和排气门都关闭,活塞从下止点向上止点运动;气缸容积逐渐变小,气缸内混合气被压缩,其压力和温度同时升高。压缩终了时,可燃混合气压力可达0.81.5 MPa, 温度可达600750 K。采用大压缩比,可提高压缩终了时气缸内的压力和温度,从而加快燃烧速度,提高发动机热效率。但太大容易引起“爆震” 。一般 =913作功行程(Power/Expansion压缩行程

5、结束时,火花塞产生电火花,点燃可燃混合气,火焰迅速传遍 整个燃烧室,并放出大量热能;燃烧气体体积膨胀,压力、温度升高;气体压力推动活塞从上止点运动 到下止点,并通过连杆推动曲轴旋转作功。此时,进排气门仍然关闭。 燃烧最高压力可达36.5 MPa,最高温度可达22002800 K。 作功终了时, 气体压力降低到0.350.5 MPa,气体温度降低到 12001500 K。 发动机工作原理-四冲程汽油机(3 排气行程(Exhaust 进气门关闭, 排气门开启;活塞从下止点向上止点运动。膨胀过后的废气在其自身剩余压力和在活塞的推动下,经排气门排出气缸。排气行程结束后,残留在燃烧室内的少量废气称为残余

6、废气。残余废气压力约为0.1050.12 MPa,温度约为9001100 K。 发动机工作原理-四冲程汽油机(4 发动机工作原理-四冲程汽油机(5 发动机工作原理-四冲程汽油机(6 实际进气过程中为增加进入气缸内的混合气量和减少进气过程所消耗 的功,进气门在上止点之前开启,在下止点之后关闭; 为减少气缸内的残余废气量和排气过程所消耗的功, 排气门在下止点之前开启,在上止点之后关闭。 进、排气过程所占曲轴转角都超过 180。 发动机工作原理-四冲程汽油机(7 进气行程进入气缸的是纯净的空气。 压缩行程柴油机的压缩比大,压缩终了时 缸内气体压力、温度都比汽油机 的高。温度超过柴油的自燃温度。 作功

7、行程压缩行程结束时,喷油器将高压 柴油以雾状喷入燃烧室,与空气 行程可燃混合气。 着火燃烧排气发动机工作原理-四冲程柴油机(1 发动机工作原理-四冲程柴油机(2 汽车发动机基本知识汽车发动机的分类发动机的总体构造汽车发动机的分类 归纳 进气状态 汽车发动机的分类 主流 汽油机-火花点火 柴油机-压缩着火自然吸气增 压直 列(36V 型(616水 冷多缸(316汽车发动机基本知识发动机的总体构造发动机的总体构造(1 两个 机构 五 个 系 统发动机的总体构造(2机 体曲柄连杆机构 气门机构 供给系统 润滑系统 冷却系统 点火系统 起动系统缸盖 缸体 机体活塞连杆曲轴飞轮 曲柄连杆机构气门机构供给系统喷油器 油轨 油管燃油滤清器 油压调节器 油箱燃油泵汽油机燃油系统空气滤清器 进气歧管节气门组件 Santana 2000汽油机进气系统柴油机燃油系统 润滑系统冷却系统ECU节气门位置传感器 双火花点火线圈带集成 驱动级水温传感器曲轴位置和 转速传感器 点火开关蓄电池 氧传感器火 花 塞点火系统起动系统复习思考题 n n n 1 一般情况下，怎样描述一个汽车发动机？以一款市场 上比较畅销的汽车为例，从结构的角度描述其发动机。 2 汽油机和柴油机有何不同？怎样从外观上分辩出是哪 种发动机？ 3 汽车发动机由哪些部分组成？