第一章内燃机基本原理与构造.ppt

工程机械概论,第一章内燃机基本原理与构造,1348/2,,教学目的与要求掌握内燃机的总体结构与工作原理；重点、难点能以性能指标为主线，了解到与性能指标密切相关的工作过程（循环、进气、排气、燃烧工程），分析影响性能指标的主要因素，找出提高内燃机性能的基本规律和技术措施。,1348/3,二、内燃机基本概念,内燃机是一种将热能转变为机械能的热力发动机。它是将燃料和空气混合成可燃混合气，在气缸内燃烧变成热能，再通过一定的机构使之变成机械能。由于燃料的燃烧是在产生动力的空间（通常为气缸）中进行的，因此它被称为内燃机。,,1348/4,外燃机与内燃机,外燃机燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动机。如蒸汽机。内燃机液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输出的热力发动机。如活塞式内燃机。,,二、内燃机基本概念,1348/5,外燃机与内燃机比较,外燃机体积大，重量重，热效率低；内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，起动性能好;,,二、内燃机基本概念,1348/6,二、内燃机的分类,,（1）液体燃料发动机汽油机（gasolineengine）；柴油机（dieselengine）。（2）气体燃料发动机压缩天然气发动机（CNG）；液化石油气发动机（LPG）。,1348/7,二、内燃机的分类,（3）按冷却方式分类水冷，风冷,,1348/8,二、内燃机的分类,（4）按点火方式分（1）点燃式（如汽油机、气体燃料发动机）；（2）压燃式（如柴油机）。（5）按进气方式分（1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）；（2）强制吸气式（增压式发动机）。,,1348/9,二、内燃机的分类,,1348/10,二、内燃机的分类,（6）按气缸排列方式分直立式发动机（1）单列发动机平卧式发动机V型发动机（2）双列发动机水平对置式发动机。,,,,,1348/11,,,,,,,,,直列四缸发动机,,（1）直列式多用于六缸以下的发动机。（2）V型式它缩短了发动机的长度和高度，多用于八缸以上的发动机。（3）对置式是V型的特殊形式。,二、内燃机的分类,1348/12,,,1348/13,二、内燃机的分类,（7）按完成一个工作循环所需的冲程数四冲程，二冲程四行程内燃机把曲轴转两圈720，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机；,,1348/14,二、内燃机的分类,（7）按完成一个工作循环所需的冲程数四冲程，二冲程二行程内燃机把曲轴转一圈360，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。,,目前发动机广泛使用四行程内燃机。,1348/15,二、内燃机的分类方法,（8）按汽缸数目单缸机，多缸机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。,,1348/16,1上止点活塞顶离曲轴回转中心最远处，通常指活塞最高位置。2下止点活塞顶离曲轴回转中心最近处，通常指活塞的最低位置。3活塞冲程（Ｓ）上下两止点之间的距离。4曲柄半径（Ｒ）与连杆下端相连的曲柄销中心到曲柄回转中心的距离。显然Ｓ＝2Ｒ,,三、基本术语,1348/17,5气缸工作容积（Vh）活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积。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，其容积叫燃烧室容积7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。,三、基本术语,1348/18,8压缩比（ε）气缸总容积与燃烧室容积的比。一般汽油机压缩比约为6-10，柴油机的压缩比约为16-21.9内燃机排量（VL）内燃机所有气缸工作容积之和。,三、基本术语,1348/19,汽油发动机组成示意图,,柴油发动机组成示意图,四、往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理,1348/20,（一）四冲程汽油机基本工作原理,,1、化油器式汽油机汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功传统式。,1-空气滤清器；2-针阀；3-浮子；4-喷嘴；5-喉管；6-节气门；7-进气歧管；8-量孔；9-浮子室；10-进气预热套管；11-进气门,1348/21,（一）四冲程汽油机基本工作原理,,2、汽油喷射式汽油机（1）进气管内喷射将汽油喷射入进气管内，同空气混合成可燃混合气，再输入发动机气缸并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功（现代轿车电控汽油喷射式汽油机）。