内燃机原理(全)讲解
内燃机的原理
内燃机的原理内燃机是一种利用燃料在燃烧时产生的高温高压气体推动活塞做功的热机。
它是现代工业和交通运输中最常用的动力装置之一，广泛应用于汽车、飞机、船舶等各个领域。
内燃机的原理是基于热力学和动力学的相关理论，下面将对内燃机的原理进行详细介绍。
内燃机的原理主要包括燃烧室、活塞、曲轴、气缸、进气门、排气门等关键部件。
当内燃机工作时，首先是通过进气门将混合气（空气和燃料的混合物）进入气缸，然后活塞向上运动压缩混合气，接着点火系统点燃混合气，燃烧产生高温高压气体，气体推动活塞向下运动，最终通过曲轴传递动力。
内燃机的原理可以分为四个基本过程，进气、压缩、燃烧和排气。
在进气过程中，活塞向下运动，气缸内的进气门打开，混合气被吸入气缸；在压缩过程中，活塞向上运动，进气门关闭，混合气被压缩至高压状态；在燃烧过程中，点火系统点燃混合气，燃烧产生高温高压气体推动活塞做功；在排气过程中，活塞再次向上运动，排气门打开，燃烧产生的废气被排出气缸。
内燃机的原理涉及到热力学和动力学的知识。
热力学是研究热能转化和热现象的科学，而内燃机正是利用燃料燃烧产生的热能转化为机械能。
动力学则是研究物体运动的科学，内燃机的活塞和曲轴的运动就是动力学的研究对象。
内燃机的原理也与燃烧化学有关。
燃料在燃烧时会释放出能量，这是内燃机能够工作的基础。
燃料的选择、燃烧的稳定性、燃烧产物的排放等都是内燃机设计和优化的重要方面。
总的来说，内燃机的原理是通过燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功，从而驱动机械设备工作。
它涉及到热力学、动力学和燃烧化学等多个学科的知识，是一种复杂而又高效的动力装置。
随着科学技术的不断发展，内燃机的原理也在不断完善和优化，为人类社会的发展做出了重要贡献。
内燃机的工作原理
内燃机的工作原理内燃机是一种将燃料燃烧产生的能量转化为机械能的设备，广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具和发电机组等领域。
它通过内燃过程来驱动活塞，从而将热能转化为机械能。
本文将详细介绍内燃机的工作原理。
一、内燃机的组成部分内燃机主要由缸体、活塞、曲轴、气门机构和点火系统等组成。
缸体是内燃机的重要组成部分，它承载着燃料燃烧时产生的高压气体。
活塞是在缸内来回运动的部件，通过活塞的上下运动来完成吸气、压缩、燃烧和排气四个工作过程。
曲轴与活塞相连，将活塞的往复运动转化为旋转运动。
气门机构用于控制气门的开闭，从而调节燃气进出缸体的时间。
点火系统则负责提供高能火花以点燃混合气体。
二、内燃机的工作过程内燃机的工作过程主要包括吸气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
1. 吸气阶段：活塞下行时，气门开启，气缸内的工作介质（燃气和空气的混合物）被大气压力推入气缸内。
2. 压缩阶段：活塞上升时，气门关闭，气缸内的工作介质被活塞推向缸顶，压缩成高压高温的混合气体。
3. 燃烧阶段：在高压高温条件下，点火系统释放高能火花，引燃混合气体，燃烧产生的热能使气缸内的压力快速增大，推动活塞下行。
4. 排气阶段：活塞再次上升时，气门再次开启，废气通过排气门排出气缸，为下一个循环做准备。
三、内燃机的燃油供给方式内燃机的燃料供给主要有喷射式和化油器两种方式。
1. 喷射式供油系统：喷射式供油系统是现代内燃机常用的供油方式。
它采用高压泵将燃油送至喷油嘴，通过精确的喷油控制，将燃油喷入气缸内，实现燃烧。
2. 化油器供油系统：化油器供油系统则是早期内燃机常用的供油方式。
它通过化油器将液体燃料雾化成可燃气体，混合后再进入气缸燃烧。
四、内燃机的工作原理内燃机的工作原理基于双冲程循环理论。
