汽车发动机及控制技术（上）授课人:刘跃明 国内外汽车工业的发展   汽车的诞生（第一辆汽车的出世）  1886年1月29日德国奔驰获得汽车专利     汽车保有量 8亿多，我国 2400多万辆      汽车年产量全世界5000多万辆，我国2003年产销430万辆，位居世界第4位，预计…… 汽车生产的规模化、垄断化逐步扩大。世界20家产商垄断了全球80%以上的汽车生产。 通用、福特、克莱斯勒占美国90%以上的汽车生产。 汽车已发展为集计算机技术、设计理论、测试手段、新型材料、工艺技术等科学技术为一体、充分展现机电一体化的高科技产品。主要表现在：         汽车的各系统的电子技术：         汽车发动机结构变化：         汽车底盘的变化：         汽车车身的变化： 汽车设计方法手段的变化： 汽车带来的问题 (效率、污染、事故) 我国汽车发展的三个阶段：   1953—1978  苏联生产模式（1953---1956 一汽投产，1968---1975 二汽投产）。   1978—1993 （1985 七五计划列为支柱产业，1987确定发展轿车（一汽、二汽、上海、天津、北京、广州六大基地），1993年达130万辆）。   1994—   汽车工业迅速发展时期。 第1章 发动机结构与工作原理 1.1 发动机的分类和基本结构 max.book118.com 发动机的分类  发动机—内燃机--燃料中的化学能--热能--机械能的机器。 1．按燃料分     可分为柴油机、汽油机和天然气机等。  2．按实现循环的行程数分     四冲程发动机---活塞移动四个行程或曲轴转两圈，气缸内完成一个工作循环。     二冲程发动机---活塞移动两个行程或曲轴转一圈，气缸内完成一个工作循环。     3．按冷却方式分 水冷式发动机：以水为冷却介质。 风冷式发动机：以空气作为冷却介质。  4.按点火方式 压燃式(CI)发动机：利用气缸内空气被压缩后产生的高温，使燃油自燃。如柴油机。 点燃式(SI)发动机：利用火花塞发出的电火花强制点燃燃料，使燃料强行着火燃烧。如汽油机、煤气机。  5．按凸轮轴位置分 侧置式：凸轮轴位于气缸体一侧。 顶置式：凸轮轴位于气缸盖上。顶置式又分为以下两种： 单顶置凸轮轴(SOHC)发动机：发动机有一根置于气缸盖上的凸轮轴。 双顶置凸轮轴(DOHC)发动机：发动机有两根置于气缸盖上的凸轮轴。 6．按进气方式分 自然吸气式发动机：空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内。 增压式发动机：为增大功率，在发动机上装有增压器，使进入气缸的气体预先经过压气机压缩后再进入气缸。 7．按气缸数目分 单缸发动机。 多缸发动机。按气缸的排列型式又可分为多种形式。 8．按气缸的排列型式分 直列立式发动机：所有气缸中心线在同一垂直平面内。 直列卧式发动机：所有气缸中心线在同一水平平面内。 V型发动机：气缸中心线分别在两个平面内，且两平面相交呈V型。 对置式发动机：V型夹角为1800时又称为对置式。 其他：还有W型(奥迪W16)、H型、X型、星型等 2．六大系统 供给系统--油箱、汽油滤清器、汽油泵、化油器(节气门体)、喷油器、油轨(燃油喷射式发动机)、空气滤清器和进气歧管等。 点火系统--分电器、点火线圈和火花塞等。 冷却系统--水泵、节温器、风扇和散热器等。 润滑系统--油底壳、集滤器、机油泵、滤清器、调压阀和安全阀等。 起动系统--起动机及附属设备组成。 充电系统--蓄电池、发电机、调节器等。       （电子控制技术） 1.2 发动机工作原理 max.book118.com、四冲程发动机工作原理 ?基本结构： 气缸2内装有活塞3，活塞通过活塞销4、连杆5与曲轴9相连接。活塞在气缸内作往复运动，通过连杆推动曲轴转动。为了吸入新鲜气体和排出废气，设有进气门15和排气门16。  下止点---活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞最低位置。 活塞行程---上、下止点间的距离。 曲柄半径---曲轴连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离。活塞每走一个行程相应于曲轴转角180。   气缸工作容积（气缸排量）-----活塞从上止点到下止点所扫过的容积。多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机工作容积或发动机排量。  四冲程发动机的工作循环---进气行程、压缩行程、膨胀行程(作功行程)、排气行程。  四冲程汽油发动机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转了两周。 进气行程： 进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，气缸内形成真空吸力，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。进气终了时气缸内气体压max.book118.coma，温度达370一400K。 在示功图上，进气行程用曲线ra表示。曲线ra位于大气压力线下，它与大气压力线纵坐标之差即表示气缸内的真空度。 压缩行程： 在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程。 可燃混合气要经过压缩---容积缩小、密度加大、温度升高。 在示功图上，压缩行程用曲线ac表示。压缩终了时(上止点)，混合气被压缩到燃烧室中，压力升高到0.6---1.2Mpa，温度可达600一700K。 压缩前气缸中气体的最大容积Va（工作容积Vs+燃烧室容积Vc（最小容积））与压缩后的最小容积之比称为压缩比。 活塞在下止点时其顶部以上的容积与活塞在上止点时其顶部以上的容积之比。 ? ? ? 压缩比愈大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率放大，经济性愈好。  作功行程：     在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。 当活塞接近上止点---火花塞即发出电火花---点燃被压缩的可燃混合气---燃气的压力和温度迅速增加（压力为3—5MPa、温度为2200一2800K）---高温高压的燃气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能（维持对外作功）。 示功图上曲线zb表示活塞向下移动时，气缸内容积增加，气体压力和温度都降低。在作功行程终了的b点．压max.book118.com，温度则降为1300一1600K。 排气行程: 可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。 当膨胀接近终了时---排气门开启---在废气的压力下进行自由排气---活塞到达下止点后再向上止点移动---继续将废气强制排到大气中---活塞到上止点附近时---排气行程结束。 这一行程在示功图上用曲线br表示。在排气终了时气缸内max.book118.compa，废气温度为900一1200K。 由于燃烧室占有一定容积，不可能将废气排尽，留下的这一部分废气称为残余废气。 二、四冲程汽油机基本工作原理 二、四冲程汽油机的循环 二、四冲程汽油机的循环演示 max.book118.com、二冲程汽油机的工作原理 1.工作原理 二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内（曲轴旋转一周的时间内）完成的。  发动机气缸上有三个孔，这三个孔可分别在一定的时刻为活塞所关闭。孔1与化油器相连通，可燃混合气经孔1流入曲轴箱，继而可经孔3进入气缸内，而废气则可经过与排气管连通的孔2被排出。 第一行程  活塞自下止点向上移动----压缩充入活塞上方气缸内的混合气----新的可燃混合气又自化油器被吸入
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