1内燃机学课程简介和第一章绪论(二学时)
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勒努瓦（Lenoir，Jean Joseph Etienne） 比利时 – 法国发明家。 1860年，他把 这台内燃机装上一辆小的运输车，这 辆运输车就成了世界上第一辆用内燃 机驱动的“不用马拉的车子”。
Otto大气式内燃机特点： 利用一个自由活塞和齿条机构（单向啮合）。上行时， 自由活塞膨胀加速，齿条对外输出功率，同时使缸内 产生真空。下行时，在大气压力和重力作用下推动活塞 下行排除废气，之后再进气点火燃烧上行。 热效率-可达11%；比重量大（70kg/kW）， 最大功率？kW。
•按燃烧室型式分类-开式燃烧室（型、浴盆 型、楔型、半圆型、碗型等）、分隔式燃烧 室（预燃室式、涡流室式）。 •按气门数分类-二气门、多气门（四气门、 五气门等）。 •按气门和凸轮轴布置分类-顶置气门、侧置 气门、顶置凸轮轴、侧置凸轮轴等。 •按电子技术应用分类-常规发动机、电控发 动机。 •按用途分类-车用、拖拉机用、农用、船用、 工程机械用、机车用、发电用等。
河南柴油机集团有限责任公司
第四节 内燃机应用举例
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 二冲程/四冲程汽油机
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 四冲程汽油机
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 卡车、客车柴油机，150～300马力
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 1台12V150柴油机，功率1500马力
内燃机原理
左承基 机械与汽车工程学院
一、本课程地位与任务
1、“热能与动力工程”专业热力发动机模块 中的主要专业课程之一。 2、“动力机械及工程”学科硕士研究生入学 必考的专业课程。 3、通过讲课、实验、习题和课堂讨论等教学 环节，要求达到：
初步具备分析内燃机性能，改进和提高 内燃机性能的能力；
初步具备进行内燃机性能试验和组织某 些专项性能试验的能力。
第三节 内燃机典型结构
一、点燃式发动机
1、1E50F汽油机
点燃式、二冲程、往复活塞 式、风冷、单缸、高速、非 增压、立式、化油器式、浴 盆式燃烧室、气口式、无凸 轮轴、非电控、农用。 D/S=50/50；12h功率2.2kW/ 4000r/min; 15min功率3kW/ 5000r/min。 常用于小型轻便动力装置上， 如割草机、摩托车、移动式 发电机等。
第二节 内燃机分类
•按燃料分类-汽油机、柴油机、天然气机、 LPG发动机、醇类发动机、双燃料发动机、 灵活（两用）燃料发动机、氢气发动机等。 •按着火方式分类-点燃式发动机、压燃式发 动机。 •按冲程数分类-四冲程机、二冲程机。 •按活塞运动方式分类-往复活塞式发动机、 旋转活塞式发动机。 •按冷却方式分类-水冷式发动机、风冷式发 动机。 •按气缸数分类-单缸机、多缸机。
•1876年-Otto首先提出四冲程内燃机
•1890年前-Clerk，Robson，Benz等发明了二冲程内 燃机
•1892年-Diesel发明了压燃式内燃机（柴油机） •1902年-Renault首次提出增加缸内压力的发明专利 （机械增压）
•1915年-Buchi首次提出废气涡轮增压的发明专利
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 1台16V280ZJA型柴油机，5000马力
下述对象Fra Baidu bibliotek的是什么类型的发动机？ • 两台涡轴发动机，1420马力
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 两台涡喷发动机
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 2台柴油机,?马力
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 4台柴油机，13000马力
二、压燃式发动机（1） 1、6110/125 ZL柴油机（a）
