内燃机原理 ppt课件
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内燃机原理课件
第一章发动机的性能指标与循环分析§1.1 工质对活塞所作之功及示功图四．工质对活塞作功1．正功，负功在发动机工作循环的每一个冲程中，由于活塞总在运动，活塞顶面缸内工质和活塞背面缸外介质都要对活塞作功。
工质压力与活塞运动方向相同时，作正功，反之作负功。
2．冲程功，循环功每一冲程所作之功叫冲程功；每一循环所作之功叫循环功，图1各冲程压力形成的封闭曲线所包围的环积分面积表示。
五．四冲程发动机的示功图1．自然吸气四冲程发动机的示功图1)活塞背面压力p0在四个冲程中对活塞作功为零，因而循环功可由单缸内工质对活塞作功来计算；2)循环动力过程功：压缩与燃烧膨胀冲程所作之正功称为循环动力过程功，即：W1+W3进、排气冲程泵气功：进、排气过程中，工质对活塞所作之功，是排气负功与进气正功之和，即：W2+W3循环过程净功（指示功）：Wi=(W1+W3)-(W2+W3)= W1-W22．增压四冲程发动机示功图由于增压时缸内平均进气压力大于大气压力p0，一般也大于缸内平均排气压力，所以示功图上的泵气功为正功，净指示功为W i=W1+W2六．泵气过程功1．实际泵气功：W2面积2．理论泵气功：（p b-p k）V s，自然吸气机型为零。
3．泵气损失功：自然吸气机型为W2。
§1.2 动力、经济性能指标一. 两类指标 1) 指示性能指标以工质对活塞作功为计算基准的指标称为指示性能指标，简称指示指标。
直接反映工作循环进行的好坏。
包括指示功、平均指示压力、指示热效率和指示燃油消耗率。
2) 有效性能指标以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标，简称有效指标。
用于评定发动机实际工作能力的优劣。
二. 指示性能指标1. 循环指示功与平均指示压力1) 循环指示功：在气缸内完成一个工作循环工质对活塞所作的有用功。
用W i 表示。
W i=W 1+W 2（增压）Wi =(W1+W 3)-(W 2+W 3) = W 1-W 2 （自然吸气）2) 平均指示压力：单位气缸工作容积所作的循环指示功。
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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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。
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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。
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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
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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。
内燃机原理全 ppt课件
很明显：
Va = Vh + Vc
8、压缩比ε：气缸总容积与燃烧室容积之比称为 压缩比，以ε表示：
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。
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
铁道装备专业
第一章 内燃机的总体构造 与工作原理
第一节 内燃机概述 第二节 内燃机的总体构造 第三节 内燃机的基本工作原理
重点：结构、工作原理 难点：工作原理
第一节 内燃机概述
一、内燃机的定义及其分类
（一）内燃机的定义
内燃机是通过在热功转换空间内部的燃烧过程将 燃料中的化学能转变为热能，并通过一定的机构使之 再转化为机械功的一种热力发动机(简称热机)。 （二）内燃机的分类
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；
3.燃烧—膨胀过程 燃烧—膨胀过程是混合气燃烧、膨胀而作功的
过程。当压缩过程活塞到达上止点前，火花塞发 出电火花，将混合气点燃。混合气燃烧时放出大 量的热，气缸内气体的温度和压力骤增(这时进、 排气门都是关闭的)。在气体压力的作用下，活塞 向下止点移动，井通过连杆使曲轴旋转而作功。
由于机油在润滑系中的环流和飞溅．内燃机的运动件就 得到了润滑。 6、冷却系
冷却系的功用是将内燃机受热零件的热量传出，以保持 内燃机正常的工作温度(水温约80--90℃)。
多数内燃机采用水、风复合冷却系，它包括气缸周围和 气缸盖中的水套、散热器(水箱)、水泵和风扇。由于水泵的 作用，冷却水就在水套和散热器间循环流动，而内燃机需要 散出的热量则通过风扇和散热器散入大气中。
内燃机原理和构造.完整版PPT资料
四冲程循环.swf
7
二冲程柴油工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功 、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应 的内燃机叫二冲程内燃机.
