内燃机理论与构造结构工作原理解析.ppt

第一章、内燃机的工作原理和总体构造,一般构造（见图和模型。）,Engine(发动机),内燃机的基本名词定义及分类,一、基本名词术语；（见图）1、活塞止点与冲程2、气缸容积3、气缸工作容积：Vh=/4d2Sx1064、燃烧室容积：Vc5、气缸总容积：Va=Vh+Vc6、内燃机排量；VH=/4id2Sx106（i-气缸数）7、压缩比：=Va/Vc=1+VH/Vc汽油机为：79，柴油机为1822,二、分类（往复活塞式内燃机）,1.按所用燃料分：柴油机、汽油机、煤气机2.按工作循环的冲程数分：（四、二冲程）3.按气缸数及排列方式分：单缸、多缸；直列立式；直列卧式；V型；对置式。4.按冷却方式分：水冷、风冷5.按进气方式分：自然吸入式、增压式6.按点火方式分：压燃、火花点燃,Engine(发动机),四冲程内燃机工作原理,一、四冲程内燃机工作原理：（吸、压、爆、排。）第一冲程进气冲程：活塞由上止点下止点，进气门开、排气门关。第二冲程压缩冲程：活塞由下止点上止点，进气门关、排气门关。第三冲程作功冲程（燃烧膨胀冲程）：活塞由上止点下止点，进气门关、排气门关。第四冲程排气冲程：活塞由下止点上止点，进气门关、排气门开。,二、四冲程柴油机工作原理（结合示功图、工作过程示意图）,第一冲程进气冲程：在起点r压力Pr=1.051.15巴略大于大气压Po，终点a压力Pa=0.80.9巴略小于大气压Po，温度Ta=300340K第二冲程压缩冲程：在终点c压力Pc=3050巴，温度Tc=750950K（自燃温度约600K）。在C点为燃油喷入开始。第三冲程作功冲程（燃烧膨胀冲程）：在起点z气缸内压力Pz=6090巴，温度Tz=18002200K，在终点b气缸内压力下降Pb=3巴，温度Tb=10001200K。第四冲程排气冲程：由br压力几乎不变，Tr=700900Kpr=1.051.2巴。,三、四冲程汽油机工作原理（结合示功图、工作过程示意图）,第一冲程进气冲程：在起点r压力Pr=1.051.2巴略大于大气压Po，终点a压力Pa=0.750.9巴略小于大气压Po，温度Ta=370400K第二冲程压缩冲程：在终点c压力Pc=814巴，温度Tc=600700K在C点为火花塞开始点火。第三冲程作功冲程（燃烧膨胀冲程）：在起点z气缸内压力Pz=3050巴，温度Tz=22002700K，在终点b气缸内压力下降Pb=4巴，温度Tb=12001500K。第四冲程排气冲程：由br压力几乎不变，Tr=8001100KPr=1.051.2巴。,四、柴油机与汽油机比较：,1、压缩比大，膨胀充分，热利用程度较好节省燃料。柴油价低，经济性好。2、柴油机坚固，耐用。3、无点火系统，故障少。4、柴油机气缸内压力高，机件刚度和强度要求高，结构尺寸大。5、柴油机的喷油泵和喷油器精度高，制造成本高。6、柴油机运转时噪声较大。7、柴油机为压燃，较难启动。因此柴油机多用于农业林业工程、机车、船舶等，汽油机结构轻巧、制造方便、容易启动常用于轿车、轻型载重汽车及小型动力等。,五、增压式内燃机工作原理：带增压器,1、目的：增加每循环空气量2、效果：功率增大30%以上3、工作原理,六、示功图比较,四冲程内燃机工作循环特征参数比较,特征点,二冲程内燃机工作原理,一、二冲程柴油机工作原理,二、二冲程汽油机工作原理,二冲程内燃机示功图,多缸内燃机的工作顺序,由平稳性和结构决定，对三缸以上直列四冲程内燃机用下式计算：=720/ii为气缸数四缸排列：1342或1243六缸排列：153624及142635,内燃机总体构造,见模型及课件,内燃机车总体内燃机车构成,TheInlineEngine,Weallknowtheengineistheheartoftheautomobile.Whatisthecoreoftheengine?Yes,itsthecylinder.Mostcarshavemorethanonecylinder(four,sixandeightcylindersarecommon).Inamulti-cylinderengine,thecylindersusuallyarearrangedinoneofthreeways:inline,Vorflat.,Inaninlineengine,thecylindersarearrangedinalineinasinglebank.Theinlinearrangementisthesimplestandmostcommononeandhasmanyadvantages.First,theenginehasagoodstabilityandmorepower.Second,thestructuresofthecylinderblockandthecrankshaftareverysimpleandtheyshareonlyonecylinderhead.Thecosttomanufactureandinstallisless.,Becauseoftheseadvantages,BMWandalsomanyAmericancarmanufacturesliketousetheinlinecylinderengine.Thiskindofengineiswidelyusedinthecarsmadeinhome.,1-2BasicTermsofEngine发动机基本术语,TDC=topdeadcenter,topcenter,outerdeadcenter上止点BDC=bottomdeadcenter,bottomcenter,innerdeadcenter下止点S=pistonstroke,pistontravel活塞行程Sk=pistonclearancefromTDC活塞离上止点距离r=crankradius曲柄半径=crankangle,crankshaftangle曲柄角Vh=sweptvolumeofacylinder或pistondisplacement或cylindersweptvolume气缸工作体积，每缸排量VC=combustionvolume或combustionchamber(space)volume或cylindercompressionvolume燃烧室容积VC+Vh=cylindertotalvolume气缸总容积（VC+Vh）/VC=compressionratio压缩比,MainTerms,Therearemanytermsindescribingtheoperationsofanautomobileengine.Letsseesomebasicterms.Strokereferstopistonmovement.Astrokeoccurswhenthepistonmovesfromoneextremepositiontotheotherextremepositioninsidetheenginecylinder.ThehighestpositionthatthepistonreachesinsidethecylinderiscalledTDC(topdeadcenter).Similarly,thelowestpositionthatthepistonreachesinsidethecylinderiscalledBDC(bottomdeadcenter).SowecanalsosayastrokeispistonmovementfromTDCtoBDCorviceversa.,Duringtheinductionstroke,thevolumeofair/fuelmixturetofillasinglecylinderissweptbythepiston;thisvolumeiscalledthesweptvolume.Duringthecompressionstoke,thesweptvolumeiscompressedintoasmallspaceabovethepiston.Andatthistime,thepistonreachesthetopofthecylinder.Thespaceiscalledastheclearancevolume.Theclearancevolumeandthesweptvolumedeterminethecompressionratio.Generally，ahighcompressionratioisgoodforperformanceandefficiency.,1-3Four-StrokeEngine四冲程发动机,A-intakestroke或suctionstroke进气行程Theintakevalveisopenwhiletheexhaustvalveisclose.进气门开启而排气门关闭。IV=intakevalve进气门EV=exhaustvalve排气门,B-compressionstroke,compressiontravel压缩行程Boththeintakeandexhaustvalvesareclose.进气门和排气门均关闭。,C-powerstroke,combustion,workingstroke,firingstroke,expansionstroke膨胀（作功）行程Boththeintakeandexh