内燃机的基本工作原理和总体构造共45页
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。
内燃机工作原理
一、内燃机的构造和有关名词为了说明内燃机的工作原理，首先介绍一下内燃机的构造和有关名词。
柴油机的主体部分为圆柱的气缸体4，在气缸体内有上下移动的圆柱形活塞，为了防止燃烧气体泄漏，在活塞上装有密封气体的活塞环。
气缸体的上部为气缸盖，在气缸盖上进气通道和排气通道以及进气门和排气门，进、排气门之间装有喷油器。
活塞中部装有活塞销，通过它与连杆上部相接，连杆下部连接曲轴，通过曲轴末端的飞轮输出功率。
内燃机在工作时活塞处于上下两个极端位置示意图。
（1）上止点（又叫上死点）——活塞顶面位移到距离曲轴中心线最远时的位置。
（2）下止点（又叫下死点）——活塞顶面位移到距离曲轴中心线最近时的位置。
（3）活塞冲程（又叫活塞行程）——活塞的上止点与下止点间的距离，单位为毫米。
活塞移动一个行程时，曲轴旋转半圈（180度）。
因此，活塞冲程等于曲柄半径的两倍。
（4）燃烧室容积（又叫压缩室容积）——活塞在上止点时，活塞顶以上（包括活塞顶部的凹坑）和气缸盖底部（包括气缸盖内部的辅助燃烧室）之是所构成空间的容积，单位为升。
（5）气缸工作容积——活塞在上下止点位置时其间的气缸容积，单位为升。
（6）发动机排量——一台内燃机各个气缸工作容积之和（对单缸内燃机其排量就是气缸工作容积），单位为升。
（7）气缸总容积——活塞在下止点位置时，活塞上部所有密封容积，单位为升。
气缸总容积=燃烧室容积+气缸工作容积（8）压缩比——气缸总容积与燃烧室容积的比值压缩比=气缸总容积—————燃烧室莼?BR> 压缩比表示活塞由下止点移到上止点时，气体在气缸内被压缩的程度。
压缩比越大，压缩时气体在气缸内被压缩得就越高。
柴油机压缩比的范围一般为16～20。
汽油机压缩比的范围一般为6～8。
二、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，由热能到机械能的转变是无数次的连续转变。
内燃机构造介绍课件
STEP3
STEP4
汽油内燃机：使用 汽油作为燃料的内 燃机，具有较高的 功率和转速，适用 于汽车、摩托车等 交通工具。
柴油内燃机：使用 柴油作为燃料的内 燃机，具有较高的 热效率和扭矩，适 用于卡车、拖拉机 等重型车辆。
液化石油气内燃机： 使用液化石油气作为 燃料的内燃机，具有 较低的排放和噪音， 适用于家庭、小型工 业设备等场合。
质材料、优化结构设 计等方式降低发动机 重量
02 降低排放：采用先进
的排放控制技术，降 低污染物排放
04 提高可靠性：通过优
化设计、提高制造工 艺等方式提高发动机 的可靠性和耐久性
智能化控制
01
电子控制单元（ECU）：实现对内燃机的精
确控制，提高燃油经济性和排放性能
02
传感器技术：实时监测内燃机运行状态，
能
热能转化为机 械能，推动活
塞运动
活塞运动带动 曲轴旋转，产 生旋转机械能
旋转机械能通 过传动系统传 递给车轮，驱
动车辆行驶
2
内燃机的主要部 件
气缸
1
气缸是内燃机的 核心部件，负责 燃烧燃料产生动
力。
3
气缸内部有活塞， 活塞在气缸内上 下运动，压缩空 气和燃料混合物，
产生动力。
2
气缸通常由铸铁 或铝合金制成， 具有较高的强度
曲轴
作用：将活塞的往 复运动转化为旋转 运动，驱动汽车前 进
01
结构：由主轴颈、 连杆轴颈、曲柄、 平衡块等部分组成
02
04
加工工艺：采用精 密铸造、锻造、热 处理等工艺，保证 曲轴的精度和性能
03
材料：一般为优质 合金钢，具有高强 度、高耐磨性和耐 高温性
内燃机的结构工作原理应用
内燃机的结构、工作原理与应用1. 内燃机的结构内燃机是一种将燃料燃烧产生的能量转化为机械能的发动机。
它有一组气缸和活塞组成的结构，其中燃料与空气混合后被压缩，然后在高温下燃烧，产生高压气体推动活塞作功。
内燃机的结构主要包括以下几个部分：1.1 缸体与缸盖内燃机的缸体和缸盖通常由铸铁、铝合金等材料制成。
