《内燃机理论与构造》结构、工作原理

二、二冲程汽油机工作原理 二冲程汽油机工作原理
二冲程内燃机示功图
§１－４ 多缸内燃机的工作顺序
• 由平稳性和结构决定， 由平稳性和结构决定， 对三缸以上直列四冲 程内燃机用下式计算： 程内燃机用下式计算： ф=720/i i 为气缸数 • 四 缸 排 列 ： 1342 或 1243 • 六缸排列 ： 153624及 六缸排列： 及 142635
Main Terms
• There are many terms in describing the operations of an automobile engine. Let’s see some basic terms. Stroke refers to piston movement. A stroke occurs when the piston moves from one extreme position to the other extreme position inside the engine cylinder. The highest position that the piston reaches inside the cylinder is called TDC (top dead center). Similarly, the lowest position that the piston reaches inside the cylinder is called BDC (bottom dead center). So we can also say a stroke is piston movement from TDC to BDC or vice versa.
膨胀终了b 压力/温度 （巴）/K
排气终了r 压力/温度 （巴）/K
汽油机
0.75~0.9/3 70~400
8~14/600~ 700
30~50/2200 ~2700
4/1200 ~1500
1.05~1.2/ 800~1000
柴油机
0.8~0.95/ 300~340
30~50/ 750~950
60~90/
四、柴油机与汽油机比较： 柴油机与汽油机比较： 1、压缩比大，膨胀充分，热利用程度较好节省燃料。
柴油价低，经济性好。 2、柴油机坚固，耐用。 3、无点火系统，故障少。 4、柴油机气缸内压力高，机件刚度和强度要求高，结 构尺寸大。 5、柴油机的喷油泵和喷油器精度高，制造成本高。 6、柴油机运转时噪声较大。 7、柴油机为压燃，较难启动。 因此柴油机多用于农业林业工程、机车、船舶等，汽油 机结构轻巧、制造方便、容易启动常用于轿车、轻型载 重汽车及小型动力等。
kcjs01_01_01dh.swf
二、四冲程柴油机工作原理（结合示功图、 、四冲程柴油机工作原理（结合示功图、 工作过程示意图） 工作过程示意图）
第一冲程——进气冲程：在起点r压 力Pr=1.05~1.15巴略大于大气压Po， 终点a压力Pa=0.8~0.9巴略小于大 气压Po，温度Ta=300——340K 第二冲程——压缩冲程：在终点c压 力Pc=30~50巴，温度Tc=750—— 950K（自燃温度约600K）。 在C‘点为燃油喷入开始。 第三冲程——作功冲程（燃烧膨胀 冲程）：在起点z气缸内压力 Pz=60~90巴，温度Tz=1800—— 2200K，在终点b气缸内压力下降 Pb=3巴，温度Tb=1000——1200K。 第四冲程——排气冲程：由b—r压力 几乎不变，Tr=700~900K pr=1.05~1.2巴。
三、四冲程汽油机工作原理（结合示功图、 四冲程汽油机工作原理 工作过程示意图）
第一冲程——进气冲程：在起点r压力Pr=1.05~1.2巴略大 于大气压Po，终点a压力Pa=0.75~0.9巴略小于大气压 Po，温度Ta=370——400K 第二冲程——压缩冲程：在终点c压力Pc=8~14巴，温度 Tc=600——700K在C`点为火花塞开始点火。 第三冲程——作功冲程（燃烧膨胀冲程）：在起点z气 缸内压力Pz=30~50巴，温度Tz=2200——2700K，在终 点b气缸内压力下降Pb=4 巴 ，温度Tb=1200——1500K 。 第 四 冲 程 —— 排 气 冲 程 ： 由 b—r 压 力 几 乎 不 变 ， Tr=800~1100K Pr=1.05~1.2巴。
第一章、 第一章、内燃机的工作原理和总体构造
一般构造 （见图和模 型。）
• Engine (发动机 发动机) 发动机
§１－１内燃机的基本名词定义及分类
基本名词术语； 一 、 基本名词术语 ； （见图） 1、活塞止点与冲程 2、气缸容积 3 、 气 缸 工 作 容 积： Vh=π/4 d2 S x 10 –6 4、燃烧室容积：Vc 5、气缸总容积：Va = Vh+Vc 5 Va 6、内燃机排量；VH=π/4 i d2 S x 10 –6 （i---气缸数） 7、压缩比：ε= Va / Vc = 1 + VH/ Vc 汽油 机为： 7—9，柴油 机为 18—22
• Because of these advantages, BMW and also many American car manufactures like to use the inline cylinder engine. This kind of engine is widely used in the cars made in home.
