1、汽車發動機工作原理報告大綱 1：工作原理 2：總體構造及主要部件 3：汽缸布局及排量1：工作原理是什么讓汽車動起來呢？答案是發動機發動機如何產生動力呢？加農炮加農炮 內部燃燒：高能燃料在小的內部燃燒：高能燃料在小的密閉空間點燃，它以氣體膨密閉空間點燃，它以氣體膨脹的形式釋放出巨大能量脹的形式釋放出巨大能量 發動機的核心是氣缸和在氣缸發動機的核心是氣缸和在氣缸內部上下運動的活塞內部上下運動的活塞 使用四沖程燃燒循環來將汽油使用四沖程燃燒循環來將汽油熱能轉化為機械能。熱能轉化為機械能。單缸四沖程汽油機的工作過程單缸四沖程汽油機的工作過程“活塞活塞” =土豆。土豆。 活塞通過連桿連接活塞通過連桿連接

2、到曲軸。到曲軸。 當曲軸旋轉時，它的作用當曲軸旋轉時，它的作用相當于相當于“讓加農炮復位讓加農炮復位” 四沖程方式又稱作四沖程方式又稱作“奧托循環奧托循環”，以此，以此紀念紀念1867年發明它的尼克勞斯年發明它的尼克勞斯奧托奧托 (Nikolaus Otto)。 進氣沖程進氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 燃燒沖程燃燒沖程 排氣沖程排氣沖程 1進氣行程進氣行程排氣門關閉進氣門開啟活塞溫度370440 K， 壓力7590 kPa作用：作用： 吸入混合氣吸入混合氣過程：過程： 活塞在曲軸的帶動下由上活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時進止點移至下止點。此時進氣門開啟，排氣門關閉，氣門開啟，排氣門關閉

3、，曲軸轉動曲軸轉動180180。在活塞移。在活塞移動過程中，汽缸容積逐漸動過程中，汽缸容積逐漸增大，汽缸內氣體壓力降增大，汽缸內氣體壓力降低，汽缸內形成一定的真低，汽缸內形成一定的真空度，空氣和汽油的混合空度，空氣和汽油的混合氣通過進氣門被吸入汽缸，氣通過進氣門被吸入汽缸，并在汽缸內進一步混合形并在汽缸內進一步混合形成可燃混合成可燃混合氣氣 。2壓縮行程壓縮行程進氣門關閉排氣門關閉活塞溫度600800K， 壓力6001500 kPa作用：作用： 壓縮混合氣，為燃燒創造壓縮混合氣，為燃燒創造條件條件過程：過程： 壓縮沖程時，進、排氣門壓縮沖程時，進、排氣門同時關閉。活塞從下止點同時關閉。活塞從下

4、止點向上止點運動，曲軸轉動向上止點運動，曲軸轉動180180。活塞上移時，工。活塞上移時，工作容積逐漸縮小，缸內混作容積逐漸縮小，缸內混合氣受壓縮后壓力和溫度合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高不斷升高。3作功行程作功行程進氣門關閉排氣門關閉活塞瞬時最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa 作用：作用： 燃燒高溫高壓氣體膨脹做功燃燒高溫高壓氣體膨脹做功過程：過程： 當活塞接近上止點時，由當活塞接近上止點時，由火花塞點燃可燃混合氣，火花塞點燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使汽缸內氣體的壓熱能，使汽缸內

5、氣體的壓力和溫度迅速提高高溫高力和溫度迅速提高高溫高壓的燃氣推動活塞從上止壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點運動，并通過點向下止點運動，并通過曲柄連桿機構對外輸出機曲柄連桿機構對外輸出機械能械能。4 排氣行程排氣行程進氣門關閉排氣門打開活塞溫度9001200 K 壓力105125 kPa殘余廢氣作用：作用： 排出膨脹做功后的廢氣排出膨脹做功后的廢氣過程：過程： 排氣門開啟，進氣門仍然排氣門開啟，進氣門仍然關閉，活塞從下止點向上關閉，活塞從下止點向上止點運動，曲軸轉動止點運動，曲軸轉動180180。排氣門開啟時，。排氣門開啟時，燃燒后的廢氣一方面在汽燃燒后的廢氣一方面在汽缸內外壓差作用下向缸外缸內

