第6章_内燃机分类及工作原理.
内燃机原理与构造
水冷式的。 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃
机、直列式内燃机、V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机(图1-1b)、斜 置式内燃机。 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
型号示例：
柴油机 YZ6102Q—六缸直列、四冲程、缸径102mm、水冷、汽车
用（YZ为扬州柴油机厂代号）； 12V135ZG—12缸、V型、四冲程、缸径135mm、水冷、
增压、工程机械用； 12VE230ZCZ—12缸、V型、二冲程、缸径230mm、水冷、
增压、船用主机、左机基本型。 汽油机 （1）1E65F—单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型； （2）12V135ZG—12缸、V形、四冲程、缸径135mm、水
轿车柴油机(55KW/4200rpm)
全铝结构（气缸盖、气缸体、 曲轴箱） 贯穿螺栓强化整机强度 刚度 四气门，双顶置凸轮 (DOHC) 直喷，增压中冷 可变截面增压器 （VNT） 共轨燃油喷射系统(CR) 带中冷EGR和进气控制 的空气管理 可变进气涡流（选装） 氧化催化器
柴油机与汽油机比较，各有优缺点（表1-3）
（5）、示功图
ra－进气行程 ac－压 缩行程 czb－做功行 程
z－最高燃烧压力 b－ 做功终点 r－排气终点
Ｐ0－大气压力
2、四冲程柴油机结构特点与工作原理
柴油机所用的燃料是柴油。与四冲程汽油机 相比基本结构特点是没有火花塞，喷油器直 接安装在气缸顶部，向气缸内喷油（图1-7） 其工作原理与四冲程汽油机也有所不同，在 进气行程，进入气缸的是纯空气，而不是可 燃混合气；在压缩行程末，喷油器向气缸喷 入高压柴油，由于气缸的高温高压作用，柴 油迅速着火燃烧，使气体急剧膨胀，推动活 塞做功。其着火方式属于压燃式，而不是汽 油机的点燃式。
内燃机设计第6版
内燃机设计第6版内燃机设计第6版第1章引言内燃机是一种将化学能直接转化为机械能的装置，广泛应用于交通运输、工业生产和家庭生活等领域。
随着技术的进步和环境意识的增强，内燃机设计正面临着新的挑战和机遇。
本版《内燃机设计》旨在介绍最新的设计理念、技术和方法，以满足用户需求和环境要求。
第2章内燃机基本原理2.1 内燃机分类内燃机可分为点火式和压燃式两大类。
点火式内燃机在燃料与空气混合后，先通过点火方式引燃，然后使燃烧产生高温高压气体推动活塞运动。
常见的点火式内燃机有汽油机和柴油机。
压燃式内燃机则是在燃料与空气混合后，通过压力升高使燃料自燃，然后推动活塞产生工作。
典型的压燃式内燃机有喷气发动机和火箭发动机。
2.2 内燃机工作循环内燃机的工作循环一般分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
进气阶段是通过气门将空气和燃料引入燃烧室；压缩阶段是活塞向上行程时，将混合气体压缩成高压气体；燃烧阶段是点火引燃混合气体，产生高温高压气体推动活塞运动；排气阶段是活塞向下行程时，将燃烧产生的废气排出燃烧室。
第3章内燃机设计参数3.1 性能参数内燃机的基本性能参数包括功率、扭矩和燃料消耗率。
功率是内燃机在一定时间内所能输出的机械功率，通常用千瓦（kW）表示。
扭矩是内燃机输出的转矩，用牛顿米（Nm）表示。
燃料消耗率是指单位功率所需的燃料消耗量，用克/千瓦小时（g/kWh）表示。
3.2 几何参数内燃机的几何参数主要包括缸径、行程和缸数。
缸径是活塞直径，通常用毫米（mm）表示。
行程是活塞上下运动的距离，用毫米（mm）表示。
缸数是内燃机的气缸个数，常见的有单缸、双缸、四缸等。
3.3 材料参数内燃机所使用的材料对性能和寿命有直接影响。
活塞、气缸套等运动部件通常采用铝合金或钢材料制造，以保证强度和耐磨性。
气门、气门座等部件则采用耐高温和耐腐蚀的合金材料。
