1.2 发动机常用术语（课件）《汽车构造（第2版）》同步精品课堂（北理工版）

《汽车构造（第2版）》北理工版 1.2 发动机常用术语 教学目标 教学重难点 新知学习 课程总结 小试牛刀 知识引入 发动机常用术语如图所示。 知识引入 四冲程汽油机的工作原理 课程目标 知识目标 掌握发动机常用术语 能力目标 能发动机的工作原理 教学重难点 发动机常用术语 教学重点 01 发动机的工作原理 教学难点 02 Part1 发动机常用术语 发动机常用术语 (1)上止点 上止点是指活塞在气缸内做往复运动时，活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的位置。 下止点是指活塞在气缸内做往复运动时，活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的位置。 (2)下止点 发动机常用术语 (3)冲程/行程 活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，称为活塞行程或活塞冲程。 活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。 (4)气缸工作容积 发动机常用术语 (5)燃烧室容积 活塞位于上止点时其顶部与气缸盖之间的容积，称为燃烧室容积。 多缸发动机各缸工作容积的总和，称为发动机排量。 (6)排量 Part2 发动机的工作原理 汽油机的工作过程可分为进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程四部分。 发动机的工作原理 1.四行程汽油机 (1)四行程汽油机的工作原理 单缸四行程汽油机(见图)将空 气与汽油经化油器以一定比例混合成良好的混合气，在进气行程被吸入气缸，经压缩点火燃烧而变为热能，燃烧后的气体所产生的高温高压作用于活塞顶部，推动活塞做直线运动，同时通过连杆、曲轴、飞轮机构变为旋转的机械能，对外输出功。 汽油机的工作过程可分为进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程四部分。 发动机的工作原理 1.四行程汽油机 (2)四行程汽油机的工作过程 如图所示，四行程汽油机通过进气、压缩、做功和排气四个行程完成一个工作循环，然后又是进气、压缩……周而复始、连续不断，这就是四行程汽油机的工作过程。 在活塞的四个行程中，仅一个行程是做功的，其他三个行程都不做功。 （a)进气行程；(b)压缩行程； (c)做功行程；(d)排气行程 发动机的工作原理 (3)四行程汽油机各个行程的工作情况 1)进气行程 在进气行程开始时，活塞位于上止点，进气门开启，排气门关闭。曲轴转动，活塞从上止点向下止点移动，活塞上方容积增大，压力降低，可燃混合气在压力差作用下进入气缸。 01 2)压缩行程 在压缩行程开始时，进、排气门关闭，活塞从下止点向上止点移动，活塞上方容积缩小，压缩混合气，使其压力和温度升高到易燃的程度。 02 发动机的工作原理 (3)四行程汽油机各个行程的工作情况 3)做功（爆发）行程 在做功行程中，进、排气门仍然关闭，当压缩接近终了时，火花塞发出电火花，点燃混合气做功。 03 4)排气行程 在排气行程开始时，进气门仍关闭，排气门开启，使活塞由下止点向上止点移动，把燃烧后的废气挤出气缸。 04 发动机的工作原理 (3)四行程汽油机各个行程的工作情况 由此可见，曲轴转动两周时，发动机完成了四行程的一个循环：进气、压缩、做功、排气，就这样周而复始连续不断地工作。 化油器式汽油机的充气及混合气分配不能得到理想控制，对于提高其动力性、经济性以及改善废气排放都有一定的局限，但应运而生的汽油直接喷射系统却很好地解决了这些问题。 柴油机的特点：燃料为柴油；压燃式结构，无化油器和火花塞；柴油机吸入气缸的为纯净空气，柴油由喷油泵和喷油器直接喷入气缸，与压缩后的高温空气混合并进行自燃。 发动机的工作原理 2.四行程柴油机 (1)柴油机与汽油机的不同点 喷油泵和喷油器是柴油机燃料供给系统中最为重要的部件。单缸四行程柴油机如图所示。 每个工作循环都经历进气、压缩、做功、排气四个行程，如图所示。 发动机的工作原理 2.四行程柴油机 (2)四行程柴油机的工作原理 (a)进气行程；(b)压缩行程；(c)做功行程；(d)排气行程 燃料是柴油，由于其黏度比汽油大，不易蒸发，自燃温度低，所以点火方式是压燃式。 发动机的工作原理 2.四行程柴油机 (2)四行程柴油机的工作原理 进气和压缩行程中都是纯空气，其压缩比比汽油机高得多(一般为16～22),压缩终了时，气缸内的空气压力可达3.5～4.5MPa,同时温度大大超过了柴油自燃温度，故柴油喷入气缸后，在很短时间内与空气混合，然后立即自行发火燃烧。 在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而做功，废气同样经排气门排入大气。 燃料是柴油，由于其黏度比汽油大，不易蒸发，自燃温度低，所以点火方式是压燃式。 发动机的工作原理 2.四行程柴油机 (2)四行程柴油机的工作原理 无论是货车柴油机还是轿车柴油机，对柴油的净化程度要求都很高，这是因为喷油泵中的柱塞与套筒、出油阀中的针阀与阀座都是精密偶件 配合精度要求很高，一旦燃油中混人机械杂质，不仅会加剧机械磨损，甚至会使其丧失机械工作能力，所以柴油中不应含有机械杂质和水分。 