,1348/22,（一）四冲程汽油机基本工作原理,,2、汽油喷射式汽油机（2）气缸内直接喷射将汽油直接喷射入气缸内同空气混合成可燃混合气并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发热而作功（未来发展）。,1348/23,在发动机内，每一次将热能转变成机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料，使之点火燃烧而膨胀作功，然后将生成的废气排除这样一系列连续过程，称为一个工作循环。...,（一）四冲程汽油机基本工作原理,1348/24,吸气冲程（0180CA）,,汽油和空气,活塞由上止点向下止点运动，活塞上方气缸容积增大，形成一定真空，此时排气门关闭，进气门打开，可燃混合气由化油器经进气管、进气门吸入气缸，历时一个活塞冲程，曲轴旋转180转角。,（一）四冲程汽油机基本工作原理,1348/25,压缩冲程（180360CA）,为了使可燃混合气能迅速燃烧，使发动机发出更大功率，燃烧前必须将可燃混合气压缩，使其容积缩小，密度加大，温度升高。此时，进、排气门均关闭，活塞从下止点向上止点移动，曲轴旋转180CA。,（一）四冲程汽油机基本工作原理,1348/26,做功冲程（0180CA）,进、排气门仍关闭。当压缩冲程接近终了时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气，放出大量的热能，使气缸内的压力和温度迅速增加，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。,（一）四冲程汽油机基本工作原理,1348/27,排气冲程（180360CA）,,燃烧后的废气,当膨胀接近终了时，排气门打开，靠废气的压力进行自由排气（排气门开启时废气压力与大气压力之比大于临界压力比），大部分废气自行排出。活塞到达下止点后再向上止点移动，继续将废气强制排到大气中。,（一）四冲程汽油机基本工作原理,1348/28,（二）四冲程柴油机工作原理,四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、排气四个冲程，相应地曲轴旋转了两周。柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴油在很短的时间内完全雾化。柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（否则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。,1348/29,吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程,,空气,燃烧后的废气,,（二）四冲程柴油机工作原理,1348/30,想想议议,汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点,相同点,不同点,1348/31,1．基本构造和主要部件的作用相似。2．每个工件循环都经历四个冲程吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4．一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。,相同点,1348/32,不同点,1．构造不同汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2.着火方式不同汽油机是点燃式，柴油机是压燃式；3.可燃混合气形成方式不同汽油机是气缸外部化油器内均匀混合（传统化油器式和现代轿车进气管内电控汽油喷射式），柴油机是气缸内部燃烧室内不均匀混合；（均匀性体现在燃料的蒸发性、混合气形成时间的长短）4.发动机功率调节方式不同汽油机是通过调节节气门开度的大小改变可燃混合气的数量而改变发动机功率的大小，属“量”的调节；柴油机是通过改变喷油泵每循环的供油量即改变每循环喷入气缸内的燃油量，从而改变可燃混合气的浓度而改变发动机功率的大小，属“质”的调节。,1348/33,,,1348/34,柴油机与汽油机性能比较,汽油机具有转速高（轿车高达50006000r/min）、质量小、工作柔和、起动容易、制造成本低和维修方便等优点，不足之处是燃油消耗率较高，燃油经济性较差，适用于汽车、飞机和小型农业机械上面；柴油机燃油消耗率较汽油机低30左右，且柴油价格低，所以燃油经济性好，而且输出扭矩较大，但冷起动困难、工作粗暴、工作转速较低（一般4000r/min以下）、制造成本高、维修困难，适用于载重汽车、工程机械、坦克上面。,1348/35,（三）二冲程发动机工作原理,1、二冲程发动机的工作循环是在两个活塞冲程内，即曲轴旋转一周的时间内完成的。