缸体用于容纳气缸，缸盖则用于密封气缸，同时还有进气门和排气门的安装位置。
1.2 活塞与连杆活塞是内燃机中的一个重要部件，它与气缸壁之间形成密封腔。
活塞通过连杆与曲轴连接，使活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
1.3 曲轴与凸轮轴曲轴是内燃机的主轴，它与连杆配合，将活塞的上下运动转换为旋转运动。
凸轮轴则控制气门的开启和闭合时间，以调节燃料和空气的进出。
1.4 气门与气门机构内燃机的气门用于控制燃料和空气的进出。
气门机构由凸轮轴、推杆、摇臂、弹簧等构成，通过凸轮轴的转动来控制气门的开闭状态，以实现进、排气过程的控制。
2. 内燃机的工作原理内燃机的工作原理主要包括四个步骤：进气、压缩、燃烧与排气。
2.1 进气在进气冲程中，活塞从上死点下移，气缸内的压力降低，气门打开，新鲜空气通过进气道进入气缸。
2.2 压缩在压缩冲程中，活塞上移，气门关闭，气缸内的空气被压缩，从而增加了气体分子的热力学能量。
2.3 燃烧在燃烧冲程中，活塞上移到达上死点附近，燃料通过喷油器喷入气缸，与空气混合并被点火。
燃料的燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动。
2.4 排气在排气冲程中，活塞向下运动，压力推开排气阀，废气从排气道中排出。
同时，凸轮轴使进气门打开，循环开始下一轮。
3. 内燃机的应用内燃机是目前最常用的一种发动机，广泛应用于汽车、摩托车、船舶、飞机和工业设备等领域。
其应用主要体现在以下几个方面：3.1 汽车与摩托车内燃机是汽车和摩托车的主要动力来源。
通过内燃机将化学能转化为机械能，驱动车辆运行。
同时，内燃机的高功率和高效率也有助于提高车辆的加速性能和燃油经济性。
内燃机原理及构造
2. 冷却系统
2. 冷却系统
3. 润滑系统
发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在 另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了 相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损 。因此，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使 用寿命，发动机上都必须有润滑系（lubrication system ）
1.柴油机供给系统
1.柴油机供给系统
涡轮增压器
涡轮增压器是现代增压发动机的关键部件。它利 用发动机排气能量的动力，吹动涡轮，带动共轴 的压气机轮一起高速旋转，压气机将新鲜空气压 缩后，供给发动机工作，从而使发动机功率大幅 度提高，油耗率下降，噪声和排污减少，有效改 善发动机的动力、经济和环保性能 涡轮增压.swf
2. 配气机构
气门间隙
2. 配气机构
1.柴油机供给系统
组成
燃油供给装置：柴油箱(diesel tank)、输油泵(fuel supply pump)、柴油滤清器(diesel filter)、 喷油泵(fuel injection pump)、喷油器(injector) 等。 空气供给装置：空气滤清器(air cleaner)、进气管 (intake pipe)。 混合气形成装置：燃烧室(combustion chamber)。 废气排出装置：排气管(exhaust pipe)、排气消 声器(muffler)
２、水路 散热器内的冷却水经水泵加压后通过分水管压送到气缸体水套和
气缸盖水套内，冷却水在吸收了机体的大量热量后经气缸盖出水孔流 回散热器。由于有风扇的强力抽吸，空气流由前向后高速通过散热器 。因此，受热后的冷却水在流过散热器芯的过程中，热量不断地散发 到大气中去，冷却后的水流到散热器的底部，又被水泵抽出，再次压 送到发动机的水套中，如此不断循环，把热量不断地送到大气中去， 使发动机不断地得到冷却。
内燃机原理课件
•
pb=0.3~0.5MPa；Tb=1500 ~ 1700K
4. 排气过程
• 作用：排出气缸中燃烧后的废气，以便充入可 燃混合气。
