1第一章内燃机
第一章 内燃机基本构造和原理
（5）气缸工作容积：活塞从一个止点运动到另一个止点所 扫过的容积。一般用Vh表示： Vh= πD2· S ×10-6/4 （L） 式中：D－气缸直径，单位mm；
S－活塞行程，单位mm；
（6）燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Vc表示。 （7）气缸总容积：活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积 和燃烧室容积之和，即Va＝Vc＋Vh。
（8）发动机排量：多缸发动机的各气缸工作容积的总和。 一般用VL表示： VL = Vh × i 式中：Vh－气缸工作容积； i － 气缸数目。
（9）压缩比：是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值， 即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。 ε= Va / Vc 式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积；Vc － 燃烧室 容积； （10）工作循环：包括进气、压缩、作功和排气过程，即 完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。
二、四冲程柴油机的工作原理
四行程柴油机和四行程汽油机的工作过 程相同，每一个工作循环同样包括进气、 压缩、作功和排气四个行程，由于柴油 机使用的燃料是柴油，粘度大，不易蒸 发，自燃温度低，故可燃混合气的形成、 着火方式、燃烧过程以及气体温度压力 的变化都和汽油机不同。
喷油器
进气门
排气门
纯空气
喷油泵
第一章 内燃机基本构造与原理
发动机：是将其它形式的能量转化为机械能的 机器。 热力发动机：将热能转化为机械能的机器。 热力发动机包括内燃机和外燃机。 内燃机：分为活塞式内燃机和燃气轮机。 活塞式内燃机：分为往复和旋转活塞式内燃 机。
第一节 内燃机的分类
活塞式内燃机的分类 1、按燃料分类：汽油发动机和柴油发动机 2、按冲程分类：四冲程发动机和二冲程发动机 3、按冷却方式分类：水冷发动机和风冷发动机 4、按气缸数目分类：单缸发动机和多缸发动机 5、按进气方式：增压和非增压 6、按点火方式：压燃和点燃 7、按转速：高速和低速 8、按气缸排列方式:立式、卧式、V型、对置式 9、按用途：汽车、拖拉机、船用和工程机械用
第一章 内燃机性能指标及实际循环热
k 1
2 分析 = 1 t = const. t ；当 = 10 左右时， t 不大 且汽油机容易爆燃，因此，汽油机 = 6～10
（三） 定压加热循环 （狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环
1 热效率 因为: 压力升高比
式中:
二、理想循环及其分析比较
（一）
混合加热循环
－车用柴油机的理想循环 1 循环特征参数 v1 （1） 压缩比
v2
（2） 压力升高比
p3 p2
v4 v3
（3） 预胀比
2
热效率
tm
w0 q2v q2 1 1 q1 q1 q1v q1 p
1 忽略进、排气过程 2 压缩、膨胀过程 （复杂的多 变过程） 简化为绝热过程 3 燃烧过程简化为定容加热过 程 （2～3） 和定压加热过程 （3～4） 4 排气放热简化为定容放热过 程 5 假定工质为定比热的理想气 体
（三）评定循环过程中质和量的指标
1．循环的热效率
w0 q1 q2 q2 t 1 q1 q1 q1
式中： w0——mkg工质的循环净功（J） q1——mkg工质在循环中吸收的热量（J） q2——mkg工质在循环中放出的热量（J） 热效率可环平均压力pt
w0 pt （J/m3）或（N· 2） m Vh
Vh——气缸工作容积（m3） 循环平均压力表示单位气缸工作容积所作 的循环功，用来评定循环的动力性。
第三节 热平衡
定义：按照热能在有效功和各项损失方面的数量
分配来研究燃料中总热量的利用情况，称为内燃 机的热平衡。（通常有实验确定） 总热量: QT = GT hu（kJ/h） 式中： GT——每小时的油耗量(kg/h) hu——燃料低热值（kJ/kg)
内燃机
玉柴欧Ⅲ系列车用柴油机YC6J270-30
4
5
6
二、内燃机的系列和型号
7
例：1E40F X4115T LR6105T8
8
第二节内燃机的工作原理
▪ 一、内燃机工 ▪ 作的基本概念：
9
