内燃机的基本工作原理和总体构造共45页
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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。
内燃机的结构、工作原理与应用1. 内燃机的结构内燃机是一种将燃料燃烧产生的能量转化为机械能的发动机。
它有一组气缸和活塞组成的结构,其中燃料与空气混合后被压缩,然后在高温下燃烧,产生高压气体推动活塞作功。
内燃机的结构主要包括以下几个部分:1.1 缸体与缸盖内燃机的缸体和缸盖通常由铸铁、铝合金等材料制成。
缸体用于容纳气缸,缸盖则用于密封气缸,同时还有进气门和排气门的安装位置。
1.2 活塞与连杆活塞是内燃机中的一个重要部件,它与气缸壁之间形成密封腔。
活塞通过连杆与曲轴连接,使活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
1.3 曲轴与凸轮轴曲轴是内燃机的主轴,它与连杆配合,将活塞的上下运动转换为旋转运动。
凸轮轴则控制气门的开启和闭合时间,以调节燃料和空气的进出。
1.4 气门与气门机构内燃机的气门用于控制燃料和空气的进出。
气门机构由凸轮轴、推杆、摇臂、弹簧等构成,通过凸轮轴的转动来控制气门的开闭状态,以实现进、排气过程的控制。
2. 内燃机的工作原理内燃机的工作原理主要包括四个步骤:进气、压缩、燃烧与排气。
2.1 进气在进气冲程中,活塞从上死点下移,气缸内的压力降低,气门打开,新鲜空气通过进气道进入气缸。
2.2 压缩在压缩冲程中,活塞上移,气门关闭,气缸内的空气被压缩,从而增加了气体分子的热力学能量。
2.3 燃烧在燃烧冲程中,活塞上移到达上死点附近,燃料通过喷油器喷入气缸,与空气混合并被点火。
燃料的燃烧产生高温高压气体,推动活塞向下运动。
2.4 排气在排气冲程中,活塞向下运动,压力推开排气阀,废气从排气道中排出。
同时,凸轮轴使进气门打开,循环开始下一轮。
3. 内燃机的应用内燃机是目前最常用的一种发动机,广泛应用于汽车、摩托车、船舶、飞机和工业设备等领域。
其应用主要体现在以下几个方面:3.1 汽车与摩托车内燃机是汽车和摩托车的主要动力来源。
通过内燃机将化学能转化为机械能,驱动车辆运行。
同时,内燃机的高功率和高效率也有助于提高车辆的加速性能和燃油经济性。
内燃机基本工作原理内燃机是一种将燃料变为机械能的装置,其基本工作原理是通过燃烧燃料在气缸内产生高温高压气体,驱动活塞做功,将热能转化为机械能。
下面将详细介绍内燃机的基本工作原理。
内燃机的基本构造包括气缸、活塞、曲柄连杆机构和气门控制系统等。
内燃机工作的基本循环是四冲程循环,包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
在进气冲程中,汽缸进气门打开,活塞从上死点向下运动,将空气抽入汽缸。
进气门关闭后,活塞开始向上运动,将进气气体压缩。
在压缩冲程中,当活塞靠近上死点时,活塞上面的火花塞产生一个火花,点燃压缩的混合气。
这个点火称为点火提前角,可以通过调整点火系统来控制。
在燃烧冲程中,混合气受到点火后迅速燃烧,产生高温高压气体。
这些气体向下推动活塞,活塞通过曲柄连杆机构将线性运动转化为旋转运动,驱动曲轴。
在排气冲程中,当活塞接近下死点时,排气门打开,将燃烧后的废气从汽缸排出。
排气门关闭后,活塞开始向上运动,进入下一个循环的进气冲程。
总体来说,内燃机的工作原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体,利用活塞和曲柄连杆机构将线性运动转化为旋转运动,从而驱动机械设备工作。
下面分别介绍内燃机的各个关键步骤。
1.进气冲程:当活塞从上死点向下运动时,进气门打开,此时气缸内的压力低于大气压,空气通过进气阀门进入气缸。
进气门关闭后,活塞向上运动,将进气气体压缩。
2.压缩冲程:当活塞靠近上死点时,进气气体被压缩成高压状态,此时混合气达到最高点火压力。
在这个阶段,燃料喷射器将燃料注入气缸,与压缩气体混合。
3.燃烧冲程:通过点火系统点燃混合气,混合气迅速燃烧,产生高温高压气体。
这些气体向下推动活塞,推动曲柄连杆机构,将线性运动转化为旋转运动。
4.排气冲程:当活塞接近下死点时,排气门打开,废气通过排气阀门排出气缸。
排气门关闭后,活塞向上运动,进入下一个循环的进气冲程。
内燃机中的曲轴是一个重要的部件,它通过连杆将活塞的线性运动转化为旋转运动。
第一章内燃机总体构造和工作原理引言内燃机是指燃料直接在发动机内部燃烧的一种热力发动机。
内燃机每实现一次热功转换,要经历一系列连续过程,构成一个工作循环。
内燃机由于具有热效率高、体积小、质量轻、便于移动及起动性能好等优点,广泛应用于各种车辆和农业装备等。
目前,内燃机已经成为工农业发展的重要动力之一。
在农业生产中,农业装备因作业环境复杂,道路条件差,且经常处于变负荷及全负荷工作状态,所以,对其发动机有以下几点要求:(1)有良好的动力性和经济性;(2)噪声和振动要小,排气污染要轻;(3)零件应有较高的耐磨性和使用可靠性;(4)应有较高的互换性和良好的修复性能;(5)结构简单,使用、维护、拆装简便。
本章主要阐述内燃机的总体结构、基本工作原理、主要性能指标及影响内燃机工作性能的主要因素。
第一节内燃机的总体构造一、内燃机的分类内燃机的结构型式很多,根据其将热能转化为机械能的主要构件的形式,可分为活塞式内燃机和燃气轮机两类。
活塞式内燃机又可按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。
往复活塞式内燃机在汽车、拖拉机上应用最为广泛。
活塞式内燃机根据不同的特征可以分为以下几类:(一)按所用燃料分类可分为液体燃料发动机(汽油机、柴油机等)和气体燃料发动机(天然气发动机、液化石油气发动机等)。
(二)按着火方式分可分为压燃式发动机和点燃式发动机。
同样条件下,由于柴油自燃点比汽油低,因此采用压燃式(自燃式)着火。
即通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机气缸内,在气缸内与压缩空气均匀混和后,在高压高温下自燃。
汽油自燃温度比柴油要高,因此一般采用点燃式着火。
即利用火花塞发出的电火花强制点燃汽油,使其着火燃烧。
(三)按工作循环的行程数分内燃机每一次将热能转变为机械能都必须经过吸入空气、压缩和输入燃料,使混和气体着火燃烧而膨胀作功,最后排除废气的这样一系列连续过程,即完成一个工作循环。
往复活塞式发动机根据每一工作循环所需活塞行程数来分,四个行程完成一个工作循环的称为四行程内燃机,两个行程完成一个工作循环的称为二行程发动机。