2、二冲程汽油机的结构特点二冲程汽油机采用曲轴箱扫气，曲轴箱是密封的，对多缸机而言，各曲柄轴室相互之间是密封的，气缸壁上开有矩形扫气口、排气口和进气口（右图所示最早的活塞阀进气方式）。,1348/36,3、二冲程汽油机的工作循环,（1）第一冲程活塞自下止点开始向上止点移动，曲轴箱内在上一冲程中被预压缩的新鲜可燃混合气自气缸壁上的扫气口继续向气缸内扫气，活塞顶将扫气口关闭后，由于排气口仍未关闭，气缸内的新鲜可燃混合气被活塞强行从排气口挤出，此谓燃料的过后排气损失，不可避免；由于扫气过程中或多或少有新气与废气的混合，存在燃料的扫气损失，因此，二冲程汽油机的燃油消耗率远较四冲程汽油机的高，HC排放严重。,（1）第一冲程（扫气口关闭）,（三）二冲程发动机工作原理,1348/37,（2）第一冲程排气口关闭后，气缸内才开始真正的压缩，活塞上移到接近上止点时，火花塞点火，点燃被压缩的可燃混合气。扫气口关闭后，随着活塞的上移，曲轴箱内形成一定真空，当活塞底端打开气缸壁上的进气口，曲轴箱内开始进气，直至活塞运动到上止点，此时，进气口全开，曲轴箱容积最大。,（2）第一冲程（进气口开启）,（三）二冲程发动机工作原理,1348/38,（3）第二冲程（燃烧膨胀做功）,（3）第二冲程着火后，高温、高压燃气膨胀迫使活塞从上止点向下止点移动，进气口逐渐关闭，曲轴箱内的可燃混合气开始被预压缩。,（三）二冲程发动机工作原理,1348/39,（4）第二冲程当活塞顶打开排气口时，缸内压力仍有0.30.6MPa，故大部分废气以音速从缸内排出，当活塞顶打开扫气口时，缸内压力已降低到低于曲轴箱内压力，曲轴箱内的可燃混合气开始扫入气缸，并向排气口驱除剩余废气。活塞到达下止点时，排气口和扫气口全开，曲轴箱容积最小。,（4）第二冲程（排气口，扫气口开启）,（三）二冲程发动机工作原理,1348/40,自然吸气,增压,1348/41,二冲程汽油机与四冲程汽油机比较,1、理论上同样发动机排量、同样工作转速的发动机其功率应等于四冲程汽油机的二倍，实际上由于实际压缩比小于名义压缩比，气缸内进气不足（进气时间短，存在过后排气和扫气损失），只等于1.51.6倍。2、二冲程汽油机没有配气机构，结构简单，体积小，重量轻，容易维修。3、二冲程汽油机作功间隔短，发动机运转平稳，飞轮转动惯量小，容易上高速。4、二冲程汽油机燃油消耗率远较四冲程汽油机的燃油消耗率高，HC等排放严重。,1348/42,二冲程汽油机与四冲程汽油机比较,5、二冲程汽油机由于燃油消耗率高、HC等排放严重，经济性差而逐渐淘汰出摩托车用市场，但军用小型无人航空飞行器却因其体积小、重量轻、单位气缸工作容积输出功率大而仍被看好，但要解决电控汽油喷射技术甚至废气涡轮增压技术。,1348/43,五、内燃机构造,,柴油机由“两大机构”和“五大系统”组成,★两大机构1、曲轴连杆机构和机体组件；2、配气机构。★五大系统1、冷却系；2、润滑系；3、燃料供给系；4、点火系；5、起动系。,1348/44,机体组,,,,,机体组主要由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。,1348/45,,,,机体组是气缸体与曲轴箱的连铸体。机体是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。另外，气缸盖和机体内的水道和油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分。,,,,,机体组,1348/46,,,,机体应具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的冷却，以免机体损坏和变形。机体一般用高强度灰铸铁或铝合金铸造。最近，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。机体的构造与气缸排列形式、气缸结构形式和曲轴箱结构形式有关。,,,,,机体组,1348/47,,,曲轴连杆机构由活塞、活塞环、连杆组、曲轴、飞轮等组成。,1、曲轴连杆机构,1348/48,,,,活塞活塞的主要功用是承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。此外活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。,1348/49,,,活塞环气环的主要功用是密封和传热。保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸内的可燃混合气和高温燃气漏入曲轴箱，并将活塞顶部接受的热传给气缸壁，避免活塞过热。油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。,,1348/50,,,连杆组包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等零件。