第一章内燃机基本原理与构造
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内燃机原理与构造
动机等。 4、按进气状态分，有非增压式内燃机和增压式内燃机之分。 5、按冷却方式分，有水冷式和风冷式两种。汽车和工程机械用内燃机多数是
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。
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。
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。
内燃机工作原理
第一篇内燃机工作原理一、概述凡是把某种形式的能转变为机械能的机器都可以叫做发动机。
各种发动机因能源不同又可分为:风力发动机、水力发动机和热力发动机等。
热力发动机就是把燃料燃烧所产生的热能转变为机械能。
因燃料燃烧所处部位不同,热力发动机又可分为外燃机和内燃机两大类。
燃料在发动机外部燃烧的叫外燃机。
如蒸汽机、汽轮机等。
燃料直接在发动机内部燃烧的叫内燃机。
如柴油机、汽油机、煤汽机等。
内燃机与外燃机比较,具有以下优点:1、热效率高。
目前增压柴油机最高热效率可达46%,而蒸汽机只有11—16%。
2、功率范围广,适应性广。
最小的发动机不到1马力,最大的可达50000马力。
同一型号的发动机,经过少量改装,又可适应各种不同用途的需要。
3、结构紧凑、重量轻、尺寸小。
4、使用操作方便,起动快。
正常情况下,一般的柴油机或汽油机能在3—5秒时间内起动,并能在短时间内达到全负荷运转,而且操作比较轻便。
5、运转安全。
二、内燃机的分类内燃机的结构形式很多,现代汽车发动机按下列方法分类。
(一)按采用的燃料不同可分为:柴油机、汽油机、煤油机和煤气机等。
(二)按完成一个工作循环的冲程数可分为:四冲程发动机活塞重复四个冲程完成一个工程循环。
二冲程发动机活塞重复二个冲程完成一个工程循环。
(三)按气缸冷却方式可分为:水冷发动机和风冷发动机。
(四)按发动机气缸数可分为:单缸发动机和多缸发动机。
(五)按燃料在气缸内的着火方式可分为:压燃式发动机利用气缸内被压缩的空气所产生的高温高压使燃料着火燃烧。
柴油机就属于这种着火方式。
点燃式发动机利用外界热源(如电火花)点燃燃料,使其着火燃烧。
如汽油机、煤油机、煤气机都属于这种着火方式。
(六)按用途可分为:固定式发动机发动机用作固定作业的动力,如发电、排灌、农产品加工等作业。
移动式发动机发动机用作移动机械的动力,如汽车的发动机。
(七)按发动机转速或活塞平均速度可分为:高速发动机、中速发动机和低速发动机。
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)
为满足更严格的排放法规，内燃机技术需要不断升级 。
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。
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。
内燃机原理和构造.完整版PPT资料
四冲程循环.swf
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.
