内燃机功能剖析【工程概论】
内燃机车的基本工作原理-概述说明以及解释

内燃机车的基本工作原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述内燃机车作为一种重要的交通工具,在现代社会中扮演着至关重要的角色。
它利用内燃机的工作原理,将化学能转化为机械能,驱动车辆行驶。
本文将重点介绍内燃机车的基本工作原理,帮助读者更好地理解这一关键的交通工具。
通过对内燃机车的工作原理和关键部件进行剖析,我们可以深入了解其运行机理,从而更好地理解其在现代交通中的重要性和未来发展方向。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将首先介绍内燃机车的概念和历史背景,然后深入探讨内燃机车的工作原理,包括燃烧过程、动力传递机制等方面。
接着将详细介绍内燃机车的关键部件,如发动机、传动系统等。
最后,通过总结内燃机车的基本工作原理和在现代交通中的重要性,展望其未来发展趋势。
通过本文的讲解,读者将对内燃机车的运行原理有一个清晰的认识,并了解其在现代社会中的重要作用和发展前景。
1.3 目的:本文旨在深入探讨内燃机车的基本工作原理,帮助读者了解内燃机车是如何运作的。
通过对内燃机车的简介、工作原理和关键部件的介绍,读者可以更好地了解内燃机车在现代交通中的重要性。
同时,通过展望内燃机车未来的发展,我们希望读者能够对内燃机车技术的进步和发展方向有更深入的认识。
最终,本文旨在帮助读者对内燃机车有一个全面而清晰的了解,为其在相关领域的学习和工作提供参考和指导。
2.正文2.1 内燃机车简介内燃机车是一种通过内燃机产生动力来驱动车辆的机车。
内燃机车被广泛应用于铁路运输和工业领域,在汽车、飞机和船舶等交通工具中也有广泛的应用。
内燃机车与蒸汽机车相比具有结构简单、操作方便、效率高等优点。
内燃机车使用内燃机燃烧燃料产生热能,通过发动机的工作循环将热能转化为机械能,从而驱动车轮转动,推动车辆前进。
内燃机车的运作原理是利用内燃机的燃烧过程产生的高压气体推动活塞运动,通过连杆和曲轴将往复运动转化为旋转运动传递给车轮,从而使车辆前进。
内燃机车的类型多样,包括柴油机车、汽油机车和天然气机车等。
内燃机原理课件教学讲义

构成
气缸、连杆、曲轴、进气系统、点火系统、燃油系 统、排气系统等部件组成。
工作过程
四个阶段:吸气、压缩、燃烧、排气。
优缺点
优点
功率强,响应迅速,便于携带,适应性广,耗油 量低。
缺点
噪音大、污染严重、寿命短、维护成本高、不利 于环境保护。
应用领域
1 交通运输
广泛应用于汽车、摩托车、船舶、飞机等交 通运输领域。
内燃机原理课件教学讲义
内燃机是一种利用燃料的化学能转换为机械能的装置。下面将介绍内燃机的 定义、作用、基本原理、分类、构成和工作过程、优缺点及应用领域。
定义和作用
1 定义
2 作用
内燃机是一种热能机械设备,将长期积存起 来的热能燃料通过反应转换为动能推动机械。
广泛应用于汽车、船舶、飞机、农机等各种 交通运输设备和工业生产中。
2 工业生产
内燃机在农机械、发电机组、水泵机组等工 业生产领域也有广泛应用。
未来展望
1
环保型内燃机
研制新型内燃机,采用低碳环保的先进技术,能够更好地适应环境要求。
2
电动车兴起
随着科技的不断进步,电动车或成为内燃机的重要替代品。
3
超低排放内燃机
研发更高效、更低排放的内燃机,减少尾气排放带来的环境问题。
基本原理
1
压缩
空气通过气缸内的入气门进入,随后活
爆燃推动活塞
2
塞运动将空气进行压缩下爆炸,推动活塞运动。
3
排出废气
燃烧产生的废气通过排气门排出气缸。
分类