8
柴油机工作原理
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。 当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中 还留有一些废气。 当曲轴旋转时，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时 ，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大： 造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空 气就不断地充入气缸。 当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很 高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量 ，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上 行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
11
柴油机工作原理
四. 排气冲程 第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排 出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。 当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞 在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废 气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲 程开始时，气缸内的气体压力比大气压力高0.025— 0.035MPa，其温度Tb＝725～925K。为了减少排气时活 塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打 开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速 下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上 行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净 ，排气阀在上止点以后才关闭。
影响：喷油提前角的大小对柴油机影响极大，若 其过大，将导致发动机工作粗暴；过小，最高压 力和热效率下降，排气管冒白烟。最佳喷油提前 角：即在转速和供油量一定的条件下，能获得最 大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。供油量 越大，转速越高，则最佳喷油提前角越大；最佳 喷油提前角还与发动机的结构有关
7
二冲程柴油工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功 、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应 的内燃机叫二冲程内燃机.
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柴油机工作原理
第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。 当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中 还留有一些废气。 当曲轴旋转时，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时 ，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大： 造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空 气就不断地充入气缸。 当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很 高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量 ，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上 行，但由于气流的惯性，气体仍能充人气缸。
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柴油机工作原理
四. 排气冲程 第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排 出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。 当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞 在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废 气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲 程开始时，气缸内的气体压力比大气压力高0.025— 0.035MPa，其温度Tb＝725～925K。为了减少排气时活 塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打 开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速 下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上 行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净 ，排气阀在上止点以后才关闭。
