内燃机原理 参赛课件
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大学课件内燃机-(版)
大学课件：内燃机一、引言内燃机是一种将燃料在气缸内燃烧产生的高温高压气体直接作用于活塞，将热能转化为机械能的热力发动机。
作为一种重要的动力机械，内燃机在交通运输、农业机械、工业设备等领域具有广泛的应用。
本课件旨在对内燃机的基本原理、分类、工作过程、性能指标及未来发展进行详细阐述，以期为大学生提供全面、系统的内燃机知识。
二、内燃机的基本原理与分类1.基本原理内燃机的基本原理是将燃料和空气混合后在气缸内燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，进而驱动曲轴旋转，完成热能向机械能的转换。
内燃机的工作循环包括进气、压缩、燃烧、排气四个过程。
2.分类内燃机按燃料类型可分为汽油机、柴油机、天然气发动机等；按气缸排列方式可分为直列式、V型、水平对置式等；按冷却方式可分为水冷式和风冷式。
三、内燃机的工作过程1.进气过程进气过程是活塞由上往下运动，气缸内形成负压，吸入新鲜空气和燃油混合物的过程。
进气门开启，排气门关闭。
2.压缩过程压缩过程是活塞由下往上运动，将吸入的混合气压缩，使其温度和压力升高。
此时，进气门和排气门均关闭。
3.燃烧过程当混合气压缩到一定程度时，火花塞产生电火花点燃混合气，产生高温高压气体推动活塞向下运动。
此时，进气门和排气门均关闭。
4.排气过程排气过程是活塞由上往下运动，将燃烧后的废气排出气缸。
此时，排气门开启，进气门关闭。
四、内燃机的性能指标1.功率功率是内燃机输出的能力，通常用马力（hp）或千瓦（kW）表示。
功率与发动机转速和扭矩有关。
2.扭矩扭矩是内燃机输出的力矩，通常用牛·米（N·m）表示。
扭矩与发动机功率和转速有关。
3.燃油消耗率燃油消耗率是指内燃机在单位时间内消耗的燃油量，通常用克/千瓦时（g/kW·h）表示。
燃油消耗率越低，发动机的经济性越好。
4.排放性能排放性能是指内燃机排放的废气中含有的有害物质浓度，如二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。
排放性能越好，对环境污染越小。
2024版内燃机原理、结构PPT课件
污染物浓度 废气中各种污染物的含量，如CO、HC、NOx等， 通常以ppm或mg/m³为单位。
3
噪声水平
内燃机运转时产生的噪声强度，通常以分贝（dB） 为单位。
2024/1/30
19
优化设计策略
提高压缩比 通过提高发动机的压缩比，增加燃烧 室温度和压力，提高热效率。
优化燃烧室形状
改进燃烧室形状，使燃料与空气混合 更充分，提高燃烧效率。
降低排放和噪音
提高燃油利用率和动力性 能
喷油器设计和控制策略是 关键
22
涡轮增压技术
01
02
03
04
利用废气驱动涡机功率
改善燃油经济性和排放 性能
涡轮增压器与发动机的 匹配和优化是重点
23
可变气门正时技术
根据发动机工况调整气门开闭时机 降低泵气损失，提高燃油经济性
分类
根据燃料种类和着火方式的不同， 内燃机可分为汽油机、柴油机和气 体燃料发动机等。
4
发展历程及现状
发展历程
内燃机的发展经历了外燃机向内燃机 的转变，以及多次技术革新和改进， 如燃油直喷技术、缸内直喷技术、涡 轮增压技术等。
现状
内燃机已成为现代交通运输、工业生产、 农业机械等领域的主要动力来源，同时 也在不断地进行技术升级和改进，以提 高效率、减少污染。
定期检查和更换火花塞和点火线圈，以确保 点火系统正常工作，提高燃烧效率。
2024/1/30
28
故障诊断与排除方法
发动机启动困难 检查点火系统、燃油系统和气缸压力，
找出启动困难的原因并进行修复。
发动机异响 检查气门间隙、曲轴轴承和连杆轴承 等部件，找出异响的原因并进行修复。
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噪声水平
内燃机运转时产生的噪声强度，通常以分贝（dB） 为单位。
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19
优化设计策略
提高压缩比 通过提高发动机的压缩比，增加燃烧 室温度和压力，提高热效率。
优化燃烧室形状
改进燃烧室形状，使燃料与空气混合 更充分，提高燃烧效率。
降低排放和噪音
提高燃油利用率和动力性 能
喷油器设计和控制策略是 关键
22
涡轮增压技术
01
02
03
04
利用废气驱动涡机功率
改善燃油经济性和排放 性能
涡轮增压器与发动机的 匹配和优化是重点
23
可变气门正时技术
根据发动机工况调整气门开闭时机 降低泵气损失，提高燃油经济性
