《內(nèi)燃機(jī)理論及構(gòu)造》結(jié)構(gòu)、工作原理

第一章、內(nèi)燃機(jī)的工作原理和總體構(gòu)造

一般構(gòu)造（見(jiàn)圖和模型。）Engine(發(fā)動(dòng)機(jī))§１－１內(nèi)燃機(jī)的基本名詞定義及分類一、基本名詞術(shù)語(yǔ)；（見(jiàn)圖）1、活塞止點(diǎn)與沖程2、氣缸容積3、氣缸工作容積：Vh=π/4d2Sx10–64、燃燒室容積：Vc5、氣缸總?cè)莘e：Va=Vh+Vc6、內(nèi)燃機(jī)排量；VH=π/4id2Sx10–6（i---氣缸數(shù)）7、壓縮比：ε=Va/Vc=1+VH/Vc汽油機(jī)為：7—9，柴油機(jī)為18—22二、分類（往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)）1.按所用燃料分：柴油機(jī)、汽油機(jī)、煤氣機(jī)2.按工作循環(huán)的沖程數(shù)分：（四、二沖程）3.按氣缸數(shù)及排列方式分：?jiǎn)胃住⒍喔?；直列立式；直列臥式；V型；對(duì)置式。4.按冷卻方式分：水冷、風(fēng)冷5.按進(jìn)氣方式分：自然吸入式、增壓式6.按點(diǎn)火方式分：壓燃、火花點(diǎn)燃Engine(發(fā)動(dòng)機(jī))§１－２四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理一、四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理：（吸、壓、爆、排。）第一沖程——進(jìn)氣沖程：活塞由上止點(diǎn)——下止點(diǎn)，進(jìn)氣門開(kāi)、排氣門關(guān)。第二沖程——壓縮沖程：活塞由下止點(diǎn)——上止點(diǎn)，進(jìn)氣門關(guān)、排氣門關(guān)。第三沖程——作功沖程（燃燒膨脹沖程）：活塞由上止點(diǎn)——下止點(diǎn)，進(jìn)氣門關(guān)、排氣門關(guān)。第四沖程——排氣沖程：活塞由下止點(diǎn)——上止點(diǎn)，進(jìn)氣門關(guān)、排氣門開(kāi)。二、四沖程柴油機(jī)工作原理（結(jié)合示功圖、工作過(guò)程示意圖）

第一沖程——進(jìn)氣沖程：在起點(diǎn)r壓力Pr=1.05~1.15巴略大于大氣壓Po，終點(diǎn)a壓力Pa=0.8~0.9巴略小于大氣壓Po，溫度Ta=300——340K第二沖程——壓縮沖程：在終點(diǎn)c壓力Pc=30~50巴，溫度Tc=750——950K（自燃溫度約600K）。在C‘點(diǎn)為燃油噴入開(kāi)始。第三沖程——作功沖程（燃燒膨脹沖程）：在起點(diǎn)z氣缸內(nèi)壓力Pz=60~90巴，溫度Tz=1800——2200K，在終點(diǎn)b氣缸內(nèi)壓力下降Pb=3巴，溫度Tb=1000——1200K。第四沖程——排氣沖程：由b—r壓力幾乎不變，Tr=700~900Kpr=1.05~1.2巴。三、四沖程汽油機(jī)工作原理（結(jié)合示功圖、工作過(guò)程示意圖）第一沖程——進(jìn)氣沖程：在起點(diǎn)r壓力Pr=1.05~1.2巴略大于大氣壓Po，終點(diǎn)a壓力Pa=0.75~0.9巴略小于大氣壓Po，溫度Ta=370——400K第二沖程——壓縮沖程：在終點(diǎn)c壓力Pc=8~14巴，溫度Tc=600——700K在C`點(diǎn)為火花塞開(kāi)始點(diǎn)火。第三沖程——作功沖程（燃燒膨脹沖程）：在起點(diǎn)z氣缸內(nèi)壓力Pz=30~50巴，溫度Tz=2200——2700K，在終點(diǎn)b氣缸內(nèi)壓力下降Pb=4巴，溫度Tb=1200——1500K。第四沖程——排氣沖程：由b—r壓力幾乎不變，Tr=800~1100KPr=1.05~1.2巴。四、柴油機(jī)與汽油機(jī)比較：

1、壓縮比大，膨脹充分，熱利用程度較好節(jié)省燃料。柴油價(jià)低，經(jīng)濟(jì)性好。2、柴油機(jī)堅(jiān)固，耐用。3、無(wú)點(diǎn)火系統(tǒng)，故障少。4、柴油機(jī)氣缸內(nèi)壓力高，機(jī)件剛度和強(qiáng)度要求高，結(jié)構(gòu)尺寸大。5、柴油機(jī)的噴油泵和噴油器精度高，制造成本高。6、柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲較大。7、柴油機(jī)為壓燃，較難啟動(dòng)。因此柴油機(jī)多用于農(nóng)業(yè)林業(yè)工程、機(jī)車、船舶等，汽油機(jī)結(jié)構(gòu)輕巧、制造方便、容易啟動(dòng)常用于轎車、輕型載重汽車及小型動(dòng)力等。五、增壓式內(nèi)燃機(jī)工作原理：帶增壓器

