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1、第一部分 内 燃 机 构 造,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,2,发动机将另一种能源转变为机械能的机器装置 内燃机燃料在发动机内部燃烧并将产生的热能转变成机 械能 的装置,1、内燃机的分类 按照燃料分：汽油机、柴油机、煤气机、天然气机等 按照着火方式分：点燃式内燃机、压燃式内燃机 按照工作循环的行程数分：四冲程内燃机、二冲程内燃机 按照汽缸排列方式分：直列式内燃机、V型内燃机、对置式内燃机、W型内燃机、星型内燃机 按照冷却方式分：水冷式内燃机、风冷式内燃机 按照活塞运动方式分：往复活塞式内燃机、旋转活塞式内燃机 按照进气方式分：自然吸气式内燃机、增压式内燃机 按照汽缸数分：单缸内
2、燃机、多缸内燃机 按照转速分：高速内燃机1000rpm、中速内燃机600-1000rpm、低速内燃机600rpm 按照用途分：工程机械用、汽车用、拖拉机用、船用、发电机组用等,一、发动机的概述,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,3,不同类型内燃机的图片展示,汽油机,柴油机,汽轮机,蒸汽机,直列式,V 型,横直式,对置式,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,4,工程机械内燃机的使用特点和要求 工作环境恶劣，空气沙尘含量大，要求大容量、低阻力的空滤器 外界冲击大，要求悬挂性能（稳定性、减震性）好 动态倾斜大，对润滑、冷却、燃料供给要求高 使用区域广，要求对温度的适应性好 特殊
3、使用条件下要求低噪音、低排放、遥控性能等,内燃机的发展简史 1678年 法国人浩特佛勒 使用火药的煤气机 1873年 德国人奥拓 火花点燃四冲程煤气机 1883年 英国人派司尔 四冲程汽油机 1879年 德国人狄塞尔 压燃式四冲程柴油机 1905年 瑞士 第一台二冲程柴油机 1930年 废气涡轮增压柴油机,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,5,2、国产内燃机名称及型号规则,GB725-65 规定 三部分： 首部 中部 尾部 - 变型序号 1,2,3 A,B,C 特征符号 Q,C,G,T,J,Z,F 缸径符号 102,105,135,140 行程符号 E 缸数 (1),2,3,4,6
4、,8,12 例如： 6 135 C 1 6 六缸 135缸径为135mm 水冷 C 船用 1 第一种变型产品 内燃机旋转方向及汽缸编号,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,6,发动机型号的含义,A、增压方面的区别：S-带涡轮增压器；SS-带双涡轮增压器；SL-涡轮增压器(轻增压)； B、中冷器的区别：A-带水冷式冷却器；AA-带空冷式冷却器；没有标示-不带冷却器； C、输出功率大小的区别：从输出功率较大者开始A、B、C、 D、其他区别：L-长行程发动机；S-短行程发动机；W-涡流式发动机。,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,7,102发动机的主要性能参数,2019/11/
5、12,山 东 交 通 学 院,8,(五）102发动机的检查与测量测量项目及标准参数值,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,9,1、常用性能术语,1.上止点 2.下止点 3.活塞行程 4.活塞冲程 5.汽缸工作容积 6.燃烧室容积 7.汽缸总容积 8.压缩比,二、柴油机工作原理及主要技术性能,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,10,工程机械一般使用四冲程发动机 进气冲程 压缩冲程 膨胀冲程 排气冲程 四缸发动机曲轴每旋转180按1-3-4-2缸的顺序喷油 六缸发动机曲轴每旋转120按1-5-3-6-2-4缸的顺序喷油,2、柴油机的工作原理,四行程柴油机工作原理,2019/1
6、1/12,山 东 交 通 学 院,11,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,12,二行程柴油机工作原理,进、排气几乎同时进行，换气不完善，热效率低 曲轴转1圈完成一个工作循环，理论应为四冲程柴油机的2倍，实际只有1.51.6倍 工作平稳 没有进气门或只有排气门,特点：,二行程汽油机工作原理,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,13,机体部件：气缸体、气缸盖、 气缸套、 主轴承、 主轴承盖等 主运动部件：曲轴、连杆、活塞、活塞环、 飞轮、皮带轮等 燃油系统：燃油箱、输油泵、滤油器、 油水分离器、喷油泵、喷油嘴等 进排气系统：配气定时齿轮、凸轮轴、随动臂、推杆、摇臂、 摇臂轴、
