第六章 内 燃 机

《第六章 内 燃 机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章 内 燃 机（102页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、通用机械设备,主编郑祖斌,第六章 内 燃 机,第一节 概 述 第二节 曲柄连杆机构 第三节 配 气 机 构 第四节 润 滑 系 第五节 冷 却 系 第六节 汽油机燃料供给系 第七节 汽油机的点火 第八节 柴油机燃料供给系 第九节 发动机的起动,第一节 概 述,一、内燃机的分类及其表示方法 1.内燃机的分类 1)按燃料着火方式，可分为压燃式和点燃式两类。 2)按活塞在完成一个做功工作循环上下往复行程次数(习惯上也称为冲程数)，可分为四冲程和二冲程内燃机。 3)按燃料种类，可分为使用液体燃料的内燃机和使用气体燃料的内燃机，以及多种燃料内燃机。 4)按燃料供给方式可分为化油器式内燃机和喷射式内燃机。

2、 5)按内燃机气缸排列的形式可分为单列式、双列式。 6)按气门的布置形式可分为顶置式、侧置式和混合式。,第一节 概 述,7)按气门数量可分为单气门(仅用于二冲程内燃机)、双气门(进、排气门各一)、三气门(二个进气门、一个排气门)、四气门(进、排气门各二个)、五气门(三个进气门、二个排气门)。 8)按冷却方式的不同可分为水冷式和风冷式内燃机。 2.内燃机型号表示方法及其应用举例 (1)内燃机型号的表示方法,6B1.eps,第一节 概 述,(2)内燃机型号表示方法举例 例1：EQ61001型汽油机，表示第二汽车制造厂生产、六个工作气缸、四冲程、气缸内径100mm，水冷、车用直列式、第一种改进型产品

3、。 例2：YC6105QA1型柴油机，表示广西玉林柴油机厂生产、六缸、四冲程、缸径105mm，水冷、车用直列式，第一种改进型(直接喷射式)、第一种配套车型(CA141K3)产品。 例3：HRBC12V200ZLCA型柴油机，表示哈尔滨船厂生产、十二缸、V型、四冲程、缸径200mm，增压中冷进气式船用主机(右机)、水冷、第一种改进型产品。 例4：4120F型柴油机，表示四缸、四冲程、缸径120mm，风冷、通用型柴油机。,第一节 概 述,例5： IE65F型汽油机，表示单缸、二冲程、缸径65mm，风冷、通用型汽油机。 3.单缸四冲程内燃机的构造,图6-1 单缸四冲程汽油机构造示意图 1活塞 2水套

4、 3水泵 4活塞销 5进水口 6连杆 7曲轴箱 8飞轮 9曲轴 10机油管 11油底壳 12机油泵 13曲轴正时齿轮 14凸轮轴正时齿轮 15凸轮轴 16挺杆 17排气歧管 18进气管 19进气门 20排气门 21化油器 22火花塞 23气缸盖 24出水口 25气缸,第一节 概 述,二、发动机技术术语和计算公式 (1)活塞上止点 活塞移动顶面处于在离曲轴回转中心最远的位置，称为上止点。 (2)活塞下止点 活塞移动顶面处于离曲轴回转中心最近的位置，称为下止点。 (3)活塞行程 活塞由一个止点向另一个止点移动的距离，称为活塞行程，用S表示。 (4)曲柄半径 曲轴上连杆轴颈中心至曲轴回转中心之间的距

5、离R，称为曲轴半径。,第一节 概 述,图6-2 发动机示意图 1进气门 2排气门 3气缸 4活塞 5连杆 6曲柄,第一节 概 述,(5)气缸工作容积 活塞在一个行程内所扫过的容积，也称气缸排量，用VS表示，单位为L。 (6)燃烧室容积 活塞在上止点时，活塞顶面至气缸盖底面之间的空间，其容量称为燃烧室容积，用VC表示，单位为L。 (7)气缸总容积 (8)压缩比 三、四冲程发动机的工作原理 四冲程发动机是指发动机每完成一个工作循环，需经过进气、压缩、作功(膨胀)和排气四个过程，对应着活塞上下的四个行程，曲轴要旋转720。 1.四冲程汽油机的工作原理,第一节 概 述,(1)进气行程 进气行程包括进气