影响：喷油提前角的大小对柴油机影响极大，若 其过大，将导致发动机工作粗暴；过小，最高压 力和热效率下降，排气管冒白烟。最佳喷油提前 角：即在转速和供油量一定的条件下，能获得最 大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。供油量 越大，转速越高，则最佳喷油提前角越大；最佳 喷油提前角还与发动机的结构有关
《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
内燃机原理、结构PPT课件
第一章 发动机基础知识
• 第一节 发动机的分类和基本 构造
1
2
• 1. 分类
•
内燃机，根据其将热能转变为机械能的主要构件的型式，可分为活
塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式分为往复活
塞式内燃机和旋转活塞式内燃机两种。往复活塞式内燃机在汽车上应 用最为广泛，是本课研究的重点。
• 发动机（主要往复活塞式内燃机）分类方法很多，按照不同的分类 方法可以把发动机分成不同的类型，下面是其分类情况。
36
(3) 作功行程 • 作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气
门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角) 位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放 出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达3～ 5MPa，最高温度可达2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞 从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了 用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向 下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下 止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度 降低到1300～1600K。
和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的
直线运动。
15
16
• (2) 配气机构（图1-8）
•
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，
定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进
入。
• 气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构
大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动
5
1-2
6
• (3) 按照冷却方式分类
• 第一节 发动机的分类和基本 构造
1
2
• 1. 分类
•
内燃机，根据其将热能转变为机械能的主要构件的型式，可分为活
塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式分为往复活
塞式内燃机和旋转活塞式内燃机两种。往复活塞式内燃机在汽车上应 用最为广泛，是本课研究的重点。
• 发动机（主要往复活塞式内燃机）分类方法很多，按照不同的分类 方法可以把发动机分成不同的类型，下面是其分类情况。
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(3) 作功行程 • 作功行程包括燃烧过程和膨胀过程，在这一行程中，进气门和排气
门仍然保持关闭。当活塞位于压缩行程接近上止点(即点火提前角) 位置时，火花塞产生电火花点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧后放 出大量的热使气缸内气体温度和压力急剧升高，最高压力可达3～ 5MPa，最高温度可达2200～2800K，高温高压气体膨胀，推动活塞 从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械功，除了 用于维持发动机本身继续运转外，其余用于对外作功。随着活塞向 下运动，气缸内容积增加，气体压力和温度降低，当活塞运动到下 止点时，作功行程结束，气体压力降低到0.3～0.5MPa，气体温度 降低到1300～1600K。
和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的
直线运动。
15
16
• (2) 配气机构（图1-8）
•
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，
定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进