按燃料分类
• 汽油机 • 柴油机 • 燃气机
按循环方式分类
• 四冲程 • 二冲程 • 往复式 • 转子式
构成和工作过程
内燃机的功能剖析

一、内燃机的工作原理内燃机的工作原理是利用燃料在气缸内燃烧产生的热能,通过气体受热膨胀推动活塞移动,再经过连杆传递到曲轴使其旋转做功。
内燃机在实际工作时,每次能量转变,都必须经历进气、压缩、作功和排气四个过程。
每进行一次进气、压缩、作功和排气叫做一个工作循环。
若曲轴每转两圈,活塞经过四人冲程完成一个工作循环的叫做四冲程内燃机;若曲轴每转一圈,活塞只经过两个冲程就完成一个工作循环的叫做二冲程内燃机。
重复上述压缩、燃烧,膨胀,排气等过程,周期循环,不断地将燃料的化学能转化为热能,进而转换为机械能。
二、内燃机的传动机构组成(画出传动路线图)往复活塞式内燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。
四冲程汽油机四冲程柴油机四冲程柴油机三、内燃机的传动机构的传动原理(针对内燃机中存在的每种机构,例如:连杆机构,齿轮机构····)气缸是一个圆筒形金属机件。
密封的气缸是实现工作循环、产生动力的源地。
各个装有气缸套的气缸安装在机体里,它的顶端用气缸盖封闭着。
活塞可在气缸套内往复运动,并从气缸下部封闭气缸,从而形成容积作规律变化的密封空间。
燃料在此空间内燃烧,产生的燃气动力推动活塞运动。
活塞的往复运动经过连杆推动曲轴作旋转运动,曲轴再从飞轮端将动力输出。
由活塞组、连杆组、曲轴和飞轮组成的曲柄连杆机构是内燃机传递动力的主要部分。
活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。
活塞呈圆柱形,上面装有活塞环,借以在活塞往复运动时密闭气缸。
上面的几道活塞环称为气环,用来封闭气缸,防止气缸内的气体漏泄,下面的环称为油环,用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下,防止润滑油窜入气缸。
活塞销呈圆筒形,它穿入活塞上的销孔和连杆小头中,将活塞和连杆联接起来。
连杆大头端分成两半,由连杆螺钉联接起来,它与曲轴的曲柄销相连。
连杆工作时,连杆小头端随活塞作往复运动,连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动,连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。
第八章 内燃机的特性 工程机械内燃机课件

内容提纲
第一节 概述 第二节 内燃机的负荷特性 第三节 内燃机的速度特性
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第二节 内燃机的负荷特性
内燃机的负荷特性是指内燃机转速一定时, 其性能指标随负荷而变化的规律。内燃机 负荷特性主要是体现其燃料经济性的特性。
性能指标主要指燃料消耗率,有时也加上燃料消 耗量和排气温度。
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第二节 内燃机的负荷特性
17
第二节 内燃机的负荷特性
二、汽油机的负荷特性
3.燃油消耗率曲线分析 ➢当负荷很小时,汽油机燃 烧室中残余废气相对较多, 为保证燃烧稳定,必须加浓 混合气,使燃油消耗率较高。
EQ6100型汽油机负荷特性曲线 18
第二节 内燃机的负荷特性
二、汽油机的负荷特性
3.燃油消耗率曲线分析 ➢当汽油机负荷增加时,节 气门开度加大,进入气缸的 混合气增多,燃烧速度增加, 指示功率随负荷成比例加大, 使燃油消耗率迅速下降。
