内燃机
内燃机原理与构造
水冷式的。 6、按气缸数及布置分，有单缸内燃机、多缸内燃机、立式内燃机、卧式内燃
机、直列式内燃机、V形内燃机(图1-1a)、对置气缸式内燃机(图1-1b)、斜 置式内燃机。 7、按用途分类，有汽车用、工程机械用、拖拉机用、船用、坦克用、摩托车 用、发电用、农用等内燃机。 8、其他，除以上方式分类外，还可按转速来分，有高速、中速和低速等几种。
型号示例：
柴油机 YZ6102Q—六缸直列、四冲程、缸径102mm、水冷、汽车
用（YZ为扬州柴油机厂代号）； 12V135ZG—12缸、V型、四冲程、缸径135mm、水冷、
增压、工程机械用； 12VE230ZCZ—12缸、V型、二冲程、缸径230mm、水冷、
增压、船用主机、左机基本型。 汽油机 （1）1E65F—单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型； （2）12V135ZG—12缸、V形、四冲程、缸径135mm、水
轿车柴油机(55KW/4200rpm)
全铝结构（气缸盖、气缸体、 曲轴箱） 贯穿螺栓强化整机强度 刚度 四气门，双顶置凸轮 (DOHC) 直喷，增压中冷 可变截面增压器 （VNT） 共轨燃油喷射系统(CR) 带中冷EGR和进气控制 的空气管理 可变进气涡流（选装） 氧化催化器
柴油机与汽油机比较，各有优缺点（表1-3）
（5）、示功图
ra－进气行程 ac－压 缩行程 czb－做功行 程
z－最高燃烧压力 b－ 做功终点 r－排气终点
Ｐ0－大气压力
2、四冲程柴油机结构特点与工作原理
柴油机所用的燃料是柴油。与四冲程汽油机 相比基本结构特点是没有火花塞，喷油器直 接安装在气缸顶部，向气缸内喷油（图1-7） 其工作原理与四冲程汽油机也有所不同，在 进气行程，进入气缸的是纯空气，而不是可 燃混合气；在压缩行程末，喷油器向气缸喷 入高压柴油，由于气缸的高温高压作用，柴 油迅速着火燃烧，使气体急剧膨胀，推动活 塞做功。其着火方式属于压燃式，而不是汽 油机的点燃式。
什么是内燃机
什么是内燃机
•
内燃机是一种动力机械， 内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料 在机器内部燃烧， 在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接 转换为动力的热力发动机。 转换为动力的热力发动机。 广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃 机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动 也包括旋转叶轮式的燃气轮机、 机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气 式发动机等，但通常所说的内燃机是指活 式发动机等， 塞式内燃机。
•
• 1876年，德国发明家奥托运用罗沙的原理，创 年 德国发明家奥托运用罗沙的原理， 制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、 千 制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千 瓦(4.4马力 的四冲程内燃机，仍以煤气为燃料， 马力)的四冲程内燃机，仍以煤气为燃料， 马力 的四冲程内燃机 采用火焰点火，转速为156.7转/分，压缩比为 采用火焰点火，转速为 转分 2.66，热效率达到 ％，运转平稳。在当时， ％，运转平稳 ，热效率达到14％，运转平稳。在当时， 无论是功率还是热效率，它都是最高的。 无论是功率还是热效率，它都是最高的。 奥托内燃机获得推广，性能也在提高。1880 奥托内燃机获得推广，性能也在提高。 年单机功率达到11～ 千瓦 千瓦(15～ 马力 马力)， 年单机功率达到 ～15千瓦 ～20马力 ，到 1893年又提高到 年又提高到150千瓦。由于压缩比的提高， 千瓦。 年又提高到 千瓦 由于压缩比的提高， 热效率也随之增高， 年热效率为15.5%， 热效率也随之增高，1886年热效率为 年热效率为 ， 1897年已高达 ～26％。 年已高达20～ ％。 ％。1881年，英国工程 年已高达 年 师克拉克研制成功第一台二冲程的煤气机， 师克拉克研制成功第一台二冲程的煤气机，并 在巴黎博览会上展出。 在巴黎博览会上展出。
第一章 内燃机基本构造和原理
（5）气缸工作容积：活塞从一个止点运动到另一个止点所 扫过的容积。一般用Vh表示： Vh= πD2· S ×10-6/4 （L） 式中：D－气缸直径，单位mm；
S－活塞行程，单位mm；
