内燃机基本原理与构造

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二、内燃机的分类
按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， （7）按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， 二冲程
四行程内燃机：把曲轴转两圈(720° 四行程内燃机：把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上 (720 下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机； 下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机；
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三、基本术语
8)压缩比（ ）：气缸总容积与燃烧室容积的比。 8)压缩比（ε）：气缸总容积与燃烧室容积的比。 压缩比 气缸总容积与燃烧室容积的比 一般汽油机压缩比约为6 10， 一般汽油机压缩比约为6-10，柴油机的压缩比约为 1515-22. 9)内燃机排量 内燃机排量（ ）：内燃机所有气缸工作容积之和 内燃机所有气缸工作容积之和。 9)内燃机排量（VL）：内燃机所有气缸工作容积之和。
1-空气滤清器；2-针阀；3-浮子；4-喷嘴； 空气滤清器； 针阀； 浮子； 喷嘴； 喉管； 节气门； 进气歧管； 量孔； 5-喉管；6-节气门；7-进气歧管；8-量孔； 浮子室；10-进气预热套管；119-浮子室；10-进气预热套管；11-进气门
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
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二、内燃机基本概念
外燃机与内燃机比较
外燃机体积大，重量重，热效率低； 外燃机体积大，重量重，热效率低； 机体积大 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动， 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动， 起动性能好; 起动性能好;
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二、内燃机的分类
液体燃料发动机：汽油机（ engine）； （1）液体燃料发动机：汽油机（gasoline engine）；
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
压缩冲程（ 压缩冲程（180~360 °CA） ）
为了使可燃混合气能迅速燃 使发动机发出更大功率， 烧，使发动机发出更大功率，燃 烧前必须将可燃混合气压缩， 烧前必须将可燃混合气压缩，使 其容积缩小，密度加大， 其容积缩小，密度加大，温度升 此时， 排气门均关闭， 高。此时，进、排气门均关闭， 活塞从下止点向上止点移动， 活塞从下止点向上止点移动，曲 轴旋转180 CA。 轴旋转180 °CA。
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三、基本术语
1)上止点： 1)上止点：活塞顶离曲轴回转中 上止点 心最远处，通常指活塞最高位置。 心最远处，通常指活塞最高位置。 2)下止点 下止点： 2)下止点：活塞顶离曲轴回转中 心最近处， 心最近处，通常指活塞的最低位 置。 3)活塞冲程（Ｓ）：上下两止点 活塞冲程（Ｓ）： 3)活塞冲程（Ｓ）：上下两止点 之间的距离。 之间的距离。 4)曲柄半径（Ｒ）：与连杆下端 曲柄半径（Ｒ）： 4)曲柄半径（Ｒ）：与连杆下端 相连的曲柄销中心到曲柄回转中 心的距离。显然：Ｓ＝2Ｒ 心的距离。显然：Ｓ＝2 ：Ｓ＝
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（二）四冲程柴油机工作原理
四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 吸气 排气四个冲程 相应地曲轴旋转了两周。 四个冲程， 排气四个冲程，相应地曲轴旋转了两周。 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发， 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的 化油器进行雾化， 化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气 的方法，唯有在高温、 的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴 油在很短的时间内完全雾化。 油在很短的时间内完全雾化。 柴油的自燃温度比汽油低，因此， 柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方 式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（ 式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（否 则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。 则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。
柴油机（ engine）。 柴油机（diesel engine）。
气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）； （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）。 液化石油气发动机（LPG）。
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二、内燃机的分类
（3）按冷却方式分类：水冷，风冷 按冷却方式分类：水冷，
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
做功冲程（ 180 CA） 做功冲程（0~180 °CA）
进、排气门仍关闭。当压缩 排气门仍关闭。 冲程接近终了时， 冲程接近终了时，火花塞发出电 火花， 火花，点燃被压缩的可燃混合气 放出大量的热能， ，放出大量的热能，使气缸内的 压力和温度迅速增加， 压力和温度迅速增加，推动活塞 向下运动，并通过连杆带动曲轴 向下运动， 转动。 转动。