2.负荷调节方式
柴油机负荷特性的调节是通过改变循环供油量来实 现的,由于整个过程保持转速不变,故每循环进入 气缸的空气量基本不变,负荷增大时供油量增加, 反之则减少,从而改变了气缸内可燃混合气的浓度。 这种调节负荷的方式称为“质调节”。
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第二节 内燃机的负荷特性
一、柴油机的负荷特性
3.燃油消耗率曲线分析
负荷特性的测量:负荷特性是在内燃机试 验台架上测取的。测试时,变动测功器负 荷的大小,并相应调整内燃机的油量调节 机构位置,以保持规定的内燃机转速不变, 待工况稳定后记录数据,得到一个试验点。 将不同负荷的试验点相连即得到负荷特性 曲线。
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第二节 内燃机的负荷特性
一、柴油机的负荷特性
1.定义 柴油机在保持某一转速不变时,其燃油消耗率b、 每小时燃油消耗量B和排气温度Tr等性能指标随负 荷而变化的关系,称为柴油机的负荷特性。
工程概论_内燃机功能剖析

《工程概论》内燃机功能剖析班级:学号:姓名:年月日1、内燃机概述1.1 内燃机的发展概况◆内燃机的先驱1794年,英国的斯垂特首次提出燃料与空气混合成可燃混合气的原理。
1801年,法国化学家菲利浦·勒本采用煤干馏得到的煤气和氢气做燃料,制成一台活塞发动机,从此内燃机迈出开拓性的一步。
1824年,法国的萨迪•卡诺提出了热机的循环理论。
1860年,法国技师雷诺尔研制了第一台二冲程实用化煤气机,从此开始了内燃机商品化生产。
1862年,法国铁路工程师罗彻斯,发表了等容燃烧的四冲程发动机理论,即进气、压缩、做功、排气,并指出压缩混合气是提高热效率的重要措施。
1862年1月16日他的发明获得法国专利,他并没有造出实物来说明他的理论。
◆奥托内燃机德国工程师尼古拉斯·奥托,22岁时弃商,开始从事煤气发动机的试验工作。
1866年,奥托研制出具有划时代意义的立式活塞式四冲程奥托内燃机。
翌年,此物荣获巴黎博览会金质奖章。
1876年,奥托对四冲程内燃机又作了改进,试制出第一台实用活塞式四冲程内燃机。
1877年8月4日取得专利,并成批投入生产。
奥托还提出了内燃机的工作原理,即“奥托循环”,他利用活塞的四个冲程,把进气、压缩、做功及排气融为一体,使内燃机的结构紧凑和简化,从而推动了小型内燃机的实用化。
奥托创建的内燃机工作原理,一直在现代汽车发动机上沿用至今。
不过,奥托的内燃机以煤气为燃料,体积较大,重量约1t,还不能用在汽车上。
◆戴姆勒的小型内燃机戴姆勒长期担任奥托创建的道依茨发动机公司技术工作。
戴姆勒对汽油机更感兴趣,并认为奥托内燃机虽质量大、转速低,但只要稍加改进就可装在汽车上使用。
奥托看到煤气机销路好,并认为内燃机在汽车上应用没有前途,不同意戴姆勒对他的内燃机进行改进。
1883年8月15日,戴姆勒和迈巴赫在奥托四冲程发动机的基础上,通过改进开发出了第一台卧式汽油机。
他们再接再厉,把发动机的体积尽可能缩小,终于制成了世界上第一台轻便小巧的化油器式、电点火的小型汽油机,转速达到了当时创记录的750r/min。
内燃机原理和构造.完整版PPT资料

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二冲程柴油工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功 、排气这些循环动作,就叫二冲程,相应 的内燃机叫二冲程内燃机.
