清华大学汽车构造.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,造,I,汽车构造,I,（,1,）,清华大学汽车工程系,赵雨东,1,主要内容和学时安排,汽车发动机基本知识（,4,学时）,发动机机体（,2,学时）,曲柄连杆机构（,3,学时）,气门机构（,3,学时）,进排气、,增压系统及排放,控制装置（,3,学时）,汽油机燃油供给系统（,4,学时）,柴油机燃油供给系统（,4,学时）,汽油机点火系统（,2,学时）,发动机冷却系统（,2,学时）,发动机润滑系统（,2,学时）,发动机起动系统,与电源,（,1,学时）,发动机管理系统（,2,学时）,2,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,发动机的主要性能,内燃机产品名称和型号编制规则,3,汽车总体结构,发动机,底盘,车身,电气系统,4,发动机,底盘,车身,电气系统,5,6,7,8,9,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,发动机的主要性能,内燃机产品名称和型号编制规则,10,发动机工作,原理,基本结构,发动机往复活塞式内燃机,（,1,）机体,（,2,）曲柄连杆机构,（,3,）气门机构,（,4,）冷却系,（,5,）润滑系,（,6,）起动系,（,7,）供给系,（,8,）点火系,(,汽油机,),11,12,13,14,发动机工作原理,常用术语（,1,）,工作循环,由,进气,、,压缩,、,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,。,15,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。,16,发动机工作原理,常用术语（,3,）,活塞行程,上、下止点,间的距离,S,称,为活塞行,程,；,曲轴的回转,半径,R,称为曲,柄半径，,S=2R,。,上止点,S,下止点,R,17,D,S,10,6,(L),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,；,2,4,D,气缸直径,mm,；,S,活塞行程,mm,。,V,h,=,式中：,18,发动机工作原理,常用术语（,5,）,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。,V,L,=,V,h,i,19,发动机工作原理,常用术语（,6,）,燃烧室容积,活塞位于上止点时,活塞顶面以上与气,缸盖底面以下之间,形成的容积称为,燃,烧室容积,，,记作,V,C,20,汽油机,21,2026/1/8 周四,22,柴油机,23,发动机工作原理,常用术语（,7,）,气缸总容积,活塞位于下止点时，活塞顶部与,气缸盖之间的容积称为,气缸总容,积,一般用,V,a,表示,气缸总容积等于气缸工作容积和,燃烧室容积之和，即,：,V,a,V,c,V,h,24,=,1,+,h,发动机工作原理,常用术语（,8,）,压缩比,压缩比是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气,缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。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,8,11,；柴油机,16,24,V,V,c,=,V,a,V,c,V,h,+,V,c,V,c,=,25,发动机工作原理,常用术语（,9,）,工作循环,活塞行程,上、下止点,发动机排量,气缸总容积,气缸工作容积,燃烧室容积,常用术语,压缩比,26,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,0.08,0.09,MPa,，温度达到,320,380 K,。,27,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,0.8,1.5 MPa,，温度可,达,600,750 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,=811,发动机工作原理,四冲程汽油机（,2,）,28,作功行程（,Power/Expansion,）,压缩行程结束时，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,3,6.5 MPa,，最高,温度可达,2200,2800 K,。,作功终了时，气体压力降低到,0.35,0.5 MPa,，气体温度降低到,1200,1500,K,。,发动机工作原理,四冲程汽油机（,3,）,29,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,量废气称为残余废气。残余废气压力约,为,0.105,0.12 MPa,，温度约为,900,1100 K,。,发动机工作原理,四冲程汽油机（,4,）,30,压缩,作功,排气,循,环,一个工作循环,四个行程，曲轴,转两周，每个行,程占,180,曲轴,转角,汽油机工作原理,.swf,发动机工作原理,四冲程汽油机（,5,）,进气,31,发动机工作原理,四冲程汽油机（,6,）,32,发动机工作原理,四冲程汽油机（,7,）,33,示功图,：,气缸内气体压力随气缸,容积或曲轴转角的变化关系图。,发动机工作原理,四冲程汽油机（,8,）,34,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（,9,）,35,进气行程,进入气缸的是纯净,的空气。,因进气系统中没有,节气门，进气阻力,小，且残余废气温,度较低，故同汽油,机相比，进气终了,时缸内气体压力略,高，约为,0.085,0.095 MPa,，而,温,度略低，约为,310,340,K,。,发动机工作原理,四冲程柴油机（,1,）,36,压缩行程,柴油机的压缩比大,(,一般为,1,6,22),，,压缩终了时缸内气,体压力约为,3,5,MPa,，,温度约为,750,100,0 K,，都,比汽油机的高。,压缩终了温度超过,柴油的自燃温度。,发动机工作原理,四冲程柴油机（,2,）,37,作功行程,压缩行程结束时，喷油,器将高压柴油以雾状喷,入燃烧室，细微的油滴,在运动的热空气中迅速,蒸发气化，和空气形成,可燃混合气。,缸内温度高于柴油自燃,温度，柴油自行着火燃,烧。,燃烧气体最高压力,6,9,MPa,，最高温度也可高,达,1800,2200 K,。,作功终了时，气体压力,约为,0.2,0.5 MPa,，温,度约为,1000,1200 K,。,发动机工作原理,四冲程柴油机（,3,）,38,排气过程,排气终了时，,缸内残余废气,压力约为,0.105,0.12,MPa,，气体温,度约为,700,900 K,。,发动机工作原理,四冲程柴油机（,4,）,39,发动机工作原理,四冲程柴油机（,5,）,40,柴油机工作原理,.swf,发动机工作原理,四冲程柴油机（,6,）,41,发动机工作原理,汽油机,vs.,柴油机,汽油机,柴油机,混合气,形成,化油器：气缸外形成,进气道汽油喷射：缸,外混合,缸内直接喷射,缸内柴油喷射,着火,方式,火花点燃,压缩自燃,结构,点火系统,高压柴油系统,42,2026/1/8 周四,43,