第一章内燃机基本构造和原理.ppt

作功行程 包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达2.9～4.9MPa，最高温度可达2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.29～0.49MPa，气体温度降低到1500～1700K。 进气门关闭 排气门打开 活塞上行 P V r 示功图 大气压力线 c Z b 上止点 下止点 温度900~1100 K 压力0.103~0.123 MPa 残余废气 (4) 排气行程 排气行程 可燃混合气在气缸内燃烧后生成的废气必须从气缸中排出去以便进行下一个进气行程。当作功接近终了时，排气门开启，进气门仍然关闭，靠废气的压力先进行自由排气，活塞到达下止点再向上止点运动时，继续把废气强制排出到大气中去，活塞越过上止点后，排气门关闭，排气行程结束。受排气阻力的影响，排气终止时，气体压力仍高于大气压力，约为0.105～0.115MPa，温度约为900～1200K。 曲轴继续旋转，活塞从上止点向下止点运动，又开始了下一个新的循环过程。 可见四行程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程完成一个工作循环，这期间活塞在上、下止点往复运动了四个行程，相应地曲轴旋转了两圈。 二、四冲程柴油机的工作原理 四行程柴油机和四行程汽油机的工作过程相同，每一个工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气四个行程，由于柴油机使用的燃料是柴油，粘度大，不易蒸发，自燃温度低，故可燃混合气的形成、着火方式、燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同。 喷油器 喷油泵 吸气行程 压缩行程 作功行程 排气行程 进气门 排气门 纯空气 进气行程：吸入气缸的是纯空气，在进气通道中没有化油器，进气阻力小，进气终了时气体压力略高于汽油机而气体温度略低于汽油机。气体压力约为0.0785～0.0923MPa，气体温度约为300～340K。 压缩行程：压缩的也是纯空气，在压缩行程接近上止点时，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室，柴油和空气在气缸内形成可燃混合气并着火燃烧。柴油机的压缩比比汽油机的压缩比大(为16～22)，压缩终了时气体温度和压力都比汽油机高，大大超过了柴油机的自燃温度。压缩终了时，气体压力约为2.9～4.9MPa，气体温度约为750～950K，柴油机是压缩后自燃着火。 作功行程：柴油喷入气缸后，在很短的时间内与空气混合后便立即着火燃烧，柴油机的可燃混合气是在气缸内部形成的。柴油机燃烧过程中气缸内出现的最高压力要比汽油机高得多，可高达5.9～8.8MPa，最高温度也可高达1800～2200K。作功终了时，气体压力约为0.29～0.58MPa，气体温度约为1000～1300K。 排气行程：废气经排气管排入到大气中去，排气终了时，气缸内气体压力约为0.10～0.12MPa，气体温度约为500～800K。 三、四冲程汽油机与柴油机的区别 汽油机 1.吸入可燃混合气，其形成的时间从进气开始直到压缩终了。 2.电火花点燃，ε小(6-9)。经济性差。 3.转速高，5000-6000r/min。 4.质量小，制造维修方便，工作噪声低。 柴油机 1.吸入纯空气，只在压缩终了时，由喷油器喷入柴油。 2.自燃，需提高汽缸的压力和温度。 ε大（16-22），经济性高。 3.转速低，2500-3000r/min。 4.质量大，制造维修困难，工作噪声高。 四、多缸与单缸四行程发动机工作过程的区别 前面介绍的是单缸发动机的工作过程，而现代汽车发动机都是多缸四行程发动机，就能量转换过程，多缸发动机的每一个气缸和单缸机的工作过程是完全一样的，都要经过进气、压缩、作功和排气四个行程。但是单缸发动机的四个行程中只有一个行程作功，其余三个行程不作功，即曲轴转两圈，只有半圈作功，所以运转平稳性较差，功率越大，平稳性就越差。为了使运转平稳，单缸机一般都装有一个大飞轮。而多缸发动机的作功行程是差开的，按照工作顺序作功，即曲轴转两圈交替作功，运转平稳，振动小。缸数越多，作功间隔角越小，同时参与作功的气缸越多，发动机运转越平稳。多缸机使用最多的有四缸发动机，六缸发动机