内燃机基本原理与构造

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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
四行程内燃机:把曲轴转两圈(720° 四行程内燃机:把曲轴转两圈(720°),活塞在气缸内上 (720 下往复运动四个行程,完成一个工作循环的内燃机; 下往复运动四个行程,完成一个工作循环的内燃机;
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三、基本术语
8)压缩比( ):气缸总容积与燃烧室容积的比。 8)压缩比(ε):气缸总容积与燃烧室容积的比。 压缩比 气缸总容积与燃烧室容积的比 一般汽油机压缩比约为6 10, 一般汽油机压缩比约为6-10,柴油机的压缩比约为 1515-22. 9)内燃机排量 内燃机排量( ):内燃机所有气缸工作容积之和 内燃机所有气缸工作容积之和。 9)内燃机排量(VL):内燃机所有气缸工作容积之和。
1-空气滤清器;2-针阀;3-浮子;4-喷嘴; 空气滤清器; 针阀; 浮子; 喷嘴; 喉管; 节气门; 进气歧管; 量孔; 5-喉管;6-节气门;7-进气歧管;8-量孔; 浮子室;10-进气预热套管;119-浮子室;10-进气预热套管;11-进气门
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(一)四冲程汽油机基本工作原理
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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; 外燃机体积大,重量重,热效率低; 机体积大 内燃机热效率高,体积小,重量轻,便于移动, 内燃机热效率高,体积小,重量轻,便于移动, 起动性能好; 起动性能好;
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二、内燃机的分类
液体燃料发动机:汽油机( engine); (1)液体燃料发动机:汽油机(gasoline engine);
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(一)四冲程汽油机基本工作原理
压缩冲程( 压缩冲程(180~360 °CA) )
为了使可燃混合气能迅速燃 使发动机发出更大功率, 烧,使发动机发出更大功率,燃 烧前必须将可燃混合气压缩, 烧前必须将可燃混合气压缩,使 其容积缩小,密度加大, 其容积缩小,密度加大,温度升 此时, 排气门均关闭, 高。此时,进、排气门均关闭, 活塞从下止点向上止点移动, 活塞从下止点向上止点移动,曲 轴旋转180 CA。 轴旋转180 °CA。
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三、基本术语
1)上止点: 1)上止点:活塞顶离曲轴回转中 上止点 心最远处,通常指活塞最高位置。 心最远处,通常指活塞最高位置。 2)下止点 下止点: 2)下止点:活塞顶离曲轴回转中 心最近处, 心最近处,通常指活塞的最低位 置。 3)活塞冲程(S):上下两止点 活塞冲程(S): 3)活塞冲程(S):上下两止点 之间的距离。 之间的距离。 4)曲柄半径(R):与连杆下端 曲柄半径(R): 4)曲柄半径(R):与连杆下端 相连的曲柄销中心到曲柄回转中 心的距离。显然:S=2R 心的距离。显然:S=2 :S=
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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、 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)。
柴油机( engine)。 柴油机(diesel engine)。
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)。
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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,
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(一)四冲程汽油机基本工作原理
做功冲程( 180 CA) 做功冲程(0~180 °CA)
进、排气门仍关闭。当压缩 排气门仍关闭。 冲程接近终了时, 冲程接近终了时,火花塞发出电 火花, 火花,点燃被压缩的可燃混合气 放出大量的热能, ,放出大量的热能,使气缸内的 压力和温度迅速增加, 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 向下运动, 转动。 转动。
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(二)四冲程柴油机工作原理
燃 空 气 烧 后 的 废 气
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
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想想议议:
汽油机和柴油机的工作过程有什么相同 有什么不同点? 点,有什么不同点? 相同点 不同点
00:50 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。
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二、内燃机的分类
按点火方式分: (4)按点火方式分: 点燃式(如汽油机、气体燃料发动机); (1)点燃式(如汽油机、气体燃料发动机); 压燃式(如柴油机)。 (2)压燃式(如柴油机)。 按进气方式分: (5)按进气方式分: 自然吸气式发动机(非增压式发动机); (1)自然吸气式发动机(非增压式发动机); 强制吸气式(增压式发动机)。 (2)强制吸气式(增压式发动机)。
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(一)四冲程汽油机基本工作原理
排气冲程( 排气冲程(180~360 °CA) )
当膨胀接近终了时, 当膨胀接近终了时,排气门 打开, 打开,靠废气的压力进行自由排 气(排气门开启时废气压力与大 气压力之比大于临界压力比), 气压力之比大于临界压力比), 大部分废气自行排出。 大部分废气自行排出。活塞到达 下止点后再向上止点移动, 下止点后再向上止点移动,继续 将废气强制排到大气中。 将废气强制排到大气中 烧 后 的 废 气 燃
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四、往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
