汽车内燃机工作原理培训课件.ppt

1、内 燃 机 原 理,左承基 机械与汽车工程学院,一、本课程地位与任务 1、“热能与动力工程”专业热力发动机模块中的主要专业课程之一。 2、“动力机械及工程”学科硕士研究生入学必考的专业课程。 3、通过讲课、实验、习题和课堂讨论等教学环节，要求达到： 初步具备分析内燃机性能，改进和提高内燃机性能的能力； 初步具备进行内燃机性能试验和组织某些专项性能试验的能力。,二、本课程基本特点、内容和作用 1 以内燃机的性能指标为主要研究对象； 2 明确各种因素对性能指标的影响规律，以及各种因素相互之间的联系； 3 把合理组织内燃机的工作过程、提高整机性能作为中心内容； 对于将来从事内燃机设计、试验研究、运用

2、以及维修，都是必要的。,三、与其它课程的联系和分工 1 先修技术基础课程-流体力学、工程热力学等；先修专业课程-热力发动机基础；平行专业课程-内燃机设计；后续专业课程-其他各门专业选修课。 2 流体力学、工程热力学-本课程分析的基本工具；热力发动机基础-提供热力发动机结构知识；内燃机设计-以内燃机结构强度为主要研究对象。 3 本课程是后续其他各门专业选修课的重要基础。,四、教学形式和学时分配 章次 内 容 学时数 课堂讲授时数 实验时数 一绪论 2 2 二内燃机的工作指标 4 4 三内燃机的工作循环 6 6 四内燃机的充量更换 6 6 五内燃机混合气的 形成和燃烧 12 12 六内燃机的燃料

3、供给与调节 10 10 七内燃机污染物 的生成与控制 4 4 八内燃机的特性与匹配 12 6 6总学时数 56 50 6,五、选用教材和主要参考书 1 教材： 内燃机学，周龙保主编，机械工业出版社（普通高等教育 “九五”部级重点教材） 2 主要参考书： 内燃机原理，蒋德明主编，机械工业出版社,第一章 绪论 第一节内燃机简史 第二节内燃机分类 第三节内燃机典型结构 第四节内燃机应用举例,第一节 内燃机简史 1860年-Lenoir首先发明一种大气式内燃机（没有压缩过程）-备注 1867年-Otto和Langen发明一种更为成功的大气式内燃机-备注 1876年-Otto首先提出四冲程内燃机 189

4、0年前-Clerk，Robson，Benz等发明了二冲程内燃机 1892年-Diesel发明了压燃式内燃机（柴油机） 1902年-Renault首次提出增加缸内压力的发明专利（机械增压） 1915年-Buchi首次提出废气涡轮增压的发明专利 1957年-Wankel发明了转子发动机,Lenoir大气式内燃机特点： 进气、燃烧膨胀行程-上半行程是煤气 和空气被吸入气缸，然后点火；下半行 程是燃烧的煤气膨胀向下推动活塞作功。 排气行程-活塞上行将废气 排除气缸。 热效率-低于5%；最大功率4.5kW。 勒努瓦（Lenoir，Jean Joseph Etienne） 比利时 法国发明家。 1860年

5、，他把 这台内燃机装上一辆小的运输车，这 辆运输车就成了世界上第一辆用内燃 机驱动的“不用马拉的车子”。,Otto大气式内燃机特点： 利用一个自由活塞和齿条机构（单向啮合）。上行时， 自由活塞膨胀加速，齿条对外输出功率，同时使缸内 产生真空。下行时，在大气压力和重力作用下推动活塞 下行排除废气，之后再进气点火燃烧上行。 热效率-可达11%；比重量大（70kg/kW）， 最大功率？kW。,1876年-Otto首先提出四冲程内燃机,1890年前-Clerk，Robson，Benz等发明了二冲程内燃机,1892年-Diesel发明了压燃式内燃机（柴油机） 1902年-Renault首次提出增加缸内压

6、力的发明专利（机械增压） 1915年-Buchi首次提出废气涡轮增压的发明专利,1957年-Wankel发明了转子发动机,40年代-美国洛杉矶首先出现汽车尾气造成的光化学烟雾事件，加州率先建立了汽车排放标准。 60年代-美国、欧洲、日本相继确定了汽车排放标准，发展了汽油喷射、三元催化、无铅汽油应用。 70年代初-开始内燃机代用燃料的研究，如天然气、醇类燃料、合成燃料、二甲醚等，以减少对石油燃料的依赖。 70年代末-世界上开始制定车辆噪声法规，以降低车辆噪对环境的污染。 我国情况-汽车保有量迅速上升，对环境污染越来越严重。目前已制定一系列排放与噪声法规，并且越来越严。2000年停止生产有铅汽油，

7、发展汽油喷射、三元催化技术，开展代用燃料等方面基础研究。机动车2010年7月1日开始执行国4排放标准、非道路车辆执行国1、2排放标准。欧盟非道路移动机械排放标准的第阶段于1999年执行，第阶段于20012004年逐步执行，第阶段分两步:第一步仅包括气态排放物，从2005年12月31日到2007年12月31日执行；第二步涵盖颗粒物排放，于2010年12月31日至2011年12月31日之间执行。欧盟第阶段排放标准将从2014年开始执行。,第二节 内燃机分类 按燃料分类-汽油机、柴油机、天然气机、LPG发动机、醇类发动机、双燃料发动机、灵活（两用）燃料发动机、氢气发动机等。 按着火方式分类-点燃式发