6、外壓差作用下向缸外排出，另一方面通過活塞排出，另一方面通過活塞的排擠作用向缸外排氣的排擠作用向缸外排氣 內燃發動機輸出的運動是旋轉運動，內燃發動機輸出的運動是旋轉運動，而土豆加農炮產生的運動是線性運動（直而土豆加農炮產生的運動是線性運動（直線）。線）。 在發動機中，活塞的線性運動轉化在發動機中，活塞的線性運動轉化為曲軸的旋轉運動。為曲軸的旋轉運動。 2.5 發動機的總體構造發動機的總體構造兩大機構兩大機構曲柄連桿機構曲柄連桿機構配氣機構配氣機構五大系統五大系統供給系供給系點火系點火系冷卻系冷卻系潤滑系潤滑系起動系起動系連桿飛輪曲軸活塞進氣門排氣門推桿凸輪軸正時齒輪 配氣機構 曲柄連桿機構連桿曲

7、軸氣門活塞凸輪軸連桿連桿連桿將活塞連接到曲軸。連桿將活塞連接到曲軸。 它的兩它的兩端都可以旋轉，以便在活塞運動端都可以旋轉，以便在活塞運動和曲軸旋轉的同時改變角度和曲軸旋轉的同時改變角度曲軸曲軸曲軸將活塞的上下運動轉變為圓周曲軸將活塞的上下運動轉變為圓周運動運動凸輪軸凸輪軸通過凸輪直接控制氣門，或者通過一通過凸輪直接控制氣門，或者通過一個很短的連桿控制氣門。個很短的連桿控制氣門。 火花塞火花塞火花塞可提供火花來點燃空氣火花塞可提供火花來點燃空氣/燃油混合物以使其燃油混合物以使其燃燒。燃燒。 必須在正確的時刻打出火花才能正常工作。必須在正確的時刻打出火花才能正常工作。氣門氣門進氣門和排氣門在正確

8、的時間開啟，輸入空氣和進氣門和排氣門在正確的時間開啟，輸入空氣和燃油并排出廢氣。燃油并排出廢氣。 請注意，兩種氣門在壓縮和燃請注意，兩種氣門在壓縮和燃燒期間都處于閉合狀態以密閉燃燒室。燒期間都處于閉合狀態以密閉燃燒室。活塞活塞活塞是一個金屬圓柱形部件，可以在氣缸內部上活塞是一個金屬圓柱形部件，可以在氣缸內部上下運動。下運動。活塞環活塞環活塞環在活塞外緣和氣缸內徑之間起到滑動密封活塞環在活塞外緣和氣缸內徑之間起到滑動密封作用。作用。 活塞環有兩個目的：活塞環有兩個目的： 在壓縮和燃燒期間，防止燃燒室中的燃油在壓縮和燃燒期間，防止燃燒室中的燃油/空氣混合物空氣混合物和廢氣泄露到油槽中。和廢氣泄露到

9、油槽中。 防止油槽中的油液泄露到燃燒區域并在該處燃燒和流防止油槽中的油液泄露到燃燒區域并在該處燃燒和流失。失。 大多數大多數“燒油燒油”汽車必須每隔汽車必須每隔1600公里便添公里便添加加1升左右的油，其中的原因就是發動機老化，而升左右的油，其中的原因就是發動機老化，而且活塞環不再能夠起到正確的密封作用。且活塞環不再能夠起到正確的密封作用。汽缸布局汽缸：直列式、直列式、V型、臥式型、臥式 直列式直列式結構簡單結構簡單V型型體積小結構復雜體積小結構復雜臥式臥式力學性好，維修不便力學性好，維修不便 排量排量 燃燒室是發生壓縮和燃燒過程的區域。燃燒室是發生壓縮和燃燒過程的區域。 鏈鋸發動機的排量約為鏈鋸發動