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1、第一章 内 燃 机第一节第一节 概述概述 一、发动机及种类一、发动机及种类 1.发动机发动机：凡是把某种形式的能转变为机械能的机器：凡是把某种形式的能转变为机械能的机器 都称为发动机。都称为发动机。 由能源不同分为：风力发动机由能源不同分为：风力发动机 、水力发动机、热、水力发动机、热力发动机等。力发动机等。 2.热力发动机热力发动机：把燃料燃烧的热能转变为机械能。：把燃料燃烧的热能转变为机械能。 分分 为内燃机和外燃机。为内燃机和外燃机。外燃机外燃机：蒸汽机、汽轮机等。：蒸汽机、汽轮机等。内燃机内燃机：柴油机、汽油机、煤气机等。：柴油机、汽油机、煤气机等。 二、内燃机分类二、内燃机分类 1.
2、按燃料分按燃料分：煤油机、柴油机、汽油机、煤气机等；：煤油机、柴油机、汽油机、煤气机等； 2.按完成一个工作循环的行程数分按完成一个工作循环的行程数分：四冲程式、二冲：四冲程式、二冲程式；程式； 3.按着火方式分：按着火方式分：压燃式、点燃式压燃式、点燃式 4.按用途分按用途分：固定式：固定式 （发电、排灌、农产品加工等）、（发电、排灌、农产品加工等）、 移动式（拖拉机、汽车发动机）；移动式（拖拉机、汽车发动机）； 5.按进气方式分：按进气方式分：增压式、非增压式；增压式、非增压式； 6.按冷却方式分按冷却方式分：水冷、风冷；：水冷、风冷； 7.按气缸数分按气缸数分：单缸、多缸；：单缸、多缸；
3、 8.按气缸排列形式分按气缸排列形式分：直列式、卧式、：直列式、卧式、v型。型。 三、内燃机系列和型号三、内燃机系列和型号 1.系列：系列：按气缸直径不同将内燃机分成几按气缸直径不同将内燃机分成几个系列，在同一系列中包括缸数不同的多种机个系列，在同一系列中包括缸数不同的多种机型。型。如：如：95系列柴油机，系列柴油机，195 295 395 495 695 等。等。 例如：例如：495柴油机柴油机，表示四缸、四行程、，表示四缸、四行程、缸径缸径95mm、 水冷柴油机；水冷柴油机； 1E40F汽油机汽油机，表示单缸、二行程、缸，表示单缸、二行程、缸径径40 mm、风冷汽油机。、风冷汽油机。 2.
4、型号：型号：变型符号：用数字顺序表示变型符号：用数字顺序表示机器特征符号：用字母表示机器特征符号：用字母表示Q 汽车用汽车用 T 拖拉机用拖拉机用C 船用船用 Z 增压增压F 风冷风冷.无无F为水冷为水冷 缸径缸径 ：用：用mm数表示气缸直径数表示气缸直径行程：行程：E表示二行程表示二行程.不用符号表不用符号表示四行程示四行程气缸数：用数字表示气缸数：用数字表示第二节内燃机工作原理第二节内燃机工作原理一、一般结构和基本术语一、一般结构和基本术语1.一般结构一般结构 （图（图1-1）气缸盖、进气门、排气门、喷油器或火花塞、气缸盖、进气门、排气门、喷油器或火花塞、气缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。气
5、缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。2.常用名词术语：常用名词术语：（1）上止点上止点：活塞在气缸中往复运动时，活塞顶：活塞在气缸中往复运动时，活塞顶离曲轴中心最远处。离曲轴中心最远处。（2）下止点下止点：活塞在气缸中往复运动时，活塞顶：活塞在气缸中往复运动时，活塞顶离曲轴中心最近处。离曲轴中心最近处。（3）活塞行程活塞行程：活塞在上、：活塞在上、下止点之间移动的距下止点之间移动的距离，用离，用S表示。表示。（4）燃烧室容积燃烧室容积（Vc）：）：活塞位于上止点时活塞活塞位于上止点时活塞顶与气缸盖之间的空间容积。顶与气缸盖之间的空间容积。 （5）气缸工作容积（气缸工作容积（Vh）：上止点与下止点之间