8
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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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
内燃机原理(全)
2．压缩过程 在进气过程终了后，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，进行压缩过程。压 缩过程在示功图上以曲线ac表示。压缩终了 时气体的压力和温度主要视压缩比的大小而 定，压力约为0.85-2MPa，温度可达600-700K。
压缩比愈大，压缩终了时混合气的压力
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。
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
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
压
排
气Hale Waihona Puke 缩气1．进气过程 在进气过程中，活塞从上止点向下止
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。
3、行程s(stroke)：
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2021/3/5
二、内燃机的分类
（3）按冷却方式分类：水冷，风冷
2021/3/5
二、内燃机的分类
（4）按点火方式分： （1）点燃式（如汽油机、气体燃料发动机）； （2）压燃式（如柴油机）。
（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）。
2021/3/5
外燃机与内燃机比较
外燃机体积大，重量重，热效率低； 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，
起动性能好;
2021/3/5
二、内燃机的分类
（1）液体燃料发动机：汽油机（gasoline engine）；
柴油机（diesel engine）。
（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）。
三、基本术语
1)上止点：活塞顶离曲轴回转中 心最远处，通常指活塞最高位置。 2)下止点：活塞顶离曲轴回转中 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 之间的距离。 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
2021/3/5
三、基本术语
第一章内燃机基本原理与构造
教学目的与要求：
掌握内燃机的总体结构与工作原理；
重点、难点：
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、燃烧 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。
2021/3/5
二、内燃机基本概念
内燃机是一种将热能转 变为机械能的热力发动 机。它是将燃料和空气 混合成可燃混合气，在 气缸内燃烧变成热能， 再通过一定的机构使之 变成机械能。由于燃料 的燃烧是在产生动力的 空间（通常为气缸）中 进行的，因此它被称为 内燃机。
5)气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所 扫过的气缸容积。 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，其容积叫燃烧室容积 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。
2021/3/5
三、基本术语
8)压缩比（ε）：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，柴油机的压缩比约为1522. 9)内燃机排量（VL）：内燃机所有气缸工作容积之 和。
目前发动机广泛使用 四行程内燃机。
2021/3/5
二、内燃机的分类方法
（8）按汽缸数目：单缸机，多缸机。仅有一个气缸 的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发 动机称为多缸发动机。 如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十 二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用 四缸、六缸、八缸发动机。
2021/3/5
2021/3/5
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
喷 油 器 排气门 进气门 气缸盖 气缸体
排气门 气缸盖
连杆 曲轴 油底壳
活塞
连杆
曲轴箱 曲轴
油底壳
活塞 曲轴箱
汽油发动机组成示意图
柴油发动机组成示意图
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
1、化油器式汽油机： 汽油和空气在化油器内
2021/3/5
2021/3/5
二、内燃机的分类
（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°)，活塞在气缸内上下 往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机；
2021/3/5
二、内燃机的分类
（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°)，活塞在气缸内上下 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。
2021/3/5
二、内燃机基燃烧，产生的热能输 入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动 机。如蒸汽机。
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，然后再将热能转 变成机械能输出的热力发动机。如活塞式内燃 机。
2021/3/5
二、内燃机基本概念
混合成可燃混合气，再输入 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。
1-空气滤清器；2-针阀；3-浮子；4-喷嘴； 5-喉管；6-节气门；7-进气歧管；8-量孔； 9-浮子室；10-进气预热套管；11-进气门
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
2、汽油喷射式汽油机： （1）进气管内喷射： 将汽油喷射入进气管内，同空气混合 成可燃混合气，再输入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——（现代轿车电控汽油喷射式 汽油机）。
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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： （2）气缸内直接喷射：将汽油直接喷射入气缸内同空气混 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）。
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
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，然后 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。...
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
吸气冲程（0~180 CA）
活 一塞定活上真塞方空由气，上缸此止容时点积排向增 气下大门止，关点形闭运成，动，汽油和 进气门打开，可燃混合气由化 空 油器经进气管、进气门吸入气 气 缸，历时一个活塞冲程，曲轴 旋转180°转角。
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
二、内燃机的分类
2021/3/5
二、内燃机的分类
（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 V型发动机
（2）双列发动机 水平对置式发动机。
2021/3/5
二、内燃机的分类
