第一章 内燃机原理与总体构造(新)

1、第一章、内燃机的工作原理和总体构造第一章、内燃机的工作原理和总体构造 一般构造（见图和模型。）内燃机的基本名词定义及分类内燃机的基本名词定义及分类一、基本名词术语；一、基本名词术语；（见图）1.上止点：活塞离曲轴回转中心最远处，通常指活塞上行到最高位置。 2.下止点：活塞离曲轴回转中心最近处，通常指活塞下行到最低位置。 3.活塞行程(S)：上、下止点间距离（mm）。 4.气缸工作容积：上下止点之间的容积。 Vh=/4 x d2 S x 10 65.燃烧室容积：活塞在上止点时，活塞上方的空间叫燃烧室，它的容积叫燃烧室容积(L)， Vc6.内燃机排量：发动机所有气缸工作容积之和(L)。设发动机的气

2、缸数为i，则 VH=/4 x i d2 S x 10 6 7.气缸总容积：活塞在下止点时，活塞上方的容积称为气缸总容积(L)。它等于气缸工作容积与燃烧室容积之和，即 Va = Vh+Vc8.压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值， = Va / Vc = 1 + VH/ Vc它表示活塞由下止点运动到上止点时，气缸内气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时气缸内的气体压力和温度就越高。汽油机为：79，柴油机为18229.发动机的工作循环：在气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转化为机械能的一系列连续过程(进气、压缩、作功和排气)称发动机的工作循环。10.二冲程发动机：活塞往复两个行程完成一个工作循环

3、的称为二冲程发动机。 11.四冲程发动机：活塞往复四个行程完成一个工作循环的称为四冲程发动机。 二、分类二、分类（往复活塞式内燃机）1.按所用燃料分：2.按工作循环的冲程数分：3.按气缸数:4.按气缸排列方式分：5.按冷却方式分：6.按进气方式分：7.按点火方式分：柴油机、汽油机（四、二冲程）单缸、多缸；直列立式；直列卧式；直列立式；直列卧式；V型；型；对置式对置式水冷、风冷自然吸入式、增压式压燃、点燃四冲程内燃机工作原理四冲程内燃机工作原理一、四冲程内燃机工作原理：（一、四冲程内燃机工作原理：（吸、压、爆、排。吸、压、爆、排。）第一冲程第一冲程进气冲程：活塞由上止点进气冲程：活塞由上止点下止

4、点，下止点，进气门开、排气门关。进气门开、排气门关。第二冲程第二冲程压缩冲程：活塞由下止点压缩冲程：活塞由下止点上止点，上止点，进气门关、排气门关。进气门关、排气门关。第三冲程第三冲程作功冲程（燃烧膨胀冲程）：活塞由上作功冲程（燃烧膨胀冲程）：活塞由上止点止点下止点，进气门关、排气门关。下止点，进气门关、排气门关。第四冲程第四冲程排气冲程：活塞由下止点排气冲程：活塞由下止点上止点，上止点，进气门关、排气门开。进气门关、排气门开。二、四冲程柴油机工作原理（结合示、四冲程柴油机工作原理（结合示功图、工作过程示意图）功图、工作过程示意图） 第一冲程进气冲程：在起点r压力Pr=1.051.2巴略大于大

5、气压Po，终点a压力Pa=0.80.9巴,略小于大气压Po，温度Ta=300340K第二冲程压缩冲程：在终点c压力Pc=3050巴，温度Tc=750950K（自燃温度约600K）。在C点为燃油喷入开始。第三冲程作功冲程（燃烧膨胀冲程）：在起点z气缸内压力Pz=6090巴，温度Tz=18002200K，在终点b气缸内压力下降Pb=3巴，温度Tb=10001200K。第四冲程排气冲程：由br压力几乎不变，Tr=700900Kpr=1.051.2巴。三、四冲程汽油机工作原理三、四冲程汽油机工作原理（结合示功图、工作过程示意图）第一冲程进气冲程：在起点r压力Pr=1.051.2巴略大于大气压Po，终点

6、a压力Pa=0.750.9巴略小于大气压Po，温度Ta=370400K第二冲程压缩冲程：在终点c压力Pc=814巴，温度Tc=600700K在C点为火花塞开始点火。第三冲程作功冲程（燃烧膨胀冲程）：在起点z气缸内压力Pz=3050巴，温度Tz=22002700K，在终点b气缸内压力下降Pb=4巴，温度Tb=12001500K。第四冲程排气冲程：由br压力几乎不变，Tr=8001100KPr=1.051.2巴。(g)活塞接近下止点时，排气门打开(h)活塞到下止点时，进入排气行程 四冲程汽油机与四冲程柴油机的共同点共同点是： 1)每个工作循环都包含进气、压缩、作功和排气等四个活塞行程，每个行程各占