6、门开启、直至进气结束，进气门关闭为止的全过程。 (2)压缩行程 为使吸入气缸的可燃混合气能够迅速地完全燃烧，以产生更强的爆发压力，从而使发动机发出较大功率，必须将进入气缸内的可燃混合气的温度和压力上升到一定的程度。,图6-3 四冲程汽油机工作原理 a)进气行程 b)压缩行程 c)作功行程 d)排气行程 1排气门 2火花塞 3进气门 4活塞 5曲轴连杆,第一节 概 述,(3)作功(膨胀)行程 如图6-3c所示，作功行程中，进、排气门仍然处于关闭状态，被压缩的混合气在上止点前开始被装在气缸盖上的火花塞发出的电火花点燃，可燃混合气燃烧后，放出大量的热能，燃气在气缸内的压力和温度迅速增高，最高压力可达

7、35MPa，温度达到22002800K。 (4)排气行程 如图6-3d所示，当做功接近终了时，排气门打开，气缸内的废气靠尚存的压力向外界自由排气，直至活塞运行到下止点，活塞过了下止点后，由于活塞上行，将气缸内的废气推出气缸进行强行排气。,第一节 概 述,图6-4 四冲程柴油机示意图 1喷油泵 2喷油器,第一节 概 述,2.四冲程柴油机的工作原理 四、二冲程发动机的工作原理,图6-5 二冲程汽油机工作示意图 a)压缩 b)进气(可燃混合气) c)燃烧膨胀 d)换气 1排气孔 2进气孔 3换气孔,第一节 概 述,1.二冲程汽油机的工作原理 (1)第一行程 活塞由下止点向上移动，事先已充入活塞上方气

8、缸内的混合气被压缩，新的可燃混合气由于活塞下方曲轴箱容积由小到大，形成一定压差而被吸入曲轴箱内，如图6-5b所示，进气结束，压缩行程终了。 (2)第二行程 活塞由上止点下移，活塞上方火花塞点燃的可燃混合气迅速膨胀推动活塞下行作功，如图6-5c所示。,图6-6 二冲程汽油机示功图,第一节 概 述,2.二冲程柴油机的工作原理 (1)第一行程 活塞自下止点向上止点移动。 (2)第二行程 活塞受燃烧气体的作用由上止点向下止点运动做功，活塞下行三分之二行程时，排气门开启，排出废气(如图6-7d所示)，此后气缸内压力降低，活塞继续下行，进气孔打开进行换气，直至活塞再由下止点向上移动三分之一行程，将进气孔遮

9、盖住为止。 五、二冲程发动机与四冲程发动机的比较 二冲程发动机与四冲程发动机比较，具有以下优点：,第一节 概 述,1)二冲程发动机完成一个工作循环曲轴旋转一周，而四冲程发动机完成一个工作循环曲轴要转两周，因而当发动机转速、压缩比、工作容积相同时，理论上讲二冲程发动机的做功次数是四冲程发动机做功次数的二倍，其发出的功率也应是四冲程发动机的二倍。 2)由于二冲程发动机曲轴一周做一次功，发生做功的频率高，因而运转比较均匀平稳。 3)由于二冲程发动机不设置专门的配气机构，所以结构较简单，质量也较小。 1)燃烧后废气不易从气缸内排除干净。,第一节 概 述,2)由于换气，减少了有效工作行程，因此，在同样曲

10、轴转速和工作容积情况下，二冲程发动机的功率不等于四冲程发动机的二倍，一般只有1.51.6倍。,图6-7 二冲程柴油机工作示意图 a)换气 b)压缩 c)燃烧 d)排气,第一节 概 述,3)二冲程发动机的经济性不如四冲程发动机，原因在于换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出。 六、内燃机的总体构造 随着不同用途的需求和现代制造技术的不断提高，各种新型内燃机不断涌现，即使是同类型的内燃机，其具体构造也会各不相同，但无论怎样发展，就现阶段来说，国内外生产和使用的内燃机的总体结构还是大同小异的。 2.配气机构,6M8A.tif,第一节 概 述,图6-8 东风EQ61001汽油车发动机构造图(续) b

11、)剖视图 1风扇 2水泵 3气缸盖 4小循环水管 5进、排气支管总成 6曲轴箱通风装置 7化油器 8气缸盖出水管 9摇臂机构 10空气压缩机传送带 11曲轴正时齿轮 12凸轮轴正时齿轮 13正时齿轮室盖及曲轴前油封 14风扇胶带 15发动机前悬置支架总成 16发动机前悬置软垫总成 17机油泵 18油底壳 19活塞、连杆总成 20机油泵、分电器总成 21主轴承盖 22曲轴 23曲轴止推片 24凸轮轴 25油底壳衬垫 26曲轴箱通风管 27气缸体 28后挺杆室盖 29曲轴箱通风挡油板 30飞轮壳 31飞轮 32发动机后悬置螺栓、螺母 33发动机后悬置软垫 34限位板 35空气滤清器 36绝热垫及衬