1、目的：增加每循環(huán)空氣量2、效果：功率增大30%以上3、工作原理六、示功圖比較

四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)特征參數(shù)比較

特征點(diǎn)

參數(shù)形式

進(jìn)氣終了a壓力/溫度（巴）/K壓縮終了c壓力/溫度（巴）/K燃燒終了z壓力/溫度（巴）/K膨脹終了b壓力/溫度（巴）/K排氣終了r壓力/溫度（巴）/K汽油機(jī)0.75~0.9/370~4008~14/600~70030~50/2200~27004/1200~15001.05~1.2/800~1000柴油機(jī)0.8~0.95/300~34030~50/750~95060~90/1800~22003/1000~12001.05~1.2/700~900增壓柴油機(jī)1.3~2.5/320~45050~90/1200—140090~160/2300~26005~~8/1300~15001.2~1.3/1000~1100§１－３二沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理

一、二沖程柴油機(jī)工作原理二、二沖程汽油機(jī)工作原理二沖程內(nèi)燃機(jī)示功圖§１－４多缸內(nèi)燃機(jī)的工作順序

由平穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)決定，對(duì)三缸以上直列四沖程內(nèi)燃機(jī)用下式計(jì)算：ф=720/ii為氣缸數(shù)四缸排列：1342或1243六缸排列：153624及142635

§１－５ 內(nèi)燃機(jī)總體構(gòu)造見(jiàn)模型及課件內(nèi)燃機(jī)車總體內(nèi)燃機(jī)車構(gòu)成TheInlineEngine

Weallknowtheengineisthe

heartoftheautomobile.Whatisthecoreoftheengine?Yes,it’sthecylinder.Mostcarshavemorethanonecylinder(four,sixandeightcylindersarecommon).Inamulti-cylinderengine,thecylindersusuallyarearrangedinoneofthreeways:inline,Vorflat.Inaninlineengine,thecylindersarearrangedinalineinasinglebank.Theinlinearrangementisthesimplestandmostcommononeandhasmanyadvantages.First,theenginehasagoodstabilityandmorepower.Second,thestructuresofthecylinderblockandthecrankshaftareverysimpleandtheyshareonlyonecylinderhead.Thecosttomanufactureandinstallisless.Becauseoftheseadvantages,BMWandalsomanyAmericancarmanufacturesliketousetheinlinecylinderengine.Thiskindofengineiswidelyusedinthecarsmadeinhome.1-2BasicTermsofEngine

發(fā)動(dòng)機(jī)基本術(shù)語(yǔ)

TDC=topdeadcenter,topcenter,outerdeadcenter上止點(diǎn)

BDC=bottomdeadcenter,bottomcenter,innerdeadcenter下止點(diǎn)

S=pistonstroke,pistontravel活塞行程

Sk=pistonclearancefromTDC活塞離上止點(diǎn)距離

r=crankradius曲柄半徑

φ=crankangle,crankshaftangle曲柄角Vh=sweptvolumeofacylinder或pistondisplacement或cylindersweptvolume氣缸工作體積，每缸排量

VC=combustionvolume或combustionchamber(space)volume或cylindercompressionvolume 燃燒室容積

VC+Vh=cylindertotalvolume氣缸總?cè)莘e（VC+Vh）/VC=compressionratio壓縮比MainTermsTherearemanytermsindescribingtheoperationsofanautomobileengine.Let’sseesomebasicterms.Strokereferstopistonmovement.Astrokeoccurswhenthepistonmovesfromoneextremepositiontotheotherextremepositioninsidetheenginecylinder.ThehighestpositionthatthepistonreachesinsidethecylinderiscalledTDC(topdeadcenter).Similarly,thelowestpositionthatthepistonreachesinsidethecylinderiscalledBDC(bottomdeadcenter).SowecanalsosayastrokeispistonmovementfromTDCtoBDCorviceversa.Duringtheinductionstroke,thevolumeofair/fuelmixturetofillasinglecylinderissweptbythepiston;thisvolumeiscalledthesweptvolume.Duringthecompressionstoke,thesweptvolumeiscompressedintoasmallspaceabovethepiston.Andatthistime,thepistonreachesthetopofthecylinder.Thespaceiscalledastheclearancevolume.Theclearancevolumeandthesweptvolumedeterminethecompressionratio.Generally，ahighcompressionratioisgoodforperformanceandefficiency.1-3Four-StrokeEngine

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)A----intakestroke或suctionstroke進(jìn)氣行程Theintakevalveisopenwhiletheexhaustvalveisclose.進(jìn)氣門開(kāi)啟而排氣門關(guān)閉。IV=intakevalve進(jìn)氣門EV=exhaustvalve排氣門B----compressionstroke,compressiontravel壓縮行程

Boththeinta