连杆组的功用是将活塞承受的力传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。,,,,,,,1348/51,,,曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。,,,1348/52,,,飞轮对于四冲程内燃机来说，每四个活塞冲程作功一次，即只有作功冲程作功，而排气、进气和压缩三个冲程都要消耗功。因此，曲轴对外输出的转矩呈周期性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，在曲轴后端装置飞轮。除此之外，飞轮还是摩擦式离合器的主动件.飞轮的作用就是①储存作功冲程时的动能，克服活塞上行时的压缩负功，维持工作循环周而复始，并使曲轴转速均匀。②飞轮的另一作用就是通过飞轮上的齿圈起起动和输出机械能的作用。,,,,1348/53,,,曲轴连杆机构功用曲轴连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲轴连杆机构在作功冲程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，,对外输出动力，而在其他三个冲程中，即进气、压缩、排气冲程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲轴连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。,1348/54,两大机构2、配气机构,配气机构其作用是按照内燃机工作循环的次序，定时向气缸供给新鲜空气，并将燃烧后的废气定时排出气缸，以保证内燃机的正常运转。,,,,,排气门,摇臂,液力挺柱,凸轮轴,1348/55,组成进气门、排气门、进排气门驱动机构（凸轮轴正时齿轮、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂等）,1348/56,1）配气机构的型式1气门布置方式气门侧置式气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。省去了推杆、摇臂等零件，简化了结构。因为它的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，逐渐被淘汰。,,1348/57,1）配气机构的型式1气门布置方式气门顶置式气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。,,1348/58,2凸轮轴布置方式凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气门传动另件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。,,1348/59,2凸轮轴布置方式凸轮轴中置，凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。,,1348/60,2凸轮轴布置方式凸轮轴上置,凸轮轴布置在气缸盖上。凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适应于高速强化发动机。,,1348/61,3凸轮轴传动方式凸轮轴下置，中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮传动，若齿轮直径过大，可增加一个中间齿轮。为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿。链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工作可靠性和耐久性不如齿轮传动。近年来高速汽车发动机上广泛采用齿形皮带来代替传动链传动，噪声小、工作可靠、成本低。,,1348/62,（4）气门数目及气道布置一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。因此，在很多新型汽车发动机上多采用每缸四个气门结构。即两个进气门和两个排气门。,,1348/63,2）配气相位valvetiming（1）定义配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间，通常用环形图表示-配气相位图。（2）理论上的配气相位分析理论上讲进、压、功、排各占180，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180。但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。原因①气门的开、闭有个过程开启总是由小→大关闭总是由大→小随着活塞的运动,会造成进气不足、排气不净。