2020年内燃机工作原理课件

1、内燃机工作原理课件篇一：内燃机的工作原理内燃机的工作原理一、内燃机的构造和有关名词为了说明内燃机的工作原理，首先介绍一下内燃机的构造和有关 名词。柴油机的主体部分为圆柱的气缸体 4 个，在气缸体内有上下移 动的圆柱形活塞， 为了防止燃烧气体泄漏， 在活塞上装有密封气体的 活塞环。气缸体的上部为气缸盖，在气缸盖上有进气通道、排气通道 以及进气门和排气门，进、 排气门之间装有喷油器。活塞中部装有活 塞销，通过它与连杆上部相接，连杆下部连接曲轴，通过曲轴末端的 飞轮输出功率。内燃机在工作时活塞处于上下两个极端位置的示意图（略）。（1）上止点（又叫上死点）活塞顶面位移到距离曲轴中心线最远 时的位置。（

2、2）下止点（又叫下死点）活塞顶面位移到距离曲轴中心线最近 时的位置。（3）活塞冲程（又叫活塞行程）活塞的上止点与下止点间的距离， 单位为毫米。活塞移动一个行程时， 曲轴旋转半圈 （180 度）。因此， 活塞冲程等于曲柄半径的两倍。（4）燃烧室容积（又叫压缩室容积）活塞在上止点时，活塞顶以 上（包括活塞顶部的凹坑） 和气缸盖底部（包括气缸盖内部的辅助燃 烧室）之是所构成空间的容积，单位为升。5）气缸工作容积活塞在上下止点位置时其间的气缸容积， 单位为升。（6）发动机排量一台内燃机各个气缸工作容积之和 （对单缸内燃 机其排量就是气缸工作容积），单位为升。（7）气缸总容积活塞在下止点位置时，活塞上部

3、所有密封容积， 单位为升。气缸总容积 =燃烧室容积 +气缸工作容积（8）压缩比气缸总容积与燃烧室容积的比值压缩比二气缸总容积/燃烧室容积。BR疝缩比，表示活塞由下止点 移到上止点时，气体在气缸内被压缩的程度。压缩比越大，压缩时气 体在气缸内被压缩得就越高。柴油机压缩比的范围一般为1620。汽油机压缩比的范围一般为6&二、内燃机的工作原理 内燃机的工作原理是利用燃料在气缸内燃烧产生的热能，通过气 体受热膨胀推动活塞移动，再经过连杆传递到曲轴使其旋转做功。内燃机在实际工作时，由热能到机械能的转变是无数次的连续转 变。而每次能量转变， 都必须经历进气、 压缩、作功和排气四个过程。 每进行一次进气、压

4、缩、作功和排气叫做一个工作循环。若曲轴每转 两圈，活塞经过四个冲程完成一个工作循环的叫做四冲程内燃机； 若 曲轴每转一圈， 活塞只经过两个冲程就完成一个工作循环的叫做二冲 程内燃机。（一）四冲程柴油机的工作过程四冲程柴油机的工作过程1 、进气冲程进气冲程是实现吸进新鲜空气的过程。靠飞轮旋转惯性的作用车 动曲轴，将活塞由上止点位置逐渐拉向下止点， 这时通过配气机构开 启进气门、关闭排气门，随着活塞向下移动，气缸内的容积逐渐增大， 产生真空吸力，新鲜空气不断地被吸进气缸。活塞移动到下止点（即 活塞移动一冲程），进气冲程结束，进气门关闭。2 、压缩冲程在飞轮带动下，曲轴继续旋转推动活塞由下止点向上止

5、点运动。 这时进、排气门均关闭，在活塞移动中气缸内的容积逐渐减小，而气 体的压力和温度逐渐升高。 当活塞移动到上止点时， 气缸内气体的压 力可达到29404410千帕（3045千克力.平方厘米），温度可达 500700摄试度（比柴油的自燃温度高150250摄试度）。至此活 塞移动了第二个冲程，曲轴累计回转了一圈，压缩冲程终了。3 、作功冲程当压缩冲程接近终了时，进、排气门继续关闭，喷油器开始向气 缸内喷入雾状柴油，在气缸内高温空气的作用下，油雾很快被蒸发，并与高温空气混合 成可燃混合气体而迅速自行着火燃烧， 放出大量热能， 使气缸内气体 受热发生猛烈膨胀，气体的压力迅速增到 59008800千

