第2章发动机的工作原理.pdf

【发动机工作原理】 发动机是汽车、飞机等交通工具动力的核心，主要分为内燃机和外燃机，其中内燃机在日常生活中最为常见。本章主要介绍的是内燃机中的四冲程柴油机和二冲程柴油机的工作原理，以及相关的专业知识。 ### 1. 四冲程柴油机 四冲程柴油机的工作过程包括进气、压缩、燃烧膨胀和排气四个阶段，每个阶段对应活塞的一个冲程。 #### 1.1 进气冲程 当活塞位于上止点时，进气阀开启，排气阀关闭。活塞向下移动，吸入空气。进气压力通常保持在0.085-0.095MPa，并且进气阀会在活塞超过下止点后才关闭，以利用气流惯性提高充气效率。 #### 1.2 压缩冲程 进气阀和排气阀均关闭，活塞向上移动，将空气压缩。随着压缩，气体温度升高，当达到柴油的自燃温度（约543~563K）时，柴油自行燃烧。 #### 1.3 燃烧膨胀冲程 也称为作功冲程。此时进排气阀均关闭，燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，做功。最高燃烧压力(Pz)是衡量燃烧强度的一个指标。 #### 1.4 排气冲程 排气阀提前开启，以减少活塞排气的阻力，而活塞则主要依靠自身的惯性完成排气。 ### 2. 二冲程柴油机 二冲程柴油机的工作循环在一个往复运动中完成两次：一次压缩和一次作功，因此效率相对较高，但排放物可能较多。 ### 3. 主要名词及部件 - **上止点**：活塞离曲轴中心最远的位置。 - **下止点**：活塞离曲轴中心最近的位置。 - **活塞冲程(S)**：上、下止点之间的距离。 - **压缩室容积(Vc)**：活塞在上止点时，活塞顶部与缸盖之间的容积。 - **汽缸工作容积(Vn)**：活塞上、下止点之间的容积。 - **汽缸的最大容积(Va)**：活塞在下止点时气缸的总容积。 - **压缩比**：汽缸最大容积与压缩室容积的比值。 - **喷油提前角**：柴油喷射的时间点，一般在上止点前10~35度曲柄转角。 ### 4. 教学媒体的应用 使用Flash动画等多媒体技术，可以生动展示内燃机的工作过程，帮助学生更直观地理解复杂的运动状态，增强学习效果。 ### 5. 发动机系统 - **配气机构**：负责进气和排气，包括凸轮轴、顶杆、摇臂、气阀等。 - **燃油系统**：包括喷油泵、高压油管、喷油器等，确保柴油适时、适量地进入气缸。 - **润滑系统**：为发动机提供必要的润滑，减少磨损。 - **冷却系统**：维持发动机正常工作温度。 - **启动和控制系统**：用于发动机的启动和运行控制。 通过深入理解发动机的工作原理，不仅可以提升维修和维护技能，也为汽车设计和性能优化提供了基础。