（6）燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Vc表示。 （7）气缸总容积：活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积 和燃烧室容积之和，即Va＝Vc＋Vh。
（8）发动机排量：多缸发动机的各气缸工作容积的总和。 一般用VL表示： VL = Vh × i 式中：Vh－气缸工作容积； i － 气缸数目。
（9）压缩比：是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值， 即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。 ε= Va / Vc 式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积；Vc － 燃烧室 容积； （10）工作循环：包括进气、压缩、作功和排气过程，即 完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。
二、四冲程柴油机的工作原理
四行程柴油机和四行程汽油机的工作过 程相同，每一个工作循环同样包括进气、 压缩、作功和排气四个行程，由于柴油 机使用的燃料是柴油，粘度大，不易蒸 发，自燃温度低，故可燃混合气的形成、 着火方式、燃烧过程以及气体温度压力 的变化都和汽油机不同。
喷油器
进气门
排气门
纯空气
喷油泵
第一章 内燃机基本构造与原理
发动机：是将其它形式的能量转化为机械能的 机器。 热力发动机：将热能转化为机械能的机器。 热力发动机包括内燃机和外燃机。 内燃机：分为活塞式内燃机和燃气轮机。 活塞式内燃机：分为往复和旋转活塞式内燃 机。
第一节 内燃机的分类
活塞式内燃机的分类 1、按燃料分类：汽油发动机和柴油发动机 2、按冲程分类：四冲程发动机和二冲程发动机 3、按冷却方式分类：水冷发动机和风冷发动机 4、按气缸数目分类：单缸发动机和多缸发动机 5、按进气方式：增压和非增压 6、按点火方式：压燃和点燃 7、按转速：高速和低速 8、按气缸排列方式:立式、卧式、V型、对置式 9、按用途：汽车、拖拉机、船用和工程机械用
内燃机的构造及工作原理
内燃机的构造及工作原理内燃机，也称为发动机，是现代交通工具和许多家用电器的核心部件。
不同于蒸汽机等外燃机，内燃机是一种热力机械，即从燃烧燃料产生热能，通过能量转换产生动力，输出机械能和热能的发动机。
在本文中，我们将深入探讨内燃机的构造及工作原理。
一、内燃机的构造内燃机由多个部件组成，每个部件的构造和功能不同，协同工作，在发动机运转过程中，才能将燃油能转化为动力输出。
以下是内燃机的主要构造：1. 缸体及缸盖内燃机的主体部分是缸体和缸盖，彼此连接成为整体。
缸体是一个长圆柱形的筒体，里面有一个圆柱形的容积，即为缸内。
缸内的形状和大小根据不同的燃烧室形状和大小而定。
缸盖则作为缸体的顶部，封闭了缸内。
2. 活塞及活塞环活塞是内燃机中主要的运动部件，是一个圆柱体，材质通常是铝或铸铁。
活塞上开有一个小孔，称为活塞销穴，可用来固定活塞销。
活塞上还有一个凸起，称为活塞头。
活塞环被固定在活塞上沿着活塞径向走向。
活塞环的作用是密封气缸，确保活塞在缸内运动时气体不会泄漏。
3. 活塞销活塞销是将活塞与活塞连杆连接在一起的部件。
它是一根圆形的轴，材质通常是钢或铬合金钢。
活塞销的工作原理是将活塞上的动力传递到连杆上，然后通过曲轴将动力传递到发动机的其他部件。
4. 连杆连杆是将活塞与曲轴连接在一起的零件，它的长度和形状取决于缸距和曲轴。
通过连接活塞上的活塞销和曲轴上的曲轴销，连杆转化活塞上的往复运动成为曲轴上的旋转运动。
5. 曲轴曲轴是内燃机的关键部件之一，是一个大型的旋转轴。
它类似于一个长方形的轴，上面有几个凸起，具有不同长度的曲柄臂。
它的作用是将来自连杆的线性力转变为旋转力，使发动机产生动力输出。
6. 气门与点火系统气门系统由进气门和排气门组成，控制着油气混合物的进出。
点火系统包括点火线圈和火花塞，控制着燃料的燃烧。
二、内燃机的工作原理内燃机的工作原理是当燃料和空气混合物在发动机的燃烧室中被点燃时，发生爆炸，使空气和燃料混合物的压力快速增加。
简述内燃机的工作过程
简述内燃机的工作过程
内燃机的工作过程可以分为以下四个冲程：
1. 吸气冲程：活塞下行形成气缸内压力小于大气压的差，这个压力差使空气进入气缸。
对于汽油机，吸入的是汽油和空气的混合物；对于柴油机，吸入的是纯空气。
2. 压缩冲程：吸气冲程完成后，活塞上行压缩空气达到一定温度，使燃料燃烧。
对于柴油机，由于压缩的工质是纯空气，压缩比高于汽油机，压缩终点的温度和压力都大大超过柴油的自燃温度，使其自燃。
3. 做功冲程：燃烧的空气使活塞下行，从而将热能转换成机械能。
这种转换是通过连杆活塞组和曲轴实现的，高温高压的燃气推动活塞下行，通过连杆使曲轴做圆周运动。