6、帕（ 6090 千克力 /平方厘米），温度可达 15002000摄试度。从而产生很大的 推力迫使活塞从上止点向下止点运动， 并通过连杆使曲轴旋转， 从而 带动飞轮旋转， 起储能作用， 将柴油发出的热能转变为曲轴旋转的机 械能。随着活塞向下止点运动，气缸内气体的压力和温度下降。至活 塞移动到下止点，曲轴累计回转了一圈半，作功冲程终了。4 、排气冲程由飞轮带动，曲轴继续旋转，活塞由下止点移向上止点，通过配 气机构开启排气门， 气缸中燃烧后的废气被向上运动的活塞挤压， 经 排气门排出气缸，排气的温度为 300500摄试度，压力为103122 千帕（1.051.25千克力/平方厘米），活塞到达上止点时

7、，排气冲 程结束，排气门关闭。至此，活塞移动了四个冲程，曲轴累计回转两 圈。上述四个冲程完成后，即完成了一个工作循环。当活塞再次从上 止点移向下止点时，又开始了第二个工作循环。这样周而复始，柴油 机连续运转，不断向外输出动力。在这个工和循环中曲轴回转了两圈， 活塞经过了四个冲程，所以称这种柴油机为四冲程柴油机。（二）四冲程汽油机的工作过程四冲程汽油机的工作过程与四冲程柴油机的工作过程基本相同， 每一个工作循环同样有进气、压缩、作功、排气四个冲程。其主要区 别有以下几点：1 、在进气过程中，进入气缸的不是纯空气，而是空气与汽油相混 合的可燃混合气。 在进气通道上装有化油器， 空气在进气冲程的吸力

8、 作用下，以较高的流速流经化油器， 将被吸入化油器喉管的汽油吹散 和雾化，形成可燃混合气进入气缸。2 、汽油机吸入的混合气是由电火花强制点火， 而不是压缩自燃（压 缩比较小，压力和温度都比较低，不足以引起自燃）。在气缸兽上装 有火花塞， 当活塞在压缩冲程运行到临近上止点时， 炎花塞在高压电 的作用下产生电火花将可燃混合气点燃。从以上柴油机和汽油机的工作过程中可以见到在工作循环中只有 一个作功冲程是活塞驱动曲轴旋转而作功的， 其它三个冲程都是为作 功冲程作准备，均需要由曲轴带动活塞运动，要消耗一部分能量。因 此，在曲轴的一端均装有一转动惯量较大的飞轮。 在作功冲程驱动曲 轴及飞轮旋转，产生转动惯

9、量带动在气缸中运动的。另外，单缸四冲 程内燃机曲轴每旋转两圈只有半圈（作功冲程）作功，运转不均匀， 所以会产生较大的震动， 因此在单缸机上都有尺寸较大的、 重量较重 的飞轮来储存能量，保持运转的平稳性。（三）多缸四冲程内燃机的工作过程 具有两个或两个以上气缸的内燃机称为多缸内燃机。若单机要求 较大的功率时， 采用单缸内燃机则需加大气缸的直径和冲程， 相应的 零部件都要加大尺寸，使机器相当笨重。运动部件的运动惯量增大， 难以平衡，导致工作起来不稳定，震动较大。因此，较大功率的内燃 机，一般都不采用单缸加大缸径方式，而是采用较小缸径、多缸的型 式。由于多缸内燃机的作功冲程是相互交替均匀分配的， 所