入。
• 气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构
大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动
5
1-2
6
• (3) 按照冷却方式分类
内燃机PPT课件(人教版)
料混合物；柴油机吸入的是空气。 紧缩冲程：柴油机缸内气体被紧缩的程度比汽油
机厉害，因此温度更高，压强更大。 点火方式：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
3、使用范围不同： 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和一些小型农业机械 （如插秧机、机动喷雾器）上。柴油比汽油便宜，但柴油机 比较笨重，主要用在载重汽车、火车、轮船、拖拉机、坦克 等方面。有的地方还用它带动发电机发电。
吸气冲程 紧缩冲程
做功冲程
排气冲程
（3）、汽油机的工作原理
高速运转
低速运转
吸气冲程
进气门打开，排气
门关闭。活塞由上端向 汽
下端运动，汽油和空气
油 和
组成的燃料混合物从进
空 气
气门吸入气缸。
紧缩冲程
进气门和排气门都 关闭，活塞向上运动， 燃料混合物被紧缩，压 强增大，温度升高。 紧缩冲程将 机械 能转化 为内 能
做功冲程
在紧缩冲程末尾，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。
能量转化：燃料燃烧产生高温高压的燃气是 将 化学 能转化为 内 能；燃气推动 活塞运动是将 内 能转化为机械 能。
排气冲程
进气门关闭，
排气门打开，活塞
燃
向上运动，把废气
内燃机
一、内燃机和种类内燃机：来自汽缸内燃燃料，生成高温高压的燃气，燃气推
动活塞做功。其中最常见的是汽油机和柴油机。
(1)汽油机
(2)柴油机
1、汽油机
（1）汽油机的构造 火花塞
进气门 活塞 连杆 曲轴
气缸 排气门
（2）汽油机的工作过程
冲程：活塞在往复运动中从
汽缸一端运动到另一端叫做 一 个冲程。
机厉害，因此温度更高，压强更大。 点火方式：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
3、使用范围不同： 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和一些小型农业机械 （如插秧机、机动喷雾器）上。柴油比汽油便宜，但柴油机 比较笨重，主要用在载重汽车、火车、轮船、拖拉机、坦克 等方面。有的地方还用它带动发电机发电。
吸气冲程 紧缩冲程
做功冲程
排气冲程
（3）、汽油机的工作原理
高速运转
低速运转
吸气冲程
进气门打开，排气
门关闭。活塞由上端向 汽
下端运动，汽油和空气
油 和
组成的燃料混合物从进
空 气
气门吸入气缸。
紧缩冲程
进气门和排气门都 关闭，活塞向上运动， 燃料混合物被紧缩，压 强增大，温度升高。 紧缩冲程将 机械 能转化 为内 能
做功冲程
在紧缩冲程末尾，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。
能量转化：燃料燃烧产生高温高压的燃气是 将 化学 能转化为 内 能；燃气推动 活塞运动是将 内 能转化为机械 能。
排气冲程
进气门关闭，
排气门打开，活塞
燃
向上运动，把废气
内燃机
一、内燃机和种类内燃机：来自汽缸内燃燃料，生成高温高压的燃气，燃气推
动活塞做功。其中最常见的是汽油机和柴油机。
(1)汽油机
(2)柴油机
1、汽油机
（1）汽油机的构造 火花塞
进气门 活塞 连杆 曲轴
气缸 排气门
（2）汽油机的工作过程
冲程：活塞在往复运动中从
汽缸一端运动到另一端叫做 一 个冲程。
单缸四冲程内燃机工作原理课件
2023
PART 05
内燃机的应用与未来发展
REPORTING
应用领域
交通运输
内燃机广泛应用于汽车、摩托车、船舶和飞机等 交通工具，提供动力。
农业机械
农用拖拉机、收割机等农业机械也主要依赖于内 燃机作为动力源。
工业应用
在工业领域，内燃机用于驱动泵、压缩机和发电 设备等。
未来发展趋势
高效节能
提高内燃机的效率和降低能耗是未来的重要发展方向。
REPORTING
工作特性
四个冲程
内燃机完成一个工作循环需要经 过进气、压缩、做功和排气四个
冲程。
高温高压
在压缩和做功冲程中，燃料燃烧产 生高温高压气体，推动活塞运动。
连续运转
内燃机连续运转，循环往复，实现 连续输出动力。
影响因素
01
02
03
燃料品质
燃料的热值、含硫量等品 质参数影响内燃机的燃烧 效率和性能。
运转。
四个冲程的工作过程 吸气冲程
总结词
排气门打开，活塞向上移动，排 出燃烧后的废气。
详细描述
在排气冲程中，排气门打开，活 塞向上移动，排出燃烧后的废气。 这个过程为新的工作循环做好准备。
2023
PART 03
发动机的组成与工作原理
REPORTING
汽缸盖和汽缸体
汽缸盖
汽缸盖是发动机的重要组成部分，通常由金属制成，其主要功能是封闭汽缸并 为其提供燃烧室。
汽缸体
汽缸体是发动机的基础部分，通常由铸铁或铝合金制成。它承载着活塞、曲轴 和连杆等运动部件，并作为燃烧室的主体。
活塞和连杆
活塞
活塞是发动机中的关键部件之一，它在汽缸内进行往复运动，将热能转化为机械 能。
内燃机内燃机公开课PPT课件
2024/1/28
16
增压技术在内燃机中应用
01
02
03
增压方式
常见的增压方式有机械增 压、涡轮增压和复合增压 等。
2024/1/28
增压原理
通过提高进气压力，增加 发动机的进气量，从而提 高发动机的功率和扭矩。