1．上止点：活塞距曲轴中心最远的位置（最上） 。 2．下止点：活塞距曲轴中心最近的位置（最下） 。 3．活塞冲程（S）：上、下止点间的距离。 4．压缩室容积（Vc）：活塞位于上止点时，活塞顶部与缸盖间的容积，又 称燃烧室容积。 5．汽缸工作容积（VＨ）：活塞上、下止点之间的容积称为一个汽缸的工作 容积也叫排量，它可以用由下式表示：
14
fh\2-3-a.swf
（二）单缸四行程汽油机的工作过程
▪
四冲程汽油机活塞在一个工作循环中从上止点到下止点，又从下
止点到上止点往复运动两次，同时完成进气、压缩、作功和排气四个
工作过程。
▪
1．进气行程
▪
进气行程时曲轴转动使活塞从上止点运动到下止点。
▪ 进气行程汽油机吸入汽油和空气的混合气，进气行程结束，气缸 内混合气压力为0.08～0.09MPa，混合气温度370～400K。
16
17
（三）多缸四冲程内燃机的工作过程
▪ 单缸四冲程内燃机曲轴每旋转两圈只有半圈 （作功冲程）作功，运转不均匀，所以会产生较 大的震动，因此在单缸机上都有尺寸较大的、重 量较重的飞轮来储存能量，保持运转的平稳性。
5、按进气方式分： （1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）； （2）强制吸气式（增压式发动机）。
6、按气缸数分： （1）单缸发动机 ； （2）多缸发动机。
7、按气缸排列方式分：（1）单列发动机：直立式发动机、平卧式发动机 （2）双列发动机： V型发动机、水平对置式发动机 2
第1章内燃机性能指标及实际循环热计算绪论 (2)解读
汽油机：点火后传播燃烧且无论负荷大小，火焰传 播距离不变。当负荷下降时，燃烧速度降低，燃烧
时间加长。这相当于λ下降而 上升，则ηt降低。
发动机工作循环
第二节内燃机的实际循环
1、进气过程 图a） 2、压缩过程 图b） 3、燃烧过程 图c） 4、膨胀过程 图c） 5、排气过程 图d）
发动机工作循环
每缸每循环所做的指示功：Wi
piVh
pi
D2
4
S 103
性能指标及热计算
指示功率为：
Pi
Wi
n 60
发动机工作循环
多变指数和平均多变压缩指数： 实际计算中n1取代n1’ ，试验测定n1大致范围是：
压缩终点的压力和温度的数值范围：
发动机工作循环
（3）燃烧过程 作用：将燃料的化学能转变为热能，使工质温度 、压力升高，为膨胀创造条件 汽油机：在上止点点燃，容积变化小，燃烧快， 温度压力上升快，接近等容燃烧。 柴油机：燃烧开始接近等容燃烧，随后燃烧速率 放慢，气缸容积增大，压力升高减缓，接近等压 燃烧
好坏，是从示功图测量计算得出的。
动力性指标：指示功、指示功率、平均指示压力。 经济性指标：指示热效率、指示燃油消耗率
发动机性能指标：动力性能指标（功率、转矩、转 速），经济性能指标（燃料和润滑油的消耗）， 运转性能指标（冷起动性能、噪声、排气品质）
性能指标及热计算
一、 指示功和平均指示压力 指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用
排气温度常用作检查发动机工作状态的技术指 标。其值偏高，说明热功转换效率低工作过程不 良，及时检修。
发动机工作循环
三、引起实际循环热损失 的因素
1、工质的影响
内燃机分类与工作原理[1]
![内燃机分类与工作原理[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/864747275901020207409c8c.png)
二、 四行程发动机工作原理
1、进气行程
2、压缩行程
3、作功行程 4、排气行程
（一）四行程汽油机的工作原理
汽油发动机四个行程的图示
1.进气行程
２.压缩行程
３.作功行程
4.排气行程
每一行程工作的具体分析如下
1、进气行程(曲轴转角0-180) 示功图：表示活塞
在不同位置时气缸内 气体压力的变化情况。
1、按燃料使用不同分：汽油机、柴油机、多种燃料
2、按冷却方式不同分:水冷式、风冷式
3、内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可 分：四行程内燃机、二行程内燃机。
四冲程内燃机
二冲程内燃机
4、按气缸数及排列方式
单缸发动机
多缸发动机
单列式 Ｖ型 对置式
5、按气缸的排列分单列、双列，双列分V型、对置式
（五）二冲程汽油机与四冲程汽油机比较
１、功率较大：理论上同样发动机排量、同样工作转速的 发动机其功率应等于四冲程汽油机的二倍，实际上由于实 际压缩比小于名义压缩比，气缸内进气不足（进气时间短， 存在给气和扫气损失），只等于1.5~1.6倍。 ２、结构简单：二冲程汽油机没有配气机构，结构简单， 体积小，重量轻，容易维修。 ３、工作平稳：二冲程汽油机作功间隔短，发动机运转平 稳，飞轮转动惯量小，容易上高速。
