《港口内燃机》第01章(2)

1 工程机械内燃机 第一章内燃机基本工作原理 2 内容提纲 第一节概述第二节四冲程内燃机工作原理第三节二冲程内燃机工作原理第四节内燃机的有效性能指标第五节内燃机型号编制 3 第二节四冲程内燃机工作原理 工作循环 内燃机每作一次功完成进气 压缩 作功和排气四个过程叫一个工作循环 四冲程内燃机 活塞经过四个行程 进气行程 压缩行程 作功行程和排气行程 完成一个工作循环的内燃机 4 第二节四冲程内燃机工作原理 1 进气过程 活塞由上止点向下止点移动 进气门开启 排气门关闭 活塞上方的容积增大 形成一定的真空度 空气和汽油通过化油器混合或燃油直接喷射式混合形成可燃混合气 经进气门被吸入气缸 进气终了时的缸内压力约为0 07 0 09MPa 温度为370K 400K左右 进气门要早开晚关 一 四冲程汽油机工作原理 5 第二节四冲程内燃机工作原理 2 压缩过程 一 四冲程汽油机工作原理 进气门关闭 活塞向上止点移动 排气门仍保持关闭 气缸容积变小 可燃混合气被压缩 压力与温度随之上升 汽油加速汽化 在点燃之前全部汽化完毕 压缩终了时的缸内压力约为0 8 1 4MPa 温度为600 700K 压缩比不可太大 太大会引起可燃混合气爆燃 并产生爆震 一般在6 12之间 6 第二节四冲程内燃机工作原理 3 作功过程 一 四冲程汽油机工作原理 压缩至上止点前10 15 CA时 火花塞点火 混合气剧烈燃烧 气缸内的温度 压力急剧上升 活塞运动到上止点之后 气缸内气体达到最高燃烧压力 约为3 5MPa 最高燃烧温度约为2200 2700K 高温 高压气体推动活塞向下移动 通过连杆带动曲轴旋转 排气门开启时 气体压力约为0 4MPa 温度约为1200 1500K 7 第二节四冲程内燃机工作原理 4 排气过程 一 四冲程汽油机工作原理 活塞从下止点向上止点移动 排气门开启 进气门保持关闭 膨胀后的废气在自身剩余压力和活塞的推动下 经排气门排出气缸 排气终了的压力约为0 105 0 12MPa 温度约为800 1100K 排气门要早开晚关 8 第二节四冲程内燃机工作原理 一 四冲程汽油机工作原理 9 第二节四冲程内燃机工作原理 二 四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机和汽油机的的工作过程一样 也是由进气 压缩 作功和排气过程组成 但由于柴油的粘度比汽油大 不易蒸发 而其自燃温度却比汽油低 因此柴油机可燃混合气的形成 着火方式 燃烧过程以及气体温度压力的变化都和汽油机不同 10 第二节四冲程内燃机工作原理 1 进气过程 二 四冲程柴油机工作原理 进入气缸的是纯空气 进气系统中没有节气门 进气阻力小 且残余废气温度较低 故同汽油机相比 进气终了时的缸内压力略高 约为0 08 0 095MPa 温度略低 约300 340K 11 第二节四冲程内燃机工作原理 2 压缩过程 柴油机压缩比较大 一般在12 22之间 压缩终了的空气温度比柴油的自燃温度 约600K 高出200 300K 压缩终了缸内气体压力约为3 5MPa 温度约750 950K 二 四冲程柴油机工作原理 12 第二节四冲程内燃机工作原理 3 作功过程 二 四冲程柴油机工作原理 柴油在10 20MPa的高压作用下 由喷油器喷入燃烧室 并与运动着的受活塞压缩的空气迅速混合 形成可燃混合气 缸内温度高于柴油的自燃温度 柴油自行着火燃烧 燃气的最高燃烧压力可达6 9MPa 最高燃烧温度达1800 2200K 作功终了时气体压力约为0 3MPa 温度约为1000 1200K 13 第二节四冲程内燃机工作原理 4 排气过程 排气终了 缸内残余废气压力约为0 105 0 12MPa 温度约为700 900K 二 四冲程柴油机工作原理 14 第二节四冲程内燃机工作原理 二 四冲程柴油机工作原理 15 第二节四冲程内燃机工作原理 关于四冲程增压柴油机 安装增压器的目的 增加每循环充入气缸的空气量 由此可以相应增加每工作循环柴油供给量 使每工作循环作功能力增加 从而增加柴油机的输出功率 16 1 主要区别 三 汽油机和柴油机的不同点 第二节四冲程内燃机工作原理 17 2 各自的优缺点 三 汽油机和柴油机的不同点 1 柴油机比汽油机省燃料 使用经济性更好 由于柴油机压缩比较汽油机大 所以燃气膨胀较为充分 热效率高 3 柴油机与相同功率的汽油机相比 其体积较大 质量也大 且运转时噪声也更大 因柴油机气缸内压力较高 机体受力大 刚度强度要求高 4 柴油机起动较困难 因其借助压缩终了时空气的温度来使柴油自行着火燃烧 5 柴油机功率使用范围广 第二节四冲程内燃机工作原理 2 柴油机无点火系统 工作可靠 保养容易 汽油机辅助电器设备多 维修复杂 18 三