分类
根据燃料种类和着火方式的不同， 内燃机可分为汽油机、柴油机和气 体燃料发动机等。
4
发展历程及现状
发展历程
内燃机的发展经历了外燃机向内燃机 的转变，以及多次技术革新和改进， 如燃油直喷技术、缸内直喷技术、涡 轮增压技术等。
现状
内燃机已成为现代交通运输、工业生产、 农业机械等领域的主要动力来源，同时 也在不断地进行技术升级和改进，以提 高效率、减少污染。
定期检查和更换火花塞和点火线圈，以确保 点火系统正常工作，提高燃烧效率。
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故障诊断与排除方法
发动机启动困难 检查点火系统、燃油系统和气缸压力，
找出启动困难的原因并进行修复。
发动机异响 检查气门间隙、曲轴轴承和连杆轴承 等部件，找出异响的原因并进行修复。
2024/1/30
内燃机原理全 ppt课件
2020/11/24
28
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 和温度也愈高，混合气的燃烧速度以及燃 烧过程的最高温度和压力就愈高；
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。
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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。
根据气门安装位置的不同，配气机构的布 置形式主要有侧置式(顺装气门)和顶置式(倒 装气门)两种。
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3、供给系
供给系的功用是供给气缸空气和燃油(可燃混合 气)，并排出燃烧后的废气。
化油器式汽油机工作时，汽油泵将汽油箱中的 汽油吸出，经汽油滤清器滤清后压送到化油器；同 时空气经空气滤清器滤清后也进入化油器。在化油 器中汽油被喷散，并在很大的程度上被蒸发，汽油 与空气混合后形成可燃混合气经进气管被吸入气缸。 燃烧形成的废气经排气管和排气消声器排人大气。 4、点火系
Va
Vc
压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小
的倍数，它对内燃机的性能有重要影响。
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二、总体构造
四冲程汽油机 :
主要由下列机构和系统组成：曲柄连 杆机构、配气机构、供给系、点火系、润 滑系、冷却系和起动装置。
内燃机原理和构造(共57张PPT)
为满足更严格的排放法规，内燃机技术需要不断升级 。
多元化动力总成
未来动力总成将呈现多元化趋势，内燃机将与电动机 、燃料电池等共同存在。
提高效率降低排放策略
涡轮增压技术
提高进气压力，增加发动机功 率和扭矩，同时降低油耗和排 放。
轻量化设计
采用高强度材料和先进制造工 艺，减轻发动机重量，提高燃 油经济性。
02
密封材料选择
根据密封部位的工作条件和要求，选择合适的密封材料，如橡胶、塑料
、金属等。
03
密封技术改进
随着技术进步，新型密封材料和结构不断涌现，如高性能橡胶材料、复
合密封结构等，提高了密封效果和耐久性。同时，采用先进的加工工艺
和质量控制手段，确保密封件的精度和质量。
05
性能评价与试验方法
Chapter
应用领域与市场需求
应用领域
内燃机广泛应用于交通运输、工程机械、农业机械、发电机组等领域，为现代社 会提供了强大的动力支持。
市场需求
随着全球经济的不断发展，对于内燃机的需求也在持续增长。特别是在新兴市场 和发展中国家，由于基础设施建设和工业化进程的加速，对于内燃机的需求尤为 旺盛。同时，市场对于更加高效、环保的内燃机的需求也在不断增加。
缸内直喷技术
提高燃油雾化质量，实现更精 确的燃油喷射控制。
可变气门正时技术
根据发动机工况实时调整气门 开度和气门关闭时间，优化燃 烧过程。
余热回收技术
利用发动机余热为车辆提供辅 助热源，提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
润滑、冷却与密封技术
Chapter
润滑系统组成及作用
润滑系统组成
包括机油泵、机油滤清器、机油 冷却器、油道等。
多元化动力总成
未来动力总成将呈现多元化趋势，内燃机将与电动机 、燃料电池等共同存在。
提高效率降低排放策略
涡轮增压技术
提高进气压力，增加发动机功 率和扭矩，同时降低油耗和排 放。
轻量化设计
采用高强度材料和先进制造工 艺，减轻发动机重量，提高燃 油经济性。
02
密封材料选择