• During the induction stroke, the volume of air/fuel mixture to fill a single cylinder is swept by the piston; this volume is called the swept volume. During the compression stoke, the swept volume is compressed into a small space above the piston. And at this time, the piston reaches the top of the cylinder. The space is called as the clearance volume. The clearance volume and the swept volume determine the compression ratio. Generally，a high compression ratio is good for performance and efficiency.
五、增压式内燃机工作原理：带增压器 增压式内燃机工作原理 1、目的：增加每循环空气量 2、效果：功率增大30%以上 3、工作原理
六、示功图比较
四冲程内燃机工作循环特征参数比较
参数 形式 特征点
进气终了a 压力/温度 （巴）/K
压缩终了c 压力/温度 （巴）/K
来自百度文库
燃烧终了z 压力/温度 （巴）/K
•
§１－５
内燃机总体构造
• 见模型及课件
内燃机车总体内燃机车构成
The Inline Engine
• We all know the engine is the heart of the automobile. What is the core of the engine? Yes, it’s the cylinder. Most cars have more than one cylinder (four, six and eight cylinders are common). In a multi-cylinder engine, the cylinders usually are arranged in one of three ways: inline, V or flat.
1-3 Four-Stroke Engine 四冲程发动机
二、分类（往复活塞式内燃机） 分类
1.按所用燃料分：柴油机、汽油机、煤气机 2.按工作循环的冲程数分：（四、二冲程） 3.按气缸数及排列方式分：单缸、多缸；直列 立式；直列卧式；V型；对置式。 4.按冷却方式分：水冷、风冷 5.按进气方式分：自然吸入式、增压式 6.按点火方式分：压燃、火花点燃
• Engine (发动机 发动机) 发动机
1800~ 2200
3/1000~ 1200
1.05~1.2/ 700~900
增 压 柴 油机
1.3~2.5/ 320 ~450
50~90/ 1200—1400
90~160/2300 ~2600
5~~8/1300 ~1500
1.2~1.3/1000~ 1100
§１－３ 二冲程内燃机工作原理 一、二冲程柴油机工作原理
§１－２四冲程内燃机工作原理
一、四冲程内燃机工作原理：（吸、压、爆、排。） 四冲程内燃机工作原理： 第一冲程——进气冲程 ： 活塞由上止点 进气冲程： 下止点， 第一冲程 进气冲程 活塞由上止点——下止点 ， 下止点 进气门开、排气门关。 进气门开、排气门关。 第二冲程——压缩冲程 ： 活塞由下止点 压缩冲程： 上止点， 第二冲程 压缩冲程 活塞由下止点——上止点 ， 上止点 进气门关、排气门关。 进气门关、排气门关。 第三冲程——作功冲程（ 燃烧膨胀冲程 ） ： 活塞由上 作功冲程（ 第三冲程 作功冲程 燃烧膨胀冲程） 止点——下止点，进气门关、排气门关。 下止点， 止点 下止点 进气门关、排气门关。 第四冲程——排气冲程 ： 活塞由下止点——上止点 ， 第四冲程 排气冲程： 活塞由下止点 上止点， 排气冲程 上止点 进气门关、排气门开。 进气门关、排气门开。
• In an inline engine, the cylinders are arranged in a line in a single bank. The inline arrangement is the simplest and most common one and has many advantages. First, the engine has a good stability and more power. Second, the structures of the cylinder block and the crankshaft are very simple and they share only one cylinder head. The cost to manufacture and install is less.
1-2 Basic Terms of Engine 发动机基本术语
• • • • • • • • • • • •
TDC = top dead center, top center, outer dead center 上止点 BDC = bottom dead center, bottom center, inner dead center 下止点 S = piston stroke, piston travel 活塞行程 Sk = piston clearance from TDC 活塞离上止点距离 r = crank radius 曲柄半径 φ = crank angle, crankshaft angle 曲柄角 Vh = swept volume of a cylinder或piston displacement或 cylinder swept volume 气缸工作体积，每缸排量 VC = combustion volume combustion chamber (space) volume 或 volume或 cylinder compression volume 燃烧室容积 VC + Vh = cylinder total volume 气缸总容积 （VC + Vh）/ VC = compression ratio 压缩比