增压效果
增压技术可以显著提高发 动机的功率密度和燃油经 济性，但也会增加发动机 的复杂性和成本。
空气供给系统
包括空气滤清器、进气管等， 负责为内燃机提供清洁的空气
03
混合气形成装置
如化油器或电子控制喷油装置 ，用于将空气和燃油按一定比
例混合形成可燃混合气
7
润滑与冷却系统
01
润滑系统
02
冷却系统
包括机油泵、机油滤清器、机油冷却器等，负责为内燃机各部件提供 润滑和冷却，减少磨损和摩擦热
2024/1/28
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。
20
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
。
2024/1/28
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
部件检查
根据故障现象和检测结 果，分析可能的原因和
保证发动机内部清洁，延长发动机使用寿命 。
定期检查点火系统
保证点火系统正常工作，提高发动机燃烧效 率。
2024/1/28
定期检查空气滤清器
防止空气滤清器堵塞，保证发动机进气顺畅 。
定期检查排放系统
保证排放系统畅通，减少环境污染。
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。
内燃机原理PPT课件
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
北京航空航天大学汽车工程系
汽车发动机原理
北京航空航天大学汽车系 主讲：徐 斌
主要内容
•绪论 •（第31学章时性）能指标与影响因素 （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2章发动机工作循环
（ •第43学章时发）动机燃料特性
（ •第24学章时换）气过程
（ •第55学章时混）合气形成和燃烧
11:56
汽车发动机原理---绪论
汽车工程系 4
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 发动机实验技术
发动机原理
（专业核心课）
汽车电子技术 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）
11:56
汽车发动机原理---绪论
汽车工程系 5
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。
汽车工程系 8
§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。
1915 第一台涡轮
增压发动机原理结
11:56
构
汽车发动机原理---绪论
汽车工程系 9
§0-1内燃机发展概况 转子发动机—Wankel发动机
• 1957年第一 台转子发动机， Wankel
北京航空航天大学汽车工程系
汽车发动机原理
北京航空航天大学汽车系 主讲：徐 斌
主要内容
•绪论 •（第31学章时性）能指标与影响因素 （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2章发动机工作循环
（ •第43学章时发）动机燃料特性
（ •第24学章时换）气过程
（ •第55学章时混）合气形成和燃烧
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汽车发动机原理---绪论
汽车工程系 4
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 发动机实验技术
发动机原理
（专业核心课）
汽车电子技术 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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汽车发动机原理---绪论
汽车工程系 5
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。
汽车工程系 8
§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。
1915 第一台涡轮
增压发动机原理结
11:56
构
汽车发动机原理---绪论
汽车工程系 9
§0-1内燃机发展概况 转子发动机—Wankel发动机
• 1957年第一 台转子发动机， Wankel
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PPT课件
6
2、负荷特性曲线变化规律分析：
图9-4是柴油机按负荷特性运转时一些参数随负
荷变化的一般规律曲线。
①柴油机增加负荷就意味着增加每循环供油量，所
以每小时的耗油量Gf随负荷增加而增加； ②过量空气系数则随负荷增加而减小；
③供油量多，放热也多，使排气温度tr随负荷增加 而升高；
④有效燃油消耗率ge的变化规律也与汽油机相似。 ⑤排气烟度随负荷的增加而增加，但在低负荷时增
1、负荷特性曲线上可看出不同负荷下的燃油消耗率。 2、根据各种转速下的负荷特性，可以绘制万有特性。 3、负荷特性是内燃机最基本的特性，容易测定，在 内燃机的调试过程中，经常用负荷特性作为性能比较 的标准。 4、负荷特性给出了在等速情况下，内燃机的负荷与 燃油消耗率的关系。
PPT课件
4
三、汽油机的负荷特性 1、定义：汽油机转速一定时，
Meb -标定工况时的扭矩值(N·m)。
内燃机的扭矩储备系数越高，表示汽车或工
程机械在不换挡的情况下，内燃机克服外界阻力