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柴油机工作原理
第一冲程——进气,它的任务是使气缸内充满新鲜空气。 当进气冲程开始时,活塞位于上止点,气缸内的燃烧室中 还留有一些废气。 当曲轴旋转时,连杆使活塞由上止点向下止点移动,同时 ,利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动,气缸内活塞上面的容积逐渐增大: 造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力,因此外面空 气就不断地充入气缸。 当活塞向下运动接近下止点时,冲进气缸的气流仍具有很 高的速度,惯性很大,为了利用气流的惯性来提高充气量 ,进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上 行,但由于气流的惯性,气体仍能充人气缸。
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柴油机工作原理
四. 排气冲程 第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排 出去,以便充填新鲜空气,为下一个循环的进气作准备。 当工作冲程活塞运动到下止点附近时,排气阀开起,活塞 在曲轴和连杆的带动下,由下止点向上止点运动,并把废 气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力,所以在排气冲 程开始时,气缸内的气体压力比大气压力高0.025— 0.035MPa,其温度Tb=725~925K。为了减少排气时活 塞运动的阻力,排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打 开,具有一定压力的气体就立即冲出缸外,缸内压力迅速 下降,这样当活塞向上运动时,气缸内的废气依靠活塞上 行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净 ,排气阀在上止点以后才关闭。
影响:喷油提前角的大小对柴油机影响极大,若 其过大,将导致发动机工作粗暴;过小,最高压 力和热效率下降,排气管冒白烟。最佳喷油提前 角:即在转速和供油量一定的条件下,能获得最 大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。供油量 越大,转速越高,则最佳喷油提前角越大;最佳 喷油提前角还与发动机的结构有关
内燃机总体构造和工作原理资料

第一章内燃机总体构造和工作原理引言内燃机是指燃料直接在发动机内部燃烧的一种热力发动机。
内燃机每实现一次热功转换,要经历一系列连续过程,构成一个工作循环。
内燃机由于具有热效率高、体积小、质量轻、便于移动及起动性能好等优点,广泛应用于各种车辆和农业装备等。
目前,内燃机已经成为工农业发展的重要动力之一。
在农业生产中,农业装备因作业环境复杂,道路条件差,且经常处于变负荷及全负荷工作状态,所以,对其发动机有以下几点要求:(1)有良好的动力性和经济性;(2)噪声和振动要小,排气污染要轻;(3)零件应有较高的耐磨性和使用可靠性;(4)应有较高的互换性和良好的修复性能;(5)结构简单,使用、维护、拆装简便。
本章主要阐述内燃机的总体结构、基本工作原理、主要性能指标及影响内燃机工作性能的主要因素。
第一节内燃机的总体构造一、内燃机的分类内燃机的结构型式很多,根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式,可分为活塞式内燃机和燃气轮机两类。
活塞式内燃机又可按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。
往复活塞式内燃机在汽车、拖拉机上应用最为广泛。
活塞式内燃机根据不同的特征可以分为以下几类:(一)按所用燃料分类可分为液体燃料发动机(汽油机、柴油机等)和气体燃料发动机(天然气发动机、液化石油气发动机等)。
(二)按着火方式分可分为压燃式发动机和点燃式发动机。
同样条件下,由于柴油自燃点比汽油低,因此采用压燃式(自燃式)着火。
即通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机气缸内,在气缸内与压缩空气均匀混和后,在高压高温下自燃。
汽油自燃温度比柴油要高,因此一般采用点燃式着火。
即利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油,使其着火燃烧。