7、进气门、排气门、气门弹簧、气门导 套、气门锁销、空气滤清器、涡轮增压器、消 音器、中冷器等 润滑系统：油底壳、油泵、油冷器、滤油器、活塞冷却喷嘴等 冷却系统：散热器、水泵、风扇、节温器等 启动（电器）系统：蓄电池、发电机、起动马达、起动开关、 蓄电池继电器等,3、柴油机总体结构,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,14,发动机整体结构系统简图,空滤器,燃油箱,消声器,启动马达,油底壳,蓄电池,散热器,喷油泵,发电机,柴油机,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,15,4、柴油机的主要技术性能,示功图,Z 压力最高点，a-c-z-b压缩与作功冲程， b-r-r-a进排气冲程,p
8、0 大气压力,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,16,指示指标 指示功与指示压力、指示功率、指示燃油消耗率、指示热效率 有效指标 有效功率和机械效率、有效矩 T9550P/n、平均有效压力有效燃油消耗率、有效热效率、升功率与比重量、,两阴影部分是等效的 平均指示压力p取决于柴油机性能的好坏,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,17,复 习 题,什么叫内燃机？ 内燃机按冷却方式分哪几类？ 牌号为4100Q-2表示： 柴油机的常用术语有哪些？ 简述四冲程柴油机的工作原理。 二冲程柴油机与四冲程柴油机相比，有哪些特点？ 四冲程柴油机的总体构造有哪几部分组成？ 了解单缸四冲程柴油
9、机的示功图。,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,18,第二章 曲柄连杆机构,功用与组成 热能-机械能、往复力-扭矩 机体组 2.活塞连杆组 3.曲轴飞轮组 工作条件及要求 高温、高压、高速、化学腐蚀 运动及受力分析 气体压力 作功冲程如图 压缩冲程与之相似 进、排气冲程气体压力 较小，可忽略。,侧压力,有效力,有效扭矩,气体压力,无效扭矩,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,19,2.惯性力 运动件运动速度的大小、方向 不断变化，产生惯性力。 简化分析： 往复惯性力，离心惯性力 pjma上、下止点V0， a,pj最大 行程中点V最大，a,pj0 往复惯性力是产生振动的主
10、要原因 离心力Pcmr2 Pc使曲轴产生的弯矩加大， 运动不平衡加剧。 3.摩擦力 产生在运动件表面,结论：运动件受力周期性变化，曲轴受扭矩、弯矩，元件磨损不均匀。,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,20,机体组缸体、缸盖、缸套、缸垫、曲轴箱、油底壳等,缸体为铸造件，活塞和曲轴在缸体中运动，用主轴承来支撑曲轴旋转 主轴承为三层结构，钢背上层为铅青铜轴承合金，表面又镀一层锡铅合金 在主轴承侧面装有止推环以防止曲轴前后移动 水冷式缸体中有圆柱形气缸套，活塞上下移动，燃油在气缸中燃烧形成高温，要用冷却水对其周围进行冷却,一、汽缸体与曲轴箱,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,2
11、1,图1-2-3，1-2-4,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,22,曲轴箱结构形式,二、油底壳,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,23,缸套为铸件，分干式缸套和湿式缸套 湿式缸套与冷却水直接接触，因此上方要压住缸体的台阶，下方装有O形圈或U形密封，以防止漏水 干式缸套不直接与冷却水接触，冷却效果差,三、汽缸与汽缸套,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,24,过盈配合,涨式密封 压式密封,缺陷：采用铸铁材料，易产生穴蚀，漏水,气缸套密封形式,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,25,四、汽缸盖与汽缸垫,缸垫安装在缸体与缸盖之间，防止漏气漏水 材料：金