4. 排气冲程：在飞轮惯性的驱动下，活塞上行将燃烧后的废气从打开的排气阀门中排出。
当活塞行至上终点位置时，整个内燃机的工作循环完成。
这四个冲程中，只有做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。
在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能。
内燃机的工作原理是
内燃机的工作原理是
内燃机是一种能将化学能转化为机械能的发动机。
它利用燃料和空气的混合物在气缸内燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，从而驱动机械装置工作。
内燃机的基本工作原理是循环过程，包括吸气、压缩、燃烧和排气四个过程。
首先是吸气过程，活塞自顶部下降，气缸内形成负压，进气门打开，使空气和燃料混合物进入气缸。
然后是压缩过程，活塞自底部上升，气缸内的空气和燃料混合物被压缩，使其温度和压力增加。
接下来是燃烧过程，当活塞达到上止点时，火花塞发出电火花引燃燃料混合物，燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
最后是排气过程，活塞再次向上升至上止点，排气门打开，将燃烧产生的废气排出气缸。
内燃机根据燃料类型和点火方式的不同，可以分为汽油机和柴油机。
汽油机使用汽油作为燃料，采用电火花点火系统；柴油机使用柴油作为燃料，通过高温高压使燃料自燃。
内燃机工作原理的关键在于燃烧过程，燃料和空气的混合比例、点火时机和燃烧速度都对内燃机的效率和性能有重要影响。
现代内燃机通过电子控制系统对燃油喷射、点火和气缸压力进行精确调控，提高了燃烧效率和排放控制能力。
总的来说，内燃机利用燃料燃烧产生的爆发力推动活塞来完成能量转换，是一种高效的动力装置，广泛应用于汽车、发电机、船舶等领域。
内燃机
玉柴欧Ⅲ系列车用柴油机YC6J270-30
4
5
6
二、内燃机的系列和型号
7
例：1E40F X4115T LR6105T8
8
第二节内燃机的工作原理
▪ 一、内燃机工 ▪ 作的基本概念：
9
1．上止点：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（VＨ）：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：
14
fh\2-3-a.swf
（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0.08～0.09MPa，混合气温度370～400K。
16
17
（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。
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 2
内燃机原理和构造(共57张PPT)
多元化动力总成
未来动力总成将呈现多元化趋势，内燃机将与电动机 、燃料电池等共同存在。
提高效率降低排放策略
涡轮增压技术
提高进气压力，增加发动机功 率和扭矩，同时降低油耗和排 放。
轻量化设计
采用高强度材料和先进制造工 艺，减轻发动机重量，提高燃 油经济性。
02
密封材料选择
根据密封部位的工作条件和要求，选择合适的密封材料，如橡胶、塑料
、金属等。
03
密封技术改进
随着技术进步，新型密封材料和结构不断涌现，如高性能橡胶材料、复
合密封结构等，提高了密封效果和耐久性。同时，采用先进的加工工艺
和质量控制手段，确保密封件的精度和质量。
05
性能评价与试验方法
Chapter
应用领域与市场需求
应用领域
内燃机广泛应用于交通运输、工程机械、农业机械、发电机组等领域，为现代社 会提供了强大的动力支持。
市场需求
随着全球经济的不断发展，对于内燃机的需求也在持续增长。特别是在新兴市场 和发展中国家，由于基础设施建设和工业化进程的加速，对于内燃机的需求尤为 旺盛。同时，市场对于更加高效、环保的内燃机的需求也在不断增加。
缸内直喷技术
提高燃油雾化质量，实现更精 确的燃油喷射控制。
可变气门正时技术
根据发动机工况实时调整气门 开度和气门关闭时间，优化燃 烧过程。
余热回收技术
利用发动机余热为车辆提供辅 助热源，提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
润滑、冷却与密封技术
Chapter
润滑系统组成及作用
润滑系统组成
包括机油泵、机油滤清器、机油 冷却器、油道等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十二章内能与热机
第三节内燃机
【预习•整合】
一、内燃机
(1) 热机是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能