(三)按工作循环的行程数分内燃机每一次将热能转变为机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料,使混和气体着火燃烧而膨胀作功,最后排除废气的这样一系列连续过程,即完成一个工作循环。
往复活塞式发动机根据每一工作循环所需活塞行程数来分,四个行程完成一个工作循环的称为四行程内燃机,两个行程完成一个工作循环的称为二行程发动机。
《内燃机》说课稿

《内燃机》说课稿内燃机是一种利用燃料燃烧产生高温高压气体推动活塞运动,从而转化为机械能的发动机。
它是现代工业和交通运输领域中最常用的动力装置之一。
本文将从内燃机的原理、分类、工作循环、性能指标和应用领域等五个方面进行详细阐述。
一、内燃机的原理1.1 燃烧原理:内燃机利用燃料与空气混合后,在活塞上方的燃烧室中燃烧,产生高温高压气体。
1.2 活塞运动原理:高温高压气体推动活塞向下运动,产生机械能。
1.3 活塞往复运动原理:通过连杆和曲轴机构将活塞的往复运动转化为旋转运动。
二、内燃机的分类2.1 按工作循环分类:分为两冲程和四冲程内燃机。
2.2 按燃料分类:分为汽油机、柴油机、天然气发动机等。
2.3 按气缸排列方式分类:分为直列式、V型和W型等。
三、内燃机的工作循环3.1 四冲程内燃机工作循环:包括吸气、压缩、燃烧和排气四个冲程。
3.2 两冲程内燃机工作循环:包括工作冲程和排气冲程两个冲程。
3.3 工作循环的优缺点:四冲程内燃机工作循环稳定,能效高;两冲程内燃机功率密度高,但排放污染较大。
四、内燃机的性能指标4.1 功率:内燃机输出的机械能。
4.2 热效率:内燃机输出的机械能与燃料燃烧释放的热能之比。
4.3 扭矩:内燃机输出的转矩。
五、内燃机的应用领域5.1 汽车领域:内燃机是汽车的主要动力装置,广泛应用于轿车、卡车、摩托车等交通工具。
5.2 工业领域:内燃机作为发电机组的动力源,广泛应用于工厂、建筑工地等场所。
5.3 航空航天领域:内燃机被用于飞机、火箭等飞行器的动力装置。
综上所述,内燃机作为一种重要的动力装置,在工业和交通运输领域发挥着重要作用。
通过对内燃机的原理、分类、工作循环、性能指标和应用领域的详细阐述,我们可以更好地理解和应用内燃机技术。
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《工程概论》期末作业内燃机功能剖析班级,建环-2学号,20111399姓名,严鑫宇2012年 5月 28日1、内燃机概述1.1 内燃机的发展概况内燃机发展至今,约有一个半世纪的历史了。
同其他科学一样,内燃机的每一个进步都是人类生产实践经验的概括和总结。
内燃机的发明始于对活塞式蒸汽机的研究和改进。
在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔,正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上,对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环,才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结,并有了质的飞跃,他们将前任粗浅的、纯经验的、零乱无序的的经验,加以继承、发展、总结、提高,找出了规律性,为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础,为内燃机的发展做出了伟大的贡献。
我们通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。
活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。
燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲轴连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。
常见的有柴油机和汽油机,通过将内能转化为机械能,是通过做功改变内能。
往复活塞式内燃机的种类很多,主要的分类方法有这样一些,按所用的燃料的不同,分为汽油机,柴油机、煤油机、煤气机(包括各种气体燃料内燃机)等;按每个工作循环的行程数不同,分为四冲程和二冲程;按着火方式不同,分为点燃式和压燃式;按冷却方式不同,分为水冷式和风冷式;按气缸排列形式不同,分为直列式、V型、对置式、星型等;按气缸数不同,分为单缸内燃机和多缸内燃机等;按内燃机的用途不同,分为汽车用、农用、机车用、船用以及固定用等等。
首先我们来看一下汽油机在本世纪的发展历程。
在汽车和飞机工业的推动下汽油机取得了长足的发展。
