發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理詳解

概念

1、發(fā)動(dòng)機(jī)：

是將燃料燃燒釋放的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)械；凡是將燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的機(jī)器統(tǒng)稱為熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，簡稱發(fā)動(dòng)機(jī)。

2、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)分類：

根據(jù)燃料燃燒部位不同分為

（1）外燃機(jī)：燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒的稱為外燃機(jī)，如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)等等。

（2）內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒的稱為內(nèi)燃機(jī)，如柴油機(jī)、汽油機(jī)等等；

3、內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)：

內(nèi)燃機(jī)具有熱效率高、功率范圍廣、適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、使用操作方便。啟動(dòng)迅速等優(yōu)點(diǎn)。所以被廣泛地應(yīng)用于國防、交通運(yùn)輸、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面。目前，拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)均采用內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：

（1）熱效率高：柴油機(jī)的熱效率高于其它動(dòng)力機(jī)械。增壓柴油機(jī)的熱效率高達(dá)46%；

（2）功率范圍廣：單機(jī)功率為1～50000kw（ 船用）能適應(yīng)多方面的用途；

（3）起動(dòng)性能好：中小型柴油機(jī)通常能在幾秒鐘內(nèi)起動(dòng)，并投入全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；

（4）運(yùn)行維護(hù)簡便：柴油機(jī)用水量?。▎胃着P式蒸發(fā)除外）風(fēng)冷柴油機(jī)根本不用水；

（5）體積功率高、比質(zhì)量小（功率/質(zhì)量）：高速增壓多缸柴油機(jī)的體積功率340kw/m3 比質(zhì)量僅１。６kg／kw；

（6）燃料要求高：不能直接用劣質(zhì)和固體燃料；

（7）環(huán)境污染源：柴油機(jī)廢氣中的有害氣體，碳煙以及噪音都是污染環(huán)境的公害。

二：發(fā)動(dòng)機(jī)分類

內(nèi)燃機(jī)類型很多，通常按不同特征作如下分類：

1、按所用燃料分：汽油機(jī)、柴油機(jī)、石油液化氣機(jī)、沼氣機(jī)等；

2、按循環(huán)行程數(shù)分：二行程發(fā)動(dòng)機(jī)、四行程發(fā)動(dòng)機(jī)；

3、按氣缸數(shù)分：單缸發(fā)動(dòng)機(jī)、多缸發(fā)動(dòng)機(jī)；

4、按冷卻方式分：水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)冷式發(fā)動(dòng)機(jī)；

5、按著火方式分：點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)、壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)；

6、按轉(zhuǎn)速分：高速發(fā)動(dòng)機(jī)、低速發(fā)動(dòng)機(jī)；

7、按氣缸排列方式分：立式發(fā)動(dòng)機(jī)、臥式發(fā)動(dòng)機(jī)、V型發(fā)動(dòng)機(jī)、對置式發(fā)動(dòng)機(jī)；

8、按進(jìn)氣方式： 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)、非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)；

如圖所示，內(nèi)燃機(jī)最基本的結(jié)構(gòu)是由汽缸、汽缸蓋、進(jìn)氣門、排氣門、噴油器、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、飛輪等組成。

活塞置于氣缸中，活塞可在氣缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，活塞通過連桿和曲軸相連，曲軸可繞其軸線旋轉(zhuǎn)。

1、上止點(diǎn)：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)處，通常指活塞上行到最高位置（圖1—1a）；

2、下止點(diǎn)：活塞離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近處，通常指活塞下行到最低位置（圖1—1b ）；

3、活塞行程（s）：上、下兩止點(diǎn)間的距離（mm）；

4、曲柄半徑（R）：與連桿下端（及連桿大頭）相連的曲柄銷中心到曲軸回轉(zhuǎn)中心的距離（mm）；顯然，s=2R。曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞移動(dòng)兩個(gè)行程。

5、氣缸工作容積（Vh）：活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的空間容積（L）；式中：D—?dú)飧字睆剑╩m）。

6、發(fā)動(dòng)機(jī)排量（VL）：發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積之和（L）。設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)為i，則

7、燃燒室容積（VC）：活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的空間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積（L）；

８、氣缸總?cè)莘e（Ｖａ）：活塞在下止點(diǎn)時(shí)，活塞上方的容積稱為氣缸總?cè)莘e（L）。它等于氣缸的工作容積與燃燒室容積之和，即

9、壓縮比（ε）：氣缸總?cè)莘e與燃燒室的比值，即

它表示活塞由下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。一般汽油機(jī)的壓縮比為6～10，柴油機(jī)的壓縮比為15～22。

10、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)：在氣缸內(nèi)進(jìn)行的每一次將燃料燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一系列連續(xù)過程（進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣）稱發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)。

11、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)兩個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

12、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)：活塞往復(fù)四個(gè)行程完成一個(gè)工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

三、

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理圖解析

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力裝置，性能優(yōu)劣直接影響到汽車性能，發(fā)動(dòng)機(jī)的類型很多，結(jié)構(gòu)各異，以適應(yīng)不同車型的需要。按發(fā)動(dòng)機(jī)使用燃料劃分，可分成汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等類別。按發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸排列方式劃分，可分成直列、V型、水平對置發(fā)動(dòng)機(jī)等。發(fā)動(dòng)機(jī)排量等于各汽缸工作容積之和，增加缸數(shù)可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，還可使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少振動(dòng)與噪聲，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理動(dòng)畫圖解析：

一、直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理動(dòng)畫

6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸多為單排直列方式，少數(shù)6缸發(fā)動(dòng)機(jī)也有直列方式的。直列式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)高度較高，長度較長。

二、V型六缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理動(dòng)畫

V型發(fā)動(dòng)機(jī)將所有汽缸分成兩組，兩組相鄰汽缸成一定的夾角布置在一起，可以抵消一部分振動(dòng)，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動(dòng)機(jī)。V型發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，振動(dòng)與噪聲較小，高度較低，長度較短，能為駕乘艙留出更大的空間，缺點(diǎn)是必須使用兩個(gè)汽缸蓋，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，價(jià)格也較貴。中高級轎車上普遍采用V6發(fā)動(dòng)機(jī)。V型發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)一般為6、8、10、12、16。據(jù)說，有的汽車公司還有V5、V7、V11等非對稱式V型發(fā)動(dòng)機(jī)。

三、水平對置發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理動(dòng)畫