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1、第一章 内燃机,第一节 概 述 一、内燃机的分类 1、按活塞运动方式：往复活塞式和旋转活塞式 。 2、根据所用燃料种类：汽油机、柴油机和气体燃料发动机。 3、按冷却方式：水冷和风冷 。 4、按行程数：四冲程和二冲程 。 5、按进气状态：增压和非增压 。,1、按所用的燃料分： （1）液体燃料发动机；汽油机（gasoline engine）； 柴油机（diesel engine）。 （2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）； 液化石油气发动机（LPG）。 2、按点火方式分：（1）点燃式发动机（如汽油机、气体燃料发动机）； （2）压燃式发动机（如柴油机）。 3、按工作循环的冲程数分： （1）
2、四冲程发动机； （2）二冲程发动机。 4、按冷却方式分： （1）水冷发动机； （2）风冷发动机。 5、按进气方式分： （1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）； （2）强制吸气式（增压式发动机）。 6、按气缸数分： （1）单缸发动机 ； （2）多缸发动机。 7、按气缸排列方式分：（1）单列发动机：直立式发动机、平卧式发动机 （2）双列发动机： V型发动机、水平对置式发动机,往复活塞式内燃机:,玉柴欧系列车用柴油机YC4G,玉柴欧系列车用柴油机YC6J270-30,二、内燃机的系列和型号,例：1E40F X4115T LR6105T8,第二节内燃机的工作原理,一、内燃机工 作的基本概念：,1上止
3、点：活塞距曲轴中心最远的位置（最上） 。 2下止点：活塞距曲轴中心最近的位置（最下） 。 3活塞冲程（S）：上、下止点间的距离。 4压缩室容积（Vc）：活塞位于上止点时，活塞顶部与缸盖间的容积，又称燃烧室容积。 5汽缸工作容积（V）：活塞上、下止点之间的容积称为一个汽缸的工作容积也叫排量，它可以用由下式表示： V=/4DS i (106)（） 式中 D 气缸直径（ m m） S活塞冲程（ m m） i气缸数。 6汽缸的最大容积（Va）：活塞在下止点时，活塞顶上部的气缸的总容积，即气缸工作容积与压缩容积的之和： Va=VH+Vc 压缩比：汽缸最大容积与压缩室容积的比值称为压缩比。,二、四行程内燃
4、机的工作过程,（一）单缸四行程柴油机的工作过程 柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走过四个过程才能完成 一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。 1进气行程 进气行程时曲轴转动第一个半圈（0180）使活塞从上止点运动到下止点。柴油机吸入的是纯空气，此时进气门打开（排气门关闭），进气行程结束时气缸内气体压力为0.0850.095MPa，温度为310340K。 2压缩行程 压缩行程时曲轴转动第二个半圈（180360）使活塞从下止点运动到上止点。此时进、排气门都关闭。压缩行程结束时，气缸内气体压力达3.05.0MPa，温度上升到750100
5、0K。在活塞接近上止点之前1035，柴油以12100MPa的压力喷入气缸。,3作功行程 作功行程时曲轴转动第三个半圈（360540）,压缩行程中活塞到达上止点前，喷油器开始向燃烧室喷入雾状柴油，柴油在高温高压空气作用下自燃，释放大量热能，气体膨胀，推动活塞从上止点运动到下止点。迅速燃烧的混合气在上止点然后，压力上升到6.09.0MPa，温度上升到18002200K。 活塞到达下止点时，缸内压力降到0.20.5MPa，温度下降到10001200K。在此行程中进、排气门都是关闭的。 4排气行程 排气行程时曲轴转动第四个半圈（540720）带动活塞从下止点运动到上止点。活塞到达上止点时，排气门开启，
6、进气门应关闭，燃烧后的废气在活塞的作用下经排气门排出气缸，至活塞到达上止点，排气行程结束。未排净的废气压力仍有0.1050.12MPa，温度有700900K。 至此，柴油机完成了一个工作循环，并不断重复这样的循环。,fh2-3-a.swf,0.0850.095MPa，温度为310340K,3.05.0MPa，温度上升到7501000K,6.09.0MPa,18002200K,0.20.5MPa，温度下降到10001200K,废气压力0.1050.12MPa，温度700900K,（二）单缸四行程汽油机的工作过程,四冲程汽油机活塞在一个工作循环中从上止点到下止点，又从下止点到上止点往复运动两次，同
7、时完成进气、压缩、作功和排气四个工作过程。 1进气行程 进气行程时曲轴转动使活塞从上止点运动到下止点。 进气行程汽油机吸入汽油和空气的混合气，进气行程结束，气缸内混合气压力为0.080.09MPa，混合气温度370400K。 2压缩行程 压缩行程时曲轴转动使活塞从下止点运动到上止点。 压缩行程结束时，气缸内混合气压力可达0.81.5MPa，温度上升到600750K，但并未达到汽油空气混合气自燃的温度。因此，在活塞接近上止点之前1015，通过火花塞点火。,3作功行程 作功行程时高温高压气体膨胀，推动活塞从上止点运动到下止点。 迅速燃烧的混合气在上止点被点燃后，压力上升到3.06.5MPa，温度上
8、升到22002800K，因此推动活塞，通过连杆转动曲轴对外输出转矩。活塞到达下止点时，缸内压力降到0.350.5MPa，温度下降到12001500K。 4排气行程 排气行程时曲轴带动活塞从下止点运动到上止点。活塞到达上止点时，废气压力仍有0.1050.12MPa，温度为9001100K。排气行程结束时，气缸内仍然残留的废气为残余废气。残余废气量与进气过程中吸入气体量的比值称为残余废气系数。,（三）多缸四冲程内燃机的工作过程,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。 具有两