按提高汽油机的功率、热效率、比功率和降低油耗等主要性能指标的过程,可以把汽油机的发展分为四个阶段。
第一阶段是本世纪最初二十年,为适应交通运输的要求,以提高功率和比功率为主。
采取的主要技术措施是提高转速、增加缸数和改进相应辅助装置。
这个时期内,转速从上世纪的500—800r/min提高到1000—1500r/min,比功率从3.68W/Kg提高到441.3—735.5W/Kg,对提高飞机的飞行性能和汽车的负载能力具有重大的意义。
第二阶段时间在20年代,主要解决汽油机的爆震燃烧问题。
当时汽油机的压缩比达到4时,汽油机就发生爆震。
美国通用汽车公司研究室的米格雷和鲍义德通过在汽油中加入少量的四乙基铝,干扰氧和汽油分子化合的正常过程,解决了爆震的问题,使压缩比从4提高到了8,大大提高了汽油机的功率和热效率。
当时另一严重影响汽油机功率和热效率的因素是燃烧室的形状和结构,英国的里卡多及其合作者通过对多种燃烧室及燃烧原理的研究,改进了燃烧室,使汽油机的功率提高了20%。
第三阶段是从20年代后期到40年代早期,主要是在汽油机上装备增压器。
废气涡轮增压可使气压增至1.4—1.6大气压,他的应用为提高汽油机的功率和热效率开辟了一个新的途径。
但是其真正的广泛应用,却是在50年代后期才普及的。
第四阶段从50年代至今,汽油机技术在原理重大变革之前发展已近极致。
它的结构越来越紧凑,转速越来越高。
其技术现状为,缸内喷射;多气门技术;进气滚流,稀薄分层燃烧;电子控制点火正时、汽油喷射及空燃比随工况精确控制等全面电子发动机管理;废气在循环及三元催化等排气净化技术等。
其集中体现在近年来研制成功并投产的缸内直喷分层充气稀燃汽油机(GDI)。
但是随着70年代开始的电子技术在发动机上的应用,为内燃机技术的改进提供了条件,使内燃机基本上满足了目前世界各国有关排放、节能、可靠性和舒适性等方面的要求。
内燃机电子控制现已包括电控燃油喷射、电控点火、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断、失效保护等诸多方面。
在内燃机高速发展同时,柴油机——内燃机家族的另一个明星,也在不断完善。
柴油机几乎是与汽油机同时发展起来的,它们具有许多相同点。
所以柴油机的发展也与汽油机有许多相似之处,可以说在整个内燃机的发展史上,它们是相互推动的。
在蒸汽机的发展历史中有从往复活塞式蒸汽机到蒸汽轮机的演化。
这一点,对内燃机的发展大有启发的。
往复式内燃机运动要通过曲轴连杆机构或凸轮机构、摆盘机构、摇臂机构等,转换为功率输出轴的转动,这样不仅使机构复杂,而且由于转动机构的摩擦损耗,还会降低机械效率。
另外由于活塞组的往复运动造成曲柄连杆机构的往复惯性力,这个惯性力与转速的平方成正比。
随转速的提高,轴承上的惯性负荷显著增加,并由于惯性力的不平衡而产生强烈的振动。
此外,往复式内燃机还有一套复杂的气门控制机构。
于是人们设想:既然工具机的运动形式大部分都是轴的转动,能否效法从往复活塞式蒸汽机到蒸汽轮机的路子,使热能直接转化为轴的转动呢?于是人们开始了在这一领域的探索。
内燃机的发展史表明,具有本质上优越性的新技术,是富有生命力的新生事物,必有广阔的发展前途。
第一台实用内燃机热效率只有4%,而当时蒸汽机的热效率已达8%~10%;但内燃机“内燃”本质上的优越性决定了它很快地就超过了蒸汽机。
综上所述,21世纪的内燃机将面临来自各方面的挑战,它将义无返顾地朝着节约能源、燃料多样化、提高功率、延长寿命、提高可靠性、降低排放和噪声、减轻质量、缩小体积、降低成本、简化维护保养等方向迅猛发展。
在21世纪,天然气、醇类、植物油及氢等代用燃料将为内燃机增添新的活力,而内燃机电子控制技术在提高品质的同时也延长了内燃机行业的“生命”。
新材料、新工艺的技术革命,为21世纪内燃机的发展产生了新的推动力。
21世纪的内燃机,将在造福人类的同时不断弥补自身缺陷,以尽可能完美的形象为人类作出新的贡献。
1.2内燃机的工作原理气缸盖中有进气道和排气道,内装进、排气门。
新鲜充量(即空气或空气与燃料的可燃混合气)经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。
膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管,最后经排气消声器排入大气。
进、排气门的开启和关闭是由凸轮轴上的进、排气凸轮,通过挺柱、推杆、摇臂和气门弹簧等传动件分别加以控制的,这一套机件称为内燃机配气机构。
通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。
为了向气缸内供入燃料,内燃机均设有供油系统。
汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合,然后经进气管供入气缸,由汽油机点火系统控制的电火花定时点燃。
柴油机的燃油则通过柴油机喷油系统喷入燃烧室,在高温高压下自行着火燃烧。
内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热,温度升高。
为了保证内燃机正常运转,上述零件必须在许可的温度下工作,不致因过热而损坏,所以必须备有冷却系统。
内燃机不能从停车状态自行转入运转状态,必须由外力转动曲轴,使之起动。
这种产生外力的装置称为起动装置。
常用的有电起动、压缩空气起动、汽油机起动和人力起动等方式。
内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。
这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程,其他过程都是为更好地实现作功过程而需要的过程。
按实现一个工作循环的行程数,工作循环可分为四冲程和二冲程两类。
四冲程是指在进气、压缩、做功(膨胀)和排气四个行程内完成一个工作循环,此间曲轴旋转两圈。
进气行程时,此时进气门开启,排气门关闭。
流过空气滤清器的空气,或经化油器与汽油混合形成的可燃混合气,经进气管道、进气门进入气缸;压缩行程时,气缸内气体受到压缩,压力增高,温度上升;膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火,使混合气燃烧,产生高温、高压,推动活塞下行并作功;排气行程时,活塞推挤气缸内废气经排气门排出。
此后再由进气行程开始,进行下一个工作循环。
二冲程是指在两个行程内完成一个工作循环,此期间曲轴旋转一圈。
首先,当活塞在下止点时,进、排气口都开启,新鲜充量由进气口充入气缸,并扫除气缸内的废气,使之从排气口排出;随后活塞上行,将进、排气口均关闭,气缸内充量开始受到压缩,直至活塞接近上止点时点火或喷油,使气缸内可燃混合气燃烧;然后气缸内燃气膨胀,推动活塞下行做功;当活塞下行使排气口开启时,废气即由此排出,活塞继续下行至下止点,即完成一个工作循环。
内燃机的排气过程和进气过程统称为换气过程。
换气的主要作用是尽可能把上一循环的废气排除干净,使本循环供入尽可能多的新鲜充量,以使尽可能多的燃料在气缸内完全燃烧,从而发出更大的功率。
换气过程的好坏直接影响内燃机的性能。
为此除了降低进、排气系统的流动阻力外,主要是使进、排气门在最适当的时刻开启和关闭。
实际上,进气门是在上止点前即开启,以保证活塞下行时进气门有较大的开度,这样可在进气过程开始时减小流动阻力,减少吸气所消耗的功,同时也可充入较多的新鲜充量。
当活塞在进气行程中运行到下止点时,由于气流惯性,新鲜充量仍可继续充入气缸,故使进气门在下止点后延迟关闭。
排气门也在下止点前提前开启,即在膨胀行程后部分即开始排气,这是为了利用气缸内较高的燃气压力,使废气自动流出气缸,从而使活塞从下止点向上止点运动时气缸内气体压力低些,以减少活塞将废气排挤出气缸所消耗的功。
排气门在上止点后关闭的目的是利用排气流动的惯性,使气缸内的残余废气排除得更为干净2、内燃机的组成机构2.1内燃机运动原理内燃机在实际工作时,由热能到机械能的转变是无数次的连续转变。
而每次能量转变,都必须经历进气、压缩、作功和排气四个过程。
每进行一次进气、压缩、作功和排气叫做一个工作循环。
若曲轴每转两圈,活塞经过四人冲程完成一个工作循环的为四冲程内燃机;若曲轴每转一圈,活塞只经过两个冲程就完成一个工作循环的为二冲程内燃机。
一.四冲程内燃机运动原理【以柴油机为例】1、进气冲程进气冲程是实现吸进新鲜空气的过程。
靠飞轮旋转惯性的作用车动曲轴,将活塞由上止点位置逐渐拉向下止点,这时通过配气机构开启进气门、关闭排气门、随着活塞向下移动,气缸内的容积逐渐增大,产生真空吸力,新鲜空气不断地被吸进气缸。
活塞移动到下止点,即活塞移动一冲程,进气冲程结束,进气门关闭。
2、压缩冲程在飞轮带动下,曲轴继续旋转推动活塞由下止点向上止点运动。
这时进、排气门均关闭,在活塞移动中气缸内的容积逐渐减小,而气体的压力和温度逐渐升高。
当活塞移动到上止点时,至此活塞移动了第二个冲程,曲轴累计回转了一圈,压缩冲程终了。
3、作功冲程当压缩冲程接近终了时,进、排气门继续关闭,喷油器开始向气缸内喷入雾状柴油,在气缸内高温空气的作用下,油雾很快被蒸发,并与高温空气混合成可燃混合气体而迅速自行着火燃烧,放出大量热能,使气缸内气体受热发生猛烈膨胀,从而产生很大的推力迫使活塞从上止点向下止点运动,并通过连杆使曲轴旋转,从而带动飞轮旋转,起储能作用,将柴油发出的热能转变为曲轴旋转的机械能。