它具有以下几个特点：1. 自启动能力：内燃机可由点火系统提供的高能火花启动，无需外力辅助。
2. 高效率：内燃机可以通过调整气门的开闭时间和点火提前角来实现不同工况下的高效率工作。
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。
内燃机的工作原理
内燃机的工作原理内燃机的工作原理一、内燃机元件：1. 活塞：活塞通过活塞环的滑动将气缸内的气体压缩和排出，完成往复运动并带动连杆的运动；2. 连杆：连杆由曲轴、转子等组成，将活塞的往复运动转化为旋转运动或放大一定比率，从而带动千斤顶或涡轮；3. 热管：热管由加热管、排气管等构成，将燃烧室内燃烧出的热能输出有效地利用，从而带动活塞的多次循环的运动；4. 冷却系统：冷却系统将热管内的有害气体排出，降低热管内温度，保证活塞在往复运动中可靠稳定地工作；5. 油泵：油泵将内部发动机部位的废气抽出，保证气缸中燃料混合气体获得高压，从而保证燃烧室内燃料充分燃烧；6. 风扇：风扇通过风扇驱动杆将外部空气抽进机箱，冷却机体和机内部件温度，保证机器稳定可靠地运行；二、内燃机工作原理：1. 进气：机壳内的活塞正在进行排气时，气缸后部的开口迎风，有助于抽取机箱内的空气；2. 燃烧：气缸内的燃油和氧气混合形成的混合气，受点火线圈的点火作用，在火花塞的火花作用下燃烧，能量转化为高温高压气体；3. 排气：高压气体进入热管内，通过活塞上方的衔接杆将活塞向上推动，将气缸内的混合气排出，释放出热量；4. 冷却：冷却系统将排出的热量一部分转移至外界，同时另一部分热量经过热管输送至热能发动机，重复热循环，从而耗散机体内的热能；5. 油泵：油泵将内部发动机部位的废气抽出，以达到清洁空气及降低污染的目的，并使燃烧室内燃料混合气体获得高压，从而保证燃烧室内燃料充分燃烧；6. 风扇：风扇驱动杆将外部空气抽进机箱，冷却机体和机内部件温度，保证机器稳定可靠地运行，达到温控机保护的作用；7. 输出动力：通过千斤顶、带动轮等输出动力，把热管传送的热量转换为机械能，驱动其他机械器件和液压设备的运转。
以上就是内燃机的工作原理。
内燃机的工作原理其实也可以简单归结为“空气进入--燃烧--排气--冷却--释放能量”的四大流程。
在每一次圈减（勃维尔循环）中，气体经由点火，发生燃烧，在活塞上部移动，把燃烧后的气体排出，然后冷却剩下的热能转换成机械能，输出力矩驱动汽车代步、机械设备等。
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。
内燃机工作原理
内燃机工作原理内燃机是一种将燃料燃烧产生的能量转化为机械能的装置，它是现代工业和交通运输领域中广泛使用的动力装置。
内燃机运作稳定可靠，效率高，适用范围广，具有重要的经济和社会价值。
本文将详细介绍内燃机的工作原理。
一、内燃机的分类内燃机基本上可以分为两类：汽油机和柴油机。
汽油机是以汽油为燃料的内燃机，柴油机则以柴油为燃料。
两种内燃机在工作原理方面有所不同，下面将分别进行介绍。
二、汽油机的工作原理汽油机采用了四冲程循环工作原理，即进气、压缩、燃烧和排气四个工作过程。
1. 进气过程进气阀打开，汽缸内形成负压，汽缸盖上的气门开启。
此时，活塞自上往下运动，吸入混合气（汽油和空气的混合物），充满汽缸。
2. 压缩过程当活塞到达上止点时，进气阀和排气阀关闭。
活塞自下往上运动，将进入汽缸的混合气压缩。
由于活塞上面是密封的汽缸盖，混合气会被压缩，导致温度升高。
3. 燃烧过程当活塞到达上止点时，高压点火塞发出火花引燃混合气，产生爆炸。
爆炸产生的高压气体将活塞推向下方，驱动曲轴旋转。
这个过程称为燃烧过程。
4. 排气过程当活塞到达下止点时，曲轴带动排气阀打开，废气通过排气管排出汽缸。
同时，进气阀再度打开，为下一个循环进气做准备。
这四个过程不断循环，推动曲轴旋转，从而输出动力。