7、180曲轴转角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。 2)四个活塞行程中，只有一个作功行程，其余三个是耗功行程。显然，在作功行程曲轴旋转的角速度要比其他三个行程时大得多，即在一个工作循环内曲轴的角速度是不均匀的。为了改善曲轴旋转的不均匀性，可在曲轴上安装转动惯量较大的飞轮或采用多缸内燃机并使其按一定的工作顺序依次进行工作。四、柴油机与汽油机比较：四、柴油机与汽油机比较：两者不同不同之处是： 进气冲程 与汽油机不同，进入汽缸的不是可燃混合气，而是纯空气。 压缩冲程 柴油机与汽油机不同，柴油机压缩的是纯空气。 作功冲程 柴油机与汽油机的差别很大。活塞在压缩上止点时，柴油机汽缸内的压强远大于汽油机汽缸

8、内的压强；柴油机为压然，无火花塞，汽油机依靠火花塞点燃。 排气冲程 与汽油机基本相同。四、柴油机与汽油机比较：四、柴油机与汽油机比较：四、柴油机与汽油机比较：四、柴油机与汽油机比较：1、压缩比大，膨胀充分，热利用程度较好节省燃料。柴油价低，经济性好。2、柴油机坚固，耐用。3、无点火系统，故障少。4、柴油机气缸内压力高，机件刚度和强度要求高，结构尺寸大。5、柴油机的喷油泵和喷油器精度高，制造成本高。6、柴油机运转时噪声较大。7、柴油机为压燃，较难启动。因此柴油机多用于农业林业工程、机车、船舶等，汽油机结构轻巧、制造方便、容易启动常用于轿车、轻型载重汽车及小型动力等。五、增压式内燃机工作原理五、增

9、压式内燃机工作原理：带增压器1、目的：增加每循环空气量2、效果：功率增大30%以上3、工作原理六、示功图比较六、示功图比较四冲程内燃机工作循环特征参数比较四冲程内燃机工作循环特征参数比较 特征点 参数形式 进气终了a压力/温度（巴）/K压缩终了c压力/温度（巴）/K燃烧终了z压力/温度（巴）/K膨胀终了b压力/温度（巴）/K排气终了r压力/温度（巴）/K汽油机0.750.9/370400814/6007003050/22002700 4/1200 15001.051.2/ 8001000柴油机0.80.95/3003403050/7509506090/180022003/100012001.0

10、51.2/700900增 压 柴油机1.32.5/320 4505090/1 2 0 0 140090160/2300260058/1300 15001.21.3/10001100三款汽油车性能比较 二冲程内燃机工作原理二冲程内燃机工作原理一、二冲程柴油机工作原理一、二冲程柴油机工作原理二、二冲程汽油机工作原理二冲程汽油机工作原理二冲程内燃机示功图二冲程内燃机示功图二冲程与四冲程内燃机比较1)曲轴每转一周完成一个工作循环，作功一次。当曲轴转速相同时，二冲程内燃机单位时间的作功次数是四冲程内燃机的两倍。由于曲轴每转一周作功一次，因此曲轴旋转的角速度比较均匀。二冲程内燃机的换气过程时间短，仅为四冲

11、程内燃机的1/3左右。另外，进、排气过程几乎同时进行，利用新气扫除废气，新气可能流失，废气也不易清除干净。因此，二冲程内燃机的换气质量较差，尾气污染较大。曲轴箱换气式二冲程内燃机因为没有进、排气门，而使结构大为简化。 多缸内燃机的工作顺序多缸内燃机的工作顺序 由平稳性和结构决定，由平稳性和结构决定，对三缸以上直列四冲对三缸以上直列四冲程内燃机用下式计算：程内燃机用下式计算： =720/i i 为气缸数为气缸数 四缸排列：四缸排列：1342或或1243 六缸排列：六缸排列：153624及及142635内燃机总体构造内燃机总体构造发动机的总体构造一、机体组气缸体气缸盖气缸衬垫油底壳 发动机的总体构

12、造二、曲柄连杆机构曲轴飞轮活塞活塞环连杆 发动机的总体构造三、配气机构进气门排气门气门弹簧配气凸轮轴 挺柱正时齿轮 发动机的总体构造四、燃油供给系统化油器汽油泵 汽油滤清器汽油箱 发动机的总体构造五、点火系统蓄电池分电器火花塞点火线圈 发动机的总体构造六、冷却系统散热器水泵风扇水套节温器 发动机的总体构造七、润滑系统机油泵机油滤清器油底壳油路 动画动画 发动机的总体构造八、起动系统起动机附属装置 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机，要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必