12、垫 37进气管 38曲轴箱通风单向阀 39阀体 40单向阀 41弹簧 42弯管接头 43排气管 44放水阀 45细滤器 46出水软管 47联轴套 48气缸套 49定位销 50挺杆室衬垫 51挺杆室盖 52分电器 53加机油管和盖 54汽油泵 55机油粗滤器 56出水管节温器 57推杆 58挺杆 59连杆 60活塞 61进气门 62排气门 63集滤器,第一节 概 述,3.点火系 4.润滑系,图6-9 一汽奥迪100型轿车发动机 1曲轴 2曲轴轴承盖 3曲轴前端油封挡板 4曲轴正时齿轮 5压缩机传送带轮 6调整垫片 7正时齿轮拧紧螺栓 8压紧盖 9压缩机曲轴带轮 10水泵、电机曲轴带轮 11正时齿

13、轮下罩盖 12压缩机支架 13中间轴正时齿轮 14中间轴 15正时齿轮传送带 16偏心轮张紧机构 17气缸体 18正时齿轮上罩盖 19凸轮轴正时齿轮 20凸轮轴前端油封 21凸轮轴罩盖 22机油加油口盖 23凸轮轴机油挡油板 24凸轮轴轴承盖 25排气门 26气门弹簧 27进气门 28液压挺杆总成 29凸轮轴 30气缸密封垫片 31气缸盖 32火花塞 33活塞销 34曲轴后端封油挡板 35飞轮齿环 36油底壳 37活塞 38油标尺 39连杆总成 40机油集滤器 41中间轴轴瓦 42放油螺塞 43曲轴主轴瓦,第一节 概 述,6M10.tif,第一节 概 述,5.冷却系 6.燃料供给系 7.起动系

14、,第二节 曲柄连杆机构,一、机体组 机体组包括气缸体、上下曲轴箱、气缸盖和气缸垫及油底壳等。 1.气缸体,图6-11 气缸体结构形式 a)一般形式 b)龙门式 c)隧道式 1气缸体 2水套 3凸轮轴孔座 4加强肋 5湿缸套 6主轴承座 7主轴承座孔 8安装油底壳的加工面 9安装主轴承盖的加工面,第二节 曲柄连杆机构,图6-12 多缸发动机排列形式 a)单列式 b)V型 c)对置式,第二节 曲柄连杆机构,图6-13 对置式发动机,2.气缸套,第二节 曲柄连杆机构,3.气缸盖,图6-14 解放CA6102型发动机气缸盖 1螺栓孔 2气门弹簧座 3进、排气道进出口法兰 4出水口 5火花塞螺栓孔 6摇

15、臂轴支座安装法兰,第二节 曲柄连杆机构,4.气缸垫,图6-15 活塞连杆组 1、3连杆 2活塞 4连杆盖 5连杆衬套 6连杆螺钉 7第一道气环 8第二、三道气环 9油环 10活塞销 11活塞销卡环 12连杆轴瓦 13定位套简,第二节 曲柄连杆机构,二、活塞连杆组 活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等主要机件组成，如图615所示。 1.活塞,图6-16 活塞结构 a)剖视图 b)轴测剖视图 1活塞顶 2活塞头 3活塞环 4活塞销座 5活塞销 6活塞销锁环 7活塞裙部 8加强肋 9环槽,第二节 曲柄连杆机构,2.活塞环 3.活塞销,图6-17 活塞销内孔的形状 a)圆柱形 b)两段截锥形 c)组合形,4.连杆,第二节 曲柄连杆机构,图6-18 连杆的构造,第二节 曲柄连杆机构,图6-19 V型发动机连杆示意图 a)并列式 b)主副式 c)叉式,三、曲轴飞轮组,第二节 曲柄连杆机构,曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他不同功用的零件和附件组成，典型的曲轴飞轮组结构如图620所示。,图6-20 EQ6100Q1型发动机曲轴飞轮组分解图 1起动爪 2起动爪锁紧垫圈 3扭转减振器 4带轮 5挡油片 6定时齿轮 7半圆键 8曲轴 9主轴承上下轴瓦 10中间主轴瓦 11止推片 12螺柱 13润滑脂嘴 14螺母 15齿圈 16圆柱销 17第一、六缸活塞处在上止点时的记号,第二节