第4章内燃机燃烧过程4.1 燃烧理论内燃机的燃烧过程是燃料与空气混合后发生的化学反应。
6章30内燃机燃烧模型-2010
/ d
dW/d
其中，VCR 为环缝的容积。
dQB dT dV dQW dmCR mCV p (h u0 ) d d d d d
燃烧模型
单韦伯公式（燃烧放热百分率） 1 mb 6 .908Biblioteka y m 0 x 1 e y m z
（2）微分模型
通过求解空间平均湍流参数的简化常微分方程来确定这 些湍流参数。 ① 单方程模型。针对求解湍能 k。 ② 双方程模型。求解湍能 k和耗散率ε。
1）代数湍流模型
由现象分析提出的假设：
①火焰的传播首先是由于流场中大的湍流涡团把新鲜混合气 卷入火焰锋面，卷吸速度正比于湍流强度，然后在Taylor微 尺度量级的小涡团内以层流的方式进行燃烧，在此尺度下扩 散过程是分子过程。 ②质量燃烧率正比于涡团对未燃气体的卷吸率。 ③湍流的强度和特征尺度取决于发动机的转速和结构。即湍 流度与转速成正比，积分尺度与气阀升程或点火时燃烧室的 高度成正比。
0
1）混合气准备模型Whitehouse
B — —准备率（蒸发率）， R — —反应率 (B R ) d0为预混合燃烧期，燃烧
0
取决于反应率 R 决于蒸发率 B
(B R ) d 0为扩散燃烧期，燃烧取
0
C1 p o 2 exp( C2 / T ) I dx f (C i , ) Gf N T d C5 C4) C G C 4 G ( C1 p u o2 / G f 3 i I
两类方法
① 从物理概念出发的半经验公式：如单韦伯公式 ② 从现象出发的偏重数学技巧的经验公式：如双韦伯公式
（1）零维模型
1) 混合气准备模型Whitehouse 观点
(完整版)内燃机原理课后习题与答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
内燃机原理课件
•
pb=0.3~0.5MPa；Tb=1500 ~ 1700K
4. 排气过程
• 作用：排出气缸中燃烧后的废气，以便充入可 燃混合气。
• 实现：排气门开启，进气门保持关闭，活塞由 下止点向上止点移动排出废气。
• 主要参数：pr=0.105~0.12MPa；Tr=900 ~ 1100K • 残余废气占进入气缸的新鲜混合气质量比例
• 3．提高内燃机的可靠性和耐久性。 • 4．降低废气中有害排放和噪声。
(二)内燃机技术的发展动向
• 1．电子技术的应用。 • 2 ．采用增压技术。 • 3．汽油机稀燃—速燃技术。 • 4．汽油机缸内喷射分层燃烧技术。 • 5．柴油机采用直喷式燃烧系统。 • 6 ．提高柴油机燃油喷射压力。 • 7．排气后处理技术。 • 8．采用代用燃料。
燃机
• 5．进气状态：非增压式和增压式。 • 6．气缸布置形式：直列式、V形、卧式、对置式。 • 7．用途：汽车用、工程机械用、农用、拖拉机用、
发电用、机车用、船舶用、坦克用等。
• 8．转速：高速、中速和低速； • 9 ．气缸数：有单缸、双缸、多缸内燃机。
二、内燃机的优缺点
• 优点： • 1．热效率高，即燃油消耗率低，经济性好，
2．压缩过程
• 作用：在燃烧前将混合气压缩，使其容积缩小， 密度增大，温度升高，在燃烧过程迅速燃烧以 产生较大的压力，使发动机发出较大的功率。
• 实现：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。
• 主要参数：pc=0.85~2MPa；Tc=600 ~ 700K
• 工作条件：受力复杂， 受气体爆发压力、螺栓 预紧力、往复惯性力、 旋转惯性力、倾倒力矩 作用。
• 要求：强度、刚度大， 结构紧凑。
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。
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)：
内燃机的工作原理
内燃机的工作原理
内燃机是以化学能为基础，将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的一种动力装置。