,,1348/64,②发动机速度的要求实际发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短。当转速为5600转／分时，一个行程只有60/（56002）0.0054s，就是转速为1500r/min，一个行程也只有0.02s，这样短的进气或排气过程，使发动机进气不足，排气不净。可见，理论上的配气相位不能满足发动机进饱排净的要求，那么，实际的配气相位又是怎样满足这个要求的呢,,1348/65,（3）实际的配气相位分析为了便进气充足，排气干净a.从结构上进行改进外（如增大进、排气管道）；b.从配气相位上想点办法气门能否早开晚闭，延长进、排气时间。,,1348/66,①气门早开晚闭的可能从示功图中可以看出，活塞到达进气下止点时，由于进气吸力的存在，气缸内气体压力仍然低于大气压，在大气压的作用下仍能进气；另外，此时进气流还有较大的惯性。由此可见，进气门晚关可以增加进气量。进气门早开，可使进气一开始就有一个较大的通道面积，可增加进气量。在作功行程快要结束时，排气门打开，可以利用作功的余压使废气高速冲出气缸，排气量约占50。排气门早开，势必造成功率损失，但因气压低，损失并不大，而早开可以减少排气所消耗的功,又有利于废气的排出，所以总功率仍是提高的。从示功图上还可以看出，活塞到达上止点时，气缸内废气压力仍然高于外界大气压，加之排气气流的惯性，排气门晚关可使废气排得更净一些。,,1348/67,气门可以实现早开晚关那么气门早开晚关对发动机实际工作的影响进气门早开增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。进气门晚关延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。排气门早开借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。排气门晚关延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。,,1348/68,②气门重叠由于进气门早开，排气门晚关，势必造成在同一时间内两个气门同时开启。把两个气门同时开启时间相当的曲轴转角叫作气门重叠角。在这段时间内，可燃混合气和废气是否会乱串呢,第三节配气相位和气门间隙,不会的，这是因为进、排气流各自有自己的流动方向和流动惯性，而重叠时间又很短，不至于混乱，即吸入的可燃混合气不会随同废气排出，废气也不会经进气门倒流入进气管，而只能从排气门排出；进气门附近有降压作用，有利于进气。,1348/69,③进、排气门的实际开闭时刻和延续时间实际进气时刻和延续时间在排气行程接近终了时，活塞到达上止点前，即曲轴转到离上止点还差一个角度α，进气门便开始开启，进气行程直到活塞越过下止点后β时，进气门才关闭。整个进气过程延续时间相当于曲轴转角180αβ。α－进气提前角一般α10～30β－进气延迟角一般β40～80所以进气过程曲轴转角为230～290,,1348/70,实际排气时刻和延续时间同样，作功行程接近终了时，活塞在下止点前排气门便开始开启，提前开启的角度γ一般为40～80，活塞越过下止点后δ角排气门关闭，δ一般为10～30，整个排气过程相当曲轴转角180γδ。γ-排气提前角一般γ40～80δ-进气延迟角一般δ10～30所以排气过程曲轴转角为230～290气门重叠角αδ20～60从上面的分析，可以看出实际配气相位和理论配气相位相差很大，实际配气相位，气门要早开晚关，主要是为了满足进气充足，排气干净的要求。但实际中，根据各种车型，经过实验的方法确定，由凸轮轴的形状、位置及配气机构来保证。,,1348/71,可变气门正时技术,,1348/72,,,1348/73,作用将汽油和空气混合成可燃混合气供入气缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。组成汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器等。,,五大系统1、燃料供给系,,,燃料供给系统,汽油电喷系统,1348/74,,,,,,1348/75,,,1348/76,功用保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。组成蓄电池、点火线圈、点火控制器、分电器、火花塞等。,,五大系统2、点火系,1348/77,,,传统蓄电池点火系统以蓄电池和发电机为电源，借点火线圈和分电器的作用，将电源提供的6V、12V或24V的低压直流电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。传统蓄电池点火系统由于存在产生的高压电比较低、高速时工作不可靠、使用过程中需经常检查和维护等缺点，目前正在逐渐被电子点火系统和微机控制点火系统所取代。