汽车构造课件(陈家瑞)第二章 内燃机的基本工作原理和总体构造.ppt

第二章内燃机的基本工作原理及总体构造第一节四冲程发动机的工作原理3、气缸工作容积（气缸排量）Vs
定义：活塞从上止点到下止点所扫过的容积。
定义式：Vs=（π/4）D2S
常作为表征内燃机尺寸大小及动力性能的主要结构参数之一。
4、发动机排量（发动机工作容积）VL
定义：发动机各气缸工作容积的总和。
定义式：VL＝Vs*ii:发动机气缸数。
5、燃烧室容积Vc
定义：活塞在上止点时，活塞顶以上的空间容积。
6、气缸总容积Va
定义：活塞在下止点时，活塞顶以上的空间容积。
定义式：Va＝Vs＋Vc
7、压缩比εc
定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。
定义式：εc＝Va/Vc
物理意义：表示气缸内气体被压缩的倍数或燃气燃烧后膨胀的倍数。是发动机的重要性能参数。
柴油机εc：14～22
汽油机εc：6～9（轿车有的达到9～11）

二、单缸四冲程汽油机的工作原理
1、进气冲程
活塞：从上止点移动到下止点
气门：进气门打开，排气门关闭
曲轴：旋转从0℃A~180℃A
进气终了压力：pde＝0.075～0.09Mpa
进气终了温度：Tde＝370～400K
2、压缩冲程
活塞：从下止点移动到上止点
气门：进气门关闭，排气门关闭
曲轴：旋转从180℃A～360℃A
压缩终了压力：pco＝0.8～2.0Mpa
压缩终了温度：Tco＝600～700K

爆燃：由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。
后果：轻微爆燃，发动机功率有所升高；但过度，则会使发动机过热，功率下降，经济性变差，零件寿命下降等。
现象：发生爆燃时，有尖锐的金属敲击声传出。
表面点火：由燃烧室内炽热表面（如排气门头、火花塞电极、积碳）点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。
后果：发动机的性能下降，零部件寿命降低。
现象：发生表面点火时，有沉闷的敲击声传出。
3、做功冲程
活塞：从上止点移动到下止点
气门：进气门关闭，排气门关闭
曲轴：旋转从360℃A～540℃A
最高压力：pmax＝3.0～6.5Mpa
最高温度：Tmax＝2200～2800K
膨胀终了压力：pex＝0.3～0.6Mpa
膨胀终了温度：Tex＝1200～1500K
4、排气冲程
活塞：从下止点移动到上止点
气门：进气门关闭，排气门开启
曲轴：旋转从540℃A～720℃A
排气终了气体压力（残余废气压力）：
p`r＝0.105～0.115Mpa
排气终了气体温度（残余废气温度）：
T`r＝900～1100K二、单缸四冲程柴油机的工作原理
1、进气冲程
与汽油机主要区别：进入气缸的是纯空气。
进气终了压力：pde＝0.08～0.09Mpa
进气终了温度：Tde＝340～380K
2、压缩冲程
与汽油机的主要区别：
压缩比高于汽油机；在压缩过程快要结束的时候，喷油器向气缸内喷入柴油。当油与空气混合后在高压下达到其自燃点就开始着火燃烧。
压缩终了压力：pco＝3.0～5.0Mpa
压缩终了温度：Tco＝750～1000K
3、做功冲程
柴油机由于是边喷油、边混合、边燃烧，所以，所以最开始虽然活塞有所下行，但气缸内的压力基本不变。
最高压力：pmax＝4.5～9Mpa
最高温度：Tmax＝1800～2500K
膨胀终了压力：pex＝0.2～0.5Mpa
膨胀终了温度：Tex＝1000～1200K

4、排气冲程
排气终了气体压力：p`r＝0.105～0.12Mpa
排气终了气体温度：T`r＝700～900K
四冲程汽油机、柴油机缸内压力、温度比较
（p：Mpa；T：K）三、四冲程汽油机、柴油机特点比较
1、由于柴油机压缩比较高，燃料燃烧非常完全，所以柴油机的有效热效率好，经济性好。
汽油机：be=270～325g/(kw.h)
柴油机:be=214～285g/(kw.h)
2、柴油机无点火系，所以故障少些，易保养。但柴油机有高精度零件如喷油泵、喷油器等，其成本较高，并且加工较难。
3、柴油机最高爆发压力高，所以对发动机的零部件强度要求高，这样导致柴油机笨重。4、柴油机转速低于汽油机
原因：1）由于柴油机的压缩比高，所以其受到的机械负荷较大，故其零部件的质量需较大，导致运动时惯性力较大。
2）汽油机可燃混合气的混合时间和质量优于柴油机。
5、柴油机运转噪音高，但有害气体的排放优于汽油机，而微粒排放较高。
6、柴油机启动困难，汽油机易启动。
第二节二冲程内燃机的工作原理二、二冲程汽油机的工作原理
（一）结构介绍
（二）工作原理
1、第一冲程
活塞：从下止点到上止点
活塞上方：换气；三孔关闭后，压缩可燃混合气
活塞下方：新鲜混合气由进气口进入曲轴箱
曲轴：旋转从0℃A～180℃A2、第二冲程
活塞：从上止点到下止点
活塞上方：可燃混合气燃烧膨胀做功