汽油发动机的工作原理.doc

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苏州市职业大学2014─2015学年第1学期试卷

《MATLAB工程应用》
（分散A卷开卷设计）

出卷人宋秦中出卷人所在学院电子信息工程学院使用班级12电子1,12电子2

班级12应用电子技术2学号127303235姓名严甲文

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题号一二三四五六七八九十总分得分
得分评卷人设计题（满分100分）
请在以下题目中任选一项完成设计汽车运动控制系统设计；
电烤箱温度控制系统设计
汽车减震系统建模仿真；
汽车自动巡航控制系统的PID控制；
汽车怠速系统的模糊PID控制；
双闭环直流调速系统的设计与仿真
自选测控项目（给出你自选的题目）
本份试题选取项目为：汽油发动机的开环和闭环控制
附评分细则：
评分标准本设计试题得分情况设计报告内容清楚，格式正确（30%）程序设计合理（20%）结果调试正确（30%）态度与团队合作情况（20%）

《MATLAB工程应用》期末考试设计报告
概述
1.1汽油发动机的基本介绍
按HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/810216.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"燃料供给方式的不同，汽油发动机又可分为化油器式及喷射式（或称电喷式）两大类。化油器常见于老车型的发动机上，在喷射式汽油机中，汽油可在进气口喷射，也可在进气冲程期间直接向气缸内喷射;喷油过程可由计算机程序控制，燃料可更均匀地分配给各个气缸;同时，由于不需要喉管而减少了进气的阻力等，可提高气缸内的平均有效力和热效率。此外，还可以减弱或避免爆震燃烧。
活塞在气缸中上行所能达到的最高位置称为“上止点”，下行所能达到的最低位置称为“下止点”。在许多发动机内，在上止点时，活塞的顶部与气缸体的顶部齐平，燃烧室容积就是活塞上方气缸盖内的空腔容积，但这部分容积会因活塞顶部的形状而稍有改变。因此，压缩比的精确定义应该是，下止点时总的气缸容积与上止点时总的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/237436.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"燃烧室容积之比。压缩比是表征发动机性能的一个重要指标。从上止点到下止点之间的直线距离称为冲程。
1.2汽油发动机的工作原理
发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。
四冲程汽油机的工作过程是一个复杂的过程，它由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/704971.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"行程（HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/88785.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"冲程）组成。
进气行程
此时，活塞被曲轴带动由上止点向下上止点移动，同时，进气门开启，排气门关闭。当活塞由上止点向下止点移动时，活塞上方的容积增大，气缸内的气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，混合气被吸入气缸。当活塞移动到下止点时，气缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排出的废气。
压缩行程
活塞由下止点移动到上止点，进排气门关闭。曲轴在飞轮等惯性力的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上移动，气缸内气体容积逐渐减小，气体被压缩，气缸内的混合气压力与温度随着升高。
膨胀行程
此时，进排气门同时关闭，火花塞点火，混合气剧烈燃烧，气缸内的温度、压力急剧上升，高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。在发动机工作的四个行程中，只有这个在行程才实现热能转化为机械能，所以，这个行程又称为作功行程。
排气行程
此时，排气门打开，活塞从下止点移动到上止点，废气随着活塞的上行，被排出气缸。由于排气系统有阻力，且燃烧室也占有一定的容积，所以在排气终了地，不可能将废气排净，这部分留下来的废气称为残余废气。残余废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。
排气行程结束时，活塞又回到了上止点。也就完成了一个工作循环。随后，曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始下一个循环。如此周而复始，发动机就不断地运转起来。
1.3汽油发动机的结构组成
汽油发动机的结构：一般由下列各部分组成：
机体：是发动机各部机件的装配基体。它包括气缸盖、气缸体、下曲轴箱（油底壳）。