6、的气缸容积。Vh=DS10/4 (L)式中：D缸径 S活塞行程内燃机总排量(Vl)：多缸内燃机各气缸工作容积之和. Vl=Vhi 式中：i气缸数（）（）气缸总容积（气缸总容积（ Va）：活塞位于下止点时，活塞顶上方封闭容积。VaVcVh（）（）.压缩比（压缩比（）：气缸总容积与燃烧室容积之比。VaVc（VcVh）VcVhVc表示气体在气缸内被压缩的程度。柴油机：汽油机：二、单缸四冲程柴油机工作过程二、单缸四冲程柴油机工作过程.柴油机基本工作原理：柴油机基本工作原理：先将新鲜空气吸入气缸并压缩，然后将柴油以高压喷射先将新鲜空气吸入气缸并压缩，然后将柴油以高压喷射到燃烧室内，利用被压缩后的高温空气
7、使柴油着火燃烧，高到燃烧室内，利用被压缩后的高温空气使柴油着火燃烧，高温高压的燃气推动活塞作功，使柴油机运转，将热能转变为温高压的燃气推动活塞作功，使柴油机运转，将热能转变为机械能向外界输出。机械能向外界输出。.工作过程：工作过程： （）（）进气过程进气过程：曲轴转角从：曲轴转角从，活塞由活塞由上止点上止点下止点，气缸容积下止点，气缸容积，压力，压力，进气门开，排，进气门开，排气门闭，在压力差作用下，新鲜空气被吸入气缸，直至活塞气门闭，在压力差作用下，新鲜空气被吸入气缸，直至活塞下止点，进气终了，进气门闭。下止点，进气终了，进气门闭。 （）（）压缩行程压缩行程：曲轴转角从曲轴转角从，活塞由下止
8、点活塞由下止点上止点，进、排气门关闭，气体被压缩，上止点，进、排气门关闭，气体被压缩，、均、均，KPa。 （）（）作功行程作功行程：曲轴转角从：曲轴转角从360 540，进、排气，进、排气门关闭，气缸内温度门关闭，气缸内温度 柴油自燃温度（约），柴油自燃温度（约），高压柴油喷入燃烧室，迅速与空气混合，着火燃烧，高压柴油喷入燃烧室，迅速与空气混合，着火燃烧，放出大量热能，此时放出大量热能，此时.气缸内气缸内KPa ，高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞由上止点推动活塞由上止点下止点，通过连杆转动曲轴，下止点，通过连杆转动曲轴，作功行程终了时，作功行程终了时，KPa， K；（）（）排气行程排气行程：
9、曲轴转角从：曲轴转角从540 720 活塞由下活塞由下止点止点上止点，排气门打开，进气门关闭，废气上止点，排气门打开，进气门关闭，废气压力压力 大气压，在活塞推送和压力差下废气排出。大气压，在活塞推送和压力差下废气排出。以上以上“进、压、爆、排进、压、爆、排”四个行程循环往复，柴油机不断工作，四个行程循环往复，柴油机不断工作，柴油机每完成进气、压缩、作功、排气四个行程称为一个工作循柴油机每完成进气、压缩、作功、排气四个行程称为一个工作循环。一个工作循环中活塞往复四次，曲轴旋转两周。环。一个工作循环中活塞往复四次，曲轴旋转两周。 四、单缸二行程内燃机工作过程四、单缸二行程内燃机工作过程. .结构