• ４、经济性差，污染严重：二冲程汽油机燃油消耗率远较 四冲程汽油机的燃油消耗率高，HC等排放严重，一般功 率小于10kw，逐渐淘汰出摩托车用市场，但军用小型无 人航空飞行器却因其体积小、重量轻、单位气缸工作容积 输出功率大而仍被看好，但要解决电控汽油喷射技术甚至 废气涡轮增压技术 。 • 二、二冲程柴油机工作原理 • 二冲程柴油机工作时，是喷入的柴油，靠压燃点火；汽油 机工作时，靠火花塞点火。
第一章 内燃机的结构组成
内 燃 机 的 结 构 组 成
目
第一节 概
录
述
第二节 发动机一、什么叫内燃机？ 内燃机是将液体或气体燃料与空气混合 后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转 化为机械能的一种热机。内燃机具有体积 小、质量小、便于移动、热效率高、起动 性能好的特点。但是内燃机一般使用石油 燃料，同时排出的废气中含有害气体的成 分较高。 常见的有柴油机和汽油机，通过 将内能转化为机械能，是通过做功改变内 能。
火花塞有一个中心电极和一个 侧电极，两电极之间是绝缘的。当 在火花塞两电极间加上直流电压并 且电压升高到一定值时，火花塞两 电极之间的间隙就会被击穿而产生 电火花。能够在火花塞两电极间产 生电火花所需要的最低电压称为击 穿电压；能够在火花塞两电极间产 生电火花的全部设备称为发动机点 火系。
第一章、内燃机的结构组成
二、内燃机的种类
1. 根据所用燃料分： 汽油机、柴 油机、天然气（CNG）、LPG发动机、 乙醇发动机等，另有双燃料发动机 （dual fuel engine）和灵活燃料发 动机（Bi-fuel engine）。 2. 根据缸内着火方式分： 点燃式、 压燃式 3. 根据冲程数分：二冲程、四冲程
4. 根据活塞运动方式分 ： 往复式、旋转式。 5. 根据气缸冷却方式分 ： 水冷式、风冷式。 6. 根据气缸数目分 ：单缸 机、多缸机 。
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
(3)润滑部位
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成 (4)润滑系的零部件
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成 5、冷却系
内燃机原理(全)
2．压缩过程 在进气过程终了后，进、排气门都关闭，
曲轴继续旋转，活塞自下止点向上止点移动， 将气缸中的混合气压缩，进行压缩过程。压 缩过程在示功图上以曲线ac表示。压缩终了 时气体的压力和温度主要视压缩比的大小而 定，压力约为0.85-2MPa，温度可达600-700K。
压缩比愈大，压缩终了时混合气的压力
直喷式燃烧系统比间喷式燃烧系统 的热效率可提高10％-15％，是提高柴油 机经济性的有效措施。
6．提高柴油机燃油喷射压力：喷油压力目 前已达120—150MPa 7．排气后处理技术：可使柴油机实现CO、 HC及NOx的同时净化 8．采用代用燃料：以压缩天然气(CNG)和 液化石油气(LPG)为主
第二节内燃机的总体构造
2、内燃机工作循环示功图：
研究内燃机的工作循环时，可以利用一种表示气缸 内气体压力和相当于活塞不同位置时的气缸容积V之间的 变化关系图(P-V图)。此图能表示一个工作循环中气体在 气缸内所作的功，所以称为示功图。
二、四冲程汽油机的工作原理
四冲程化油器式汽油机的结构简图和P-V示功图。
进
压
排
气Hale Waihona Puke 缩气1．进气过程 在进气过程中，活塞从上止点向下止
三、内燃机的发展趋势
(一)内燃机性能指标的发展动向
1．强化程度不断提高： 提高内燃机的强化程度，使之在有限的气缸
工作容积条件下提高内燃机的功率。
2．降低燃油消耗率、提高经济性
3．提高内燃机的可靠性和耐久性 无故障期为5000h，表征耐久性的指标是大修
期。常以压缩压力下降到一定值(2.2~2.7MPa)或各 缸压力差增大到一定值(0.3MPa)即认为应当大修。
3、行程s(stroke)：
第一章内燃机基本原理与构造
气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）； （2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）；
液化石油气发动机（LPG）。 液化石油气发动机（LPG）。
05:39 / 6
二、内燃机的分类
（3）按冷却方式分类：水冷，风冷 按冷却方式分类：水冷，
05:39 / 27
（二）四冲程柴油机工作原理