10、以多缸比 单缸内燃机旋转均匀、工作稳定。多缸四冲程内燃机可视为由多个单缸机共用一根曲轴和一个大机 体组合而成的 ,每个气缸与单缸机一样各自完成本身的工作循环 , 只是各气缸的作功冲程相互错开 , 使各缸的同一冲程按一定的工作顺序 排列组合。二缸四冲程内燃机曲轴的两个曲柄位于同一平面内，方位相反而 相互错开 180 度。三缸四冲程内燃机曲轴的曲柄夹角互为 120度，其 工作顺序为 12-3 缸或 1-3-2 缸两种方式。三缸四冲程内燃机作功 间隔是均匀的，在每一缸的作功冲程后都有 60 度的间歇时间，下缸 才开始作功，三缸机运转平稳，是小缸径多缸机的发展方向。（四）二冲程内燃机的工作过程 四冲程

11、内燃机的曲轴旋转两圈，活塞经过了四个冲程才完成一个 工作循环；而二冲程内燃机的曲轴转一圈，活塞经过两个冲程就可完成一个工作循环， 这是四冲程与二冲程内燃机的基本区别。第一冲程：当活塞从下止点向上止点运动时，活塞起着一个上挤 下吸的作用。 在运动中活塞关闭了换气孔和排气孔， 在活塞的上部使 进入气缸内燃机混合气受到压缩。 当活塞继续上升， 活塞的下部将进 气孔打开时，开始吸气，由于曲轴箱的容积不断增加，产生吸力，化 油器中的可燃混合气便被吸入曲轴箱。第二冲程：当活塞接近上止点时，火花塞点燃被压缩的可燃混合 气，活塞起着上推下压作用。 在活塞上方燃气膨胀产生的压力使活塞 向下移动而作功。 当活塞继

12、续向下移动时， 在活塞的下方首先关闭气 孔，使曲轴箱内的可燃混合气受到挤压，当继续向下移动时，排气孔 被打开，气缸中的废气受到燃气压力的作用自行排出。 当活塞再向下 移动时，换气孔被打开， 曲轴箱内受挤压的可燃气体经换气孔进入气 缸，并帮助驱扫废气。 该扫气过程实际上是排气和进气两个工作过程 的结合，一直到活塞经过下止点后， 再向上运动将换气孔和排气孔封 闭后才结束。由此可知，二冲程汽油机没有一个单独的进气和排气冲程，进气 和排气过程分别是与压缩和作功的过程同时进行的。 所以，二冲程汽 油机曲轴转一圈，活塞走两个冲程即完成一个工作循环。篇二：内燃机的工作原理中华玉米网：内燃机的基本工作原理是什

13、么？ 内燃机的基本工作原理是利用燃料在气缸内燃烧产生的热能，通 过受气体膨胀推动活塞移动， 再经过；连杆传递到曲轴使其旋转做功。内燃机在实际工作时，有热能到机械能的转变是无数次的连续转 变，而每次能量转变， 都必须经历进气、压缩、做功和排气四个过程。 每进行一次进气、压缩、做功，排气叫做一个工作循环。若曲轴旋转 两周，活塞经四个冲程完成一个工作循环的叫做四冲程内燃机； 若曲 轴转一圈，活塞只经过两个冲程就完成一个工作循环叫做二冲程内燃 机。1) 四冲程柴油机的工作过程四冲程柴油机的工作过程(1) 进气行程 进气行程是实现吸进新鲜空气的过程。靠飞轮旋转惯性的作用转 动曲轴，将活塞由上止点位置逐渐

14、拉向下止点。 这时通过配气机构开 启进气门、关闭排气门，随着活塞向下移动，气缸内的容积逐渐增大， 产生真空吸力，新鲜空气不断地被吸入气缸。为了进气充足，进气门 在上止点前开启，越过下止点后关闭。(2) 压缩行程 在飞轮带动下，曲轴继续旋转推动活塞由下止点向上止点运动， 这时进、排气门都关闭。在活塞移动中气缸内的容积之间减小，而气 体的压力和温度逐渐升高。当活塞移动到上止点时，气体压力可达 2.9-4.4MPa，温度可达500-700 C,至此活塞移动了第二个行程，曲 轴累计回转了一周，压缩行程终了。(3) 做功行程当压缩行程接近终了时，进、排气门都继续关闭，喷油器开始向 气缸内喷油。雾状柴油与

