上节内容回顾1.发动机动力性指标用什么评价?动力性指标是表征发动机作功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。1上节内容回顾2. 什么是发动机速度特性？指油门开度一定时，发动机的有效功率、有效转矩和有效燃油消耗率三者随发动机转速变化的规律。2上节内容回顾3. 什么是发动机外特性？1）发动机全负荷速度特性（又称为发动机外特性）：指油门全开时，发动机的有效功率、有效转矩和有效燃油消耗率三者随发动机转速变化的规律。发动机最高工作转速时的全负荷有效功率为额定功率，相应转速为额定转速，为发动机铭牌功率和转速。3上节内容回顾4. 发动机部分负荷速度特性？2）发动机部分负荷速度特性：指油门部分开启时，发动机的有效功率、有效转矩和有效燃油消耗率三者随发动机转速变化的规律。4第一节概述?主要内容（1）曲柄连杆机构的作用、组成及工作特点（2）曲柄连杆机构的受力分析?曲柄连杆机构的作用：1）将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动；2）将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴的输出扭矩。?组成：机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组。?工作特点：高温、高压、高速、化学腐蚀。5第一节概述?曲柄连杆机构的工作条件?高温──最高温度可达2800K?高压──最高压强可达5～9 MPa?高速度往复运转──最高转速可达3000～6000r/min，（电动机最高转速3000r/min）。?化学腐蚀──可燃混合气的燃烧过程就是一个化学反应过程，它与空气的氧形成二氧化碳或一氧化碳。6第一节概述?曲柄连杆机构的组成?曲柄连杆机构的主要零件可以分为三组，机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组。7第一节概述?曲柄连杆的运动分析活塞──往复运动曲轴──旋转运动小头──往复运动连杆复合运动大头──旋转运动8第一节概述?曲柄连杆机构所受的力1）气体的作用力2）惯性力、离心力?惯性力──活塞往复运动，受到惯性力的作用?离心力──曲轴和连杆大头的高速旋转运动受到的离心力作用3）摩擦力4）外界的阻力──曲轴，连杆，活塞，克服外界的阻力而作功。9第一节概述?气体作用力?作功行程?气体作用力Fp作用在活塞顶上，传到活塞销上，分解为Fp1、Fp2分力Fp1沿连杆传到曲柄销上，并可分解为FR和FS垂直于曲柄的分力FS对曲轴中心形成转矩Ttq，推动曲轴旋转；分力Fp2则将活塞压向气缸的左侧。10第一节概述气体的作用力－－作功行程FFB2FB1FpFA1p②曲轴的FB受力分析FFA2AF’A③连杆的受①对活塞的受力分析力分析活塞受压力和侧向力F’B连杆受压力11第一节概述?气体作用力－压缩行程?在压缩行程中，作用在活塞顶上的气体压力F?P也可以分解为两个分力F?P1和F?P2，而F?P1又可以分解为Fs?和FR?，分力Fs?对曲轴造成一个旋转阻力矩Ttq?，企图阻止曲轴旋转，而F?P2则将活塞压向气缸的另一侧。12第一节概述气体作用力－压缩行程FFRc1①气体压力是阻碍活塞向上运动阻力。F活塞的受力分析：c2对活塞一个侧压力，受力方向与Fc作功行程受力方向相反，将活塞压向另一侧.F②曲轴受力分cF’析c1F’c2F’c③连杆受力分析连杆受压力13第一节概述?气体作用力?总之，气体压力作用在活塞顶上，通过活塞销、连杆传力给曲轴，最终由机体主轴承承受。同时，曲轴终端产生输出扭矩，而倾倒力矩则使机体左右摇晃，因此，需通过螺栓使机体固定在车架上。14第一节概述?往复惯性力当活塞下行时，前半行活塞下行程是加速运动，惯性力向上，后半行程是减速运动，惯性力向下。同V=0F′理活塞上行，惯性力的j方向相似V=VmaxV=0Fj15第一节概述?往复惯性力活塞下行活塞上行V=0FjF′jV=VmaxV=0F′jFj16第一节概述?旋转离心力?