项目一 课题二 发动机工作原理（课件）-高一《汽车发动机构造与维修》同步教学（武汉大学出版社）

1 2 3 4 工作循环 活塞在汽缸内往复运动时，完成了进气、压缩、做功和排气4个工作过程，周而复始地进行。通过这些过程，内燃机才能持续地运转并对外输出功率，每完成一次上述4个过程称为一个工作循环。 上止点 上止点是指活塞离曲轴回转中心最远处，通常指活塞的最高位置。 下止点 下止点是指活塞离曲轴回转中心最近处，通常指活塞的最低位置。 活塞行程 活塞行程是指上、下两止点间的距离。活塞由一个止点移到另一个止点，运动一次的过程称行程。 发动机 基本术语 课题二 发动机工作原理 1 5 6 7 8 曲柄半径 曲柄半径是指与连杆大端相连接的曲柄销的中心线到曲轴回转中心线的距离。 汽缸工作容积 汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所让出的空间的容积。 发动机工作容积 发动机工作容积是指发动机所有汽缸工作容积的总和，也称为发动机的排量。 燃烧室容积 燃烧室容积是指活塞在上止点时，活塞顶上面空间的容积。 发动机 基本术语 2 9 10 11 12 汽缸总容积 汽缸总容积是指活塞在下止点时，活塞顶上面空间的容积（L）。它等于汽缸工作容积与燃烧室容积之和。 压缩比 压缩比是指汽缸总容积与燃烧室容积的比值。 工况 内燃机在某一时刻的运行状况简称为工况，以该时刻内燃机对外输出有效功率和转速来表示。 负荷率 内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，简称负荷。 发动机 基本术语 3 4 二、往复活塞式内燃机工作原理 往复活塞式内燃机将热能转变为机械能的过程是经过进气、压缩、做功和排气4个连续过程来实现的，称为一个工作循环。凡是曲轴旋转两周，活塞往复4个行程完成一个工作循环的称为四冲程发动机，根据使用燃料不同又分为四冲程汽油机和四冲程柴油机。 1.四冲程汽油机的工作原理 四冲程汽油机的工作循环是由进气、压缩、做功和排气4个行程所组成的。 5 四冲程汽油机的工作原理 活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动，此时，排气门关闭，进气门开启：活塞在移动过程中，汽缸内容积逐渐增大，并形成一定真空度，于是经过滤清的空气与化油器供给的汽油混合成可燃混合气，通过进气门被吸入汽缸。当活塞到达下止点时，进气门关闭，停止进气。由于进气系统存在进气阻力，进气终了时汽缸内气体的压力低于大气压力，为0.075～0.09MPa。由于汽缸壁、活塞等高温件及上一循环留下的高温残余废气的加热，气体温度升高到370～440K。 （1）进气行程。 进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，此时汽缸内容积逐渐减小，由于进、排气门均关闭，可燃混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩结束。汽缸内气体被压缩的程度称为压缩比。压缩比越大，则压缩终了时汽缸内气体的压力和温度越高，燃烧速度也越快，因而发动机发出的功率越大，经济性也越好。现代汽油发动机的压缩比一般为6～10。 压缩行程中，气体压力和温度同时升高，并使混合气进一步均匀混合，压缩终了时，汽缸内的压力为0.6～1.2MPa，温度为600～800K。 （2）压缩行程。 6 四冲程汽油机的工作原理 在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高而膨胀，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转做功，当活塞到达下止点时做功结束。 在做功行程中，开始阶段汽缸内气体压力、温度急剧上升，瞬间压力可达3～5MPa，瞬时温度可达2 200～2 800K。 （3）做功行程 在做功行程终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推动使活塞从下止点向上止点运动，废气在自身剩余压力和活塞推动下，被排出汽缸，当活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。排气行程终了时，由于燃烧室容积的存在，汽缸内还存有少量废气，气体压力也因排气系统存在排气阻力而略高于大气压力。此时，压力为0.105～0.115MPa，温度为900～1 200K。 （4）排气行程。 7 2．四冲程柴油机的简单工作原理 四冲程柴油机每个工作循环也是由进气、压缩、做功和排气4个行程完成。由于使用燃料性质不同，其可燃混合气的形成与着火方式与汽油机有很大区别。 8 四冲程柴油机的简单工作原理 进气行程不同于汽油机的是进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。由于进气阻力比汽油机小，所以上一行程残留的废气温度也比汽油机低，进气行程终了时的压力为0.075～0.095MPa，温度为320～350K。 （1）进气行程。 压缩行程不同于汽油机的是压缩的是纯空气，由于柴油机的压缩比大，为15～22，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3～5MPa，温度可达800～1 000K。 （2）压缩行程。 此行程与汽油机有很大差异，压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入汽缸内的高温高压空气中，被迅速汽化并与空气形成混合气，由于