直列四缸发动机 （1） 直列式：多用于六缸以下的发动机。 （2） V型式：它缩短了发动机的长度和高度，多用于八缸以 上的发动机。 （3） 对置式：是V型的特殊形式。
压缩冲程（180~360 CA）
为了使可燃混合气能迅速燃 烧，使发动机发出更大功率，燃 烧前必须将可燃混合气压缩，使 其容积缩小，密度加大，温度升 高。此时，进、排气门均关闭， 活塞从下止点向上止点移动，曲 轴旋转180 CA。
二、内燃机的分类
（3）按冷却方式分类：水冷，风冷
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二、内燃机的分类
（4）按点火方式分： （1）点燃式（如汽油机、气体燃料发动机）； （2）压燃式（如柴油机）。
（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）。
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外燃机与内燃机比较
外燃机体积大，重量重，热效率低； 内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，
起动性能好;
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二、内燃机的分类
（1）液体燃料发动机：汽油机（gasoline engine）；
柴油机（diesel engine）。
（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）。
三、基本术语
1)上止点：活塞顶离曲轴回转中 心最远处，通常指活塞最高位置。 2)下止点：活塞顶离曲轴回转中 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 之间的距离。 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
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三、基本术语
第一章内燃机基本原理与构造
教学目的与要求：
掌握内燃机的总体结构与工作原理；
重点、难点：
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、燃烧 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。
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二、内燃机基本概念
内燃机是一种将热能转 变为机械能的热力发动 机。它是将燃料和空气 混合成可燃混合气，在 气缸内燃烧变成热能， 再通过一定的机构使之 变成机械能。由于燃料 的燃烧是在产生动力的 空间（通常为气缸）中 进行的，因此它被称为 内燃机。
5)气缸工作容积（Vh）：活塞从上止点到下止点所 扫过的气缸容积。 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，其容积叫燃烧室容积 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。
2021/3/5
三、基本术语
8)压缩比（ε）：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，柴油机的压缩比约为1522. 9)内燃机排量（VL）：内燃机所有气缸工作容积之 和。
目前发动机广泛使用 四行程内燃机。
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二、内燃机的分类方法
（8）按汽缸数目：单缸机，多缸机。仅有一个气缸 的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发 动机称为多缸发动机。 如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十 二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用 四缸、六缸、八缸发动机。
2021/3/5
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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
喷 油 器 排气门 进气门 气缸盖 气缸体
排气门 气缸盖
连杆 曲轴 油底壳
活塞
连杆
曲轴箱 曲轴
油底壳
活塞 曲轴箱
汽油发动机组成示意图
柴油发动机组成示意图
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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： 汽油和空气在化油器内
2021/3/5
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二、内燃机的分类
（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°)，活塞在气缸内上下 往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机；
2021/3/5
二、内燃机的分类
（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°)，活塞在气缸内上下 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。
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二、内燃机基燃烧，产生的热能输 入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动 机。如蒸汽机。
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，然后再将热能转 变成机械能输出的热力发动机。如活塞式内燃 机。
2021/3/5
二、内燃机基本概念
混合成可燃混合气，再输入 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。
1-空气滤清器；2-针阀；3-浮子；4-喷嘴； 5-喉管；6-节气门；7-进气歧管；8-量孔； 9-浮子室；10-进气预热套管；11-进气门
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
2、汽油喷射式汽油机： （1）进气管内喷射： 将汽油喷射入进气管内，同空气混合 成可燃混合气，再输入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——（现代轿车电控汽油喷射式 汽油机）。
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
2、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 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）。
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
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，然后 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。...
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
吸气冲程（0~180 CA）
活 一塞定活上真塞方空由气，上缸此止容时点积排向增 气下大门止，关点形闭运成，动，汽油和 进气门打开，可燃混合气由化 空 油器经进气管、进气门吸入气 气 缸，历时一个活塞冲程，曲轴 旋转180°转角。
2021/3/5
（一）四冲程汽油机基本工作原理
二、内燃机的分类
2021/3/5
二、内燃机的分类
（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 V型发动机
（2）双列发动机 水平对置式发动机。
2021/3/5
二、内燃机的分类
直列四缸发动机 （1） 直列式：多用于六缸以下的发动机。 （2） V型式：它缩短了发动机的长度和高度，多用于八缸以 上的发动机。 （3） 对置式：是V型的特殊形式。
压缩冲程（180~360 CA）
为了使可燃混合气能迅速燃 烧，使发动机发出更大功率，燃 烧前必须将可燃混合气压缩，使 其容积缩小，密度加大，温度升 高。此时，进、排气门均关闭， 活塞从下止点向上止点移动，曲 轴旋转180 CA。