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内燃机原理与结构1.pdf

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内燃机的工作原理和总体构造 内燃机的分类 按活塞运动方式分： 1、往复活塞式内燃机机 2、转子活塞式内燃机 三角活塞旋转式发动机（简称转子 发动机）于1958年由德国F.汪克尔发明， 关键技术是1954年F.汪克尔提出的气密 封系统，1964年德国NSU公司将转子发 动机装在轿车上，1967年日本东洋工业 公司成批生产，至今。 比较：转子发动机与往复活塞式发 动机相比，优点是体积小，重量轻，转 速高，升功率大，现代转子发动机燃油 消耗率水平接近往复活塞式发动机，但 耐久性、可靠性等较差，制造成本较高。 往复活塞式内燃机: 1、按所用的燃料分：（1）液体燃料发动机；汽油机（gasolineengine）； 柴油机（dieselengine）。 （2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）； 液化石油气发动机（LPG）。 2、按发火方式分：（1）点燃式发动机（如汽油机、气体燃料发动机）； （2）压燃式发动机（如柴油机）。 3、按工作循环的冲程数分：（1）四冲程发动机； （2）二冲程发动机。 4、按冷却方式分：（1）水冷发动机； （2）风冷发动机。 5、按进气方式分：（1）自然吸气式发动机（非增压式发动机）； （2）强制吸气式（增压式发动机）。 6、按气缸数分：（1）单缸发动机； （2）多缸发动机。 7、按气缸排列方式分：（1）单列发动机：直立式发动机、平卧式发动机 （2）双列发动机：V型发动机、水平对置式发动机 四冲程内燃机的工作原理 四冲程汽油机的工作原理 1、进气行程 2、压缩行程 3、作功行程 4、排气行程 进气行程 排气门关闭 温度370~400K， 压力0.07~0.09MPa 活 进气门开启塞 压缩比： 进气门关闭压缩行程 ε=Va/Vc 排气门关闭 温度600~700K， 压力060.6~115MP.5MPa 活塞 作功行程 排气门关闭 进气门关闭 瞬时最高：温度 2200~2800K，压 力3~5MPa 活塞 作功终了：温度 1300~1600K，压 力0.3~0.5MPa 进气门关闭 排气行程排气门打开 残余废气 活塞 温度900~1200K压力 0.105~0.115MPa 四冲程内燃机的总体构造 曲柄连杆机构 两大机 构 配气机构 供给系 点火系 五大系 冷却系 统 润滑系 起动系 曲柄连杆机构 •曲柄连杆机构是发动机实现工 作循环，完成能量转换的主要 运动零件。它由机体组、活塞 连杆组和曲轴飞轮组等组成。 在作功行程中，活塞承受燃气 压力在气缸内作直线运动，通 过连杆转换成曲轴的旋转运动 ，并从曲轴对外输出动力。而 在进气、压缩和排气行程中， 飞轮释放能量又把曲轴的旋转 运动转化成活塞的直线运动。 配气机构 •配气机构的功用是根据发动机 的工作顺序和工作过程，定时 开启和关闭进气门和排气门， 使可燃混合气或空气进入气缸 ，并使废气从气缸内排出，实 现换气过程。配气机构大多采 用顶置气门式配气机构，一般 由气门组、气门传动组和气门 驱动组组成。 燃料供给系统 •汽油机燃料供给系的功用是根 据发动机的要求，配制出一定 数量和浓度的混合气，供入气 缸，并将燃烧后的废气从气缸 内排出到大气中去；柴油机燃 料供给系的功用是把柴油和空 气分别供入气缸，在燃烧室内 形成混合气并燃烧，最后将燃 烧后的废气排出。 点火系统 •在汽油机中，气缸内的可燃混 合气是靠电火花点燃的，为此 在汽油机的气缸盖上装有火花 塞，火花塞头部伸入燃烧室内 。能够按时在火花塞电极间产 生电火花的全部设备称为点火 系，点火系通常由蓄电池、发 电机、分电器、点火线圈和火 花塞等组成。 冷却系统 •冷却系的功用是将受热零件吸 收的部分热量及时散发出去， 保证发动机在最适宜的温度状 态下工作。水冷发动机的冷却 系通常由冷却水套、水泵、风 扇、水箱、节温器等组成。 润滑系统 •润滑系的功用是向作相对运动 的零件表面输送定量的清洁润 滑油，以实现液体摩擦，减小 摩擦阻力，减轻机件的磨损。 并对零件表面进行清洗和冷却 。润滑系通常由润滑油道、机 油泵、机油滤清器和一些阀门 等组成。 起动系统 •要使发动机由静止状态过渡到 工作状态，必须先用外力转动 发动机的曲轴，使活塞作往复 运动，气缸内的可燃混合气燃 烧膨胀作功，推动活塞向下运 动使曲轴旋转。发动机才能自 行运转，工作循环才能自动进 行。因此，曲轴在外力作用下 开始转动到发动机开始自动地 怠速运转的全过程，称为发动 机的起动。完成起动过程所需 的装置，称为发动机的起动系 。