三、柴油机的工作原理柴油机也采用了四冲程循环，但与汽油机不同的是，它没有点火塞，而是利用柴油的自燃性质来完成燃烧过程。
1. 进气过程进气阀打开，活塞自上而下运动，将空气吸入汽缸。
与汽油机不同的是，柴油机在进气冲程结束时，仅注入燃油直到燃油喷射泵停止工作。
2. 压缩过程活塞到达上止点后，进气阀和排气阀关闭，活塞自下而上运动，将空气压缩。
柴油的高压点火性质使得压缩气体温度升高，达到燃点。
3. 燃烧过程在压缩末期，喷油器将柴油高压喷入气缸中，与压缩中的高温空气混合。
柴油的自燃性质使其在高压状态下迅速燃烧，驱动活塞向下运动。
4. 排气过程当活塞到达下止点时，排气阀打开，废气通过排气管排出汽缸。
内燃机原理和构造.完整版PPT资料
7
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。
11
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
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a
Vc
压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小 的倍数，它对内燃机的性能有重要影响。
二、总体构造
四冲程汽油机 : 主要由下列机构和系统组成：曲柄连 杆机构、配气机构、供给系、点火系、润 滑系、冷却系和起动装置。
1、曲柄连杆机构 曲柄连杆机构的主要机件是：气缸体、气 缸盖、活塞、连杆、带有飞轮的曲轴和曲轴箱。 曲柄连杆机构是内燃机的基本机构。在燃油燃 烧时，活塞承受气体膨胀的压力，并通过连杆 使曲轴旋转，将活塞的往复直线运动变为曲轴 的旋转运动而输出动力。
2、配气机构 配气机构的功用是使燃油与空气所组成的 可燃混合气可以在一定的时刻被吸进气缸，并 使燃烧后的废气可以在一定的时刻被排出。配 气机构包括进气门、排气门、挺柱、推杆、摇 臂、摇臂轴以及凸轮轴等。二行程内燃机的配 气机构有所不同。 气门的开闭是由凸轮轴上的凸轮控制的， 凸轮轴通常由曲轴通过齿轮来驱动。 根据气门安装位置的不同，配气机构的布 置形式主要有侧置式 ( 顺装气门 ) 和顶置式 ( 倒 装气门)两种。
7、起动装置 起动装置的功用是借助外力(人力或其他动力) 将静止的内燃机转为自行运转。不同的起动方法， 有不同的起动装置。它主要包括起动机、传动机 构和操纵机构等。为便于起动，有的内燃机上还 设有起动辅助装置。 四冲程柴油机的构造除点火系和供给系外， 与汽油机的大体相同。 柴油机是用气缸内空气被压缩后的高温来发 火的(压缩着火)，所以没有点火系。柴油机的燃 油供给部分也和汽油机的不同。在柴油机中是用 输油泵将柴油箱中的柴油吸出，经柴油滤清器滤 清后送到喷油泵，喷油泵再将柴油以很高的压力 压出经高压油管由喷油器喷人气缸。
2、内燃机工作循环示功图：
研究内燃机的工作循环时，可以利用一种表示气缸 内气体压力和相当于活塞不同位置时的气缸容积V之间的 变化关系图(P-V图)。此图能表示一个工作循环中气体在 气缸内所作的功，所以称为示功图。
二、四冲程汽油机的工作原理
四冲程化油器式汽油机的结构简图和P-V示功图。
进 气
压 缩
排 气
2、采用增压技术 3、汽油机稀燃—速燃技术： 稀燃可提高汽油机经济性和降低排放， 提高压缩比。 4．汽油机缸内喷射分层燃烧技术 内燃机的功率和扭矩都有所提高， 燃油消耗率下降。 5．柴油机采用直喷式燃烧系统 直喷式燃烧系统比间喷式燃烧系统 的热效率可提高10％-15％，是提高柴油 机经济性的有效措施。
