內(nèi)燃機的構造和工作原理

內(nèi)燃機的構造和工作原(Yuan)理演示文稿第一頁，共三十九頁。優(yōu)選(Xuan)內(nèi)燃機的構造和工作原理第二頁，共三十九頁。一、內(nèi)(Nei)燃機的總體分類二、內(nèi)燃機的基本工作原理三、內(nèi)燃機的構造內(nèi)容提綱第三頁，共三十九頁。一內(nèi)燃機(Ji)的總體構造一、內(nèi)燃機的類型1、按活塞運動方式：往復活塞式和旋轉活塞式2、根據(jù)所用燃料種類：汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā)動機3、按冷卻方式：水冷和風冷4、按行程數(shù)：四沖程和二沖程5、按進氣狀態(tài)：增壓和非增壓第四頁，共三十九頁。按冷卻方式分：水冷發(fā)動機風冷發(fā)動機按進氣方式分：自然吸氣式發(fā)動機（非增壓式發(fā)動機）

強制吸氣式（增壓式發(fā)動機）按氣缸數(shù)分：單缸發(fā)動機多缸發(fā)動機按氣缸排列方式分：單列發(fā)動機：直立(Li)式發(fā)動機、平臥式發(fā)動機雙列發(fā)動機：V型發(fā)動機、水平對置式發(fā)動機第五頁，共三十九頁。氣缸的排列分單列、雙列，雙列分V型(Xing)、對置式單列式對置式V型排列第六頁，共三十九頁。內(nèi)燃機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分：自然吸氣(非增壓)式發(fā)動機、強(Qiang)制進氣(增壓式)發(fā)動機。第七頁，共三十九頁。一、內(nèi)燃機的總體分類二、內(nèi)燃機的基本工作原理(Li)三、內(nèi)燃機的構造內(nèi)容提綱第八頁，共三十九頁。二、往復活塞式內(nèi)燃機的(De)基本原理第九頁，共三十九頁。1.上止點：活塞離曲軸回轉中心最遠處，通常指活塞上行到最高位置。2.下止點：活塞離曲軸回轉中心最近處，通常指活塞下行到最低位置。3.活塞行程(S)：上、下兩止點間的距離(mm)。4.曲柄半徑(R)：與連桿下端(即連桿大頭)相連的曲柄銷中心到曲軸回轉中心的距離(mm)。5.氣缸工作容積(Ⅴh)：活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積(L)。

Ⅴh=πD2S/(4×106)(L)式中：D——氣缸直徑(mm)。6.燃(Ran)燒室容積(ⅤC)：活塞在上止點時，活塞上方的空間叫燃燒室，它的容積叫燃燒室容積(L)。第十頁，共三十九頁。7.氣缸總容積(Ⅴa)：活塞在下止點時，活塞上方的容積稱為氣缸總容積(L)。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即Ⅴa=Ⅴh8.發(fā)動機的工作循環(huán)：在氣缸內(nèi)進行的每一次將燃料燃燒的熱能轉化為機械能的一系列連續(xù)過程(進氣、壓縮、作功(Gong)和排氣)稱發(fā)動機的工作循環(huán)。（1）二沖程發(fā)動機：活塞往復兩個行程完成一個工作循環(huán)的稱為二沖程發(fā)動機。（2）四沖程發(fā)動機：活塞往復四個行程完成一個工作循環(huán)的稱為四沖程發(fā)動機。9.壓縮比：氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比，用ε表示。第十一頁，共三十九頁。Va

－氣缸總容積；

Vh

－氣缸工(Gong)作容積；

Vc

－燃燒室容積；10.發(fā)動機排量：多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和稱為發(fā)動機排量，用表示VL

。VL=V

h

×i

Vh－氣缸工作容積（氣缸排量）

i－氣缸數(shù)目

第十二頁，共三十九頁。

與汽油機工作原理相比，只有一個行程即作功行程中，柴油機由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸發(fā)，且自然溫度又較汽油低，所(Suo)以采用的是壓縮自燃式點火。

第十三頁，共三十九頁。

汽油機柴油機汽油與空氣缸外混合，進入可燃混合氣進入氣缸的是純空氣電火花點燃混合氣高溫氣體加熱柴油燃燒有點火系無點火系無噴油器有噴油器燃料的理化性能決(Jue)定了汽油機是點燃，柴油機是壓燃。第十四頁，共三十九頁。二、四行程發(fā)動機工作原(Yuan)理1、進氣行程

