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问 四冲程往复活塞式内燃机的机构和系统
a2b32218eb2f 一 基本术语1. 工作循环 活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、作功和排气等四个工作过程组成的封闭过程。2.上、下止点 活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。3.活塞行程 上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。4.气缸工作容积 上、下止点间所包容的气缸容积称为气缸工作容积。5.内燃机排量 内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量。6.燃烧室容积 活塞位于上止点时，活塞顶面以上气缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积。7.气缸总容积 气缸工作容积与燃烧室容积之和为气缸总容积。8.压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比 e 。 压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。9.工况 内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速。10.负荷率 内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。二 四冲程汽油机工作原理1.进气行程 活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。2.压缩行程 进气行程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。3.作功行程 活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。这时，进、排气门仍旧关闭。4.排气行程 排气行程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点三 进气门早开晚关的目的是为了增加进入气缸的混合气量和减少进气过程所消耗的功,排气门早开晚关的目的是为了减少气缸内的残余废气量和排气过程所消耗的功。减少残余废气量,会相应增加进气量。四 柴油机与汽油机不同点：进气时只进空气，压燃式，喷油式五 发动机的总体构造：1. 汽油机：由以下两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；2. 柴油机：由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。六 发动机的性能指标1.动力性指标 有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力2.经济性指标 有效热效率和有效燃油消耗率3.强化指标 升功率和强化系数4.紧凑性指标 比容积和比质量5.环境指标6.可靠性指标7.耐久性指标8.工艺性指标9.内燃机速度特性思考题1.汽车发动机有哪些类型?答：1.按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。2.根据所用燃料种类，活塞式内燃机主要分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。3.按冷却方式的不同，活塞式内燃机分为水冷式和风冷式两种。4.往复活塞式内燃机还按其在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数进行分类。四冲程往复活塞式内燃机，二冲程往复活塞式内燃机。5.按照气缸数目分类可以分为单缸发动机和多缸发动机。6.内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。7.按进气状态不同，活塞式内燃机还可分为增压和非增压两类。2.四冲程往复活塞式内燃机通常由哪些机构与系统组成?它们各有什么功用?答：1.曲柄连杆机构曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。2.配气机构配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。3.冷却系统冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。4.燃料供给系统汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。5.润滑系统润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。6.点火系统在汽油机中，点燃气缸内的可燃混合气7.起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。3.四冲程汽油机和柴油机在基本工作原理上有何异同?答：进气时只进空气，压燃式，喷油式4.CA488型四冲程汽油机有4个气缸，气缸直径87.5mm，活塞行程92mm，压缩比为8.1，试计算其气缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量。解：气缸工作容积 V1=pi×87.5 ×87.5×82燃烧室容积 V2=8.1×V1—V1发动机排量 V3= 4×V1第二章 机体组及曲柄连杆机构一. 功用：曲柄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。二. 机体组的功用及组成组成：现代汽车发动机机体组主要由机体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成功用：机体组是发动机的支架，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。三. 机体分类按机体结构：水冷发动机：气缸体与曲轴箱连铸在一起风冷发动机：将气缸体与曲轴箱分别铸制按材料：灰铸铁发动机铝合金发动机：优点：散热好，重量轻，与活塞配合为同种材料膨胀系数，间隙小四．气缸排列形式：直列式、V型和水平对置式直列式：结构简单，加工容易，但发动机长度和高度较大V型：缩短了长度和高度，增加了宽度，减轻了重量，但形状复杂，加工困难，六缸以上发动机使用水平对置式：高度小，总体布置方便，多用于跑车，轿车中应用不多五．气缸结构形式：无气缸套式、干气缸套式和湿气缸套式六．轴箱结构形式：平底式、龙门式和隧道式七．气缸盖：整体式气缸盖，分块式气缸盖，单体式气缸盖。在多缸发动机中，全部气缸共用一个气缸盖的，则称该气缸盖为整体式气缸盖；若每两缸一盖或三缸一盖，则该气缸盖为分块式气缸盖；若每缸一盖，则为单体式气缸盖。风冷发动机均为单体式气缸盖。八．汽油机上广泛应用的燃烧室有：1)浴盆形燃烧室，结构简单，气门与气缸轴线平行，进气道弯度较大。压缩行程终了能产生挤气涡流。2)楔形燃烧室，结构比较紧凑，气门相对气缸轴线倾斜，进气道比较平直，进气阻力小。压缩行程终了时能产生挤气涡流。3)半球形燃烧室，结构最紧凑，燃烧室表面积与其容积之比(面容比)最小。进排气门呈两列倾斜布置，气门直径较大，气道较平直。火焰传播距离较短，不能产生挤气涡流。4)多球形燃烧室是由两个以上半球形凹坑组成的，其结构紧凑，面容比小，火焰传播距离短，气门直径较大，气道比较平直，且能产生挤气涡流。5)篷形燃烧室，是近年来在高性能多气门轿车发动机上广泛应用的燃烧室。柴油机的分隔式燃烧室有两种类型： 涡流室燃烧室，预燃室燃烧室九．气缸衬垫的分类及结构按所用材料的不同，气缸衬垫可分为金属—石棉衬垫、金属—复合材料衬垫和全金属衬垫等多种。十、曲柄连杆机构的功用：直线往复运动——旋转运动，直线力——转矩组成：活塞组、连杆组和曲轴飞轮组十一。活塞的功用：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工作条件：活塞上的有气体力和往复惯性力。活塞顶与高温燃气直接接触，使活塞顶的温度很高。活塞在侧压力的作用下沿气缸壁面高速滑动，由于润滑条件差，因此摩擦损失大，磨损严重。活塞材料：铝合金活塞活塞构造 ：1)活塞顶部。汽油机活塞顶部的形状与燃烧室形状和压缩比大小有关。平顶活塞，凹顶活塞，凸顶活塞2)活塞头部。作用：1。安装活塞环，与活塞环一起密封气缸2。防止可燃混和气楼道曲柄箱内3．将顶部吸收的热量通过活塞环传给气缸壁。3)活塞裙部。作用：导向，承受侧压，防止油膜破坏变形规律：1。活塞膨胀量大于气缸膨胀量2。自上而下膨胀量由大而小3．同向近似椭圆形变化防止变形措施：1。阶梯形活塞2。裙部做成椭圆形3．裙部开隔热槽4．活塞冷却 （非本人打造）
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ec6e1e6c42c0 发动机两大机构是曲柄连杆机构和配气机构。发动机五大系统是燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、起动系统。一、发动机两大机构1、曲柄连杆机构在汽缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，曲轴由气缸体上的轴承支承，可在轴承内转动，构成曲柄连杆机构。2、配气机构配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求，及时地开启和关闭进、排气门，使可燃混合气（汽油发动机）或新鲜空气（柴油发动机）进入气缸，并将废气排入大气。二、发动机五大系统1、燃料供给系统汽油机燃料供给系统的任务是根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，使之在临近压缩终了时点火燃烧而膨胀做功。最后，供给系统还应将燃烧产物——废气排入大气中。2、润滑系统润滑系统的作用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，并对零件表面进行清洗和冷却。3、冷却系统冷却系统将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。4、点火系统点火系统的作用就是按照气缸的工作顺序定时地在火花塞两电极间产生足够能量的电火花。5、起动系统要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。参考资料来源：搜狗百科-汽车发动机
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