第一章 内燃机的工作原理和总体构造

青岛港湾职业技术学院第一章 内燃机工作原理和总体构造

基本术语

四冲程发动机工作原理和总体构造

二冲程发动机工作原理和总体构造

发动机的分类

发动机的总体构造青岛港湾职业技术学院发动机概述发动机；将自然界某种能量转换为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。热机：将热能转化为机械能的的发动机，包括内燃机和外燃机。内燃机：热机的一种。液体或气体燃料和空气的混合物输入机器内部燃烧产生热能后转化为机械能。外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生高温，高压力水蒸汽，输送机器内部，使所含的热能转变为机械能。青岛港湾职业技术学院单缸发动机结构示意图青岛港湾职业技术学院青岛港湾职业技术学院青岛港湾职业技术学院基本术语上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(V

s

)发动机排量(Vst)燃烧室容积(Vc

)气缸总容积(Va)工作循环工况：内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。负荷率：内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，一般百分比表示。负荷率通常称为负荷。青岛港湾职业技术学院定义描述1上（下）止点TDC（BDC）：活塞顶面离曲轴中心线最远（近）时的止点。2活塞行程：活塞运动于上下止点之间的距离。3曲柄半径：曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的垂直距离。4气缸工作容积：一个气缸中活塞运动一个行程所扫过的容积。5发动机排量：一台发动机全部气缸工作容积的总和。青岛港湾职业技术学院定义描述6燃烧室容积：活塞在上止点时活塞顶部以上的气缸容积。7气缸总容积：活塞在下止点时活塞顶部以上的气缸容积。8工作循环：四冲程发动机工作循环包括进气行程，压缩行程，做功行程和排气行程。9工况：内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。10负荷率：内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，一般百分比表示。负荷率通常称为负荷。青岛港湾职业技术学院四冲程发动机的简单工作原理一、四冲程汽油机的工作原理1、进气行程2、压缩行程3、作功行程4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程青岛港湾职业技术学院进气行程进气门开启温度370~440K，压力75~90kPaPV大气压力线ra示功图排气门关闭上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。压缩行程排气门关闭进气门关青闭岛港湾职业技术学院压缩比：ε=Va/VcPVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa青岛港湾职业技术学院压缩比定义：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。用ε表示。ε=Va/Vc现代化油器式发动机压缩比一般为6～9(轿车有的达9～11)。上海桑塔纳轿车汽油机压缩比为8.2。压缩比过大的不良后果青岛港湾职业技术学院压缩比过大的不良后果名称成因现象后果爆燃由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。火焰以极高的速率向外传播，形成压力波，以声速向前推进。当压力波撞击燃烧室壁时就发出尖锐的敲缸声。还会引起发动机过热，功

率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重

爆燃时甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂，火花塞绝缘体

击穿等。表面点火由于燃烧室内炽热表面与炽热处(如排气门头，火花塞电极，积炭处)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧。伴有强烈的较沉闷敲击声。产生的高压会使发动机机件负荷增加，寿命降低。青岛港湾职业技术学院作功行程进气门关闭排气门关闭PVr示功图大气压力线cZba上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa青岛港湾职业技术学院进气门关闭排气门打开PrV示功图大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200

K

压力105~125kPa排气行程残余废气青岛港湾职业技术学院四冲程发动机工作状态状态行程温度(K)压力进气行程370~44075~90kPa压缩行程600~800600~1500kPa作功行程2200~2800(瞬时最高)1500~1700(作功终了)3~5MPa(瞬时最高)300~500kPa(作功终了)排气行程900~1200105~125kPa青岛港湾职业技术学院二、四冲程柴油机的工作原理喷油器喷油泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程排气门进气门纯空气温度300~370K压力800~900kPa温度800~1000K压力3~5MPa瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa温度800~1000K压力105~400kPa青岛港湾职思业考技术学院四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么相同之处呢？青岛港湾职业技术学院共同特点：每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。只有作功行程产生动力。青岛港湾职思业考技术学院四冲程汽油机和柴油机的工作循环有什么不同呢？青岛港湾职业技术学院不同点汽油机柴油机汽油与空气缸外混合，进入气缸的是可燃混合气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧有点火系无点火系无喷油器有喷油器青岛港湾职业技术学院单缸与多缸区别１单缸发动机内，曲轴每转两周中只有半周是由于膨胀气体的作用使曲轴旋转，其余一周半则依靠飞轮惯性维持转动，曲轴转速不均匀，发动机运转不平稳。２多缸发动机内，所有工作过程都是相同的我，但所有的气缸的作功行程并不同时发生。一般是720/n角度内作功一次。气缸数越多，发动机越平稳。但太多，结构复杂，尺寸，质量增加。青岛港湾职业技术学院二冲程发动机的工作原理二冲程发动机二冲程汽油发动机工作原理二冲程柴油发动机工作原理青岛港湾职业技术学院制作：霍志毅Email：huozhiyi@一、二冲程汽油机工作原理1、结构青岛港湾职业技术学院二、二冲程柴油机工作原理青岛港湾职业技术学院思

考二冲程发动机与四冲程发动机相比，有何优点？1、构造简单，质量较小。2、易受磨损和经常需要修理的运动部件数量较少。3、由于作功频率较大，二冲程发动机的运转比较均匀平稳。4、理论上它的功率应等于四冲程发动机的二倍。青岛港湾职业技术学院发动机的分类水冷发动机风冷发动机按缸数分四冲程发动机二冲程发动机汽油发动机柴油发动机单缸发动机多缸发动机化油器式发动机直接喷射式发动机发动机按排列分单列式发动机双列式发动机按冷却方式分按燃料分按冲程数分按进气状态分增压发动机非增压发动机按着火方式分压燃式发动机点燃形式发动机青岛港湾职业技术学院发动机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系点火系冷却系润滑系起动系青岛港湾职业技术学院青岛港湾职业技术学院连杆飞轮活塞 曲轴进青气门岛排港气门湾职推业杆技术挺学柱院正时齿轮配气机构曲柄连杆机构青岛港湾职业技术学摇院臂凸轮轴青岛港湾职业技术学院制作：霍志毅Email：huozhiyi@桑塔纳发动机结构示意图青岛港湾职业技术学院桑塔纳发动机冷却系示意图青岛港湾职业技术学院桑塔纳发动机润滑系示意图青岛港湾职业技术学院发动机主要性能指标与特性1动力性能指标(有效转矩,有效功率,转速)2经济性能指标(燃油消耗率)3运转性能指标(排气品质,噪声和起动性能)青岛港湾职业技术学院发动机的速度特性1速度特性曲线：当燃料供给调节机构位置固定不变时，发动机性能参数随转速改变而变化的曲线。2外特性和部分特性曲线发动机