四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 吸气 排气四个冲程 相应地曲轴旋转了两周。 四个冲程， 排气四个冲程，相应地曲轴旋转了两周。 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发， 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的 化油器进行雾化， 化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气 的方法，唯有在高温、 的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴 油在很短的时间内完全雾化。 油在很短的时间内完全雾化。 柴油的自燃温度比汽油低，因此， 柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方 式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（ 式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（否 则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。 则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。
05:39 / 13
二、内燃机的分类
按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， （7）按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， 二冲程
二行程内燃机：把曲轴转一圈(360° 二行程内燃机：把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下 (360 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。 目前发动机广泛使用 四行程内燃机。 四行程内燃机。
第一章 内燃机理论循环和实际循环2
（2）时间损失
实际循环时，燃烧及向工质加热不可能瞬间完成，因此： 存在点火（喷油）提前角，使有用功面积下降；ηt↓ pZ 出现在 TDC 后 10CA，而非等容加热，使有用功面积减小。
（3）换气损失 排气门早开，造成膨胀功损失；泵气损失功W2 （4）不完全燃烧损失（严格来说，该项不是对ηt 的影响） 正常燃烧时，也有ηt≠100% 不正常燃烧、Φa ＜1等，ηt ↓↓ （5）缸内流动损失 流动增强以及提高涡流与湍流程度， ηt ↓ 因为：造成能量损失、散热损失 例如：流动损失，非直喷式柴油机＞直喷式柴油机 总结：由于以上在工质和循环方面的差别，使得 理论循环ηt - 实际循环ηt =10—20% 两者之间的差别指出了改善内燃机ηt的基本原则。
ql qt (qe
qe qs qr qb ql 1
§ 1.6 提高发动机功率的途径
一. 二. 三. 四. 五. 六. 采用增压技术 合理组织工作过程，提高指示热效率 改善换气过程，提高充气效率 提高发动机转速 提高机械效率 采用二冲程
二 发动机的热平衡
• 总热量: QT = B hu • 分别转化为 Qe 3.6 103 N e • 有效功的热量 • QE [ kJ/h ] （ 1 kw/h = kJ ） • 只有这部分热量做了功，是有用的，所以希望越大越好。 • 一般柴油机: 30～40% ； 汽油机: 20～30%。 • 传递给冷却介质的热量 QS
三.影响机械损失的因素
1. 转速 n 2. 负荷 3. 润滑油粘度、冷却水温度 选用润滑油的原则：在可靠润滑的条件下，尽 量选用粘度较小的润滑油，以减小摩擦损失， 改善起动性能。 4.点火提前角或供油提前角 5.发动机工作温度 6.发动机技术状况
第一章内燃机的循环及性能评价指标
第一章内燃机的循环及性能评价指标1内燃机是在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通过曲柄连杆机构将热能转化为机械的动力装置.根据完成一次能量转换所需的行程数不同，内燃机分四冲程机和二冲程机2内燃机对外输出功需要的环节：第一环节：混合气的形成并导入气缸的过程.第二环节:燃烧放热过程.第三环节:能过量的传递过程。
