发动机基本结构、运动关系及基本术语

文章来源: 老侯解车 发布时间:2021-08-16
分享到
​今天我们来说说发动机的基本结构、运动关系及基本术语。

今天我们来说说发动机的基本结构、运动关系及基本术语。

我们以最简单的往复活塞式发动机为例,首先它要有一个圆柱形的气缸,镶嵌在一个结实的缸体上,在气缸中有一个圆形的活塞,通过活塞销与连杆相连,连杆与曲轴相连,气缸上部用气缸盖密封,在气缸盖上有进排气门,引导发动机进气和排气,并将燃料送入气缸,还要有一套驱动气门开启和关闭的机构,比如凸轮轴、气门摇臂等。有了这些元件,发动机就可以实现最基本的能量转换功能。现在的汽车发动机,不论如何发展,都没有跳出这个圈圈,在这个基础上增加的所有元器件,都是为了让发动机运转更平顺、能量转换效率更高而已。

图片

当然,只有上述机构的发动机,在理论上可以实现能量转换功能,但是在实际上是无法完成的,必须有一些附属的机构来配套支持它的运转。所以实际上的发动机是由两大机构和五大系统组成的,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。这些机构与系统协调配合作业,发动机才能顺利地运行。

发动机中各元器件的运动关系是:圆形的活塞在气缸中做上下往复直线运动,并通过活塞销、连杆与曲轴相连,将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动,这就是发动机最基本的运动关系。后期增加的所有零部件以及干涉运动速度、行程等参数的机构,其目的都是为了让这种运动关系更加协调、高效。

图片

下面来说说发动机的一些基本术语。

1、发动机工作循环:在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程(进气、压缩、作功、排气),称为发动机工作循环。

图片

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。活塞在上下止点之间运动时速度是不均匀的,在上、下止点处,活塞的运动速度为零,在中间位置时运动速度最快。

3、活塞行程:上、下止点间的距离 S 称为活塞行程。

4、曲柄半径:曲轴的回转半径 R 称为曲柄半径。显然,曲轴每回转一周,活塞移动两个活塞行程。对于气缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机,其 S=2R 。

5、气缸直径:气缸截面圆的直径称为气缸直径。

6、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。

7、发动机排量:发动机所有气缸工作容积的总和称为发动机排量。

8、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。

9、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。

10、压缩比:气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。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。

11、发动机工况:发动机在某一时刻的运行状况简称工况,以该时刻发动机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为发动机转速。

12、发动机负荷率:发动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,对于汽油机来说,发动机负荷可以简单看做节气门开度。

13、发动机的最大功率、最大扭矩、转速:发动机的功率、扭矩与转速三者是密不可分的,单独说其中的任何一个是没有意义的。

功率是指物体在单位时间内所做的功,是表示物体做功快慢的物理量。发动机的最大功率表示发动机的最高性能。

扭矩是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩,发动机最大扭矩表示发动机从曲轴端输出的最大扭矩值。它可以表示发动机动力的输出特性。

发动机转速是指发动机曲轴的转速。最大功率转速是指发动机输出最大功率对应的曲轴转速。最大扭矩转速是指发动机输出最大扭矩对应的曲轴转速。

发动机功率、扭矩、转速三者的关系是:

P=M·n/9550

通常我们用发动机特性曲线图来表示三者的关系,从这上面能最直观的看出发动机的动力输出特性。


收藏
赞一下
0
/
正在提交,请稍候…