13、须具备两大机构和五大系统的部分。 发动机性能指标一、动力性指标有效转矩 Te有效功率 Pe转速 n二、经济性指标燃油消耗率燃油消耗率发动机每输出 1kW 的有功率每小时所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记作 be，单位为 g/（kWh）。式中：B发动机在单位时间内的耗油量，kg/h；Pe发动机的有效功率，kW。 显然，有效燃油消耗率越低，经济性越好。 发动机性能指标三、运转性能指标 排气品质欧III (国3)（g/km） COHCNOxPM 汽油车 2.30 0.2 0.15 柴油车0.64 0.50 0.56 0.05 欧IV（国4）（g/km） CO HCNOxPM 汽油车1.0 0.10

14、.08 柴油车 0.5 0.25 0.025 起动性能 15s 发动机性能指标按普通人的听觉0 2 0 分贝 很静、几乎感觉不到。 2 0 4 0 分贝安静、犹如轻声絮语。4 0 6 0 分贝一般。普通室内谈话6 0 7 0 分贝吵闹、有损神经。7 0 9 0 分贝很吵、神经细胞受到破坏。 9 0 1 0 0 分贝 吵闹加剧、听力受损。 1 0 0 1 2 0 分贝难以忍受、呆一分钟即暂时致聋。噪声 82dB 以下四、发动机速度特性1、有效功率Pe 2、有效转矩Te 3、燃油消耗率 b 4、转速n部分速度特性外特性节气门全开 发动机性能指标五、发动机的工作状况工况以功率和转速表征发动机的负荷某

15、一转速下的负荷 工况 a 负荷为零(称为发动机空转工况)；工况 b 负荷20/4510044.4；工况 c 负荷32/45 10071.1；工况 d 负荷45/45100100(即发动机全负荷)。 发动机性能指标动力系统上，新赛欧配置的是全新的 1.2升或1.4升两款发动机。其中1.2升发动机最大功率为64Kw/5600rpm，最大扭矩115N.m /4400rpm，动力拉动1吨多一点的车身刚刚够用，节油才是它追求的重点；而1.4升发动机最大功率为76Kw/6000rpm，最大扭矩是 131N.m/4200rpm，高达54.3Kw的升功率升功率在同排量发动机中非常抢眼，0-100km/h加速时

16、间也仅为11.9秒，在动力性能上要更加出色。 雪佛兰雪佛兰 新赛欧新赛欧5.68-6.88万万 升功率升功率发动机在标定工况下，单位发动机排量输出的有效功率称为升功率。升功率大，表明每升气缸工作容积发出的有效功率大。动力方面，F3的1.5L发动机采用的是三菱的4G系列机器，在国内市场上，来自东安动力的机器有着非常高的“出镜率”，而且相对来说更加成熟。这台 4G15S发动机能够输出78/6000的最大功率和134/4500的最大扭矩。在同级车当中它的动力表现平平，但针对这台车来说，还是能保证足够的动力性的。在油耗控制上有着较好的表现，搭配5速手动变速箱，如果驾驶习惯良好而且道路通畅的话，它将获得

17、百公里6-7L的油耗成绩。 比亚迪比亚迪 F35.98-8.98万万酷熊使用的1.5L发动机为长城自主研发的GW4G15发动机，全铝合金的机器材质使它拥有散热好及轻量化的特性。77kw/6000rpm的最大功率以及 138Nm/4200rpm的最大扭矩的数据虽然略逊与Soul的1.6L发动机，但在同级别中也算中规中矩，这样的动力用于推动不到1.2吨的酷熊还是比较轻松的，我们测试的酷熊百公里加速时间为11.7秒，家用已经完全足够了。此外，酷熊8L左右的综合百公里油耗也可以让人满意。 长城酷熊长城酷熊 6.39-8.79万万动力方面也是炫丽最大的亮点，1.5L长城炫丽搭载了一台GW4G15全铝VVT发动机，最大功率77kw/6000rpm，最大扭矩138Nm /4200rpm。而这样的动力水平带动一辆1吨左右的小车在城市道路间穿梭，还是足够用的。与之匹配的是一款CVT变器箱则保证了足够的经济性长城长城 炫丽炫丽CVT 6.99-7.89万万第六节 内燃机产品名称和型号的编制规则 例：汽油机492Q，1E65F柴油机165F，495T，12V135ZG1、燃烧 燃烧是可燃物质与氧化剂化