3三种理论循环：等容丶等压丶混合加热循环，①当加热量和压缩比相同时放热Qp>Qm>Q v ②.加热量和最高压力一定时，Qv>Qm>Qp③最高压力和最高温度一定时Qv=Qm=Qp4四冲程内燃机的实际循环热效率取决于混合气形成方式和燃烧放热规律，以及压缩比的最佳匹配.汽油机是均匀混合气以火焰传播形式迅速燃烧，柴油机根据混合气的形成特点家燃烧分预混合燃烧和扩散燃烧5论循环的评价:常用循环热效率（是指热力循环所获得的理论功与为获得该理论功所加入的总热量之比）评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循理论循环的经济性，用循环平均压力(是指单位气缸工作容积所做的循环功)评价循环的做工能力. 6四冲程内燃机的实际循环：由进气行程（过程）丶压缩行程（过程）丶做功行程（燃烧过程和膨胀过程）以及排气过程（过程）4个行程5个过程组成。
评价指标：内燃机性能评价指标有两大类，即以活塞做功为基础评价气缸内热功转换的完善程度的指示指标；和以曲轴飞轮端对外输出的有效功为基础，从实用角度评价对外做功的有效指标。
实际循环做功能力的评价指标主要有平均指示压力（定义为单位气缸工作容积所做的指示功）和指示功率（指发动机单位时间所做的指示功）。
实际循环的经济指标有指示热效率和指示燃油消耗率。
7内燃机有效性能指标：①动力性指标a有效功率（克服运动件的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇丶机油泵等附件所消耗的功率损失后，经曲轴对外输出的有用功。
称指示功率在传递过程中所有内部消耗功率的总和为机械损失功率）b平均有效压力（单位气缸工作容积输出的有效功）②经济性指标a有效热效率（实际循环对外输出的有效功与未获得此有效功率所消耗的热量之比）③排放指标8机械损失:内燃机的机械损失①摩擦损失62%-75%②驱动附件的损失10%-20%③泵气损失9机械损失的测定a倒拖法b示功图法c灭缸法10 排气提前角如何影响发动机性能？①如果加大排气提前角，排气初期缸内压力和温度更高，超临界排气声速更高。
第一章 柴油机的基本知识
第一章柴油机的基本知识第一节柴油机概述一、热机、内燃机、柴油机1、柴油机是热机的一种2、热机是将燃料的化学能通过燃烧转变为热能，再通过燃烧产物（亦称工质）的膨胀做功把热能转变为机械能的机械3、能量的转化：化学能————热能————机械能4、根据燃料燃烧的部位，热机可分为内燃机和外燃机5、内燃机的特点：①效率高、质量轻6、汽油机特点：①燃油采用外部混合法②电火花塞点火方式燃烧③经济性差④燃油易挥发，火灾危险性大⑤工作柔和、噪音低、比质量轻7、柴油机①柴油机是一种压缩发火的往复式内燃机②燃油为气缸内部混合③发火方式为压缩发火④优点：①热效率高，经济性好②功率范围广③尺寸小布置方便④机动性好，启动方便，加速性好，能直接反转，便于使用和管理⑤缺点：①振动和噪音大②零部件工作条件差二、柴油机的基本结构1、固定部件：气缸盖、气缸套、机体、机座、主轴承2、运动部件：①组成：活塞组件、连杆组件、曲轴飞轮组件（“曲柄——连杆”组件）②作用：a、将活塞的往复运动转化为曲轴的回转运动b、实现热能到机械能的转化3、主要系统：①配气系统②燃油系统③冷却系统④润滑系统⑤操纵系统三、柴油机常见几何术语1、上止点：活塞在气缸中运动的最上端位置2、下止点：活塞在气缸中运动的最下端位置3、冲程（S）：又称行程，是活塞在上下止点间的直线距离4、气缸直径（D）：气缸的名义内径5、压缩室容积（Vc）：活塞位于上止点时，活塞顶与气缸盖之间的气缸室容积，又称燃烧室容积6、余隙高度（顶隙）：活塞位于上上止点时，活塞与气缸盖底面之间的垂直距离7、气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积8、气缸总容积（Va）：活塞位于上止点时，活塞顶以上的全部气缸容积9、压缩比ξ①气缸总容积与压缩室容积的比值，亦称为几何压缩比②压缩比表明压缩过程中进入气缸内的空气被压缩的程度，它是柴油机的主要性能参数之一，压缩比越大，压缩终点的温度和压力就超高，对光滑的发火，柴油机的启动有利，而且热效率也超高。
汽车发动机构造B作业习题1
汽车发动机构造B作业习题1第一章汽车发动机的工作原理和总体构造1、什么是内燃机？答：内燃机是把燃料燃烧的化学能转变成热能，然后又把热能转变成机械能的机器，并且这种能量转换过程是在发动机气缸内部进行的。
汽车上使用的内燃机主要有汽油机和柴油机。
2、汽车发动机各基本名词术语的定义？（1）上止点：活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置，称为上止点。
（2）下止点：活塞在气缸里作往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置，称为下止点。
（3）活塞行程：活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。
一般用s表示，对应一个活塞行程，曲轴旋转180°。