压燃式、四冲程、 往复活塞、水冷、 六缸、高速、增 压、直立、缸内直
喷、形燃烧室、
二气门、下置凸轮 轴、非电控、车用。 D/S=110/125；标 定工况170kW/2300 r/min。 用于中型载货汽车。
6110/125 ZL柴油机（b）
道路移动机械排放标准的第Ⅰ阶段于1999年执行，第Ⅱ阶段于2001~2004年逐步 执行，第Ⅲ阶段分两步:第一步仅包括气态排放物，从2005年12月31日到2007年12 月31日执行；第二步涵盖颗粒物排放，于2010年12月31日至2011年12月31日之间 执行。欧盟第Ⅳ阶段排放标准将从2014年开始执行。
RONGAN-WARTSILA二冲程柴油机
合肥熔安动力机械有限公司研制生产的首台机6RT-Flex68-D智能型船用低速大功 率柴油机(全电子控制，无凸轮轴、低速、可直接换向、单作用的二冲程船用柴 油主机)
研制中融入多项节能、环保技术，性能优良、可靠性好、使用方便，已经成为油 轮、散货船和大型集装箱船的主要动力之一，在中国大陆地区尚属首次生产。
2 主要参考书： 《内燃机原理》，蒋德明主编，机械工
业出版社
第一节 第二节 第三节 第四节
第一章 绪论
内燃机简史 内燃机分类 内燃机典型结构 内燃机应用举例
第一节 内燃机简史
•1860年-Lenoir首先发明一种大气式内燃机（没有 压缩过程）--备注 •1867年-Otto和Langen发明一种更为成功的大气式 内燃机--备注 •1876年-Otto首先提出四冲程内燃机 •1890年前-Clerk，Robson，Benz等发明了二冲程内 燃机
4
内燃机的工作循环 6
6
内燃机的充量更换 6
6
内燃机混合气的
形成和燃烧
12
12
内燃机的燃料
供给与调节
10
10
内燃机污染物
的生成与控制
4
4
内燃机的特性与匹配 12
6
6
总学时数
56 50
6
五、选用教材和主要参考书
1 教材： 《内燃机学》，周龙保主编，机械工业
出版社（普通高等教育 “九五”部级重点教 材）
本章结束
二、本课程基本特点、内容和作用
1 以内燃机的性能指标为主要研究对象； 2 明确各种因素对性能指标的影响规律，以
及各种因素相互之间的联系； 3 把合理组织内燃机的工作过程、提高整机
性能作为中心内容； 4 对于将来从事内燃机设计、试验研究、运
用以及维修，都是必要的。
三、与其它课程的联系和分工
1 先修技术基础课程-流体力学、工程热 力学等；先修专业课程-热力发动机基 础；平行专业课程-内燃机设计；后续 专业课程-其他各门专业选修课。
•按转速分类-低速（300r/min以下）机、中速 （300-1000r/min）机、高速（1000r/min以上） 机。
•按增压程度分类-非增压机、增压机（低增 压,压比<1.8;中增压,压比1.8-2.5;高增压,压比 2.5-3.6;超高增压,压比>3.6）。 •按气缸排列分类-立式、卧式、直列式、对 置式、V型、W型、H型、X型、星型、王型 等。 •按混合气形成分类-化油器式、缸外喷射 （进气管或进气道）式、缸内喷射式、分层 充量式等。
•70年代末-世界上开始制定车辆噪声法规，以降低车辆噪 对环境的污染。
•我国情况-汽车保有量迅速上升，对环境污染越来越严重。 目前已制定一系列排放与噪声法规，并且越来越严。2000
年停止生产有铅汽油，发展汽油喷射、三元催化技术，开 展代用燃料等方面基础研究。机动车2010年7月1日开始执 行国4排放标准、非道路车辆执行国1、2排放标准。欧盟非
3、奥迪（Audi）A4型汽油机
点燃式、四冲程 、往复活塞式、 水冷、四缸、高 速、增压中冷、 直立式、进气道 喷射、球形燃烧 室、五气门、顶 置凸轮轴（皮带 传动）、电控闭 环控制、三元催 化器、汽车用。 D/S=86.4/81； 标定工况110kW/6800r/min，用于奥迪轿车。
奥迪A4 2.0升TFSI发动机涡轮增压DOHC（缸内直喷+涡轮增压）
2 流体力学、工程热力学-本课程分析的 基本工具；热力发动机基础-提供热力发 动机结构知识；内燃机设计-以内燃机结 构强度为主要研究对象。
3 本课程是后续其他各门专业选修课的重 要基础。
四、教学形式和学时分配
章次 一 二 三 四 五
六
七
八
内容
学时数 课堂讲授时数 实验时数
绪论
2
2
内燃机的工作指标 4
2、奥拓368汽油机
点燃式、四冲程、往复 活塞式、水冷、三缸、 高速、非增压、直立式、 化油器式、多球形燃烧 室、二气门、单顶置式 凸轮轴（皮带传动）、 非电控、汽车用。