9、个或两个以上气缸的内燃机称为多缸内燃机。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。由于多缸内燃机的作功冲程是相互交替均匀分配的，所以多缸比单缸内燃机旋转均匀、工作稳定。,三、单缸二冲程内燃机的工作过程,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。 （一）单缸二冲程汽油机的工作过程 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料混合气受到压缩。当活塞继
10、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。,上挤下吸,上推下压,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。当活塞继续向下移动时，在活塞的下方首先关闭进气孔，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
11、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。,（二）单缸二冲程柴油机的工作过程,在气缸中部开有进气孔，其启闭由活塞的往复运动来控制。气缸顶部设有排气门。换气时，采用增压器提高空气压力，由进气孔压入气缸，并将废气驱赶出去。 与汽油机的区别：换气时进入的是纯净空气；自燃；无燃油损失。,柴油机结构：机体零件、曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动装置。,第三节 柴油发动机,一、机体零件和曲柄连杆机构：机体、活塞连杆组、曲轴飞轮等。
12、（一）机体组：气缸体、曲轴箱、气缸套、气缸盖、 气缸垫等。 （二）活塞连杆组：活塞、活塞环、活塞销、连杆等。 （三）曲轴飞轮组：曲轴、飞轮等。 （四)曲柄连杆机构的平衡,柴油机剖面图,活塞环,连杆,曲轴飞轮组,曲轴组,二、配气系统,作用：定时地向气缸供给新鲜气体和排除废气协助曲柄连杆机构实现工作循环。 组成：进气排气系统、配气机构、减压机构等。有的内燃机还设有增压器。 （一）进、排气系统 （二）配气机构 （三）配气相位与气门间隙 （四）减压机构,（一）进、排气系统,、进气系统：空气滤清器、进气管道 空气滤清器：用以清除进入汽缸的空气中所含的灰尘杂质有惯性式、过滤式和粘附式三种。 惯性式是利用灰
13、尘杂质比空气重的特性，引导气流作急速旋转运动，离心惯性力使尘土甩向四周而与空气分离，或者引导气流突然改变方向，惯性力使尘土来不及改变方向而与空气分离； 过滤式是引导气流通过滤芯，使尘土隔离或粘附在虑芯上； 粘附式是利用机油的黏性粘附空气中的杂质。,、排气消音器：用以减小高压废气排出时产生的噪音，消除火花，降低气温。 其工作原理是引导废气通过消声器孔眼，反复改变气流方向，并通过收缩和扩大相结合的流道断面来消除废气的能量，使气流膨胀、减速、降温，从而达到降噪声、灭火花的目的。,（二）配气机构,作用：控制进、排气门，保证进、排气门按照内燃机工作循环要求定时地开启或关闭，及时完成换气过程，并在压缩和作
14、功行程中保持汽缸的密封。 、组成 、原理,配气机构,顶置式气阀配器机构,上置式凸轮轴,（三）配气相位与气门间隙,配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门开、闭时刻和持续时间称为配气相位，其对应的环形图，叫做配气相位图。 气门间隙：是指发动机处于冷态，当气门关闭时，气门杆尾端与摇臂之间的间隙，以保证气门关闭严密。过小关闭不严,过大延时打开。,（四）减压机构,作用：用于在内燃机启动或保养时，使气门保持在开启位置，以减少转动曲轴的阻力。采用较广泛的方法是直接压下气门摇臂的长臂端，使气门不受配气凸轮的控制而始终保持开启、达到减压目的。,三、柴油机的燃料供给系,作用：根据柴油机的工作顺序，定时、定量、定压地
15、将雾化良好的清洁柴油喷入气缸，与经过压缩的空气形成良好的可燃混合气而自行着火燃烧。 组成：油箱、柴油滤清器、输油泵、喷油泵、喷油器及高低压油路组成。小型机一般不设输油泵，而上置油箱，靠重力作用输油。,（一）油箱、柴油滤清器和输油泵,、油箱：贮油、使水与杂质沉淀。设有加油滤网和通气孔。 、沉淀杯：沉淀燃油中的水份、使燃油中的大颗粒杂质得到过滤和沉淀。 、柴油滤清器：过滤杂质，主要部件是纸质滤芯。 、输油泵：从油箱中吸油，适当增压克服管路和滤芯的阻力，以稳定的压力和油量向高压油泵供油。,（二）喷油泵,作用：将滤清后的柴油加压，并按柴油机工作要求，定时、定量、定压地输送到喷油器，以高压喷入燃烧室。有
16、柱塞式和分配式二种。 国产有0、1、2、3号四种系列，分别用于缸径85mm、105mm以下、105135mm和140160mm的柴油机。 1.柱塞式喷油泵的构造：泵体、泵油机构、油量控制机构、传动机构。 2.柱塞式喷油泵的工作原理,柱塞式喷油泵,P7 型喷油泵（应用于斯太尔、D6114、135、113 和 110 等系列柴油机）,减油,增油,（三）喷油器,作用：用来将喷油泵送来的高压油，以一定的压力、雾形、细碎度和射程喷入燃烧室，与空气均匀混合，形成良好的可燃混合气。 、构造 、原理,不 喷 油,喷 油,(四)、调速器,功用： 一种自动调节装置，柴油机随外界负荷的变化，自动增减喷油泵的供油量，使柴油机能够稳定的运行。 分类： 按功能可分为四类： 1. 两速调速器：只控制最低和最高转速。 2. 定速调速器：随负