其工作原理主要分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排气。
1. 进气阶段：活塞下行时，汽缸内形成一个负压区域，进气门打开，外界空气通过进气道进入汽缸。
进气门关闭后，进气阀门不再进气，直到下一个进气阶段开始。
2. 压缩阶段：进气阶段结束后，活塞上行，使气缸内空气被压缩。
这个过程中，气缸内的空气体积减小，同时压力和温度上升。
3. 燃烧阶段：当活塞上行至上止点时，高压点火系统将点火阻塞插入到气缸内，并喷射燃料进入气缸。
燃料与空气混合后，被点火阻塞点燃，发生爆炸燃烧。
爆炸燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动。
4. 排气阶段：活塞下行时，排气门打开，将燃烧产生的废气排出汽缸。
排气门关闭后，进入下一个循环的进气阶段。
通过不断重复这四个步骤，内燃机不断地将燃料的化学能转化为机械能，并驱动车辆、船舶、发电机等各种机械设备工作。
内燃机以其高效率和方便易用的特点，在各个领域得到广泛应用。
6-第六章 柴油机燃烧
第六章柴油机燃烧由于能源短缺和人类对环境保护的日益关切，使得内燃机技术工作者对柴油机燃烧、经济性以及排放产生极大的兴趣。
然而，柴油机的燃烧过程是相当复杂的，它的详细机理还不十分清楚。
柴油与空气的可燃混合气在燃烧室内若干部位产生自燃，而与此同时，一些其他地方燃油可能仍处于液态。
许多发动机在运行条件下，着火开始而燃油仍在继续向燃烧室内喷射。
此时燃烧室内的燃油同全部喷射油量之比对燃烧过程有相当大的影响。
而燃油在燃烧室内的分布规律对燃烧的组织及其形态、对排放的形成都有重要影响。
本章就柴油机燃烧的基本内容及其目前发展做一分析论述。
§ 1 燃料的喷射与蒸发1.1 喷射油束的形态燃料在高压下经喷油器孔口射入燃烧室内，随着时间进展，燃料油束向前伸展和扩张。
为了解喷雾发展过程，人们通过等容模型燃烧室对单个油束的观察，得到有关喷射特性的认识。
1．高压、室温条件下喷射的油束日本学者藤本等人用高压等容模型燃烧室在室温条件下做试验。
燃烧室内压力为p0=0.098~9.91MPa，喷孔直径为0.27mm，喷油量取0.09g，喷油器开启压力p j=33.7MPa。
试验表明，从喷射开始后约0.5ms 至喷射结束时，油束形态有类似模式，如图6-1所示。
一个充分发展的油束，可将其分成各具特征的若干部分。
主流区：位于油束核心部分，单位体积内油滴量多，粒度大，流速大，动量大，为高密度的主流部分。
混流区：燃料油滴数量少，粒度也小，流速低，在油滴间卷吸入大量空气形成浓度减小的混合流域，它处于主流区的周围。
初始部分l s：油束刚离喷口具有较明显的圆锥形部分的长度。
混合部分l c：从初始部分末端至油束边界成湍流状态部分的长度。
穿透部分l p：为l s+l c，即基本保持圆锥形部分的长度。
稀释部分l d：油束的顶端，燃油稀疏部分。
通过观察和测量得知，喷射油束卷吸周围空气进入穿透部分。
而油束顶端在向前伸展中一方面排开周围空气，同时也卷吸进一些空气形成不断增长的逐渐稀薄的可燃混合气。
汽车发动机工作原理及总体构造
表面点火：由于ε过大
P、T过高，在电火花之前可燃混合气就被燃
烧室炽热的表面点燃的另一种不正常燃烧。表面点火发生时，伴有沉闷的
敲缸声，产生的高压使发动机负荷↑，寿命↓。
*
① 现代汽油机的压缩比一般为ε= 6—9（个别轿车可达9—11）。 ② 柴油机靠压缩自燃，所以压缩比设计等较高ε=16—22。具有较好的
二、经济性指标：
1、 燃油消耗率be：发动机每发出1KW有效功率，在1h内所消耗的燃油量。 be= B x1000 (g / kwh ) ； B—发动机每小时的耗油量(kg/h)——可测定 Pe
三、发动机的运转性能指标：
1、 排气品质：有害气体成分的限制标准。P41 2、 噪声：车外噪声标准 美日欧韩：74---80 dB(A) 中国：82---89dB(A)
P0
P0
“柴” 1.25
1.05---