根据密封部位的工作条件和要求，选择合适的密封材料，如橡胶、塑料
、金属等。
03
密封技术改进
随着技术进步，新型密封材料和结构不断涌现，如高性能橡胶材料、复
合密封结构等，提高了密封效果和耐久性。同时，采用先进的加工工艺
和质量控制手段，确保密封件的精度和质量。
05
性能评价与试验方法
Chapter
应用领域与市场需求
应用领域
内燃机广泛应用于交通运输、工程机械、农业机械、发电机组等领域，为现代社 会提供了强大的动力支持。
市场需求
随着全球经济的不断发展，对于内燃机的需求也在持续增长。特别是在新兴市场 和发展中国家，由于基础设施建设和工业化进程的加速，对于内燃机的需求尤为 旺盛。同时，市场对于更加高效、环保的内燃机的需求也在不断增加。
缸内直喷技术
提高燃油雾化质量，实现更精 确的燃油喷射控制。
可变气门正时技术
根据发动机工况实时调整气门 开度和气门关闭时间，优化燃 烧过程。
余热回收技术
利用发动机余热为车辆提供辅 助热源，提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
润滑、冷却与密封技术
Chapter
润滑系统组成及作用
润滑系统组成
包括机油泵、机油滤清器、机油 冷却器、油道等。
第一章内燃机基本原理与构造介绍.ppt
01:00 / 23
（一）四冲程汽油机基本工作原理
吸气冲程（0~180 CA）
活塞由上止点向下止点运动，
活塞上方气缸容积增大，形成 一定真空，此时排气门关闭，
汽 油 和
进气门打开，可燃混合气由化 空
油器经进气管、进气门吸入气 气
缸，历时一个活塞冲程，曲轴
旋转180°转角。
01:00 / 24
（一）四冲程汽油机基本工作原理
二、内燃机基本概念
外燃机与内燃机比较
外燃机体积大，重量重，热效率低； 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，
起动性能好;
01:00 / 5
二、内燃机的分类
（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）；
进、排气门仍关闭。当压缩冲 程接近终了时，火花塞发出电火 花，点燃被压缩的可燃混合气， 放出大量的热能，使气缸内的压 力和温度迅速增加，推动活塞向 下运动，并通过连杆带动曲轴转 动。
01:00 / 26
（一）四冲程汽油机基本工作原理
排气冲程（180~360 CA）
当膨胀接近终了时，排气门
燃
打开，靠废气的压力进行自由排
烧
气（排气门开启时废气压力与大
后
气压力之比大于临界压力比），
的 废
大部分废气自行排出。活塞到达
气
下止点后再向上止点移动，继续
将废气强制排到大气中。
01:00 / 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、 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，不可能用气缸外部的化 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、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。
（一）四冲程汽油机基本工作原理
吸气冲程（0~180 CA）
活塞由上止点向下止点运动，
活塞上方气缸容积增大，形成 一定真空，此时排气门关闭，
汽 油 和
进气门打开，可燃混合气由化 空
油器经进气管、进气门吸入气 气
缸，历时一个活塞冲程，曲轴
旋转180°转角。
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
二、内燃机基本概念
外燃机与内燃机比较
外燃机体积大，重量重，热效率低； 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，
起动性能好;
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二、内燃机的分类
（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）；
进、排气门仍关闭。当压缩冲 程接近终了时，火花塞发出电火 花，点燃被压缩的可燃混合气， 放出大量的热能，使气缸内的压 力和温度迅速增加，推动活塞向 下运动，并通过连杆带动曲轴转 动。
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
排气冲程（180~360 CA）
当膨胀接近终了时，排气门
燃
打开，靠废气的压力进行自由排
烧
气（排气门开启时废气压力与大
后