的装置，它利用内能做功，如蒸汽机等。
(2) 内燃机是燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，内燃机包括汽油机、柴油机。
(3) 内燃机的工作原理，它的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成。
四冲程的汽油机和柴油机在吸气冲程中，进气门开，排气门关闭，吸入工作物质；在压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞压缩气体做功，飞轮的一部分机械能转化为汽缸内气体的内能；在做功程中，两个气门仍关闭，高温
高压燃气推
动活塞做
功，把燃气
的大部分内
能转化为机
械能；在排
气冲程，进
气门闭，排
气阀( 门 )
开，排出废
气。
在一个
工作循环中,
活塞往复两
次，曲轴
( 飞轮 ) 转动两周，只有做功冲程对外做功一次，其他三个冲程在飞轮的惯性完成。
二、汽油机和柴油机构造及工作过程比较
例1、柴油机工作的四个冲程中，冲程是燃气对活塞做功，此过程是将能转化为能。
例2、以内燃机为动力的各种机械，在人类生产生活中应用极为广泛。
从轮船、火车，到拖拉机、摩托车等，它们的动力大都来源于内燃机，它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。
下面对内燃机的有关叙述，错误的是 ( )
A.内燃机是内能转化为机械能的装置
B.内燃机用水冷却，是因为水的比热容大
C.它排出的废气无污染，是一种环保型的机器
D.内燃机靠产生的高温高压气体做功
例3、把燃料燃烧时释放的转化为的装置称为热机。
【基础•巩固】
1．内燃机工作的某个冲程，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，由此可知该冲程为（）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C.做功冲程 D．排气冲程
2．下面关于内燃机正确说法是（）
A．蒸汽机是一种热机
B．汽油机和柴油机都是内燃机
C．内燃机只能在燃料燃烧完全结束后才对外做功D．内燃机一般在燃料燃烧的同时就对外做功
3．关于热机错误的说法是（）
A、利用内能来做功的机器叫热机
B、蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机
C、一切热机的工作过程都包括四个冲程
D、用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率
☆4．关于燃料的热值，以下说法正确的是（）
A、燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B、容易燃烧的燃料，热值一定大
C、煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D、0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的 5．甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（）
A、甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
B、甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
C、消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D、做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
6．一般柴油机的效率比汽油机效率高，原因是（）A. 柴油的燃烧值大
B．柴油机内压缩空气的压强大，温度高
C．柴油机和汽油机吸入的气体不同
D．柴油机和汽油机的点火方式不同
7．柴油机上装有又重又大的飞轮，其作用是（）A．增加柴油机的输出功率
B．增加柴油机的稳定性
C．改变柴油机的转速
D．增加柴油机转动的惯性
8．四冲程柴油机工作时，依靠飞轮惯性使活塞向上运动完成的冲程是（）
A．吸气和排气冲程 B．压缩和做功冲程C．压缩和排气冲程 D．做功和排气冲程9．汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示内能转化为机械能的冲程是;（）
10．如图所示为一汽油机汽缸示意图,该图表示此时汽油机正处于工作过程的冲程。
11．柴油机经过个冲程，飞轮转1周，若某柴油机转速是1200r／min，则在一分钟内这台柴油机经过冲程，其中做功冲程出现了次.
A．B．C．D．。