汽车发动机原理.ppt
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1、第一章 发动机的工作原理和总体构造,找一发动机图片,定义:将某一种形式的能量转化为机械能的机器 热力发动机:将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的机器,简称热机,如内燃机和外燃机等。 内燃机 外燃机 内燃机的特点:热效率高、体积小、质量小、便于移动等。,第一节 发动机的基本概念,插入内燃机和外燃机的图片,活塞式内燃机,燃气轮机内燃机,往复活塞式,旋转活塞式,一、发动机的分类 1按燃料分类 2按着火方式分类 压燃式和点燃式 3按工作循环冲程数分类:四冲程和二冲程 4缸数与排列分类:单缸和多缸 5冷却方式分类:液体冷却和气体冷却 6. 按发动机进气形式分为:增压式和非增压式发动机 二、发动机型号编制规
2、则,汽油发动机 柴油发动机 压缩天然气发动机 液化石油气发动机 双燃料发动机,活塞式内燃机分为水冷式和风冷式两种。,二、发动机型号编制规则,结构特征符号 无符号: 水冷 F: 风冷 N: 凝气冷却 S: 十字头式 Dz: 可倒转 Z: 增压 ZL: 增压中冷,1、工作循环(Working Cycle): 2、上、下止点 3、活塞行程 4、气缸工作容积(Volume) 5、发动机排量(Displacement),三、发动机的常用术语,6、燃烧室容积 7、气缸总容积 8、压缩比(Compression ratio) 9、工况 10、负荷率,四、发动机主要性能指标 1、动力性能指标包括 有效转矩Te
3、,有效功率Pe ,平均有效压力pme, 曲轴转速n 有效转矩Te 有效功率Pe,式中:Te有效转矩,Nm; n曲轴转速,r/min。,平均有效压力pme 曲轴转速n,有效热效率: 燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率,记作 e。,2、经济性能指标包括 有效燃油消耗率ge:单位时间内单位有效功的燃油消耗量,通常用ge表示,其单位为g/kWh,3、强化指标 强化指标是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标,一般包括升功率和强化系数等。,4、紧凑性指标 用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标,通常用比容积和比质量衡量。 比容积 比质量,5、环境性能指标 排放:有害气体CO、HC、
4、NOx、颗粒物PM 噪音 温室气体: 二氧化碳CO2等 起动性能,6、可靠性指标 表征发动机在规定的使用条件下,正常持续工作能力的指标。 7、耐久性指标 指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。,1、速度特性曲线 性能指标随发动机曲轴转速变化的关系称为发动机的速度特性曲线。,五、 发动机特性曲线,发动机的主要性能指标随其调整状况及运行工况 (负荷、转速)变化而变化的关系曲线称为发动机的特性曲线。,发动机负荷率: 外特性: 部分速度特性:,2、发动机工作状况,通常用功率和曲轴转速来表示。,第二节 四冲程发动机工作原理,进气行程(Intake) 进气门打开,排气门关闭,活塞从上止点向下止
5、点运动。 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0.080.09 MPa,温度达到320400 K。,四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程:进气、压缩、做功和排气,一、四冲程汽油机的工作原理,示功图:表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况,排气门关闭,进气门开启,活塞,大气压力线,P,V,r,a,示功图,上止点,下止点,进气行程(Intake),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,混合气压力可达0.81.5
6、 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”和“表面点火”,通常=611,进气门关闭,排气门关闭,活塞,压缩比: =Va/Vc,P,V,r,a,示功图,大气压力线,c,上止点,下止点,温度600800K, 压力6001500 kPa,压缩行程,作功行程(Power/Expansion) 进排气门仍然关闭。 压缩行程结束时,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。 燃烧最高压力可达
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