气压力之比大于临界压力比），
的 废
大部分废气自行排出。活塞到达
气
下止点后再向上止点移动，继续
将废气强制排到大气中。
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（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、 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，不可能用气缸外部的化 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、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。
内燃机ppt
关闭 关闭
关闭 打开
向下 向上
燃气推动 内能转化 活塞做功 为机械能
排气 冲程
废气排 出气缸
无
内 燃 机
汽油机的工作过程：
内 燃 机
柴油机的结构：
喷油嘴 排气门
进气门
活塞
气缸
连杆 曲轴
内 燃 机
汽油机与柴油机的比较：
进气门关
闭，排气门打
燃 烧 后 的 废 气
开，活塞向上
运动，把废气
排出气缸。
内 燃 机
汽油机的工作过程：
活塞 运动 向下 工作 情况 能量 转化
冲程 吸气 冲程 压缩 冲程 做功 冲程
进气门 排气门
打开
关闭
关闭
关闭
向上
吸入汽油 无 和空气的 混合物 生成高温高 机械能转 压的燃气 化为内能 火花塞点火
内 燃 机
汽油机的工作过程： 压缩冲程:
进气门和排气
门都关闭，活塞向
上运动，燃料混合
物被压缩，压强增
大，温度升高。
内 燃 机
汽油机的工作过程：
做功冲程:
在压缩冲程末尾，
火花塞产生电火花，使
燃料猛烈燃烧，产生高
温高压的燃气，推动活
塞向下运动，并通过连
杆带动曲轴转动。
内 燃 机
汽油机的工作过程：
排气冲程:
内 燃 机
汽油机的结构和工作过程：
冲程：活塞 从气缸一端运动 到另一端叫一个 冲程。 汽油机的一 个工作循环包括： 吸气、压缩、做 功、排气四个冲 程。
内 燃 机
汽油机的工作过程：
吸气冲程:
进气门打开， 排气门关闭。活塞 由上端向下端运动 ，汽油和空气组成 的燃料混合物从进 气门吸入气缸。 汽 油 和 空 气
《内燃机原理》课件
活塞到达上止点后，排气门关 闭，开始下一个冲程
排气过程中，废气通过排气管 排出，同时进气门打开，新鲜 空气进入气缸
排气冲程结束后，进气冲程开 始，为新一轮燃烧做准备
内燃机性能指标
功率：内燃机在单位时间内所做的功 扭矩：内燃机在单位时间内输出的力矩 转速：内燃机在单位时间内的转速 油耗：内燃机在单位时间内消耗的燃料量
节能减排：提高燃油效率，降低排放
技术进步：采用新技术，如混合动力、 电动化等
智能化：内燃机与智能技术的结合，如 自动驾驶、车联网等
替代能源：探索使用替代能源，如氢燃 料、生物燃料等
国际合作：加强国际合作，共同推动内 燃机技术的发展
感谢您的观看
汇报人：
气缸是内燃机 的核心部件之 一，负责燃烧 燃料并产生动
力。
气缸主要由缸 体、缸盖、活 塞、活塞环、 气门等部件组
成。
气缸的工作原理 是：燃料在气缸 内燃烧，产生高 温高压气体，推 动活塞向下运动， 从而产生动力。
气缸的种类包括 单缸、双缸、三 缸、四缸、六缸 等，不同种类的 气缸具有不同的
性能和特点。
车型
船舶：内燃机 在船舶领域也 有广泛应用， 如渔船、货船
等
航空：内燃机 在航空领域也 有应用，如小 型飞机、无人
机等
农业：内燃机 在农业领域也 有应用，如拖 拉机、收割机
等
工业：内燃机 在工业领域也 有应用，如发
电机、泵等
军事：内燃机 在军事领域也 有应用，如坦 克、装甲车等
环保要求：内燃机需要满足越来越严格 的环保法规
内燃机应用与发展 趋势
内燃机是汽车的 主要动力来源
内燃机在汽车领 域的应用广泛， 包括乘用车、商 用车、工程机械 等
内燃机内燃机公开课PPT课件
部件检查
对怀疑有故障的部件进 行外观检查、测量和试
验。
故障排除技巧和注意事项
技巧
善于利用故障诊断仪等检测设备，结合维修经验，快速准确地定位故障。
注意事项
在排除故障时，应遵循安全操作规程，确保人身和设备安全；同时，要注意保 护环境和防止污染。
预防性维护和保养建议
定期更换机油和滤清器
保证发动机内部清洁，延长发动机使用寿命 。
01
通过改变气门开闭时机和气门升程，优化发动机进气、排气过
程，提高发动机性能。
优点
02
提高发动机动力性、经济性和排放性能。
应用范围
03
广泛应用于汽油机和柴油机。
轻量化设计趋势
1 2
轻量化设计原理
通过采用高强度轻质材料、优化结构设计等手段 ，降低发动机重量，提高发动机功率密度和燃油 经济性。
优点