四：四冲程汽油机和柴油机的优缺点比较 汽油机：（优点）ε较小，体积小，重量轻，转速较高，动力性好。
制造维修成本低，噪声小，起动容易。主要用于轿车、微型 车（客车、货车）、军用越野车。
（缺点）燃料经济差，排污大（HC、N0x、CO）
柴油机：（优点） ε较大，燃料燃烧完全，经济性好。
（缺点）由于ε较大 P、T较高，所以体积大、重量大，转速 较低，制造维修成本高（喷油泵、喷油器加工精度要求高）。 常用于中、重型货车。（对经济性要求高，动力性要求较低）。
同排量的单缸与多缸发动机优缺点比较：
单缸：结构简单、重量轻。运转不平稳、冲击振动大。
多缸：与单缸相反。发火间隔角
=720 º/ i （ i—— 缸数）。
1、进气行程：
进入气缸的是
柴油机：新鲜空气。
汽油机：汽油与空气的混合物。
柴油机的工作原理
柴油机的工作原理柴油发动机工作原理将能量转化为机械能的机器称为发动机。
根据能源的不同，各种发动机可分为：风力涡轮机（以下简称风力涡轮机）；液压发动机（简称液压发动机）；热机等将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的发动机统称为热机，如蒸汽机、柴油机等。
根据燃料燃烧过程的位置，热机可分为外燃式发动机和内燃式发动机。
燃料在发动机外部燃烧的热机被称为外部内燃机。
例如蒸汽机（往复式）、蒸汽轮机（旋转式）等。
燃料直接在发动机内部燃烧的热机称为内燃机。
如柴油机、汽油机、天然气发动机等。
内燃机就是利用燃料燃烧后产生的热能来做功的。
柴油发动机是一种内燃机，它是柴油在发动机汽缸内燃烧，产生高温高压气体，经过活塞连杆和和曲轴机构转化为机械动力。
一、活塞式内燃机的工作原理把柱塞装在一个一端封闭的圆筒内，柱塞顶面与圆筒内壁构成一个封闭空间，如果用一个推杆将柱塞和一个轮子连接起来，则柱塞移动时，便通过推杆推动轮子旋转，从而把空气所得到的热能转化为推动轮子旋转的机械能。
内燃机的工作过程，就是按照一定的规律，不断地将燃料和空气送入气缸，并在气缸内着火燃烧，放出热能。
燃气在吸收热能后产生高温高压，推动着活塞作功，将热能转化为机械能。
它是由一个独立的发动机所构成。
工作时燃料和空气直接送到发动机的气缸内部进行燃烧，放出热能，形成高温、高压的燃气，推动活塞移动。
然后通过曲柄连杆机构对外输出机械能。
1.气缸体2.喷油器3.进气门4.排气门5.活塞6.连杆7.曲轴二、内燃机的机械传动机构在往复式内燃机中，曲柄连杆机构的作用是将活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，从而实现热能和机械能的相互转换。
它由活塞1、连杆3和曲轴4组成。
活塞只能沿气缸沿直线前后移动。
曲轴由两个中心线呈直线的轴组成。
其中一根轴安装在主体的中心孔内，称为主轴。
主轴只能绕其在机体座孔内的中心线旋转。
另一根轴通过曲柄与主轴相连，称为连杆轴。
它绕主轴旋转。
连杆为两端开孔的直杆，一端与活塞连接；另一端与连杆轴相连，连杆轴随着活塞的移动和曲轴的旋转而摆动。
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
内燃机总体构造与工作原理
内燃机的总体构造与工作原理第一章内燃机的总体构造内燃机是热机的一种,它区别于其它型式的特点,是燃料在机器内部燃烧,燃料燃烧时释放出大量的热量,使燃烧后的气体(燃气)膨胀推动机械做功。
燃气是实现热能向机械能转化的媒介物质，这种媒介物质称工作介质（简称工质）。
往复活塞式发动机是应用最早、最广泛的一种，旋转活塞式是近代在国内处发展起来的一种新型内燃机。
往复活塞式内燃机有许多不同型式：按所用的燃料不同分为汽油机和柴油机；按点火方式不同分为点燃式和压燃式；按实现工作过程的行程数不同分为四冲程和二冲程内燃机。
不同型式的内燃机虽然都有它的特点，但它们都要完成将热能向机械能转化这一根本任务。
在内燃机中热能与机械能转化与反转化这一对矛盾是其本矛盾。
它的存在和发展，规定动着其它矛盾的存在和发展。
为了实现这一转化，内燃机必须由一系列的机构和系统所组成。