D/S=68.5/72；标定工况 26.2kW/5500r/min。 用于奥拓轿车和其它小 型动力装置上。
江南奥拓基本款采用了JN368QA三缸电喷汽油机，排量为0.8L ，最大功率为26.5kw，最高车速可达120码。
形燃烧室、二气
门、下置凸轮轴、 非电控。
D/S=128/140；单缸 功率达60kW。 用于机车、工程机 械、重型载货汽车、舰艇、发电站、固定动力等。
TBD234系列柴油机（船用）：TBD234V6、TBD234V8、 TBD234V12 转速范围：1500~2300r/min
功率范围：116~695kW
•1892年-Diesel发明了压燃式内燃机（柴油机） •1902年-Renault首次提出增加缸内压力的发明专利 （机械增压）
•1915年-Buchi首次提出废气涡轮增压的发明专利 •1957年-Wankel发明了转子发动机
Lenoir大气式内燃机特点： 进气、燃烧膨胀行程--上半行程是煤气 和空气被吸入气缸，然后点火；下半行 程是燃烧的煤气膨胀向下推动活塞作功。 排气行程-----------------活塞上行将废气 排除气缸。 热效率-低于5%；最大功率4.5kW。
下述对象用的是什么类型的发动机？
• 柴燃联合动力(CODOG)；二台燃气轮 机55000马力；二台柴油机8840马力
下述对象用的是什么类型的发动机？
产品名称
5～9RTflex58T-D
功率
缸径 冲程
11300～ 18080kw
580mm
2416mm
转速
84-105rpm
油耗
170g/kwh
重量
281～418t
锡柴6110/125G5系列工程机械用柴油机，在6110/125车用柴油机基 础上为装载机配套设计的动力，继承了6110/125车用柴油机的优点 ，燃油耗为国内同类型柴油机最低。应用范围：主配ZL30、ZL35
2、D/TBD234柴油机
压燃式、四冲程、 往复活塞、水冷、 六（八、十二） 缸、高速、增压或 非增压、V形、直喷
•1957年-Wankel发明了转子发动机
•40年代-美国洛杉矶首先出现汽车尾气造成的光化学烟雾 事件，加州率先建立了汽车排放标准。
•60年代-美国、欧洲、日本相继确定了汽车排放标准，发 展了汽油喷射、三元催化、无铅汽油应用。
•70年代初-开始内燃机代用燃料的研究，如天然气、醇类 燃料、合成燃料、二甲醚等，以减少对石油燃料的依赖。
Otto大气式内燃机特点： 利用一个自由活塞和齿条机构（单向啮合）。上行时， 自由活塞膨胀加速，齿条对外输出功率，同时使缸内 产生真空。下行时，在大气压力和重力作用下推动活塞 下行排除废气，之后再进气点火燃烧上行。 热效率-可达11%；比重量大（70kg/kW）， 最大功率？kW。
•按燃烧室型式分类-开式燃烧室（型、浴盆 型、楔型、半圆型、碗型等）、分隔式燃烧 室（预燃室式、涡流室式）。 •按气门数分类-二气门、多气门（四气门、 五气门等）。 •按气门和凸轮轴布置分类-顶置气门、侧置 气门、顶置凸轮轴、侧置凸轮轴等。 •按电子技术应用分类-常规发动机、电控发 动机。 •按用途分类-车用、拖拉机用、农用、船用、 工程机械用、机车用、发电用等。
河南柴油机集团有限责任公司
第四节 内燃机应用举例
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 二冲程/四冲程汽油机
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 四冲程汽油机
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 卡车、客车柴油机，150～300马力
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 1台12V150柴油机，功率1500马力
内燃机原理
左承基 机械与汽车工程学院
一、本课程地位与任务
1、“热能与动力工程”专业热力发动机模块 中的主要专业课程之一。 2、“动力机械及工程”学科硕士研究生入学 必考的专业课程。 3、通过讲课、实验、习题和课堂讨论等教学 环节，要求达到：
初步具备分析内燃机性能，改进和提高 内燃机性能的能力；
初步具备进行内燃机性能试验和组织某 些专项性能试验的能力。
第三节 内燃机典型结构
一、点燃式发动机