降低能耗、减少排放、提升车辆操控性和舒适性 。
排放异常
燃油燃烧不充分、点火系统故 障、三元催化器失效等。
异响和振动
曲轴轴承磨损、气门间隙过大 、点火系统故障等。
故障诊断方法和步骤
初步检查
观察故障现象，了解故 障发生时的环境和条件
。
仪器检测
使用故障诊断仪等检测 设备，读取故障码和数
据流。
系统分析
根据故障现象和检测结 果，分析可能的原因和
故障部位。
首次故障前平均工作时间
内燃机从开始使用到首次发生故障的平均工作 时间。
维修性
内燃机在发生故障后，进行维修的难易程度和时间长短。
03
内燃机类型及其特点
汽油机与柴油机比较
燃料类型
汽油机使用汽油作为燃料，而柴油 机使用柴油。
内燃机ppt课件
只需看打开了哪个气门。
◆识别做功冲程与压缩冲程，在确定两个气门都关闭的
前提下，只需看活塞的运动方向。活塞向上运动为压
缩冲程，活塞向下运动为做功冲程。
◆做功冲程的最明显标志是火花塞点火。
感悟新知
知2－练
例2 [中考·邵阳] 如图2 是四冲程汽油机其中一个冲程的 工作示意图，它表示的是( ) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
2. 活塞式内燃机的工作原理 汽油、柴油等燃料与空气混合， 如果遇到火花或遇到高温达到着火点，就会发生燃烧。 在活塞式内燃机里，这样的燃烧是在汽缸内进行的。汽 缸内的每次燃烧，都会生成高温高压的燃气，推动活塞 做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞 的移动带动飞轮转动。
感悟新知
知1－讲
3. 活塞式内燃机的种类 常见的活塞式内燃机有汽油机和柴 油机两种，以汽油为燃料的是汽油机，以柴油为燃料的 是柴油机。
感悟新知
知3－练
解析：柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中， 汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的 是空气，故A 错误；
特别提醒 汽油机和柴油机都属于内燃机，但它们
的结构、吸气冲程时吸入的工作物质、压缩 冲程时的压缩程度及点火方式等都有所不同。
感悟新知
知3－练
汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是压燃式点火 的，故B 错误；燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保 持不变，故C 错误；压缩冲程中，活塞压缩气体，对 气体做功，气体的内能变大，故D 正确。
感悟新知
总结归纳 火箭发动机也是热机的一种，其工作原理是：
知4－讲
课堂小结
常见的活塞 式内燃机
内燃机
柴油机 汽油机
结构 工作过程 相同点和不同点
内燃机最完整flashPPT课件
可靠性、耐久性及维修性
可靠性定义及评价指标
可靠性表示内燃机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。常用的可靠性评价指 标有平均故障间隔时间(MTBF)、故障率等。
耐久性试验方法及影响因素
耐久性表示内燃机在长期使用过程中的抗磨损和抗疲劳能力。耐久性试验通常包括台架试 验和道路试验，影响因素包括设计、材料、工艺、使用条件等。
维修性设计原则及实施方法
维修性表示内燃机在发生故障后易于进行维修和保养的能力。维修性设计原则包括简化结 构、提高零部件通用性和互换性、采用快速维修技术等。实施方法包括模块化设计、易损 件快速更换等。
CHAPTER 03
汽油机技术特点与发展趋势
汽油机技术特点分析
高效能
轻便
汽油机具有较高的热效率和机械效率，使 得其整体效率较高。
润滑与冷却系统
机油泵
将机油从油底壳中抽出，供给到各润 滑部位。
机油滤清器
过滤机油中的杂质，保证机油清洁。
02
01
03
散热器
通过冷却液循环将热量从内燃机中带 走，实现冷却效果。
节温器
控制冷却液循环路径，实现内燃机在 不同温度下的正常工作。
05
04
水泵
驱动冷却液循环流动。
CHAPTER 02
内燃机性能参数及评价指标
高效燃烧技术
改进燃烧室设计、优化点火系统等手段提高燃烧 效率，减少污染物排放。
余热回收技术
利用内燃机余热进行发电或供暖，提高能源利用 效率。
企业如何应对环保法规挑战
加强技术研发
投入更多资源进行内燃机绿色制造技术的研 发和创新。
强化供应链管理
与供应商合作，确保零部件和材料符合环保 要求。
内燃机工作原理-课件
2.8 多缸柴油机的工作次序 从柴油机工作过程本身看，只有做功冲程对外做 功而进气排气及压缩冲程都排但不作功，反而消 耗能量，实际上柴油机的转速是不均匀的。