二个机构：（一）柄连杆机构：主要零件有：气缸体、曲轴箱、所缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等。
活塞通过连杆与曲轴相连。
活塞在气缸中往复运动时，连杆摆动并使曲轴作旋转运动。
反之，曲轴转动时，可使活塞在气缸中作往复直线运动。
燃料在气缸中燃烧时，燃气膨胀作用在活塞上的压力，借助于连杆转变为曲轴的旋转力矩，使曲轴带动工作机械做功。
固定在曲轴后端的飞轮，它能储存能量，使曲轴均匀旋转。
（二）配气机构包括：进气门、排气门、凸轮轴及其它驱动件等。
汽油机或柴油机为了连续不断地工作，必须把膨胀做功后的废气从气缸中排出，吸入由汽油或者柴油和空气组成的可燃混合气，即要进行换气。
配气机构是根据工作过程的需要，适时的开启和关闭进气门和排气门，完成换气过程。
由此可见，上述两个机构是内燃机中实现将热能转化为机械能所必须的主要机构。
但是，必须向气缸供给可燃混合气，使之燃烧，不然，内燃机中不可能有热能向机械能转化。
因此，为了使内燃机运转，还要有以下几大系统。
1、燃料供给系：它担负着向气缸内供给可燃混合气的任务。
第6章动力循环
– 提高热效率 – 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 – 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 – 可兼作除氧器
使用
– 小型火力发电厂回热级数一般为1～3级，中大型火 力发电厂一般为 4～8级。
三、热电联供循环
过热器
1 汽轮机
锅炉
4
给水泵
3
2' 热用户
背压式热电联产循环简图 背压>0.1MPa
尽管采用了高参数、再 热、回热等措施，循环 热效率仍低于50％，大 部分被排放于冷却水或 大气中，这部分热能数 量虽大，但因温度接近 于环境温度，故不能用 来转换为机械能。为了 充分利用热能，自然地 联想到用发电厂作了功 的蒸汽的余热来满足热 用户的需要，这种作法 称为热电联供。
汽轮机作功：
ws,12 h1 h2
水泵绝热压缩耗功：
ws,34 h4 h3
循环净功：
wnet (h1 h2 ) (h4 h3)
锅炉中的定压吸热量：
朗肯循环
q1 h1 h4
凝汽器中的定压放热量：
热效率：
q2 h2 h3
t
wnet q1
ws,12 ws,34 q1
1 q2 q1
我国已成批生产功率分别为200MW、300MW、 600MW的锅炉、汽轮机和发电机组；
热力发电厂这样以水蒸气为工质的蒸汽动力装 置工作循环称为蒸汽动力循环。
Gas Cooled Reactors (GCR)
Uses carbon dioxide used as coolant. Graphite moderators allow use of natural
热电联供循环的评价
只采用热效率不够全面，能量利用系数
已被利用的能量 K 工质从热源得到的能量
内燃机的工作原理
内燃机的工作原理
内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置，它是现代工业和交
通运输中不可或缺的动力来源。
内燃机主要分为汽油机和柴油机两种类型，它们的工作原理虽有所不同，但基本原理是相似的。
内燃机的工作原理可以分为四个基本过程，进气、压缩、爆燃和排气。
首先是
进气过程，气缸内的活塞向下运动，打开进气阀，使空气和燃料混合物进入气缸内。
然后是压缩过程，活塞向上运动，关闭进气阀，将混合气体压缩至高压状态。
接着是爆燃过程，当混合气体被压缩至最高压力时，点火系统会引发火花，使混合气体燃烧，产生高温高压的燃烧气体。
最后是排气过程，活塞再次向下运动，打开排气阀，将燃烧后的废气排出气缸外。
在汽油机中，燃料和空气是在进气道中混合后进入气缸，点火系统通过火花塞
点火，使混合气体燃烧。
而在柴油机中，空气先进入气缸，然后燃油喷射器将燃油喷入气缸内，通过高温高压的空气自燃，完成燃烧过程。
内燃机的工作原理涉及热力学、燃烧化学、流体力学等多个学科知识，其工作
过程复杂而精密。