1、1E50F汽油机
点燃式、二冲程、往复活塞 式、风冷、单缸、高速、非 增压、立式、化油器式、浴 盆式燃烧室、气口式、无凸 轮轴、非电控、农用。 D/S=50/50；12h功率2.2kW/ 4000r/min; 15min功率3kW/ 5000r/min。 常用于小型轻便动力装置上， 如割草机、摩托车、移动式 发电机等。
第二节 内燃机分类
•按燃料分类-汽油机、柴油机、天然气机、 LPG发动机、醇类发动机、双燃料发动机、 灵活（两用）燃料发动机、氢气发动机等。 •按着火方式分类-点燃式发动机、压燃式发 动机。 •按冲程数分类-四冲程机、二冲程机。 •按活塞运动方式分类-往复活塞式发动机、 旋转活塞式发动机。 •按冷却方式分类-水冷式发动机、风冷式发 动机。 •按气缸数分类-单缸机、多缸机。
•1876年-Otto首先提出四冲程内燃机
•1890年前-Clerk，Robson，Benz等发明了二冲程内 燃机
•1892年-Diesel发明了压燃式内燃机（柴油机） •1902年-Renault首次提出增加缸内压力的发明专利 （机械增压）
•1915年-Buchi首次提出废气涡轮增压的发明专利
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 1台16V280ZJA型柴油机，5000马力
下述对象Fra Baidu bibliotek的是什么类型的发动机？ • 两台涡轴发动机，1420马力
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 两台涡喷发动机
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 2台柴油机,?马力
下述对象用的是什么类型的发动机？ • 4台柴油机，13000马力
二、压燃式发动机（1） 1、6110/125 ZL柴油机（a）
压燃式、四冲程、 往复活塞、水冷、 六缸、高速、增 压、直立、缸内直
喷、形燃烧室、
二气门、下置凸轮 轴、非电控、车用。 D/S=110/125；标 定工况170kW/2300 r/min。 用于中型载货汽车。
6110/125 ZL柴油机（b）
道路移动机械排放标准的第Ⅰ阶段于1999年执行，第Ⅱ阶段于2001~2004年逐步 执行，第Ⅲ阶段分两步:第一步仅包括气态排放物，从2005年12月31日到2007年12 月31日执行；第二步涵盖颗粒物排放，于2010年12月31日至2011年12月31日之间 执行。欧盟第Ⅳ阶段排放标准将从2014年开始执行。
RONGAN-WARTSILA二冲程柴油机
合肥熔安动力机械有限公司研制生产的首台机6RT-Flex68-D智能型船用低速大功 率柴油机(全电子控制，无凸轮轴、低速、可直接换向、单作用的二冲程船用柴 油主机)
研制中融入多项节能、环保技术，性能优良、可靠性好、使用方便，已经成为油 轮、散货船和大型集装箱船的主要动力之一，在中国大陆地区尚属首次生产。
2 主要参考书： 《内燃机原理》，蒋德明主编，机械工
业出版社
第一节 第二节 第三节 第四节
第一章 绪论
内燃机简史 内燃机分类 内燃机典型结构 内燃机应用举例
第一节 内燃机简史
•1860年-Lenoir首先发明一种大气式内燃机（没有 压缩过程）--备注 •1867年-Otto和Langen发明一种更为成功的大气式 内燃机--备注 •1876年-Otto首先提出四冲程内燃机 •1890年前-Clerk，Robson，Benz等发明了二冲程内 燃机
4
内燃机的工作循环 6
6
内燃机的充量更换 6
6
内燃机混合气的
形成和燃烧
12
12
内燃机的燃料
供给与调节
10
10
内燃机污染物
的生成与控制
4
4
内燃机的特性与匹配 12
6
6
总学时数
56 50
6
五、选用教材和主要参考书
1 教材： 《内燃机学》，周龙保主编，机械工业
出版社（普通高等教育 “九五”部级重点教 材）
本章结束
二、本课程基本特点、内容和作用
1 以内燃机的性能指标为主要研究对象； 2 明确各种因素对性能指标的影响规律，以
及各种因素相互之间的联系； 3 把合理组织内燃机的工作过程、提高整机
性能作为中心内容； 4 对于将来从事内燃机设计、试验研究、运
用以及维修，都是必要的。
三、与其它课程的联系和分工
1 先修技术基础课程-流体力学、工程热 力学等；先修专业课程-热力发动机基 础；平行专业课程-内燃机设计；后续 专业课程-其他各门专业选修课。