A.转速不均匀的危害 运动件受冲击负荷，容易造成磨损； 容易产生扭振； 不平衡。 B.追求均匀性的方法。 单缸时需加装飞轮； 多缸机除飞轮外，采取合理的发火顺序。
排气行程
瞬时：温度1800~2200K压 力5~14 MPa
喷油泵
小节： 活塞走四个冲程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲 程柴油机。 喷油提前角：由于柴油存在发火延迟期（0.001~0.005 秒），要在上止点前7~35度曲柄转角时开始将雾化的的燃 料喷入气缸这个叫称为喷油的提前角。 四个冲程中只有一个冲程作功， 而其他三个冲程完全靠 发动机的惯性来完成的，所须加装飞轮,在发动机的输出 端。 其作用是使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。 气阀重叠角：发动机运转过程中有一段时间进、排气阀同 时开启，这段时间用曲轴转角来表示，称为气阀重叠角。
四冲程柴油机的工作原理
柴油机工作时各行程状态参数
状态
行程
温度(K)柴油机工作时
各行程状态参数
压力 800~900 kPa
3~5MPa
5~14MPaቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(瞬时最高) 300~500 kPa (作功终了)
进气行程
压缩行程 作功行程 排气行程
320~350
800~1000
2200~2800(瞬时最高) 1500~1700(作功终了)
优点：活塞与缸套间无侧推力，因为由十字头导 向，故磨损较小，不易擦伤和老死。 可在气缸下部设横隔板，以免气缸内的脏油，烟 灰，燃气等漏入曲轴箱。污损曲轴箱底部的滑油。 缺点：使柴油机高度和重量增大，结构复杂。 用途：船用大型低速柴油机
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汽车发动机原理---绪论
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§0-1内燃机发展概况
• 1890年：第一台二冲程发动机， Clerk,Benz等 • 1892年：压燃式发动机理论形成， 1897第一台柴油发动机，Diesel 为产生雾化微粒使用压缩空气喷射， 发动机体机重量很大。
笨重的第一台柴油机
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•第7章使用特性与匹配 •复习
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（2学时）
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教学大纲
课程教学目标
汽车发动机原理是一门培养学生具有汽车发动机原理知识和 汽车发动机理论设计能力的专业课程。通过该课程的学习，学生 应掌握热力发动机的发展历史和国内外动态；熟练掌握热力发动 机的主要循环特点、基本工作原理；熟知发动机混合气形成与燃 烧技术，实验理论与试验方法；使毕业生能够成为该领域里的具 有创新意识和创新能力的开发、生产、试验和管理人才
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本课程定位
高等内燃机学
研究生课程
内燃机燃烧理论
发动机设计
发动机原理
（专业核心课）
汽车电子技术
发动机实验技术
汽车排放与控制
内燃机现代设计方法
本科生课程
增压技术
汽车与发动机构造（专业平台课）
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绪
论
§0-1内燃机发展概况 内燃机：燃料在机器内部燃烧而将能量释放并对外做功的机械设备。
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教学大纲
综合实验：实验内容为内燃机特性和调节
考核方式：考试（80%）+平时作业考核（20%） 参考教材： 汽车构造（上、下册）（第三版），陈家瑞主编，人民交 通出版社， 1994.6 车用内燃机原理，秦有方主编，北京理工大学出版社， 1997．7 汽车拖拉机发动机”（第3版），董敬等，机械工业出版 社，1997年 “内燃机原理”，唐开元等，译自“Internal Combustion Engine Fundamental”, J.B.Heywood 精品课网站： /2005jpk/bhjpk/qcfdjyl/lnst.htm
主要内容