在实际应用中，内燃机的工作效率受到多种因素的影响，包括燃料的质量、点火系统的稳定性、气缸的密封性等。
因此，对内燃机的工作原理进行深入研究，不仅可以提高内燃机的效率，还可以减少对环境的影响，实现能源的可持续利用。
总的来说，内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置，其工作
原理包括进气、压缩、爆燃和排气四个基本过程。
通过对内燃机的工作原理进行深入研究和优化，可以提高内燃机的效率和可靠性，推动工业和交通运输的发展。
九年级物理内燃机知识点
九年级物理内燃机知识点
九年级物理内燃机的知识点包括以下内容：
1. 内燃机的基本原理：内燃机通过燃烧燃料产生高温高压气体，利用气体膨胀推动活
塞运动，从而做功。
一般包括四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
2. 内燃机的组成部分：内燃机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气和排气系统、点
火系统以及冷却系统等部分组成。
3. 四冲程往复式内燃机：四冲程往复式内燃机包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和
排气冲程。
进气冲程进气门打开，活塞向下运动，气缸内充满混合气；压缩冲程进气
门关闭，活塞向上运动，将混合气压缩；燃烧冲程点火后，混合气燃烧膨胀，推动活
塞向下运动；排气冲程排气门打开，活塞向上运动，将废气排出。
4. 内燃机的燃料：常用的内燃机燃料有汽油和柴油。
汽油为轻质油品，在较低温度下
易挥发燃烧；柴油为重质油品，相对汽油燃点较高。
5. 点火系统：点火系统用于在燃烧室中提供电火花，点燃混合气。
包括点火塞、点火
线圈、分电器、蓄电池等组成。
6. 排气系统：排气系统用于将燃烧后的废气排出，包括排气管、消声器等。
7. 冷却系统：冷却系统用于保持发动机温度适宜，防止过热。
一般采用循环冷却方式，通过水泵将冷却液流动起来，带走发动机产生的热量。
8. 发动机效率：发动机的效率指的是发动机输出的功的比例。
理论上，发动机效率可
以达到百分之四十左右，但实际上常常小于这个值。
以上是九年级物理内燃机的一些基本知识点，希望对你有所帮助。
- 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)。
四行程汽油机的工作原理
2、四行程汽油机工作原理 进气 压缩
进 气 进 气 门 开 启
三、内燃机燃料性质概述
2、柴油的使用性能： ① 低温流动性及雾化性： 柴油的浊点：柴油在较低的温度下，会析出高分子烷烃的结晶， 使其流动性下降而呈现悬浊状态，这一温度称为柴油的浊点。 柴油的凝点：柴油在温度下降到浊点以下，会形成网状结晶， 使其彻底失去流动性，这一温度称为柴油的凝点。我国的轻柴油 按凝点编号：10号、0号、—10号、—20号等。 柴油的粘度：粘度过高，柴油流动性差、雾化不良；粘度过低， 油泵偶件润滑不良、易泄漏，喷射距离缩短。 ② 蒸发性及发火性： 柴油的蒸发性：柴油蒸发性好，易于汽化和完全燃烧，一般 50 ％溜出温度在300˙C左右,90％溜出温度在355˙C左右。 柴油的发火性：柴油中含 16 烷成份的百分比，用来标定柴油的 发火性。一般柴油含 16 烷在 40 ％～50％。16 烷值（ 100）高，柴 油易于发火，α —甲基奈（0）最不易发火。
2、按发动机所具有的气缸数量划分：单缸机、二缸发动机、三缸发动机、四 缸发动机、六缸发动机、八缸发动机等。 3、按发动机的冷却形式划分为：自然风冷式、强制风冷式、自然水冷式、强 制水冷式等类型的发动机。
4、按发动机的燃油类型划分为：汽油发动机及柴油发动机两大类；近年来， 新型环保型燃料不断出现，其中以燃烧天然气的发动机最为普遍，一般是可 使用汽油和天然气的发动机，又称为《双燃料发动机》。
一、内燃机基本构造及术语