（4）曲柄半径：曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径，一般用R表示。
通常活塞行程为曲柄半径的两倍，即s=2R（5）气缸工作容积：活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积，称为气缸工作容积。
一般用Vh表示（6）燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为燃烧室容积。
一般用Vc表示。
（7）气缸总容积：活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积称为气缸总容积。
一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和（8）发动机排量：多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量。
一般用VL表示（9）压缩比:压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。
一般用ε表示。
（10）工况：内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。
曲轴转速即为内燃机转速。
3、什么是爆燃和表面点火？它们对发动机有何影响？火花塞点火后，在火焰还没有到达之前,其余混合气末被引燃就自行发火,这种燃烧就是爆燃, 轻微时发动机功率略有上升，严重时功率和转速下降，工作不稳定，发动机抖动严重，并会使发动机过热、冒黑烟。
第一章 发动机工作原理和总体构造
按照气缸数目分类
内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的 发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、 三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机 多采用四缸、六缸、八缸发动机。
按照气缸排列方式分类
内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个 气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾 斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一 般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。
？
思考
四冲程汽油机和柴油机的 工作循环有什么不同呢？
不同点
汽油机
汽油与空气缸外混合，进 入可燃混合气
柴油机
进入气缸的是纯空气
电火花点燃混合气 有点火系 无喷油器
高温气体加热柴油燃烧 无点火系 有喷油器
§3 二冲程发动机的工作原理
二冲程汽油发动机工作原理 二冲程柴油发动机工作原理
3.1、二冲程汽油机工作原理
曲轴旋转二周完成一个工作循环。 四冲程发动机有独立的进气和排气 冲程，换气彻底，在汽车上广泛使 用，并已逐渐用于摩托车。
四冲程
二冲程
按照冷却方式分类 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是 利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却 的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作 为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被 广泛地应用于现代车用发动机。
进 气 门 温度750-1000K 压力3-5 MPa 喷油器
1内燃机的工作原理和总体构造
1内燃机的工作原理和总体构造内燃机是一种将燃料直接燃烧生成高温高压气体，并将这些气体推动活塞运动以产生功的发动机。
它的工作原理可以分为四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
首先是进气过程。
当活塞下行时，活塞上方的进气门打开，汽缸内形成一定的负压，使外界空气通过进气门进入。
该过程中，由于汽缸内气流动力作用，使进气门完全打开，并保持一定的时间。
接下来是压缩过程。
当活塞上行时，进气门关闭，而此时排气门仍然处于关闭状态。
活塞上行时，气缸容积逐渐变小，将进气气体压缩。
此时，空气的压力和温度逐渐增加。
然后是燃烧过程。