3、供给系 供给系的功用是供给气缸空气和燃油(可燃混合 气)，并排出燃烧后的废气。 化油器式汽油机工作时，汽油泵将汽油箱中的 汽油吸出，经汽油滤清器滤清后压送到化油器；同 时空气经空气滤清器滤清后也进入化油器。在化油 器中汽油被喷散，并在很大的程度上被蒸发，汽油 与空气混合后形成可燃混合气经进气管被吸入气缸。 燃烧形成的废气经排气管和排气消声器排人大气。 4、点火系 混合气在气缸内被压缩后要用电火花来点火。 供给低压电流的电源 ( 蓄电池和发电机 ) ，将低压电 流变为高压电流的设备 ( 点火线圈和断电器 ) ，以及 将高压电流分配给火花塞(装在气缸盖上)的设备1、对燃料要求较高；高速内燃机一般使用汽 油或轻柴油作燃料，并且对燃料的清洁度 要求严格；在气缸内部难以使用固体燃料 或劣质燃料。 2、废气污染和噪声引起公害：由于内燃机已 广泛地应用在国民经济的各个领域中其产量 和保有量极大，对环境的污染也越来越严重。 3、结构较复杂，零部件加工精度要求较高。
一．基本名词术语
1、上止点（TDC）： 活塞离曲轴中心最大 距离的位置称为上止点， (图1—3)； 2、下止点（BDC）： 活塞离曲轴中心最小 距离的位置称为下止点。 注意：在上、下止点时， 活塞的运动方向改变， 同时它的速度等于零。
3、行程s(stroke)： 上止点与下止点间的距离称为活塞 行程s。由图1—3可见，活塞行程s等于曲 柄半径r的两倍，即: S=2r 4、气缸工作容积V h ：在一个气缸中，活 塞从上止点到下止点所扫过的容积称为 气缸工作容积V h 。如气缸直径D和活塞 行程s都以mm为单位，则以L（升）为单 位的气缸工作容积可用下式计算：
6．提高柴油机燃油喷射压力：喷油压力目 前已达120—150MPa 7．排气后处理技术：可使柴油机实现CO、 HC及NOx的同时净化 8．采用代用燃料：以压缩天然气(CNG)和 液化石油气(LPG)为主
第二节内燃机的总体构造
图1—2 示出内燃机 的基本机构， 它包括气缸、 气缸盖、活 塞、活塞销、 连杆、曲轴、 飞轮、曲轴 箱和进、排 气门等。
3.燃烧—膨胀过程 燃烧—膨胀过程是混合气燃烧、膨胀而作功的 过程。当压缩过程活塞到达上止点前，火花塞发 出电火花，将混合气点燃。混合气燃烧时放出大 量的热，气缸内气体的温度和压力骤增(这时进、 排气门都是关闭的)。在气体压力的作用下，活塞 向下止点移动，井通过连杆使曲轴旋转而作功。
4.排气过程 排气过程中，活塞由下止点向上止点移动， 排气门开启，进气门保持关闭 。示功图上的曲 线br表示排气过程。残余废气约占进入气缸的新 鲜混合气的5％--15％(以质量计)
活塞可在气缸内上下往复运动。活塞 销穿过活塞和连杆的上端，使活塞和连杆 成为铰链似的连接。连杆下端套在曲轴弯 曲部分（俗称曲拐）的曲柄销(连杆轴颈) 上，也是铰链似的连接。 曲轴两端由曲轴箱上的轴承来支承， 曲轴可在轴承中转动。 活塞在气缸中往复运动时，曲轴则绕 其轴心线作旋转运动。很明显，曲轴每转 一周，活塞向上向下各行一次（两个行 程）。
三、四冲程柴油机的工作原理
四冲程柴油机和汽油机—样，每个工作循环也 经历进气、压缩、燃烧—膨胀和排气4个过程。其工 作过程与汽油机的不同，在于可燃混合气的形成和 着火的方法。在柴油机中吸进和压缩的是空气，燃 油以很高的压力被喷入压缩后的高温空气中形成混 合气而自行着火燃烧。 柴油机充量系数较汽油机的为大，高速柴油机的 ηv = 0.75—0.90。柴油机是压缩着火的，为使喷入 气缸的柴油可以迅速着火燃烧，空气被压缩后的温 度必须大大高于柴油的自燃温度。因此柴油机需采 用较大的压缩比(12--22)