1、内燃机的基本构造原理 ① 利用飞轮贮存和输出能量，完成整个工作循环。 ② 利用燃烧室产生压力推动活塞实现热能及动能的转换。 ③ 利用气门与活塞的合理运动的配合，实现工作循环的全过程。 2、内燃机的基本术语 ① 活塞上止点—活塞运动到气缸顶部的极限位置。 ② 活塞下止点—活塞运动到气缸下部的极限位置。 ③ 活塞行程—活塞从上止点到下止点所运动的距离。 ④ 燃烧室容积—活塞到上止点时，活塞顶部与气缸盖所形成的密闭空间称 为燃烧室容积。(Vc) ⑤ 工作容积—活塞在上下止点之间所包容的容积。(Vh) ⑥ 气缸总容积—燃烧室容积与工作容积之和。(Va=Vc+Vh) ⑦ 压缩比—气缸总容积与燃烧室容积之比 (ε)；一般汽油机为6～9，柴油机 为16～22。 ⑧ 发动机排量—发动机各气缸工作容积之和。(VL= i×Vh)
压 缩 排 气 门
火 花 塞
进 气 门 活 塞
爆发
点 火
爆 发
排气
排 气 排 气 门 开 启
① 吸气行程—活塞由上止点向下止点运动，进气门打开，可燃混合气经进气门被吸入气缸。 ② 压缩行程—活塞由下止点向上止点运动，进、排气门均关闭，气缸内混合气受到压缩。
③爆发行程—活塞在接近上止点时，火花塞产生火花并点燃混合气，活塞在高温高压的燃气的作用 下，被迅速推向下方，从而带动曲轴做功。 ④排气行程—排气门打开，活塞由下向上运动，将气缸内燃烧过的废气排出。
F
1
机器特征符号 ，用字 母表示： Q—汽车用发动机 T—拖拉机用发动机
用 数 字 表 示 改 进 设 计
C—船用发动机
F—风冷发动机 J—铁路牵引用发动机
Z—增压发动机
东பைடு நூலகம்6100型发动机
上海桑塔纳轿车发动机
上 海 桑 塔 纳 轿 车 发 动 机
三、内燃机燃料性质概述
1 汽油的使用性能： ① 汽油的蒸发性： 10％溜出温度，一般应在75˙C；溜出温度过高，冷起动性能较 差；溜出温度过低，热车工作易产生汽阻现象。 50％溜出温度，一般应在120˙C；溜出温度较低，利于低温暖车 和加速。 90％溜出温度（露点），一般应在180˙C；利于充分燃烧，经济 性好。 100％溜出温度（干点），一般在195˙C；反映汽油的纯净度。 ② 汽油的抗暴性：汽油抵抗暴燃的能力，一般用相当于异辛烷 含量百分比值来表示。汽油的标号也由其异辛烷值来标定。异 辛烷（100）最不易暴燃，正庚烷（0）最易暴燃。
内 燃 机 基 本 构 造 ▼
燃烧室容积
▼
上止点
总容积
活塞行程
下止点
工作容积
二、内燃机的工作原理
1.二行程汽油机工作原理
进 气 压 缩
扫 气 口
排 气 口
爆 发
排 气
进 气 口
1、进气口 2、排气口 3、扫气口
扫 气
①活塞由下止点向上止点运动，先后关闭了进气口、排气口和扫气口，对气缸内的混合气 进行压缩，为火花塞点燃混合气作好准备，同时活塞下方形成真空，当活塞下方打开进气 口后，混合气被吸入曲轴箱。
二行程柴油机的工作原理
3、二行程柴油发动机工作原理
进气道 排 气 门 扫 气 泵
喷油器
开始压缩
压缩终了
爆发与排气
开 始 喷 油
开 始 排 气
①当活塞由下止点向上止点运动的过程中，由扫气泵将新鲜空气通过扫气道压入气缸，与此 同时将气缸内的燃烧废气经排气门清扫出气缸，并且实现对新鲜空气的压缩。
②当活塞由上止点向下止点运动的过程中，由喷油器完成向气缸内喷油的过程，与此同时柴 油与气缸内的高压空气混合并且进行燃烧，推动活塞做功，在做功终了的瞬间，排气门打开， 利用气缸内的余压，将气缸内的大部废气排出。
内燃机分类及工作原理
第一节 内燃机的基本类型与编号规则
一、内燃机的分类▲ 二、国产发动机的编号规则：（GB725—66）▲ 三、内燃机燃料性质概述▲
第二节 内燃机的工作原理
一、内燃机的基本构造及术语▲ 二、发动机的工作原理及技术特性 ▲
一、内燃机分类
1、按发动机的工作行程划分为：二行程发动机和四行程式发动机。
5、汽油机按发动机燃油供给形式分为：化油器式发动机和电子控制汽油喷射 式发动机。 6、 柴油机按发动机进气形式分为：增压式柴油机和非增压式柴油机。
二、国产发动机的编号规则：（GB725—66） 1
阿 拉 伯 数 字 表 示 气 缸 数 目
E 40
E 表 示 二 行 程 阿 拉 伯 数 字 表 示 缸 径 （ 毫 米 ）