的潜力越大。
PPT课件
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2、转速储备系数(或转速适应性系数)
neb
n nMe max
（9-2）
式中 neb -标定转速(r／min)；
nMemax -最大扭矩时的转速(r／min)。
1．固定式工况（如图9-1中的直线l所示。）
转速几乎保持不变，功率则随工作机械负荷的大小由零 变到最大的工况称为内燃机的固定式工况，亦称直线工况。
2．螺旋桨工况（如图9-1中的曲线2所示。）
功率与转速之间具有一定的函数关系的工况称为螺旋桨
工况，也称函数工况。当内燃机驱动空气中或水中的螺旋桨
工作时，即N=f(n)。这时螺旋桨的扭矩与转速的平方成正比， 功率与转速的3次方成正比，即Ne=Kn3,K为比例常数。 3．车用工况（如图9-1中阴影部分所示。）
②汽油机的机械损失主要与转速有关。
PPT课件
5
四、柴油机的负荷特性 1、定义：柴油机转速一定 时，每小时燃油消耗量Gf和 有效燃油消耗率ge等性能指 标随循环供油量变化而变 化的特性。在柴油机运转 中，进气量变化不大，主 要是通过改变每循环供油 量来改变混合气的浓度(即 过量空气系数。)，从而调 节柴油机的负荷，所以又 称为质调节。
内燃机的转速储备系数越高，表示内燃机利
用内部运动零件的动能来克服短期超负荷的能力
越强。有时也用扭矩储备系数和转速储备系数之
积(称为适应性系数K)来表示内燃机动力性能对外
界阻力变化的适应能力，即
K M n (9-3)
PPT课件
11
二、柴油机的速度特性 （一）定义：当喷油泵油量调节杆(拉杆或齿杆)位置一定时， 柴油机的性能参数随转速变化的关系。当喷油泵油量调节杆 限定在标定功率位置时，测得的速度特性为全负荷的速度特 性(外特性，见图9-9)。油量调节杆固定在小于标定功率位 置所测得的速度特性，为部分负荷的速度特性(图9-10)。
PPT课件
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第四节 调速特性
一、定义：当柴油机的调速手柄固定在某一位置时，由调速 器自动控制喷油泵油量调节杆(拉杆或齿杆)的移动，使负荷从 零变到最大，此时柴油机的扭矩Me、功率Ne和有效燃油消耗率 ge等参数随转速的变化关系称为调速特性。它主要用以考核调 速器的性能是否满足使用要求。
每小时燃油消耗量Gf和有效燃油消 耗率ge等性能指标随节气门开度变 化而变化的特性。通过改变节气 门的开度、进而改变进入气缸的 混合气量来调节的(量调节) 从而 调节汽油机的负荷的，所以其负 荷特性也称为节流特性。图9--2 所示汽油机的负荷特性曲线。
①转速一定时，每小时燃油消耗量Gf，主要决定于节气门 开度和混合气浓度。随着节气门开度加大，充入气缸的混 合气量迅速增加，因而Gf随之增加。
调节特性 2）随运行工况而变化的特性称为性能特性(简
称特性)。通常这种变化关系是用曲线形式表示， 故称它为特性曲线。
内燃机的特性很多，其中主要的是速度特性和 负荷特性。
PPT课件
3
第二节 负荷特性
一、定义：所谓负荷特性是指内燃机转速不变时，其 性能参数(Gf、ge、tr等)随负荷而变化的关系。 二、实际意义：
第九章 内燃机的特性 第一节 内燃机的工况与特性
一、内燃机工况的表示方法： 1、内燃机的功率Ne、扭矩Me和转速n之间有如 下关系： （kW）
Me
318.3 peVhi
K
pe
(N.m)
式中，
，对于一定的内燃机是
一常数，所以扭矩Me与平均有效压力pe成正比。
PPT课件
1
二、内燃机工况的分类
根据内燃机所驱动的工作 机械负荷和转速的变化情况， 内燃机的工况大致可分为3类。
加缓慢，且低负荷时烟度很小，肉眼看不出．可认
为排气无烟。在高负荷时，烟度增加迅速，当接近
最大功率时，混合气形成和燃烧恶化，燃烧不完全，
排气烟度急剧增加。
PPT课件
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第三节 速度特性
内燃机速度特性的定义：当内燃机的燃料供给调
节机构(化油器节气门或喷油泵油量调节杆)位置一定 时，内燃机的性能参数(Ne、Me、ge、等)随转速变化 的关系称为速度特性。
内燃机的功率和转速都独立地在很大范围内变化，它们
之间无一定的函数关系，这种工况称为车用工况，亦称面工
况。
PPT课件
2
三、内燃机的特性及其特性曲线 1、内燃机调整情况及运行工况变化时，其主要性
能参数(N0、MO、ge等)也随之改变，这种变化关系
称为内燃机的特性。 1）随内燃机各项调节参数而变化的关系称为
一、汽油机的速度特性
（一）定义：化油器式汽油机的速度特性是在节气
门开度一定、点火提前角和化油器按使用工况调整完
好的情况下，汽油机的性能参数随转速变化的规律。
当节气门全开时，所测得的速度特性为全负荷的速度
特性(习惯上亦称外特性)。节气门部分打开时所测得
的速度特性，称为部分负荷的速度特性(或称部分特
性)。内燃机的外特性表示不同转速下内燃机所能发
出的最大扭矩和最大功率，代表了内燃机所能达到的
最高动力性能。
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PPT课件
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(二)内燃机的适应性系数 衡量内燃机动力性能的指标之一是适应性系
数。它表示内燃机动力性能对外界阻力变化的适 应能力。 1、扭矩储备系数(或扭矩适应性系数)
M
பைடு நூலகம்
M emax M eb
（9-1）
式中 Memax-特性曲线上的最大扭矩值(N·m)；