8、动机、压燃式发动机。 按冲程数分类-四冲程机、二冲程机。 按活塞运动方式分类-往复活塞式发动机、旋转活塞式发动机。 按冷却方式分类-水冷式发动机、风冷式发动机。 按气缸数分类-单缸机、多缸机。,按转速分类-低速（300r/min以下）机、中速（300-1000r/min）机、高速（1000r/min以上）机。 按增压程度分类-非增压机、增压机（低增压,压比3.6）。 按气缸排列分类-立式、卧式、直列式、对置式、V型、W型、H型、X型、星型、王型等。 按混合气形成分类-化油器式、缸外喷射（进气管或进气道）式、缸内喷射式、分层充量式等。,按燃烧室型式分类-开式燃烧室（型、浴盆型、楔型、半圆型、碗型

9、等）、分隔式燃烧室（预燃室式、涡流室式）。 按气门数分类-二气门、多气门（四气门、五气门等）。 按气门和凸轮轴布置分类-顶置气门、侧置气门、顶置凸轮轴、侧置凸轮轴等。 按电子技术应用分类-常规发动机、电控发动机。 按用途分类-车用、拖拉机用、农用、船用、工程机械用、机车用、发电用等。,第三节 内燃机典型结构 一、点燃式发动机 1、1E50F汽油机 点燃式、二冲程、往复活塞 式、风冷、单缸、高速、非 增压、立式、化油器式、浴 盆式燃烧室、气口式、无凸 轮轴、非电控、农用。 D/S=50/50；12h功率2.2kW/ 4000r/min; 15min功率3kW/ 5000r/min。 常用于小型轻

10、便动力装置上， 如割草机、摩托车、移动式 发电机等。,2、奥拓368汽油机 点燃式、四冲程、往复 活塞式、水冷、三缸、 高速、非增压、直立式、 化油器式、多球形燃烧 室、二气门、单顶置式 凸轮轴（皮带传动）、 非电控、汽车用。 D/S=68.5/72；标定工况 26.2kW/5500r/min。 用于奥拓轿车和其它小 型动力装置上。,江南奥拓基本款采用了JN368QA三缸电喷汽油机，排量为0.8L，最大功率为26.5kw，最高车速可达120码。,3、奥迪（Audi）A4型汽油机 点燃式、四冲程 、往复活塞式、 水冷、四缸、高 速、增压中冷、 直立式、进气道 喷射、球形燃烧 室、五气门、顶 置凸

11、轮轴（皮带 传动）、电控闭 环控制、三元催 化器、汽车用。 D/S=86.4/81； 标定工况110kW/6800r/min，用于奥迪轿车。,奥迪A4 2.0升TFSI发动机涡轮增压DOHC（缸内直喷+涡轮增压）,二、压燃式发动机（1） 1、6110/125 ZL柴油机（a） 压燃式、四冲程、 往复活塞、水冷、 六缸、高速、增 压、直立、缸内直 喷、形燃烧室、 二气门、下置凸轮 轴、非电控、车用。 D/S=110/125；标 定工况170kW/2300 r/min。 用于中型载货汽车。,6110/125 ZL柴油机（b）,锡柴6110/125G5系列工程机械用柴油机，在6110/125车用柴油

12、机基础上为装载机配套设计的动力，继承了6110/125车用柴油机的优点，燃油耗为国内同类型柴油机最低。应用范围：主配ZL30、ZL35、ZL40、ZL50、ZL60装载机及路面机械、挖掘机等,2、D/TBD234柴油机 压燃式、四冲程、 往复活塞、水冷、 六（八、十二） 缸、高速、增压或 非增压、V形、直喷 形燃烧室、二气 门、下置凸轮轴、 非电控。 D/S=128/140；单缸 功率达60kW。 用于机车、工程机 械、重型载货汽车、舰艇、发电站、固定动力等。,河南柴油机集团有限责任公司,TBD234系列柴油机（船用）：TBD234V6、TBD234V8、 TBD234V12 转速范围：150

13、02300r/min 功率范围：116695kW,第四节 内燃机应用举例,二冲程/四冲程汽油机,下述对象用的是什么类型的发动机？,下述对象用的是什么类型的发动机？,四冲程汽油机,卡车、客车柴油机，150300马力,下述对象用的是什么类型的发动机？,1台12V150柴油机，功率1500马力,下述对象用的是什么类型的发动机？,1台16V280ZJA型柴油机，5000马力,下述对象用的是什么类型的发动机？,两台涡轴发动机，1420马力,下述对象用的是什么类型的发动机？,两台涡喷发动机,下述对象用的是什么类型的发动机？,2台柴油机,?马力,下述对象用的是什么类型的发动机？,4台柴油机，13000马力,下述对象用的是什么类型的发动机？,柴燃联合动力(CODOG)；二台燃气轮机55000马力；二台柴油机8840马力,下述对象