15、高温高压空气混合形成可燃混合气而迅速自 行着火燃烧，放出大量热能，使气缸内的气体受热发生猛烈膨胀，气 体压力迅速增到5.9-8.8MPa温度可达1500-2000 C,从而产生很大 的推力，迫使活塞从上止点向下止点运动，并通过连杆使曲轴旋转， 向外输出功率。 随着活塞向下止点运动， 气缸内气体的压力和温度下 降。至活塞移动到下止点，曲轴累计回转了一圈半，做功行程结束。(4) 排气行程 由飞轮带动，曲轴继续旋转，活塞由下止点移向上止点，通过配气机构开启开启排气门，气缸中燃烧的废气被向上运动的活塞挤压， 经排气门排出气缸，排气温度可达300-500 C,压力为0.10-0.12MPa 活塞到达上止

16、点时，排气行程结束。为减少排气阻力，并使废气排得 干净，排气门在下止点前来气，上止点后关闭。上述四个行程完成后，即完成一个工作循环。当活塞再次从上止 点移向下止点时，又开始了第二个工作循环，这样周而复始，柴油机 连续运转，不断向外输出动力，在一个工作循环中曲轴回转了两圈， 活塞经过了四个行程，所以称这种柴油机为四冲程柴油机。2) 二冲程汽油机工作过程 二冲程汽油机的工作循环，是活塞在气缸内上、下止点间运行两 次，曲轴旋转一周的时间内完成的。 二冲程汽油机的工作循环虽然包 括：进气、压缩、做功、排气等过程，但不像四冲程柴油机那样界线 分明地截然分开，而是在两个行程中交替出现这些过程的。一般二冲程

17、汽油机没有前面所介绍的那样进、排气门，而是在气 缸壁上开有进气口、 排气口和扫气口。 它们随着活塞上下移动在一定 时刻没被遮蔽或露出，以进行进气和排气，此外曲轴箱是封闭的。在 了解它的工作过程时， 不但注意气缸内的工作情况， 同时要注意曲轴 箱的工作情况。第一行程。活塞由下止点移动，在关闭扫气口和排气口后，气缸 内可燃混合气受到压缩。与此同时，曲轴箱内由于产生真空，当进气 口被打开时，从进气口吸入混合气，活塞继续上移至接近上止点时，火花塞点火，可燃混合气燃烧膨胀，推动活 塞下行而做功第二行程。活塞由上止点向下止点移动，进气口被关闭，在前一 行程吸入曲轴箱中的可燃混合气被压缩。 当活塞继续下移到

18、排气口被 打开时，废气被排出，紧接着扫气口被打开，曲轴箱中已被压缩的可 燃混合气就由扫气口进入气缸内，使废气进一步被排除出去。篇三：发动机的工作原理发动机的工作原理及发展趋势摘要：发动机在汽车生产方面起着核心性作用，而我国发动机产业由于 起步较晚，相对于国外的发动机产业来说在动力性、经济性、环保性 方面都不理想。近20年来, 面对世界石油资源日趋枯竭给社会发展带 来的压力，世界汽车界不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决 方法。一、引言 发动机是的工业的心脏，生活的助力器，它与我们的生活密不可 分。发动机在国外的发展已有上百年的历史了，但国内的发动机制造 技术却还处于起步阶段， 本文主要讨论

19、汽车发动机的发展史、 工作原 理、种类、故障原因及国内发动机的未来发展趋势。掌握国内发动机 的工作生产需求方向， 了解国内现有的发动机生产工艺， 是在今后的 发动机制造生产中不可缺少的基础。二、发动机的发展史18 世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装 到车子上载人。 法国的居纽是第一个将蒸汽机装到车子上的人。 1770 年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。 这辆车全长 7.23 米，时速为 3.5 公里, 是世界上第一辆蒸汽机车。1858 年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于 1860 年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的 蒸汽，使用电池和感应线

20、圈产生电火花， 用电火花将混合气点燃爆发。 这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产 品，因为煤气发动机的压缩比为零。1867 年，德国人奥托受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动 机进行了大量的研究， 制作了一台卧式气压煤气发动机， 后经过改进， 于 1878 年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该 发动机工作效率高， 引起了参观者极大的兴趣。 在长期的研究过程中， 奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。 德国人奥姆勒和卡尔本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有 现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。1892 年，德国工程师狄