•按转速分类-低速（300r/min以下）机、中速 （300-1000r/min）机、高速（1000r/min以上） 机。
•按增压程度分类-非增压机、增压机（低增 压,压比<1.8;中增压,压比1.8-2.5;高增压,压比 2.5-3.6;超高增压,压比>3.6）。 •按气缸排列分类-立式、卧式、直列式、对 置式、V型、W型、H型、X型、星型、王型 等。 •按混合气形成分类-化油器式、缸外喷射 （进气管或进气道）式、缸内喷射式、分层 充量式等。
•70年代末-世界上开始制定车辆噪声法规，以降低车辆噪 对环境的污染。
•我国情况-汽车保有量迅速上升，对环境污染越来越严重。 目前已制定一系列排放与噪声法规，并且越来越严。2000
年停止生产有铅汽油，发展汽油喷射、三元催化技术，开 展代用燃料等方面基础研究。机动车2010年7月1日开始执 行国4排放标准、非道路车辆执行国1、2排放标准。欧盟非
3、奥迪（Audi）A4型汽油机
点燃式、四冲程 、往复活塞式、 水冷、四缸、高 速、增压中冷、 直立式、进气道 喷射、球形燃烧 室、五气门、顶 置凸轮轴（皮带 传动）、电控闭 环控制、三元催 化器、汽车用。 D/S=86.4/81； 标定工况110kW/6800r/min，用于奥迪轿车。
奥迪A4 2.0升TFSI发动机涡轮增压DOHC（缸内直喷+涡轮增压）
2 流体力学、工程热力学-本课程分析的 基本工具；热力发动机基础-提供热力发 动机结构知识；内燃机设计-以内燃机结 构强度为主要研究对象。
3 本课程是后续其他各门专业选修课的重 要基础。
四、教学形式和学时分配
章次 一 二 三 四 五
六
七
八
内容
学时数 课堂讲授时数 实验时数
绪论
2
2
内燃机的工作指标 4
2、奥拓368汽油机
点燃式、四冲程、往复 活塞式、水冷、三缸、 高速、非增压、直立式、 化油器式、多球形燃烧 室、二气门、单顶置式 凸轮轴（皮带传动）、 非电控、汽车用。
D/S=68.5/72；标定工况 26.2kW/5500r/min。 用于奥拓轿车和其它小 型动力装置上。
江南奥拓基本款采用了JN368QA三缸电喷汽油机，排量为0.8L ，最大功率为26.5kw，最高车速可达120码。
形燃烧室、二气
门、下置凸轮轴、 非电控。
D/S=128/140；单缸 功率达60kW。 用于机车、工程机 械、重型载货汽车、舰艇、发电站、固定动力等。
TBD234系列柴油机（船用）：TBD234V6、TBD234V8、 TBD234V12 转速范围：1500~2300r/min
功率范围：116~695kW
•1892年-Diesel发明了压燃式内燃机（柴油机） •1902年-Renault首次提出增加缸内压力的发明专利 （机械增压）
•1915年-Buchi首次提出废气涡轮增压的发明专利 •1957年-Wankel发明了转子发动机
Lenoir大气式内燃机特点： 进气、燃烧膨胀行程--上半行程是煤气 和空气被吸入气缸，然后点火；下半行 程是燃烧的煤气膨胀向下推动活塞作功。 排气行程-----------------活塞上行将废气 排除气缸。 热效率-低于5%；最大功率4.5kW。
下述对象用的是什么类型的发动机？
• 柴燃联合动力(CODOG)；二台燃气轮 机55000马力；二台柴油机8840马力
下述对象用的是什么类型的发动机？
产品名称
5～9RTflex58T-D
功率
缸径 冲程
11300～ 18080kw
580mm
2416mm
转速
84-105rpm
油耗
170g/kwh
重量
281～418t
锡柴6110/125G5系列工程机械用柴油机，在6110/125车用柴油机基 础上为装载机配套设计的动力，继承了6110/125车用柴油机的优点 ，燃油耗为国内同类型柴油机最低。应用范围：主配ZL30、ZL35
2、D/TBD234柴油机
压燃式、四冲程、 往复活塞、水冷、 六（八、十二） 缸、高速、增压或 非增压、V形、直喷
•1957年-Wankel发明了转子发动机
•40年代-美国洛杉矶首先出现汽车尾气造成的光化学烟雾 事件，加州率先建立了汽车排放标准。
•60年代-美国、欧洲、日本相继确定了汽车排放标准，发 展了汽油喷射、三元催化、无铅汽油应用。
•70年代初-开始内燃机代用燃料的研究，如天然气、醇类 燃料、合成燃料、二甲醚等，以减少对石油燃料的依赖。