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简介
这是发动机ppt素材,包括了学习目标,汽车发动机的类型,什么是L型发动机呢?请思考直列发动机的优缺点?思考V型发动机的优缺点?水平对置发动机的优缺点?发动机的基本结构及基本术语等内容,欢迎点击下载。
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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”。 一、汽车发动机的类型 (2) 按照冷却方式分类 (3) 按照气缸数目分类 (4) 按照气缸排列方式分类 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。 L4型发动机工作示意图 四冲程发动机做功过程 直列发动机做工过程图 请思考直列发动机的优缺点? 优点:成本低,结构简单,运转平衡性好,体积小稳定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛。 缺点:当排气量和汽缸数增加时,发动机的长度将大大增加。 直列4缸发动机,一般广泛运用于2.2升排量以下的发动机中。 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。 V型发动机 将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定的夹角布置在一起,使两组汽缸形成两个有一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形,故称V型发动机。 V型发动机的工作示意图 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。 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。 代表车型:奥迪的A6、法拉利360、保时捷carrear GT、奔驰S600。分别使用V6,V8,V10,V12发动机。而V3主要是出现在一些摩托车上,V5据说在上一代大众高尔夫上有使用。而V16则在一些豪华的老爷车上可以找到。 什么是H型发动机? H型发动机及水平对置发动机,这也是V型发动机的一种,只不过V的夹角变成了180度了,一般为4缸或6缸。 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。 缺点:造价高,发动机太宽,结构较为复杂,养护成本高。 目前世界上只有“保时捷”和“斯巴鲁”两家汽车制造商生产水平对置发动机。 水平对置发动机的工作示意图 W发动机 W型发动机,W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开(如帕萨特W8的小角度为15度),就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。 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 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。 转子发动机的优缺点? 优点:升功率高,适合高转速,括体积较小、重量轻、低重心、震动小等。 缺点:费油,污染环境,还有机器的寿命比较短。 目前只有马自达公司将转子发动机运用在汽车之上,其典型的就是马自达RX-7 RX-8等车型 潜艇使用的斯特林发动机 (5) 按照所用燃料分类 (6) 按照进气系统是否采用增压方式分类 (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。 单缸发动机基本结构 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。 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 =πD 2s/4×106 式中 D——气缸直径,mm。 S——活塞行程,mm。 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 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 三、发动机的工作原理 1.四冲程汽油机工作原理 四冲程发动机的简单工作原理 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。 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。 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。 3.作功行程 压缩行程末,火花塞产生电火花,点燃气缸内的可燃混合气,并迅速着火燃烧,气体产生高温、高压,推动活塞由上止点向下止点运动,再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出作功。 四冲程汽油机工作原理 4.排气行程 在作功行程终了时,排气门被打开,活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下,自排气门排出气缸,至活塞运动到上止点时,排气门关闭,排气行程结束。 小 结 1.发动机自行运转之前需要外力完成进气和压缩两个冲程,通常用人力、电动机等带动发动机曲轴和运转。 2.在四个冲程中只有作功冲程是活塞带动曲轴转动,其他三个冲程都是曲轴带动活塞运动 。 3.在整个循环过程中,进气门、排气门各开启一次。 一个工作循环曲轴旋转720°(2圈);活塞上、下运动四次(4个行程)。 小 结 4.发动机着火的基本条件是 油:有油,混合气浓度合适。 电:能产生足够的火花,点燃可燃混合气。 气:气缸有足够压力。 点火正时:压缩冲程上止点前点火。 配气正时:定时将进、排气门开关。 四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机工作原理 1.进气行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动,进气门开启, 排气门关闭,气缸内活塞上腔容积逐渐增大,形成真空 度,在真空吸力作用下,新鲜空气被吸入气缸。 2.压缩行程 曲轴带动活塞从上止点向下止点运动,进气门开启, 排气门关闭,气缸内活塞上腔容积逐渐减小,空气被压 缩,压力、温度升高。 四冲程柴油机工作原理 3.作功行程 压缩行程末,喷油泵将高压柴油经喷油器喷入气缸内 的高压空气中,迅速汽化并与空气形成可燃混合气,柴油 自行着火燃烧,气缸内压力、温度急剧升高,推动活塞由 上止点向下止点运动,带动曲轴旋转作功。 4.排气行程 在作功终了时,排气门被打开,曲轴带动活塞由下止 点向上止点运动,废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作 用下,自排气门排出气缸。 不同点
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