12、属-石棉或纯金属 安装方向：易修复或材质硬的一方,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,26,水冷式汽缸盖,与活塞、缸套形成燃烧室，承受的热负荷大 结构形式与气门布置、冷却方式、燃烧室形状不同而异 缸盖为铸造箱体，中间有冷却水通过，并有进气通道和排气通道、油道,风冷式汽缸盖,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,27,活塞连杆组活塞、连杆、活塞环、活塞销、连杆轴承等,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,28,活塞剖开形状及内部结构,活塞将燃油在气缸内燃烧产生的热能转变为使活塞上下运动的机械能，通过连杆使曲轴旋转 活塞与缸套之间应留有间隙 5、装配,一、活塞 1、功用、
13、工作条件与要求 2、材料 3、组成 顶部、环槽部、裙部、座孔 4、活塞变形采取的措施,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,29,二、活塞环 功用 、分类、工作条件、材料与表面处理、间隙 气环密封原理,0.25-0.55mm,一、0.04-0.10mm 二、三，0.03-0.07mm 油环：0.025-0.07mm,0.5-1mm,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,30,气环的断面形状,活塞环的泵油现象 作用：有利于气缸润滑 危害：润滑油消耗大积碳、影响密 封加剧磨损 措施：减小环质量、改变环断面形 状、油环下设减压腔、用组 合油环,2019/11/12,山 东 交 通 学
14、 院,31,三、活塞销 功用与工作条件 结构与材料 连接方式 全浮式、半浮式,油环 整体式 组合式,刮油作用,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,32,四、连杆 组成与功用 结构及大端定位 A B C D,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,33,五、连杆轴承,1.作用及工作条件 2.组成与材料 3.结构 背面结构 粗糙度小 定位结构 唇、槽定位，自幼弹势，配合过盈 内表面结构 粗糙度小,活塞、活塞环、连杆的装 配及安装方向,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,34,曲轴飞轮组曲轴、飞轮、主轴承、正时齿轮,曲轴把气缸内活塞的往复运动通过连杆转变为旋转运动；其主轴颈
15、安装在缸体的主轴承上，连杆轴颈与连杆相连；曲轴内部有润滑油道，使润滑主轴颈的油通过该油道流进连杆轴颈 曲轴采用含铬、钼等元素的高碳素钢，经模锻、高频淬火加工处理 飞轮安装在曲轴后端的惯性轮，靠转动惯量减少曲轴旋转中的损失,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,35,一、曲轴 1、结构 整体式、分体式 （图1-2-52，1-2-53） 主轴颈与连杆轴颈支撑形式 曲柄及平衡重平衡重位置,整体无平 衡重式曲轴,整体有平 衡重式曲轴,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,36,曲拐的布置 四缸机,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,37,六缸机,2019/11/12,山 东
16、交 通 学 院,38,主轴承、止推环,曲轴前后端形式,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,39,储存做功行程的能量，用于非做功行程 使转速及转矩平稳 起动马达小齿轮与飞轮齿圈啮合，使发动机旋转起,飞轮 柴油机的支撑 技术使用,扭转减震器,2019/11/12,山 东 交 通 学 院,40,复 习 题,曲柄连杆机构有哪几部分组成？ 曲柄连杆机构的受力主要有哪些？ 机体组包括哪些主要元件 ？ 曲轴箱的结构形式主要有哪几种？ 活塞连杆组主要包括哪些元件？ 为了减少活塞的变形，常采取哪些相应的措施 ？ 常用的气环有哪几种结构形式？ 简述气环的密封原理。 活塞环的泵油现象有哪些危害？ 连杆的切口定位常见哪几种形式？ 连杆轴瓦与连杆大头的配合为什么采用过盈配合？ 曲轴飞轮组主要包括哪些主要元件？ 曲柄平衡