2、壓縮行程3、作功行程4、排氣行程第十五頁，共三十九頁?！襁M氣行程

起動機通電帶動曲軸旋(Xuan)轉，曲軸的轉動使活塞自上而下運動，這時，排氣門關閉，進氣門打開，新鮮空氣進入氣缸和燃燒室。第十六頁，共三十九頁?！駢嚎s行程

活塞從下止點向上運動，這時，進氣門和排氣門均關閉，吸入氣缸內(nèi)的空氣受到活塞的壓縮，壓力提高，溫度(Du)也隨之升高。第十七頁，共三十九頁?！褡龉π谐?/p>

當活塞壓縮到上止點，噴油器向燃燒室噴入霧狀柴油，油霧與壓縮空氣充分混合，形成高溫高壓的燃氣，并開始自行著火燃燒，混合汽膨脹(Zhang)做功，推動活塞向下運動，從而推動曲軸轉動，對外輸出功。第十八頁，共三十九頁?！衽艢庑谐?/p>

活塞從下止點往上運動，這時，進氣門關閉，排氣門打開，燃燒廢氣在活塞的推動下排出燃燒室外，完成一個工作行程，這時曲軸轉動兩周。當柴油機完成排氣行程后，在曲軸飛輪總成的慣性力作用下，又重復上述工作循環(huán)過程，使柴油機連續(xù)運轉對(Dui)外輸出功率。第十九頁，共三十九頁。一、內(nèi)燃機的總體分類二、內(nèi)燃機的基本工(Gong)作原理三、內(nèi)燃機的構造內(nèi)容提綱第二十頁，共三十九頁。三、柴油(You)機的構造骨架機體氣缸套曲軸箱氣缸蓋油底殼

兩大機構曲柄連桿機構配氣機構

五大系統(tǒng)進排氣系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)起動系統(tǒng)內(nèi)燃機的基本構成第二十一頁，共三十九頁。張緊(Jin)輪油標尺水泵加機油口節(jié)溫器外部結構：第二十二頁，共三十九頁。進(Jin)氣管柴油濾清器起動機飛輪殼油底殼噴油泵總成風扇充電發(fā)電機第二十三頁，共三十九頁。起(Qi)吊環(huán)空壓機廠牌機油冷卻器機油濾清器放水閥渦輪增壓器第二十四頁，共三十九頁。曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油底殼機體是發(fā)動(Dong)機的骨架，用于安裝和支撐發(fā)動(Dong)機各總成零部件，由氣缸體、曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊組成。水道和油道第二十五頁，共三十九頁。氣缸體

水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，一般用灰鑄鐵(Tie)鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強筋，挺柱腔、冷卻水套和潤滑油道、水道等。第二十六頁，共三十九頁。油底殼功用：貯存和冷卻機油并封閉曲軸箱。構造：（1）用薄鋼板沖壓而成。(2)儲油、內(nèi)部設有穩(wěn)油擋板，以防止汽車振動時油底殼油面產(chǎn)生較(Jiao)大的波動。(3)最低處有放油塞(磁性)(4)曲軸箱與油底殼之間有密封襯墊。第二十七頁，共三十九頁。曲柄連桿機構是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉換的主要運動零件。它由活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內(nèi)作直(Zhi)線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直(Zhi)線運動。曲柄連桿機構第二十八頁，共三十九頁。柴油機大部分機型的曲軸均采用整體式全支承結構（即相鄰兩個(Ge)曲拐之間都設有主軸頸）。小頭端與正時齒輪有多種定位安裝形式：鍵槽、銷釘、過盈配合曲軸飛輪總成第二十九頁，共三十九頁。氣環(huán)油環(huán)活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋功用：

(1)活塞頂部與氣缸蓋、氣缸壁等共同組成燃燒室；

(2)活塞承受氣體壓力，并將此力傳給連桿，以推動曲軸旋轉。工作環(huán)境：高溫、散熱條件差；頂部工作溫度高且分布不均勻；高速，活塞線速度，承受很大的慣(Guan)性力?；钊B桿總成第三十頁，共三十九頁。根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定(Ding)時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。配氣機構大多采用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。搖臂軸凸輪軸凸輪軸正時齒輪推桿搖臂挺柱配氣機構第三十一頁，共三十九頁。排氣制動閥消聲器中冷器增壓器空濾器進氣管排氣管進排氣系統(tǒng)是柴油機第一重要度的系統(tǒng)，因為充足、清潔的空氣對柴油機的性能影響很大。功(Gong)能：向柴油機各工作氣缸提供新鮮、清潔、密度足夠大的空氣。