,,点火系统蓄电池点火系统、电子点火系统,1348/78,,,,蓄电池点火系统,,1348/79,,,,电子点火系统以蓄电池和发电机为电源，借点火线圈和由半导体器件晶体三极管组成的点火控制器将电源提供的低压电转变为高压电，再通过分电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火花，点燃可燃混合气。,,1348/80,作用把受热机件的热量散到大气中去，保证发动机在正常温度下工作。组成水泵、散热器、水套、风扇等。,,五大系统3、冷却系,1348/81,,冷却系,,,冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，如果把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。,,1348/82,,冷却系,,,,,强制循环式水冷却系示意图,,横流式散热器1-上水室；2-进水管；3-散热器芯；4-散热器盖；5-下水室；6-出水管,1348/83,,冷却系,,,,,,,离心式水泵示意图1-水泵壳体；2-叶轮；3-进水管；4-出水管,1348/84,,冷却系,,,,发动机过热的危害1降低充气效率，使发动机功率下降；2早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；3运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；4润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；5零件的机械性能降低，导致变形或损坏。,1348/85,,冷却系,,,,发动机过冷的危害1进入气缸的混合气或空气温度太低，可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加。2燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；3未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面气缸壁、活塞、活塞环等上的油膜，使零件磨损加剧。,1348/86,作用将润滑油供给作相对运动的零件以减少它们之间的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件，清洗摩擦表面。,,五大系统4、润滑系,1348/87,五大系统5、起动系,作用使静止的发动机起动，并转入自行运转状态组成起动机及附属装置,1348/88,起动系,,发动机常用的起动方式有人力起动、电力起动机起动和辅助汽油机起动等多种形式。1人力起动即手摇起动或绳拉起动。其结构十分简单，主要用于大功率柴油机的辅助汽油机的起动，或在有些装用中、小功率汽油发动机的车辆上作为后备起动装置。手摇起动装置由安装在发动机前端的起动爪和起动摇柄组成。,1348/89,起动系,,2辅助汽油机起动起动装置的体积大、结构复杂，只用于大功率柴油发动机的起动。3电力起动机起动以电动机作为动力源。当电动机轴上的驱动齿轮与发动机飞轮周缘上的环齿啮合时，电动机旋转时产生的电磁转矩通过飞轮传递给发动机的曲轴，使发动机起动。电力起动机简称起动机。它以蓄电池为电源，结构简单、操作方便、起动迅速可靠。目前，几乎所有的汽车发动机都采用电力起动机起动。,1348/90,为了使汽车能很好地完成运输任务，发动机应具有良好的动力性能和经济性能。动力性能指标有效扭矩Me、有效功率Ne等；经济性能指标有燃料消耗率ge,百公里燃料消耗量等。,六、发动机的主要性能指标,1348/91,1）有效扭矩Me,它是内燃机曲轴传给汽车传动系的力矩，单位为Nm。它是作功过程产生的气体作用力P，克服了各部分阻力之后，曲轴能够供给外界使用的扭矩，见右图。式中Ｔ转动曲轴的切向力（Ｎ）；Ｒ曲柄半径（m）,图曲柄连杆机构作用力图,连杆,活塞,曲柄,连杆轴颈,1348/92,2）有效功率Ne,它是内燃机曲轴输出的功率，单位为kw。有效功率可用下式计算,有效扭矩,发动机转速,1348/93,3）燃料消耗率,它是内燃机每发出1kw有效功率，在lh内消耗的燃料克数。燃料消耗率越低，说明燃油经济性能越好。单位是g／kwh，燃料消耗率用下式计算式中Ｇb内燃机每小时耗油量（kg/h）。,1348/94,汽车运动,,,方程式赛车比赛的级别按发动机排量和功率可分为三个级别。一级方程式汽车赛是最高级别，排量3.5升，功率478千瓦，最高时速超过315千米。二级方程式比赛，发动机排量3升，功率350千瓦。三级方程式比赛发动机排量2升，功率125千瓦。,1348/95,汽车运动,,,比赛世界一级方程式比赛在分布于世界各地的16个站进行。各站赛程都在300千米左右，车手要在两小时内绕赛场跑4080圈，但各赛场环形跑道的形状和距离都不相同。最后按11个站的最好成绩决出世界冠军车手，按16个站的最好成绩决出世界冠军车队。,1348/96,作业题,,,1、四冲程汽油机和柴油机在工作原理上有何异同2、曲柄连杆机构的主要功用是什么,