• 实现：排气门开启，进气门保持关闭，活塞由 下止点向上止点移动排出废气。
• 主要参数：pr=0.105~0.12MPa；Tr=900 ~ 1100K • 残余废气占进入气缸的新鲜混合气质量比例
• 3．提高内燃机的可靠性和耐久性。 • 4．降低废气中有害排放和噪声。
(二)内燃机技术的发展动向
• 1．电子技术的应用。 • 2 ．采用增压技术。 • 3．汽油机稀燃—速燃技术。 • 4．汽油机缸内喷射分层燃烧技术。 • 5．柴油机采用直喷式燃烧系统。 • 6 ．提高柴油机燃油喷射压力。 • 7．排气后处理技术。 • 8．采用代用燃料。
燃机
• 5．进气状态：非增压式和增压式。 • 6．气缸布置形式：直列式、V形、卧式、对置式。 • 7．用途：汽车用、工程机械用、农用、拖拉机用、
发电用、机车用、船舶用、坦克用等。
• 8．转速：高速、中速和低速； • 9 ．气缸数：有单缸、双缸、多缸内燃机。
二、内燃机的优缺点
• 优点： • 1．热效率高，即燃油消耗率低，经济性好，
2．压缩过程
• 作用：在燃烧前将混合气压缩，使其容积缩小， 密度增大，温度升高，在燃烧过程迅速燃烧以 产生较大的压力，使发动机发出较大的功率。
• 实现：进、排气门都关闭，曲轴继续旋转，活 塞自下止点向上止点移动，将气缸中的混合气 压缩。
• 主要参数：pc=0.85~2MPa；Tc=600 ~ 700K
• 工作条件：受力复杂， 受气体爆发压力、螺栓 预紧力、往复惯性力、 旋转惯性力、倾倒力矩 作用。
• 要求：强度、刚度大， 结构紧凑。
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
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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。
内燃机基本工作原理
内燃机基本工作原理内燃机是一种将燃料变为机械能的装置，其基本工作原理是通过燃烧燃料在气缸内产生高温高压气体，驱动活塞做功，将热能转化为机械能。
下面将详细介绍内燃机的基本工作原理。
内燃机的基本构造包括气缸、活塞、曲柄连杆机构和气门控制系统等。
内燃机工作的基本循环是四冲程循环，包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
在进气冲程中，汽缸进气门打开，活塞从上死点向下运动，将空气抽入汽缸。
进气门关闭后，活塞开始向上运动，将进气气体压缩。
在压缩冲程中，当活塞靠近上死点时，活塞上面的火花塞产生一个火花，点燃压缩的混合气。
这个点火称为点火提前角，可以通过调整点火系统来控制。
在燃烧冲程中，混合气受到点火后迅速燃烧，产生高温高压气体。
这些气体向下推动活塞，活塞通过曲柄连杆机构将线性运动转化为旋转运动，驱动曲轴。
在排气冲程中，当活塞接近下死点时，排气门打开，将燃烧后的废气从汽缸排出。
排气门关闭后，活塞开始向上运动，进入下一个循环的进气冲程。
总体来说，内燃机的工作原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体，利用活塞和曲柄连杆机构将线性运动转化为旋转运动，从而驱动机械设备工作。
下面分别介绍内燃机的各个关键步骤。
1.进气冲程：当活塞从上死点向下运动时，进气门打开，此时气缸内的压力低于大气压，空气通过进气阀门进入气缸。
进气门关闭后，活塞向上运动，将进气气体压缩。
2.压缩冲程：当活塞靠近上死点时，进气气体被压缩成高压状态，此时混合气达到最高点火压力。
在这个阶段，燃料喷射器将燃料注入气缸，与压缩气体混合。
3.燃烧冲程：通过点火系统点燃混合气，混合气迅速燃烧，产生高温高压气体。
这些气体向下推动活塞，推动曲柄连杆机构，将线性运动转化为旋转运动。
4.排气冲程：当活塞接近下死点时，排气门打开，废气通过排气阀门排出气缸。
排气门关闭后，活塞向上运动，进入下一个循环的进气冲程。
内燃机中的曲轴是一个重要的部件，它通过连杆将活塞的线性运动转化为旋转运动。