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（二）四冲程柴油机工作原理
燃 空 气 烧 后 的 废 气
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
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想想议议：
汽油机和柴油机的工作过程有什么相同 有什么不同点？ 点，有什么不同点？ 相同点 不同点
00:50 内燃机的分类
按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， （7）按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， 二冲程
二行程内燃机：把曲轴转一圈(360° 二行程内燃机：把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下 (360 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。 目前发动机广泛使用 四行程内燃机。 四行程内燃机。
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二、内燃机的分类
按点火方式分： （4）按点火方式分： 点燃式（如汽油机、气体燃料发动机）； （1）点燃式（如汽油机、气体燃料发动机）； 压燃式（如柴油机）。 （2）压燃式（如柴油机）。 按进气方式分： （5）按进气方式分： 自然吸气式发动机（非增压式发动机）； （1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）； 强制吸气式（增压式发动机）。 （2）强制吸气式（增压式发动机）。
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
排气冲程（ 排气冲程（180~360 °CA） ）
当膨胀接近终了时， 当膨胀接近终了时，排气门 打开， 打开，靠废气的压力进行自由排 气（排气门开启时废气压力与大 气压力之比大于临界压力比）， 气压力之比大于临界压力比）， 大部分废气自行排出。 大部分废气自行排出。活塞到达 下止点后再向上止点移动， 下止点后再向上止点移动，继续 将废气强制排到大气中。 将废气强制排到大气中 烧 后 的 废 气 燃
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四、往复活塞式内燃机的基本结构和工作原理
火 花 塞 进气门 气缸体 进气门 喷 油 器 气门 气缸盖
气门 气缸盖
气缸体
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
1、化油器式汽油机： 化油器式汽油机： 汽油和空气在化油器内 混合成可燃混合气， 混合成可燃混合气，再输入 发动机气缸并加以压缩， 发动机气缸并加以压缩，然 后用电火花使之点火燃烧发 热而作功——传统式。 传统式。 热而作功 传统式
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
2、汽油喷射式汽油机： 汽油喷射式汽油机： （2）气缸内直接喷射：将汽油直接喷射入气缸内同空气混 气缸内直接喷射： 合成可燃混合气并加以压缩， 合成可燃混合气并加以压缩，然后用电火花使之点火燃烧发 热而作功——（未来发展）。 热而作功 （未来发展）。
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二、内燃机基本概念
外燃机与内燃机
外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输 外燃机 燃料在机器外部燃烧， 入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动 如蒸汽机。 机。如蒸汽机。 内燃机 内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输 入机器内部燃烧而产生热能， 入机器内部燃烧而产生热能，然后再将热能转 变成机械能输出的热力发动机。 变成机械能输出的热力发动机。如活塞式内燃 机。
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三、基本术语
5)气缸工作容积（ ）：活塞从上止点到下止点所 5)气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所 气缸工作容积 扫过的气缸容积。 扫过的气缸容积。 燃烧室容积（ ）：活塞在上止点时 活塞在上止点时， 6) 燃烧室容积（VC）：活塞在上止点时，活塞上 方的空间叫燃烧室， 方的空间叫燃烧室，其容积叫燃烧室容积 7)气缸总容积 Va）：活塞在下止点时， 气缸总容积（ ）：活塞在下止点时 7)气缸总容积（Va）：活塞在下止点时，活塞上方 的容积称为气缸总容积。 的容积称为气缸总容积。
工程机械概论
第一章 内燃机基本原理与构造
教学目的与要求： 教学目的与要求：
掌握内燃机的总体结构与工作原理； 掌握内燃机的总体结构与工作原理；
重点、难点： 重点、难点：
能以性能指标为主线， 能以性能指标为主线，了解到与性能指标密 切相关的工作过程（循环、进气、排气、 切相关的工作过程（循环、进气、排气、燃 烧工程），分析影响性能指标的主要因素， ），分析影响性能指标的主要因素 烧工程），分析影响性能指标的主要因素， 找出提高内燃机性能的基本规律和技术措施。 找出提高内燃机性能的基本规律和技术措施。
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（一）四冲程汽油机基本工作原理
在发动机内， 在发动机内，每一次将热能转变成机械能都必须经过 吸入空气、压缩和输入燃料，使之点火燃烧而膨胀作功， 吸入空气、压缩和输入燃料，使之点火燃烧而膨胀作功，然 后将生成的废气排除这样一系列连续过程， 后将生成的废气排除这样一系列连续过程，称为一个工作循 环。...
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二、内燃机的分类
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二、内燃机的分类
按气缸排列方式分： （6）按气缸排列方式分： 直立式发动机 （1）单列发动机 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。 水平对置式发动机。
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