当活塞上行至顶点时，点火系统将火花产生器产生的火花引燃混合气体。
燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动。
燃烧过程需要在恰当的时间和位置点火，以提供最大的压力和动力。
最后是排气过程。
当活塞下行至底死点时，排气门打开，将燃烧产生的废气排出汽缸。
为了排气顺畅，活塞下行一定距离时，进气门打开，进气气体开始进入，形成排气过程。
此时，进气门和排气门相互协调，以保持正常的工作循环。
内燃机的总体构造包括气缸、活塞、曲轴、气门、点火系统等部分。
气缸是一个密闭的容器，用于容纳活塞和燃烧气体。
活塞是一个金属圆柱体，在气缸内的上下运动产生活塞推力。
曲轴通过连杆与活塞相连，将活塞线性运动转换为旋转运动，并传递动力。
气门是控制气体进出的装置，包括进气门和排气门。
点火系统用于产生火花点燃燃料混合气体。
此外，内燃机的燃料供给系统、冷却系统和润滑系统也是其重要的组成部分。
燃料供给系统负责将燃料送入进气道，并与进入汽缸内的空气混合。
冷却系统通过循环冷却剂将发动机散热出来的热量带走，以维持发动机的适宜工作温度。
润滑系统则负责给发动机各个运动部件提供润滑剂，以减少摩擦和磨损。
02第一章 内燃机的发展
研究和采用含氧燃油。
对内燃机曲轴转速进行监控，以探明内燃机可能出现的失火。 使用内燃机与电动机的混合动力。 使用新型动力及新能源。
采用各种降噪声、隔噪声措施。
资源的回收、再利用。
本章结束
谢谢！
7、均质混合气压燃着火
1.5 内燃机的发展趋势
高经济效率的内燃机工作循环。如米勒循环，高增压、中冷循环。 改进进气系统，减小进气阻力，采用低涡流的进气道；进排气谐振
设计。 采用多气门设计。气门正时也可以随工况自由调节。 改进燃烧室与燃烧过程。 改进燃油供给系统。汽油机缸内直接喷射，柴油机采用高喷射压力。 采用稀薄燃烧，高能点火。 采用能量再生系统。 降低运动件的摩擦损失。 降低汽车、内燃机的重量。每降低100kg，汽车百公里油耗降低 0.6～0.7L。
5%。 采用电控技术。 可变压缩比。 可变气门面积与正时控制。 高强度、低密度材料的使用。 进一步降低柴油机微粒排放。 积极开发其他动力设备，如电动、混合动力、燃料电池及太阳能电池等。
1.4 内燃机发展上的几次重大技术进步
1、汽油机车用化 2、柱塞泵诞生－柴油机轻量化、车用化 3、燃油电控喷射－汽油机、柴油机的燃油计量更精确 4、汽油直喷 5、可变气门 6、柴油机多次喷射
1.5 内燃机的发展趋势
低公害
降低油耗。 采用三效催化转换器及闭环控制。 燃烧室内安装电热赛，减少冷起动及怠速CO与HC排放。
开发再起动与怠速运转时停止排出的排气装置。
开展NO生成及排放计算模型研究，采用动态EGR控制技术。 柴油机微粒过虑及再生的试验研究和计算仿真，以达到实用化。 采用增压、中冷技术。
1.2 内燃机的诞生
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。 • 活塞式内燃机将燃料和空气混合，使其
在气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内 产生高温高压的燃气。
燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连 杆机构或其他机构将机械功输出，驱动 从动机械工作。
一、内燃机的基本概念 1、基本名词 ◆燃料—通过燃烧能释放出大量热能的物质
把热能转变为机械能的一种机器。
3、内燃机发明史
1860年，法国发明家莱诺( EtienneL enoir)制成了历史上的第一台实用内燃机。 据记载，该机为： 单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机， 输出功率：0.74～1.47kW， 转速：100 r/min， 热效率：4 %。
1876年,德国人奥托(Nikolas Otto) 制成了第一台四冲往复活塞式内燃机 该机为： 单缸、卧式、有压缩、以煤气为燃料， 输出功率： 2.2kw 转速：180 r/min 热机效率：15%～20%
活塞在下止点时，活塞顶上部的气缸的总容积，即气缸工 作容积与压缩容积的之和：
Va =VH + VC
７．压缩比ε ：汽缸最大容积Va与压缩室容
积VC的比值称为压缩比。
Va ε＝ ＝
VH + VC
发动机（engine、motor）
发动机又称为引擎、马达 在机电行业：把化学能转化为机械能的称呼为： 发动机 engine。把电能转化为机械能的称呼为：电 动机 motor
• 广义上的发动机不仅包括往复活塞式发动机、旋转 活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶 轮式的燃气轮机、喷气式发动机等。