進排氣系統(tǒng)第三十二頁，共三十九頁。1．功用完成燃料的儲存、濾清和輸送工作，按柴油機各種不同工況的要求，定時、定量、定壓并以一定的噴油質(zhì)量噴入燃燒室，使其與空氣迅速而良好地混合和燃燒，最后使廢氣排入大氣。(1)在適當?shù)臅r刻，將一定數(shù)量的潔凈燃油增壓后以適當?shù)囊?guī)律噴入燃燒室。(2)在每一個工作循環(huán)內(nèi)，各氣缸均噴油一次，噴油次序與氣缸工作順序一致(3)根據(jù)柴油機負荷的變化自動調(diào)節(jié)循環(huán)供油量，以保證柴油機穩(wěn)定運轉，尤其是穩(wěn)定怠速，限制超速(4)儲存一定數(shù)量的燃油，保證汽車的最大里程。燃油供給系統(tǒng)必須滿(Man)足柴油的燃燒理論。燃油供給系統(tǒng)第三十三頁，共三十九頁。要使燃燒過程進行得好，混合氣形(Xing)成的好環(huán)是關鍵，所以對混合氣形(Xing)成的要求如下：①必須要有足夠的空氣量和適當?shù)牟裼土恳驗椴裼腿紵懦鰺崃渴怯捎诓裼秃涂諝庵械难鯕庠谝欢囟群蛪毫l件下產(chǎn)生化學作用的結果，所以空氣與柴油是放熱的兩個重要因素?？諝饬颗c柴油量比例不同，所形成的可燃混合氣的成分也就不同，一般要求：α=1.3～1.5α過大，混合氣過稀，燃燒速度慢，散發(fā)熱量多，功率下降。α過小，混合氣過濃，燃燒不完全，油耗增加，冒黑煙，經(jīng)濟性變壞。第三十四頁，共三十九頁。2．組成燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器(柴油濾清器有粗細兩種，一般粗濾器設(She)在輸油泵之前，細濾器設(She)在輸油泵之后)、噴油泵、噴油器等。吸油管路、低壓管路、高壓管路的分類第三十五頁，共三十九頁。帶水分離器的預濾器主濾清器帶過濾器的油箱高壓傳感器執(zhí)行器噴油器軌壓傳感器EDC7ECU軌CP3.3低壓高壓(Ya)共軌系統(tǒng)第三十六頁，共三十九頁。一、冷卻系統(tǒng)的作用：保持發(fā)動機在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。發(fā)動機工作時，由于燃料的燃燒，氣缸內(nèi)氣體溫度高達2200K~2800K，大約1/3做功轉變?yōu)闄C械能，其余大部分隨廢氣排出，其余則被發(fā)動機零件吸收，使發(fā)動機零部件溫度升高，特別是直接與高溫氣體接觸的零件，若不及時冷卻，則難以保證發(fā)動機正常工作。二、發(fā)動機過熱或過冷的危害

1.發(fā)動機過熱的危害

1)降低充氣效率，使發(fā)動機功率下降；2)早燃和爆燃的傾向加(Jia)大，使零件因承受額外沖擊性負荷而造成早期損壞；3)運動件的正常間隙（熱脹冷縮）被破壞，運動阻滯，磨損加劇，甚至損壞；冷卻系統(tǒng)第三十七頁，共三十九頁。1、壓力潤滑：利用機油泵，將具有一定壓力的潤滑油源源不斷地送往摩擦表面。例如，曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸軸承等處承受的載荷及相對運動速度(Du)較大，需要以一定壓力將機油輸送到摩擦面的間隙中，方能形成油膜以保證潤滑。這種潤滑方式稱為壓力潤滑。2、飛濺潤滑：利用發(fā)動機工作時運動零件飛濺起來的油滴或油霧來潤滑摩擦表面的潤滑方式稱為飛濺潤滑。這種潤滑方式可使裸露在外面承受載荷較輕的氣缸壁，相對滑動速度較小的活塞銷，以及配氣機構的凸輪表面、挺柱等得到潤滑。3、定期潤滑：發(fā)動機輔助系統(tǒng)中有些零件則只需定期加注潤滑脂（黃油）進行潤滑，例如水泵及發(fā)電機軸承就是采用這種方式定期潤滑。近年來在發(fā)動機上采用含有耐磨潤滑材料（如尼龍、二