[工学]内燃机的工作原理及总体构造.ppt

第一章 内燃机的工作原理及总体构造 车辆行走原理 第一节 概 述 施工机械的动力装置: 电动机 内燃机 一、热机 指将燃料的燃烧热能转化为机械能的原动机。 可分为外燃机与内燃机，后者应用最广泛。 内燃机的优点： ①??机械效率高（柴油机最大为46％）； ②??功率范围广（小于0.5kW～几千kW）； ③??结构紧凑； ④??易起动（3～6s），且使用、操作方便。 二、内燃机的分类 1)按活塞的运动方式不同分 活塞往复式： 三角转子式： 2)按工作循环过程分 二行程 四行程 四冲程柴油机：进气－压缩－作功－排气 一个工作循环：曲轴旋转两圈，一个作功冲程 两冲程柴油机：进气和压缩冲程－作功和排气冲程 一个工作循环：曲轴旋转一圈，一个作功冲程 比较：1）二冲程柴油机作功功率大； 2）二冲程柴油机运转平稳； 3）二冲程柴油机尺寸、重量小； 4）二冲程柴油机燃料消耗大，噪音大。 3)按气缸数分 单缸机； 多缸机。 4)按气缸排列分 直列立式发动机； V型发动机； 对置卧式发动机。 5）按进气方式分 (1)自然吸气式； (2)增压式; 6）按燃料着火方式分 (1)压燃式(如柴油机)： (2)点燃式(如汽油机)： 7）按冷却方式分 （1）风冷式： （2）水冷式： 第二节 发动机工作原理 一、单缸柴油机 1、基本组成 单缸机曲轴 2、名词及术语 1）上止点、下止点： 2）活塞行程：上下止点间的距离S。 3）三个容积： ①燃烧室容积Vc ②气缸总容积：Va ③气缸工作容积：Vh Vh=(π／4)×D2×S×10-6 （升） D—气缸内径(mm) S—活塞行程(mm) Va = Vh + Vc 4）发动机排量VH ： VH = i(缸数)×Vh （升） 5）压缩比ε ： ε=Va/Vc=1+Vh/Vc a.指气缸总容积与燃烧室容积之比。 b.用以表征缸内气体被压缩的程度。 c.汽油机ε为6.5～9.5 ；柴油机ε为11.5～22 。 3、单缸四行程柴油机工作过程 单缸四行程柴油机工作过程表 4、示功图 1）作用 用来表示发动机一个工作循环中对外实际做功的大小。 2）做法 利用发动机试验台在发动机运转中做出。 二、四行程汽油机 1、基本组成 2、汽油与柴油的简单比较 3、简单化油器 1）组成 2）工作过程 （1）进气门开、活塞下行，在(Po－Pg)下，空气流过喉管，且喉管处vh↑↑，气压Pg＜Po ，且有Po＜Ph＜Pg； （2）在(Po－Ph)下，汽油经量孔计量，经喷管喷出； （3）在混合室、进气管及缸内，汽油与空气形成可燃混合气。 3）简单化油器的特性 (1)起动与怠速时，节气门开度接近零，因喉管处的真空度(Po－Ph)几乎为零，缸内吸入的几乎是纯空气； (2)节气门在一定开度下由小开大时，因空气的增加量小于汽油的增加量，故混合气的浓度“由稀变浓”，不能满足汽油机实际工作中节气门不同开度对混合气浓度变化“由浓变稀”的要求。 4、四行程汽油机工作过程 1）进气行程 发动机缸内吸入汽油可燃混合气。 2）压缩行程 汽油混合气被压缩。（但压缩比ε较小） 3）做功行程 汽油混合气被点燃，发动机对外做功。 4）排气行程 气缸内排出废气。 注：汽、柴油机工作过程的区别 三、四行程发动机的工作原理 各缸活塞往复运动四次，曲轴旋转720°，发动机经过进气、压缩、做功、排气四个行程，完成一次热能至机械能的转换过程（即一个工作循环），曲轴对外输出一次动力。周而复始，发动机则连续工作。 四、二行程汽油机组成与工作过程 1、组成 2、工作过程 1)活塞上行至排气口堵后再上行，缸内混合气被压缩； 2)活塞上行至进气口开，混合气经进气道进入曲轴箱； 3)活塞接近上止点，火花塞点燃已压缩的可燃混合气，推动活塞下行并压缩进入曲轴箱内的混合气； 4)活塞在对外做功中下行至排气口开，缸内排出废气； 5 )扫气口开，新混合气入缸并驱赶缸内的残余废气。 第三节 发动机的总体构造 一、柴油机 曲柄连杆机