偏离曲轴轴线的曲柄，曲柄销和连杆大头绕曲轴轴线旋转，产生离心力。F2D?m?R??式中：m ── 物体质量R ── 旋转半径ω── 旋转角速度17第一节概述?往复惯性力和离心力作用示意图（1）活塞在上半行程时的惯性力（2）活塞在下半行程时的惯性力18第一节概述?惯性力和离心力的副作用?惯性力和离心力在发动机的运转有以下几个方面不利：①惯性力使活塞，活塞销，连杆受到一个附加载荷，增加它们的变形和磨损。②本来发动机在进气，压缩，作功，排气的行程中气体的作用力不一样，使发动机在一个不平衡状态下运转，再加上惯性力和离心力的作用，造成活塞在每一行程中受力突然变化，因而加剧了发动机的上下振动。③在离心力作用下，水平方向分力则使发动机产生水平方向振动。它与连杆对活塞的侧压力，形成一个力偶，使发动机容易倾斜。?因此，这些力作用在曲柄连杆机构和机体的各有关零件上，使它们受到压缩，拉伸，弯曲和扭转等不同形式的载荷。19第二节机体组?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。镶气缸套的发动机，机体组还包括干式或湿式气缸套。20第二节机体组?机体组的作用?机体组是发动机的支架，是用来固定和支承各机构、系统、零部件的骨架，它作为是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。?气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。?另外，气缸盖和机体内的水套和油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分。21第二节机体组?机体的工作条件及要求?机体是气缸体与曲轴箱的连铸体。?水冷发动机：气缸体与曲轴箱连铸在一起。?风冷发动机：气缸体与曲轴箱分别铸制。?机体的工作条件：?机体承受拉、压、弯、扭等不同形式的机械负荷，?承受很大的热负荷。?要求?机体应具有足够的强度和刚度，且耐磨损和耐腐蚀，并应对气缸进行适当的冷却，以免机体损坏和变形。?机体要求结构紧凑、质量轻，以减小整机的尺寸和质量。22第二节机体组?缸体的作用和要求作用要求?内孔：1）形成气缸工作容积1、耐高温、高压2、耐磨损2）活塞运动导向3、耐腐蚀4、足够的刚度和?外部：1）各机构和系统的强度装配基体2）散热23第二节机体组?机体的材料?机体一般用高强度灰／球墨／合金铸铁或铝合金铸造。最近，在轿车发动机上采用铝合金机体的越来越普遍。24第二节机体组?机体的构造-按气缸排列形式25第二节机体组?气缸的排列－直列?直列式多缸发动机（直立与单卧）?优点：结构简单，加工容易?缺点: 长度和高度较大?一般6缸以下发动机常用26第二节机体组一汽奥迪100型发动机气缸体（一般式）27第二节机体组?气缸的排列－V型优点：长度和高度缩短，气缸体刚度增加，稳定性好缺点: 结构复杂，加工困难?一般六缸以上发动机采用???????，相邻两缸的连杆大头共用一个曲柄销28第二节机体组?气缸的排列－水平对置?优点：高度最低总体布置更方便?缺点: 宽度最大??=????，每缸的连杆大头各占用一个曲柄销?发动机在特殊要求下采用。(轿车和大客车)29第二节机体组?气缸（气缸套）1）气缸的功用── 引导活塞作往复运动,并组成燃烧室。2）对气缸的要求：①耐高温，耐高压，耐磨损，耐腐蚀。②密封性要好③气缸内表面光洁度高。（粗糙度）?气缸的尺寸精度和形状的尺寸精度要求高。?气缸内表面由于受高温高压燃气的作用并与高速运动的活塞接触而极易磨损。为了提高气缸的耐磨性和延长气缸的使用寿命而有不同的气缸结构形式和表面处理方法。30第二节机体组气缸体按冷却方式分-水冷和空气（1）水冷式：气缸体内铸有冷却水套（2）风冷式：气缸体外铸有散热片水冷发动机和气缸盖风冷发动机的气缸体和气缸盖31第二节机体组气缸体的型式－以曲轴的位置来分?按曲轴箱结构形式的不同机体有平底式、龙门式和隧道式3种。32
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