火 花 塞 进气门 气缸体 进气门 喷 油 器 气门 气缸盖
气门 气缸盖
气缸体
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(一)四冲程汽油机基本工作原理
1、化油器式汽油机: 化油器式汽油机: 汽油和空气在化油器内 混合成可燃混合气, 混合成可燃混合气,再输入 发动机气缸并加以压缩, 发动机气缸并加以压缩,然 后用电火花使之点火燃烧发 热而作功——传统式。 传统式。 热而作功 传统式
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(一)四冲程汽油机基本工作原理
2、汽油喷射式汽油机: 汽油喷射式汽油机: (2)气缸内直接喷射:将汽油直接喷射入气缸内同空气混 气缸内直接喷射: 合成可燃混合气并加以压缩, 合成可燃混合气并加以压缩,然后用电火花使之点火燃烧发 热而作功——(未来发展)。 热而作功 (未来发展)。
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二、内燃机基本概念
外燃机与内燃机
外燃机:燃料在机器外部燃烧,产生的热能输 外燃机 燃料在机器外部燃烧, 入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动 如蒸汽机。 机。如蒸汽机。 内燃机 内燃机:液体或气体燃料和空气混合后直接输 入机器内部燃烧而产生热能, 入机器内部燃烧而产生热能,然后再将热能转 变成机械能输出的热力发动机。 变成机械能输出的热力发动机。如活塞式内燃 机。
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三、基本术语
5)气缸工作容积( ):活塞从上止点到下止点所 5)气缸工作容积(Vh):活塞从上止点到下止点所 气缸工作容积 扫过的气缸容积。 扫过的气缸容积。 燃烧室容积( ):活塞在上止点时 活塞在上止点时, 6) 燃烧室容积(VC):活塞在上止点时,活塞上 方的空间叫燃烧室, 方的空间叫燃烧室,其容积叫燃烧室容积 7)气缸总容积 Va):活塞在下止点时, 气缸总容积( ):活塞在下止点时 7)气缸总容积(Va):活塞在下止点时,活塞上方 的容积称为气缸总容积。 的容积称为气缸总容积。
工程机械概论
第一章 内燃机基本原理与构造
教学目的与要求: 教学目的与要求:
掌握内燃机的总体结构与工作原理; 掌握内燃机的总体结构与工作原理;
重点、难点: 重点、难点:
能以性能指标为主线, 能以性能指标为主线,了解到与性能指标密 切相关的工作过程(循环、进气、排气、 切相关的工作过程(循环、进气、排气、燃 烧工程),分析影响性能指标的主要因素, ),分析影响性能指标的主要因素 烧工程),分析影响性能指标的主要因素, 找出提高内燃机性能的基本规律和技术措施。 找出提高内燃机性能的基本规律和技术措施。
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(一)四冲程汽油机基本工作原理
在发动机内, 在发动机内,每一次将热能转变成机械能都必须经过 吸入空气、压缩和输入燃料,使之点火燃烧而膨胀作功, 吸入空气、压缩和输入燃料,使之点火燃烧而膨胀作功,然 后将生成的废气排除这样一系列连续过程, 后将生成的废气排除这样一系列连续过程,称为一个工作循 环。...
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二、内燃机的分类
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二、内燃机的分类
按气缸排列方式分: (6)按气缸排列方式分: 直立式发动机 (1)单列发动机 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。 水平对置式发动机。
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二、内燃机的分类
直列四缸发动机 直列式:多用于六缸以下的发动机。 (1) 直列式:多用于六缸以下的发动机。 型式:它缩短了发动机的长度和高度, (2) V型式:它缩短了发动机的长度和高度,多用于八缸以 上的发动机。 上的发动机。 对置式: 型的特殊形式。 (3) 对置式:是V型的特殊形式。
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二、内燃机的分类方法
(8)按汽缸数目:单缸机,多缸机。仅有一个气缸 按汽缸数目:单缸机,多缸机。 的发动机称为单缸发动机; 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。 动机称为多缸发动机。 如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、 如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、 十二缸等都是多缸发动机。 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。 用四缸、六缸、八缸发动机。
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二、内燃机基本概念
内燃机是一种将热能转 变为机械能的热力发动 机。它是将燃料和空气 混合成可燃混合气, 混合成可燃混合气,在 气缸内燃烧变成热能, 气缸内燃烧变成热能, 再通过一定的机构使之 变成机械能。 变成机械能。由于燃料 的燃烧是在产生动力的 空间(通常为气缸) 空间(通常为气缸)中 进行的, 进行的,因此它被称为 内燃机。 内燃机。
2、汽油喷射式汽油机: 汽油喷射式汽油机: (1)进气管内喷射: 将汽油喷射入进气管内,同空气混合 进气管内喷射: 将汽油喷射入进气管内, 成可燃混合气,再输入发动机气缸并加以压缩, 成可燃混合气,再输入发动机气缸并加以压缩,然后用电火 花使之点火燃烧发热而作功——(现代轿车电控汽油喷射式 花使之点火燃烧发热而作功 ( 汽油机)。 汽油机)。
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(一)四冲程汽油机基本工作原理
吸气冲程( 180 CA) 吸气冲程(0~180 °CA)
活塞由上止点向下止点运 活塞上方气缸容积增大, 动,活塞上方气缸容积增大, 形成一定真空, 形成一定真空,此时排气门关 进气门打开, 闭,进气门打开,可燃混合气 由化油器经进气管、进气门吸 由化油器经进气管、 入气缸,历时一个活塞冲程, 入气缸,历时一个活塞冲程, 曲轴旋转180 转角。 180° 曲轴旋转180°转角。 油 和 空 气 汽
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