热能与动力机械基础第2版 教学课件 作者 王中铮 主编 1 第五章 内燃机动力系统与装置.ppt

第五章 内燃动力系统与装置 5.1 内燃机的基本结构及工作原理 5.1.1 内燃机的分类与型号 内燃机按其主要运动机构的不同，分为往复活塞式内燃机和旋转活塞式内燃机两大类，其中往复活塞式内燃机在数量上占统治地位。 旋转活塞式内燃机是上世纪50年代出现的新型发动机，它没有往复运动机构和气门机构，结构简单，体积小，重量轻，转速高，单位气缸容积的有效功率大，振动小，运转平稳，而且制造成本低。由于旋转活塞式内燃机还存在着不少问题，所以目前尚未普遍应用。 常用的往复活塞式内燃机分类方法如下： ① 按燃料分类 有柴油机、汽油机、煤气（包括各种代用燃料）机等。 ② 按一个工作循环的行程数分类 有四冲程内燃机、二冲程内燃机。 ③ 按燃料着火方式分类 有压燃式内燃机、点燃式内燃机。 ④ 按冷却方式分类 有水冷式内燃机、风冷式内燃机。 ⑤ 按进气方式分类 有自然吸气式内燃机、增压式内燃机。 ⑥ 按气缸数目分类 有单缸内燃机、多缸内燃机。 ⑦ 按气缸排列分类 有直列式内燃机、V型内燃机、卧式内燃机、对置气缸内燃机等（如图5-1）。 ⑧ 按转速或活塞平均速度分类 有高速内燃机（标定转速高于1000r/min或活塞平均速度高于9m/s）；中速内燃机（标定转速600-1000r/min或活塞平均速度6~9m/s）；低速内燃机（标定转速低于600r/min或活塞平均速度低于6m/s）。 ⑨ 按用途分类 有农用、汽车用、工程机械用、拖拉机用、铁路机车用、船用及发电用等内燃机。 为了方便内燃机的生产管理和使用，我国对内燃机名称和型号编制规则颁布了国家标准GB/725-1991。标准的主要内容如下： 1）内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，例如柴油机、汽车机、煤气机、沼气机、双（多种）燃料发动机等。 2）内燃机型号由阿位伯数字、汉语拼音字母和GB 1883中关于气缸布置所规定的象形字符号组成。 3）内燃机型号由四部分组成。 ⑴首部：包括产品系列代号、换代符号和地方、企业代号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需经行业标准化归口单位核准、备案。 ⑵中部：由缸数符号、气缸布置形式符号、冲程符号和缸径符号组成。 ⑶后部：由结构特征符号和作用特征符号组成。 ⑷尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。后部与尾部可用“-”分隔。 型号表示方法： 型号示例： 1、柴油机 ⑴YZ6102Q——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）； ⑵10V120FQ——10缸V型气缸排列、四冲程、缸径120mm、风冷、汽车用； ⑶12VE230ZCZ——12缸、V型、二冲程、缸径230mm、水冷、增压、船用主机、左机基本型。 2、汽油机 ⑴ 1E65F——单缸、二冲程、缸径65mm、风冷、通用型； ⑵ EQ6100-1——六缸、直列、四冲程、缸径100mm、水冷，区分符号1表示第一种变型产品（EQ为第二汽车制造厂代号）； ⑶ BJ492QA——四缸、直列、四冲程、缸径92mm、水冷、汽车用，区分符号A表示变型产品（BJ为北京汽车制造厂代号）。 5.1.2 内燃机的基本结构及术语 （一） 基本结构 单缸往复活塞式内燃机结构的示意图如图5-2所示，其主要由排气门1、进气门2、气缸盖3、气缸4、活塞5、活塞销6、连杆7和曲轴8等组成。 气缸4内装有活塞5，活塞通过活塞销6、连杆7与曲轴8相连接。活塞在气缸内作上下往复运动，通过连杆推动曲轴转动。为了吸入新鲜空气和排出废气，在气缸盖上设有进气门2和排气门1。 （二）基本术语 1、上止点、下止点及活塞行程 活塞顶端离曲轴旋转中心最远处，称为上止点。活塞顶端离曲轴中心最近处，称为下止点。上、下止点间的距离S称为活塞行程。连杆轴颈中心到曲轴轴颈中心的距离R为曲柄半径。对气缸中心线通过曲轴中心线的内燃机，其活塞行程等于曲柄半径的两倍，即S=2R。 2、气缸工作容积 上、下止点所包容的气缸容积称为气缸工作容积，用 表示。 式中 D——气缸直径（mm）； S——活塞行程（mm）。 3、内燃机排量 内燃机所有气缸工作容积的总和称为内燃机排量，用 表示。 式中 i ——气缸数； ——气缸工作容积（L）。 内燃机排量表示内燃机的作功能力，在内燃机其他参数相同的前提下，内燃机排量越大内燃机所发出的功率就越大。 4、燃烧室容积 活塞位于上止点时的气缸容积称为燃烧室容积，也称压缩容积。用Vc表示。 5、气缸总容积 气缸工作容积与燃烧室容积之和称为气缸总容积，用Va表示。 Va = Vs + Vc 6、压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压