5、润滑系 润滑系的功用是向内燃机的摩擦零件供给润滑油，以减 少零件磨损和零件间的摩擦阻力。润滑系包括油底壳、机油 泵、机油滤清器、机油管路和通道以及机油标尺等。 由于机油在润滑系中的环流和飞溅．内燃机的运动件就 得到了润滑。 6、冷却系 冷却系的功用是将内燃机受热零件的热量传出，以保持 内燃机正常的工作温度(水温约80--90℃)。 多数内燃机采用水、风复合冷却系，它包括气缸周围和 气缸盖中的水套、散热器(水箱)、水泵和风扇。由于水泵的 作用，冷却水就在水套和散热器间循环流动，而内燃机需要 散出的热量则通过风扇和散热器散入大气中。 也有的内燃机采用纯水冷却方式（小型农用单缸卧式蒸 发式水冷柴油机）或纯风冷却方式(小型汽油机)。
二、内燃机的优缺点
（一）内燃机的优点： 1 、热效率高；热效率高，即燃油消耗率低， 经济性好 , 尤其是柴油机，它是热效率最 高的热机，最高有效热效率巳达46％。 2 、功率范围广；单机功率可从零点几千瓦 到上万千瓦，故适用范围大。 3、结构紧凑、质量轻、比质量较小、 便于移动。 4、起动迅速、操作简便，并能在起动后 很快达到全负荷运行。
内
燃
机
铁道装备专业
中南大学机电工程学院
第一章 内燃机的总体构造 与工作原理
第一节 内燃机概述 第二节 内燃机的总体构造 第三节 内燃机的基本工作原理
重点：结构、工作原理 难点：工作原理
第一节 内燃机概述
一、内燃机的定义及其分类 （一）内燃机的定义 内燃机是通过在热功转换空间内部的燃烧过程将 燃料中的化学能转变为热能，并通过一定的机构使之 再转化为机械功的一种热力发动机(简称热机)。 （二）内燃机的分类 1 、按燃料分：有汽油机，柴油机，煤气机，乙醇 （酒精）机，天然气体、氢气燃料及多种燃料内 燃机等。 2、按着火方式分：有压缩着火(压燃式)和强制点火 (点燃式)内燃机。
第三节内燃机的基本工作原理
一、内燃机的工作循环和示功图
1、内燃机的工作循环：
内燃机气缸中进行的每一次将热能转变为机械功的 一系列连续过程称为内燃机的一次工作循环 ( 作一次功 )。 每一次工作循环都包括进气、压缩、燃烧 — 膨胀和排气 等4个过程。四冲程内燃机的工作循环是在曲轴旋转两周， 即4个行程中完成的；而二冲程内燃机的工作循环则是在 曲轴旋转一周，即两个行程中完成的。
(二)内燃机技术的发展动向
1．电子技术的应用： 以微型计算机为中心的电子技术，在内燃机产 品设计研究、测试、制造方面均巳普遍应用，计算 机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机 辅助测试(CAT)、计算机辅助工艺设计(CAPP)技术 发展迅速。 柴油机采用电子技术优化控制喷油规律及喷 油量，控制预混合燃烧和扩散燃烧部分的燃油量， 提高柴油机的功率。 废气再循环(EGR)是汽油机和柴油机降低NOx 排放的有效措施。电控EGR可保证在各种工况下实 现最佳的EGR率。
10、按转速分：有高速、中速和低速内燃机。目前 汽油机均为高速内燃机，最高转速一般在6000转/分 以上，比柴油机的转速高；汽车用柴油机最高转速 4000转/分左右；而工程机械柴油机最高转速一般为 1500转/分—2000转/ 分。船舶用柴油机转速一般为 中、低速，100转/分—500转/ 分左右。
三、内燃机的发展趋势
(一)内燃机性能指标的发展动向
1．强化程度不断提高： 提高内燃机的强化程度，使之在有限的气缸 工作容积条件下提高内燃机的功率。 2．降低燃油消耗率、提高经济性
3．提高内燃机的可靠性和耐久性 无故障期为5000h，表征耐久性的指标是大修 期。常以压缩压力下降到一定值(2.2~2.7MPa)或各 缸压力差增大到一定值(0.3MPa)即认为应当大修。 4．降低废气中有害排放和噪声
1．进气过程 在进气过程中，活塞从上止点向下止 点移动，进气门开启，排气门关闭。在示 功图上以曲线ra表示。 可燃混合气充满气缸的程度可用充量系数 ηv来表示。充量系数是每工作循环实际进入 气缸的新气质量与理论上可充入气缸的新气 质量之比。汽油机的充量系数约为0.70— 0.85。充量系数较大，表明进入气缸的可燃 混合气的量较多，因而发动机的功率也可以 较大。