10、特点结构特点（图）（图）气门窗口扫气式，气孔曲轴箱换气气门窗口扫气式，气孔曲轴箱换气. .工作过程工作过程（二冲程汽油机气孔曲轴箱换气式）（二冲程汽油机气孔曲轴箱换气式）第一行程：活塞由下止点移向上止点，关闭换气孔第一行程：活塞由下止点移向上止点，关闭换气孔和排气孔，气缸内混合气被压缩，同时，曲轴箱内容积和排气孔，气缸内混合气被压缩，同时，曲轴箱内容积增大可燃混合气进入曲轴箱。增大可燃混合气进入曲轴箱。第二行程：活塞接近上止点时，电火花点燃被压缩第二行程：活塞接近上止点时，电火花点燃被压缩的混合气推动活塞作功，同时，进气孔渐闭，曲轴箱内的混合气推动活塞作功，同时，进气孔渐闭，曲轴箱内气体被预压
11、，活塞继续下行打开排气孔，废气排出，随气体被预压，活塞继续下行打开排气孔，废气排出，随后，换气孔开启，曲轴箱内混合气进入气缸，并驱赶废后，换气孔开启，曲轴箱内混合气进入气缸，并驱赶废气。第二行程中气缸内是作功，排气和换气。气。第二行程中气缸内是作功，排气和换气。 三、单缸四行程汽油机工作过程：三、单缸四行程汽油机工作过程：.汽油机基本工作原理汽油机基本工作原理：先将汽油和新鲜空气组成先将汽油和新鲜空气组成可燃混合气体可燃混合气体吸入气吸入气 缸并压缩，然后用缸并压缩，然后用电火花点火电火花点火使混合气燃烧，高温高使混合气燃烧，高温高压的燃气推动活塞作功使汽油机运转将热能转变为机压的燃气推动活塞
12、作功使汽油机运转将热能转变为机械能。械能。.工作过程：工作过程：与四冲程柴油机类似，与四冲程柴油机类似，主要区别主要区别：（）进气行程吸入气缸不是纯空气，而是空气与（）进气行程吸入气缸不是纯空气，而是空气与汽油相混合的可燃混合气。汽油相混合的可燃混合气。（）汽油机压缩比较小（）汽油机压缩比较小（）采用电火花点火。（）采用电火花点火。 .二冲程柴油机与二冲程汽油机工作过程的区别二冲程柴油机与二冲程汽油机工作过程的区别：吸入新鲜空气而非混合气；吸入新鲜空气而非混合气；压缩终了时喷入柴油；压缩终了时喷入柴油；压燃而非点燃。压燃而非点燃。.二冲程内燃机与四冲程比较特点：二冲程内燃机与四冲程比较特点：曲
13、轴每转一周作功一次理论功率为四冲程的两曲轴每转一周作功一次理论功率为四冲程的两倍；倍；因作功频率高，故运转平稳，可采用小尺寸飞因作功频率高，故运转平稳，可采用小尺寸飞轮；轮； 省去了配气机构，结构简单，重量轻；省去了配气机构，结构简单，重量轻； 换气时间短，废气排除不干净；减少了有效作换气时间短，废气排除不干净；减少了有效作功行程，实际功率为四冲程功行程，实际功率为四冲程.倍；倍； 换气时有部分新鲜可燃混合气随废气排出，经济换气时有部分新鲜可燃混合气随废气排出，经济性较差。性较差。 五、内燃机的组成五、内燃机的组成 一般由一般由曲柄连杆机构曲柄连杆机构、配气机构配气机构、 燃料供给系统燃料供给
14、系统、润滑系润滑系、冷却系冷却系和和起动装置起动装置等组成。在汽油机上还设等组成。在汽油机上还设有有点火系点火系。 思考题思考题 1、简述发动机的基本构造、简述发动机的基本构造 2 、何谓发动机的工作循环？简述四行程汽油机的、何谓发动机的工作循环？简述四行程汽油机的工作过程。工作过程。 3 、试分析汽油机与柴油机的特点和区别。、试分析汽油机与柴油机的特点和区别。 4 、内燃机产品名称和型号包括几个部分？其含义、内燃机产品名称和型号包括几个部分？其含义是什么？是什么？ 5 、 解释下列名词：上止点；下止点；活塞行程；解释下列名词：上止点；下止点；活塞行程；气缸总容积；工作容积；燃烧室容积；压缩比；发气缸总容积；工作容积；燃烧室容积；压缩比；发动机排量。动机排量。