二行程汽油机的工作循环由进气、压缩、燃烧膨胀、排气过程组成，但它是在曲轴旋转一圈(360°),活塞上下往复运动的两个行程内完成的。 发动机的工作原理 3.二行程汽油机 因此，二行程发动机的工作原理与四行程发动机不同，结构也不一样。例如曲轴箱换气式二行程汽油机，气缸上有三排孔，就是利用这三排孔分别在一定时刻被活塞打开或关闭进行进气、换气和排气的。 二行程汽油的工作过程如图所示，活塞向上运动，将三排孔都关闭，活塞上部开始压缩，当活塞继续上行时，活塞下方的进气孔打开，可燃混合气进入曲轴箱，活塞接近上止点时，火花塞点燃混合气，气体燃烧膨胀，推动活塞向下运动，进气孔关闭，曲轴箱内的混合气受到压缩，当活塞接近下止点时，排气孔打开，排出废气，活塞再向下运动，换气孔打开，受到压缩的混合气便从曲轴箱经进气孔流入气缸内，并扫除废气。 发动机的工作原理 3.二行程汽油机 (1)二行程汽油机的工作原理 发动机的工作原理 3.二行程汽油机 (2)二行程汽油机各个行程的工作情况 1)第一行程 活塞从下止点向上止点运动，事先已充满活塞上方气缸内的混合气被压缩，新的可燃混合气又从化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。 2)第二行程 活塞从上止点向下止点运动，活塞上方进行做功过程和换气过程，而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。 二行程柴油机和二行程汽油机的工作原理类似，所不同的是，柴油机进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。带有扫气泵的二行程柴油机的工作过程如图所示。 发动机的工作原理 4.二行程柴油机 (a)换气；(b)压缩；(c)燃烧；(d)排气 发动机的工作原理 4.二行程柴油机 活塞从下止点向上止点运动，行程开始前不久，进气孔和排气孔均已开启，利用从扫气泵流出的空气使气缸换气。 当活塞继续向上运动进气孔被关闭时，排气孔也关闭，空气受到压缩，当活塞接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，燃油和空气混合后燃烧，气缸内压力增大。 1)第一行程 01 02 发动机的工作原理 4.二行程柴油机 活塞从上止点向下止点运动，开始时气体膨胀，推动活塞向下运动，对外做功，当活塞下行到大约2/3行程时，排气孔开启，排出废气 气缸内压力降低，进气孔开启，进行换气，换气一直延续到活塞向上运动1/3行程，进气孔关闭结束。 2)第二行程 01 02 课堂小结 发动机常用术语如图所示。 发动机常用术语 汽油机的工作过程可分为进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程四部分。 发动机的工作原理 小试牛刀 四行程发动机一个完整的工作循环，曲轴需要旋转几周？ A. 一周 B. 两周 C. 三周 D. 四周 答案：B. 两周 解析： 四行程发动机包括进气、压缩、做功、排气四个行程，每个行程对应曲轴旋转半周，因此一个完整循环需要曲轴旋转两周。 小试牛刀 在压缩行程中，进、排气门的状态是： A. 进气门开启，排气门关闭 B. 进气门关闭，排气门开启 C. 进、排气门都关闭 D. 进、排气门都开启 答案：C. 进、排气门都关闭 解析： 压缩行程中，气缸内混合气被压缩，为防止气体泄漏，进、排气门都必须关闭。 小试牛刀 柴油机与汽油机在点火方式上的主要区别是： A. 柴油机使用火花塞点火 B. 汽油机使用压燃方式点火 C. 柴油机使用压燃方式点火 D. 两者点火方式相同 答案：C. 柴油机使用压燃方式点火 解析： 柴油机依靠压缩空气产生高温，使喷入的柴油自燃，属于压燃式；汽油机则依靠火花塞点燃混合气。 小试牛刀 柴油机的压缩比一般比汽油机： A. 低 B. 相同 C. 高 D. 不确定 答案：C. 高 解析： 柴油机压缩比一般为16～22，远高于汽油机（通常为8～12），以实现压燃。 小试牛刀 在柴油机的做功行程中，气缸内的气体状态是： A. 纯空气 B. 可燃混合气 C. 高温高压燃气 D. 废气 答案：C. 高温高压燃气 解析： 做功行程中，柴油自燃燃烧，产生高温高压燃气推动活塞做功。 小试牛刀 柴油机燃料供给系统中最重要的部件是： A. 火花塞 B. 化油器 C. 喷油泵和喷油器 D. 空气滤清器 答案：C. 喷油泵和喷油器 解析： 柴油机无火花塞和化油器，燃油通过喷油泵和喷油器高压喷入气缸，是核心部件。 小试牛刀 化油器式汽油机相比汽油直喷系统的主要缺点是： A. 动力性更强 B. 混合气控制更精确 C. 排放更低 D. 充气及混合气分配控制不理想 答案：D. 充气及混合气分配控制不理想 解析： 化油器无法精确控制混合气浓度和分配，影响动力性、经济性和排放，而直喷系统解决了这一问题。 小试牛刀 现代发动机从纯机械总成发展为“机电一体化总成”，主要得益于哪项技术的进步？ A.材料科学   B.电子技术   C.化学工程   D.液压技术 答案：B 解析：尤其是电子技术的发展推动了发动机机电一体化。 作业布置 1.简述四行程汽油机的工作原理。 2.简述四行程汽油机的工作过程。 3.简述四行程汽油机各个行程的工作情况。 感谢您的聆听 中职教育XX版 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $