内燃机原理(全)精编版

道，内装进、排气门。

新鲜充量(即空气或空气与燃料的可燃混合气)经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。

膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管，最后经排气消声器排入大气。

进、排气门的开启和关闭是由凸轮控制的，这一套机件称为内燃机配气机构。

通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。

为了向气缸内供入燃料，内燃机均设有供油系统。

汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合，然后经进气管供入气缸，由汽油机点火系统控制的电火花定时点燃。

柴油机的燃油则通过柴油机喷油系统喷入燃烧室，在高温高压下自行着火燃烧。

内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热，温度升高。

为了保证内燃机正常运转，上述零件必须在许可的温度下工作，不致因过热而损坏，所以必须备有冷却系统。

内燃机不能从停车状态自行转入运转状态，必须由外力转动曲轴，使之起动。

这种产生外力的装置称为起动装置。

常用的有电起动、压缩空气起动、汽油机起动和人力起动等方式。

内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。

这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程，其他过程都是为更好地实现作功过程而需要的过程。

按实现一个工作循环的行程数，工作循环可分为四冲程和二冲程两类。

四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。

进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭。

流过空气滤清器的空气，或经化油器与汽油混合形成的可燃混合气，经进气管道、进气门进入气缸；压缩行程时，气缸内气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并作功；排气行程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。

此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。

二冲程是指在两个行程内完成一个工作循环，此期间曲轴旋转一圈。

首先，当活塞在下止点时，进、排气口都开启，新鲜充量由进气口充入气缸，并扫除气缸内的废气，使之从排气口排出；随后活塞上行，将进、排气口均关闭，气缸内充量开始受到压缩，直至活塞接近上止点时点火或喷油，使气缸内可燃混合气燃烧；然后气缸内燃气膨胀，推动活塞下行作功；当活塞下行使排气口开启时，废气即由此排出活塞继续下行至下止点，即完成一个工作循环。

第一篇内燃机工作原理一、概述凡是把某种形式的能转变为机械能的机器都可以叫做发动机。

各种发动机因能源不同又可分为:风力发动机、水力发动机和热力发动机等。

热力发动机就是把燃料燃烧所产生的热能转变为机械能。

因燃料燃烧所处部位不同,热力发动机又可分为外燃机和内燃机两大类。

燃料在发动机外部燃烧的叫外燃机。

如蒸汽机、汽轮机等。

燃料直接在发动机内部燃烧的叫内燃机。

如柴油机、汽油机、煤汽机等。

内燃机与外燃机比较,具有以下优点:1、热效率高。

目前增压柴油机最高热效率可达46%,而蒸汽机只有11—16%。

2、功率范围广,适应性广。

最小的发动机不到1马力,最大的可达50000马力。

同一型号的发动机,经过少量改装,又可适应各种不同用途的需要。

3、结构紧凑、重量轻、尺寸小。

4、使用操作方便,起动快。

正常情况下,一般的柴油机或汽油机能在3—5秒时间内起动,并能在短时间内达到全负荷运转,而且操作比较轻便。

5、运转安全。

二、内燃机的分类内燃机的结构形式很多,现代汽车发动机按下列方法分类。

(一)按采用的燃料不同可分为:柴油机、汽油机、煤油机和煤气机等。

(二)按完成一个工作循环的冲程数可分为:四冲程发动机活塞重复四个冲程完成一个工程循环。

二冲程发动机活塞重复二个冲程完成一个工程循环。

(三)按气缸冷却方式可分为:水冷发动机和风冷发动机。

(四)按发动机气缸数可分为:单缸发动机和多缸发动机。

(五)按燃料在气缸内的着火方式可分为:压燃式发动机利用气缸内被压缩的空气所产生的高温高压使燃料着火燃烧。

柴油机就属于这种着火方式。

点燃式发动机利用外界热源(如电火花)点燃燃料,使其着火燃烧。

如汽油机、煤油机、煤气机都属于这种着火方式。

(六)按用途可分为:固定式发动机发动机用作固定作业的动力,如发电、排灌、农产品加工等作业。

移动式发动机发动机用作移动机械的动力,如汽车的发动机。

(七)按发动机转速或活塞平均速度可分为:高速发动机、中速发动机和低速发动机。

一、内燃机的构造和有关名词为了说明内燃机的工作原理，首先介绍一下内燃机的构造和有关名词。

柴油机的主体部分为圆柱的气缸体4，在气缸体内有上下移动的圆柱形活塞，为了防止燃烧气体泄漏，在活塞上装有密封气体的活塞环。

气缸体的上部为气缸盖，在气缸盖上进气通道和排气通道以及进气门和排气门，进、排气门之间装有喷油器。

活塞中部装有活塞销，通过它与连杆上部相接，连杆下部连接曲轴，通过曲轴末端的飞轮输出功率。

内燃机在工作时活塞处于上下两个极端位置示意图。

（1）上止点（又叫上死点）——活塞顶面位移到距离曲轴中心线最远时的位置。

（2）下止点（又叫下死点）——活塞顶面位移到距离曲轴中心线最近时的位置。

（3）活塞冲程（又叫活塞行程）——活塞的上止点与下止点间的距离，单位为毫米。

活塞移动一个行程时，曲轴旋转半圈（180度）。

因此，活塞冲程等于曲柄半径的两倍。

（4）燃烧室容积（又叫压缩室容积）——活塞在上止点时，活塞顶以上（包括活塞顶部的凹坑）和气缸盖底部（包括气缸盖内部的辅助燃烧室）之是所构成空间的容积，单位为升。

（5）气缸工作容积——活塞在上下止点位置时其间的气缸容积，单位为升。

（6）发动机排量——一台内燃机各个气缸工作容积之和（对单缸内燃机其排量就是气缸工作容积），单位为升。

（7）气缸总容积——活塞在下止点位置时，活塞上部所有密封容积，单位为升。

气缸总容积=燃烧室容积+气缸工作容积（8）压缩比——气缸总容积与燃烧室容积的比值压缩比=气缸总容积—————燃烧室莼?BR> 压缩比表示活塞由下止点移到上止点时，气体在气缸内被压缩的程度。

压缩比越大，压缩时气体在气缸内被压缩得就越高。

柴油机压缩比的范围一般为16～20。

汽油机压缩比的范围一般为6～8。

二、内燃机的工作原理内燃机的工作原理是利用燃料在气缸内燃烧产生的热能，通过气体受热膨胀推动活塞移动，再经过连杆传递到曲轴使其旋转做功。

内燃机在实际工作时，由热能到机械能的转变是无数次的连续转变。

第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。

1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。

此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。

2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。

压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。

3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。

作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。

4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。

（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。

3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。

提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。

⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。

⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。

⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。

⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。

⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。

4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。

它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。

5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。

主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。

一、内燃机的常用术语1、上止点：2、下止点：3、活塞冲程：4、气缸工作容积：5、燃烧室容积：6、气缸总容积：7、压缩比：图4.1-1 单缸内燃机结构简图（a）活塞位于上止点；（b）活塞位于下止点1-排气门；2-进气门；3-喷油器（或火花塞）；4-气缸体；5-活塞；6-活塞销；7-连杆；8-曲轴二、内燃机的工作原理（一）单缸四冲程柴油机的工作原理四冲程内燃机是由进气、压缩、做功和排气四个冲程完成一个工作循环。

当排气冲程结束,活塞移到上止点时，曲轴共旋转多少度?。

四冲程内燃机每完成一个工作循环，其中只有一个是做功冲程，其余三个都是做功冲程的辅助冲程，是消耗动力的。

由于曲轴在做功冲程时的转速大于其他三个冲程的转速，因此，单缸内燃机的工作不平稳。

多缸内燃机就可以克服这个弊病，例如，四缸四冲程内燃机的一个工作循环中，每一冲程均有一个气缸为做功冲程，因此，曲轴旋转较均匀，内燃机工作也就较平稳。

四冲程汽油机的工作过程与四冲程柴油机相似，主要不同之处是：（1）混合气形成方式不同：汽油机的汽油和空气在气缸外混合（喷油器根据电控单元的控制指令将适量的汽油喷入进气门前与空气形成可燃混合气，待进气冲程时，再将燃油混合气吸入气缸中），进气冲程进入气缸的是可燃混合气。

而柴油机进气冲程进入气缸的是纯空气，柴油是在做功冲程开始阶段喷入气缸，在气缸内与空气混合。

（2）着火方式不同：汽油机用电火花点燃混合气，而柴油机是用将高压柴油喷入气缸内，靠高温气体加热自行着火燃烧。

所以汽油机有点火系统，而柴油机则无点火系统。

二）单缸二冲程汽油机的工作原理二冲程内燃机的工作过程和四冲程内燃机一样，也是由进气、压缩、做功、排气四个过程完成一个工作循环。

但它的一个工作循环是在曲轴旋转一圈内完成的，也就是说在活塞的二个冲程内完成的，故称为二冲程内燃机[推荐]内燃机的基本构造（一）网站首页》》业界动态》》行业知识>>[推荐]内燃机的基本构造（一）时间：2009-4-6 14:04:20 文章来自于：(中国建筑机械网)内燃机的结构较复杂，一般按其作用的不同，可分为两个机构和若干个系统。

1内燃机的工作原理和总体构造内燃机是一种将燃料直接燃烧生成高温高压气体，并将这些气体推动活塞运动以产生功的发动机。

它的工作原理可以分为四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。

首先是进气过程。

当活塞下行时，活塞上方的进气门打开，汽缸内形成一定的负压，使外界空气通过进气门进入。

该过程中，由于汽缸内气流动力作用，使进气门完全打开，并保持一定的时间。

接下来是压缩过程。

当活塞上行时，进气门关闭，而此时排气门仍然处于关闭状态。

活塞上行时，气缸容积逐渐变小，将进气气体压缩。

此时，空气的压力和温度逐渐增加。

然后是燃烧过程。

当活塞上行至顶点时，点火系统将火花产生器产生的火花引燃混合气体。

燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动。

燃烧过程需要在恰当的时间和位置点火，以提供最大的压力和动力。

最后是排气过程。

当活塞下行至底死点时，排气门打开，将燃烧产生的废气排出汽缸。

为了排气顺畅，活塞下行一定距离时，进气门打开，进气气体开始进入，形成排气过程。

此时，进气门和排气门相互协调，以保持正常的工作循环。

内燃机的总体构造包括气缸、活塞、曲轴、气门、点火系统等部分。

气缸是一个密闭的容器，用于容纳活塞和燃烧气体。

活塞是一个金属圆柱体，在气缸内的上下运动产生活塞推力。

曲轴通过连杆与活塞相连，将活塞线性运动转换为旋转运动，并传递动力。

气门是控制气体进出的装置，包括进气门和排气门。

点火系统用于产生火花点燃燃料混合气体。

此外，内燃机的燃料供给系统、冷却系统和润滑系统也是其重要的组成部分。

燃料供给系统负责将燃料送入进气道，并与进入汽缸内的空气混合。

冷却系统通过循环冷却剂将发动机散热出来的热量带走，以维持发动机的适宜工作温度。

润滑系统则负责给发动机各个运动部件提供润滑剂，以减少摩擦和磨损。