21、塞尔根据定压热功循环原理，研制出压燃 式柴油机，并取得了制造这种发动机的专利权。1957 年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机，这是汽油发动机 发展的一个重要分支。 转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和 外转子圆内旋轮线相结合的机构， 无曲轴连杆和配气机构， 可将三角 活塞运动直接转换为旋转运动。 它的零件数比往复活塞式汽油少 40%，质量轻、体积小、转速高、功率大。 1958 年汪克尔将外转子改为固 定转子为行星运动， 制成功率为 22.79 千瓦、转速为 5500转/ 分的新 型旋转活塞发动机。 该机具有重要的开发价值， 因而引起各国的重视。 日本东洋公司（马自达公司）买下了转子发动机

22、的样机，并把转子发 动机装在汽车上，可以说，转子发动机生在德国，长在日本。三、发动机的工作原理及分类一、发动机的工作原理 发动机的工作原理主要包括进气、压缩、作功、排气四个过程。 要完成热能向机械能的转换必须经过进气，把可燃混合气 （ 或新鲜空 气）引入气缸;然后将进入气缸的可燃混合气 （或新鲜空气 ）压缩，压缩 接近终点时点燃可燃混合气 （ 或将柴油高压喷入气缸内形成可燃混合 气并引燃 ）; 可燃混合气着火燃烧，膨胀推动活塞下行实现对外作功 ; 最后排出燃烧后的废气。图 1. 内燃式发动机总体构造 进气、压缩、作功、排气四个过程即为发动机的一个工作循环， 工作循环不断地重复，就实现了能量转换

23、，使发动机能够连续运转。其中，完成一个工作循环，曲轴转 1 圈（360 ） ，活塞上下往复运 动 2 次，称为二行程发动机。而把完成一个工作循环，曲轴转 2 圈（720 ） ，活塞 上下往复运动四次，称为四行程发动机（如图 1 所示）。二、四行程汽油机的工作原理四行程汽油机的运转是按进气行程、压缩行程、作功行程和排气 行程的顺序不断循环反复的（如图 2 所示）。1 ）进气行程由于曲轴的旋转，活塞从上止点向下止点运动， 这时排气门关闭， 进气门打开。进气过程开始时，活塞位于上止点，气缸内残存有上一 循环未排净的废气，因此， 气缸内的压力稍高于大气压力。随着活塞 下移，气缸内容积增大，压力减小，当

24、压力低于大气压时，在气缸内 产生真空吸力，空气经空气滤清器并与化油器供给的汽油混合成可燃 混合气，通过进气门被吸入气缸，直至活塞向下运动到下止点。在进气过程中，受空气滤清器、化油器、进气管道、进气门等阻力影响，进气终了时，气缸内气体压力略低于大气压，约为 0.075 0.09MPa同时受到残余废气和高温机件加热的影响， 温度达到370 400K。实际汽油机的进气门是在活塞到达上止点之前打开，并且延迟到 下止点之后关闭，以便吸入更多的可燃混合气。图2 四行程发动机内部工作原理2 ）压缩行程曲轴继续旋转，活塞从下止点向上止点运动，这时进气门和排气 门都关闭，气缸内成为封闭容积，可燃混合气受到压缩，压力和温度 不断升高， 当活塞到达上止点时压缩行程结束。 此时气体的压力和温 度主要随压缩比的大小而定，可燃混合气压力可达 0.6 1.2MPa ，温度可达 600700K。压缩比越大，压缩终了时气缸内的压力和温度越高，则燃烧速度 越快，发动机功率也越大。但压缩比太高，容易引起爆燃。所谓爆燃就是由于气体压力和温度过高，可燃混合气在没有点燃 的情况下自行燃烧， 且火焰以高于正常燃烧数倍的速度向外传播， 造 成尖锐的敲缸声。会使发动机过热，功率下降，汽油消耗量增加以及 机件损坏。轻微爆燃是允许的，但强烈爆燃对发动机是很有害的。3 ）作功行程作功行程包括燃烧过程和膨胀