8）按活塞运动方式： 往复活塞式 旋转活塞式
内燃机的分类：
内燃机的分类：
玉柴欧Ⅲ系列车用柴油机YC4G
玉柴欧Ⅲ系列车用柴油机YC6J270-30
四、内燃机的型号标记
• 内燃机产品名称和型号标记编制规则 （GB725—2008）
• 产品名称：按所采用的燃料命名 如：柴油机、汽油机、煤气机、沼气机，
如：煤、煤气、汽油、柴油、天燃气等。 ▲热机—把燃料燃烧时所放出的热能转化为机
械能的机器。 ★热机根据燃料燃烧时的方式可分为：
内燃机 外燃机（蒸汽机）
2、内燃机： 燃料直接在机器内部燃烧的发动机 如：柴油机、汽油机等等；
特点： 燃料在气缸内部进行燃烧，放出热
能，并直接利用燃气的膨胀，推动活塞 对外作功。
1883年,戴姆勒(Gottlieb Daimler)和迈巴 赫 (Wilhelm Maybach)制成了第一台电点火 式四冲程往复式汽油机, • 安装了迈巴赫设计的化油器, 用白炽灯管解决 了点火问题。
• 以前内燃机的转速都不超过200r/min , 而戴姆勒发明的汽油机转速一跃为：
800～1000r/min。
最近的位置（最下）
（3）活塞冲程（行程） S：
上下止点间的距离
4．压缩室容积（VC）： 活塞位于上止点时，活塞顶部与缸盖间的容积，又称燃烧
室容积。
5．汽缸工作容积（VＨ）：
活塞上、下止点之间的容积称为一个汽缸的工作容积,也叫 内燃机的排量，它可以用由下式表示：
VＨ=π·D2·S·i /4 （Ｌ）
式中: D —气缸直径（mm）,S—活塞冲程（mm）,i—气缸数。 6．汽缸的最大容积（Va）：
3）按工作循环的冲程数分： （1）四冲程发动机 （2）二冲程发动机
4）按冷却方式分： （1）水冷发动机 （2）风冷发动机 （3）混合冷却式
5）按进气方式分： （1）自然吸气式（非增压式发动机）； （2）强制吸气式（增压式发动机）。
6）按气缸数分： （1）单缸发动机 ； （2）多缸发动机。
7）按气缸排列方式分： （1）单列发动机：直立式发动机 平卧式发动机 （2）双列发动机： V型发动机 水平对置式发动机 （3）星形
双燃料发动机或混合动力发动机等。
• 内燃机型号由下列四部分组成： （1）首部： 为产品系列符号和（或）换代标志符号，由制
造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门或由 部主管标准化机构核准。
（2）中部： 由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸
径符号组成。
（3）后部： 结构特征和用途特征符号，以字母表示。
1892年德国狄塞尔(Rudol Diesel) 博士获得了压缩点火式内燃机的技术专利； 1897 年制成了第一台压缩点火的“狄塞尔” 内燃机，即：柴油机。
此后，越来越多的、各种类型的发动机 相继发明制造出来，并用于各种机器上
4、内燃机的分类
1）按所用的燃料分： （1）液体燃料发动机；
汽油机（gasoline engine） 柴油机（diesel engine） （2）气体燃料发动机： 压缩天然气发动机（CNG）； 液化石油气发动机（LPG）。 2）按点火方式分： （1）点燃式发动机（如汽油机、气体燃料发动机） （2）压燃式发动机（如柴油机）。
第一章 发动机
第一节 概述
发动机（internal-combustion engine or combustion engine）
• 一种动力机械 ——通过燃料在机器内部燃烧，并将其放出 的热能直接转换为动力的热力发动机 是一种能够把一种形式的能量转化为另 一种形式的、有用能量的机器 属一种把热能转化成机械能的机器
（4）尾部： 区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分
时，由制造厂选用适当符号表示。
• 型号：阿拉伯数码和汉语拼音字母组成。
举例：柴油机
（1）165F ——表示单缸，四冲程，缸径65mm，风冷。
（2）X4105 ——表示四缸，四冲程，缸径105mm，水冷（这里的X 表示系列代号）。
（3）495T ——表示四缸，四冲程，缸径95mm，水冷，拖拉机用。 （4）12V135ZG ——表示12缸，V型，二冲程，缸径135mm,，水冷，
增压，工程机械用。
举例：汽油机
（1）1E65F ——表示单缸，二冲程，缸径65mm， 风冷，通用型。
（2）4100Q ——表示四缸，四冲程，缸径100mm， 水冷，车用。
第二节 内燃机的工作过程
1、内燃机工作的基本概念
（1）上止点： 活塞距曲轴中心
最远的位置（最上）
（2）下止点： 活塞距曲轴中心