备基本术语及工作原理.pptx

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,#,1.,上止点,第一节基本术语,第一节基本术语,2.,下止点,第一节基本术语,3.,行程,行程,第一节基本术语,4.,气缸工作容积,行程,第一节基本术语,5.,发动机的排量,第一节基本术语,6.,燃烧室容积,第一节基本术语,7.,气缸总容积,第一节基本术语,8.,压缩比,10,二冲程发动机,活塞两个行程完成一个工作循环的称为二冲程发动机。,11,四冲程发动机,活塞四个行程完成一个工作循环的称为四冲程发动机。,9,发动机的工作循环,在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程（进气、压缩、作功和排气）称发动机的工作循环。,1.,进气冲程,一、四冲程汽油发动机的工作原理,第二节 发动机的工作原理,1.,进气冲程,1.,进气冲程,1.,进气冲程,1.,进气冲程,1.,进气冲程,混合气：,汽油,+,空气,1.,进气冲程,混合气：,汽油,+,空气,1.,进气冲程,混合气：,汽油,+,空气,1.,进气冲程,混合气：,汽油,+,空气,1.,进气冲程,混合气：,汽油,+,空气,1.,进气冲程,混合气：,汽油,+,空气,2.,压缩冲程,2.,压缩冲程,2.,压缩冲程,2.,压缩冲程,2.,压缩冲程,2.,压缩冲程,2.,压缩冲程,3.,作功冲程,3.,作功冲程,3.,作功冲程,3.,作功冲程,4排气冲程,4.,排气冲程,4.,排气冲程,4.,排气冲程,4.,排气冲程,4.,排气冲程,4.,排气冲程,4.,排气冲程,4.,排气冲程,大气,4.,排气冲程,4.,发动机着火的基本条件是：,油,：是否有油，浓度是否合适。,电,：能否产生足够的火花,点燃可燃混合气。,气,：气缸压力是否足够。,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。,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。,分析：,1.,发动机自行运转之前需要外力完成进气压缩两个冲程。通常用人力、电机等带动发动机曲轴动运转。,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,曲轴带动活塞从下止点向上止点运动，进气门、排气门均关闭，气缸内活塞上腔容积逐渐减小，空气被压缩，压力、温度升高。,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。,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。,4,排气行程,二、四冲程柴油发动机的工作原理,二冲程发动机的基本组成,排气口,进气口,换气口,三、二冲程汽油发动机的工作原理,1,第一行程,活塞由曲轴带动由下止点往上止点运动，当活塞上行到将换气口、排气口关闭时，以进入汽缸的混合气被压缩，直至上止点压缩行程结束。,同时，随着活塞上行，曲轴箱容积增大，形成一定真空度，当活塞上行到进气口露出时，混合气被吸入曲轴箱内。,混合气,第一行程,当活塞上行到接近上止点时，火花塞产生电火花，点燃汽缸内的混合气，在高温、高压的燃气压力作用下，活塞由上止点向下止点运动，带动曲轴旋转作功。,2,第二行程,当活塞下移止将进气口堵住时，随着活塞的继续下移，曲轴箱内的混合气被预压。当活塞下行至排气口露出时，燃烧后的废气在自身压力下经排气口排出气缸，,第二行程,紧接着换气口开启，曲轴箱内被预压的混合气经换气口进入气缸。,2,第二行程,二冲程发动机的进气口控制方法,混合气,当曲轴箱压力大于大气压时,当曲轴箱压力小于大气压时,一、四冲程汽油机的工作原理,1.,进气行程,(1),活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。,(2),进气门开启，排气门关闭。,(3),由于活塞下移，活塞上腔容积增大，形成一定真空度，在真空吸力的作用下，空气与汽油形成的混合气，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,(1),活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动。,(2),进、排气门均关闭。,(3),随着活塞上移、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。,在压缩过程中，气体压力和温度同时升高。压缩终了时，气缸内的压力约为,600,1500kPa,，温度约为,600K,800K,，远高于汽油的,点燃温度,(,约,263K),。,3.,作功行程,(1),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，在气体压力的作用下，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，至活塞运动到下止点时，作功行程结束。,(2),作功行程，进、排气门均关闭。,在作功过程中，开始阶段气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬时压力可达,3MPa,5MPa,，瞬时温度可达,2200K,2800K,。随着活塞的下移，压力、温度下降，作功行程终了时，压力约为,300kPa,500kPa,，温度约为,1500K,1700K,。,4.,排气行程,(1),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。,(2),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。,排气终了时，由于燃烧室容积的存在，气缸内还存有少量废气，气体压力也因排气门和排气道等有阻力而高于大气压。此时，压力约为,105kPa,125kPa,，温度约为,900K,1200K,。,排气行程结束后，进气门再次开启，又开始了下一个工作循环，如此周而复始，发动机就自行运转。,四冲程柴油机工作原理,1.,进气行程,进气行程，不同于汽油机的是进入气缸的不是混合气，而是纯空气。,2.,压缩行程,(1),压缩行程压缩的是纯空气。,(2),由于柴油机压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达,3MPa,5MPa,，温度可达,800K,1000K,。,注：,点燃温度,是指燃料在空气中移近火焰时，其表面上的燃料蒸气能够被点着的最低环境温度。汽油的点燃温度很低，约为,263K,，柴油的点燃温度高，约为,313K,359K,。,自燃温度,是指燃料不与火焰接近，能够自行燃烧的最低环境温度；柴油的自燃温度低，约为,473K,573K,，汽油的自燃温度高，约为,653K,。,3.,作功行程,(1),压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气。因为此时气缸内的温度远高于柴油的,自燃温度,(,约,500K,左右,),，柴油自行着火燃烧，且以后的一段时间内边喷边燃烧，气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行作功。,(2),作功行程中，瞬时压力可达,5MPa,10MPa,，瞬时温度可达,1800K,2200K,；作功终了，压力约为,200kPa,400kPa,，温度约为,1200K,1500K,。,4.,排气行程,排气行程与汽油机排气行程基本相同。,由上述四冲程汽油机和柴油机的工作原理可知：,1),两种发动机工作循环的基本内容相似，其共同特点是：,(1),每个工作循环曲轴转两转,(720),每一行程曲轴转半转,(180),，进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。,(2),四个行程中，只有作功行程产生动力，其它三个行程是为作功行程做准备工作的辅助行程，虽然作功行程是主要行程，但其它三个行程也不可缺少。,(3),发动机运转的第一个循环，必须有外力使曲轴旋转完成进气、压缩行程，着火后，完成作功行程，依靠曲轴和飞轮贮存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。,2),两种发动机工作循环的主要不同之处是：,(1),汽油机的汽油和空气在气缸外混合，进气行程进入气缸的是可燃混合气。而柴油机进气行程进入气缸的是纯空气，柴油是在作功行程开始阶段喷入气缸，在气缸内与空气混合，即混合形成方式不同。,(2),汽油机用电火花点燃混合气，而柴油机是用高压将柴油喷入气缸内，靠高温气体加热自行着火燃烧，即着火方式不同。所以汽油机有点火系，而柴油机则无点火系。,