介绍汽车发动机发展概况；发动机各性能指标；发动机的主 要循环；燃料特性；换气过程分析；混合气的组织与燃烧；发动 机的燃料共给与调节；发动机的应用与匹配。
教学安排及方式
本课程讲授32学时，共8周，周学时为4。 与本课程相关的独立设置的实践性教学环节有两个： 汽车拆装实习：实习内容为汽车及其发动机的结构和工作原理 发动机特性
汽车发动机原理
参赛选手：****
主要内容
• 绪 论 （3学时） •第1章性能指标与影响因素 （4学时） •第2章发动机工作循环 （4学时）
1内燃机发展概况 2内燃机分类 3典型内燃机结构
•第3章发动机燃料特性 •第4章换气过程
•第5章混合气形成和燃烧 •第6章燃料供给与调节
（2学时） （5学时）
（8学时） （4学时）
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§0-1内燃机发展概况
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§0-1内燃机发展概况
Mazda Wankel engine
Pe= 184 kW at 8500 rpm Mmax= 220 Nm at 7500 rpm
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§0-1内燃机发展概况
Charge after IC
主要技术：减少面容比、减少激冷层面积、S/D增大、排气催 化器、补燃、EGR等，但是NOx与CO、HC减低措施相互矛盾。
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§0-1内燃机发展概况
• 稀薄燃烧技术：1915年Ricardo提出（为经济性和抗爆燃）， 60年代才为解决排放与经济性进行研究。 稀薄 燃烧 技术
IO/BODC
EO/BEDC
EC/AODC
Charge before EO
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§0-1内燃机发展概况
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§0-1内燃机发展概况 2.燃料技术的发展 • 煤气（1860）热值低，充气效率低 • 汽油（1890）产生爆燃爆振 压缩比<4 • 抗爆剂的发现（1923）--汽油生产工艺的改变，产量抗爆 性提高，改进了发动机动力性、经济性。压缩比不断提高<8 3.环境要求对内燃机发展的影响 • 40年代产生汽车排放污染，1952年Haagen Smit阐明了污 染的根源，60年代，美国欧洲日本建立了汽车排放的标准，汽 油喷射、三效催化出现。 • 噪声污染：气动噪声、燃烧噪声、轮胎噪声、振动噪声。
工质燃烧前为燃油与空气的混合物，燃烧后为燃烧产物。 点燃式发动机 压燃式发动机
本课程主要内容：往复式活塞内燃机
一、内燃机发展历史
1.不同类型发动机的出现 •1860年：第一台内燃机出现，J.J.E.Lenoir制造了煤气机， 指标：η<5% Pmax=4.5kw 整机重量大
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绪
论
• 1867年：大气压力式内燃机，Otto,Langen 指标：η<11% Pmax=28kw 整机重量4000磅 • 1862：Rochas描述了四冲程发动机工作原理， • 1876年：第一台四冲程发动机，Otto研制实用的发动机。 指标：η<14% Pmax=80kw 整机重量1250磅。
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§0-1内燃机发展概况
二、内燃机技术发展 1.汽油机技术
• 1860-1950：一方面提高压缩比，另一方面大幅度的提高转速； 一直沿着降低油耗、增大升功率、减轻比重量的方向发展。
压缩比的提高 爆燃严重 添加抗爆剂 排气污染严重
• 60-70年代：汽油机发展进入不同领域（为改善燃烧所采用的 大活塞顶挤气面积和激冷面积方法行不通了（HC、CO增加） ， 因而主要解决排放与噪声问题。
§0-1内燃机发展概况
•1907机械增压发明Renault， 1915 Buchi第一台涡轮增压 发动机。
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1915 第一台涡轮 增压发动机原理结 构
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§0-1内燃机发发动机， Wankel
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