1、（1）自我介绍 郭林福 51683423 ,前 言,（2）内燃机学课程的性质及主要内容专业选修课，48学时讲述内燃机(Internal Combustion Engine)的基本原理、结构、设计及其最新发展，以汽车发动机的讲解为主,（4）教学方法 讲授、讨论、讲座、实验 （5）教学要求 （6）考试要求,前 言,（3）内燃机学课程学习的意义 国家工业发展需要，合理的知识构架，个人 就业发展的需要,本章主要内容： （1）内燃机发展简史； （2）内燃机基本工作原理； （3）内燃机分类； （4）各种典型内燃机的结构。,第一章 概 论,本章重点： （1）内燃机基本工作原理； （2）内燃机的分类； （3）
2、基本概念的建立。,第一章 概 论,发动机：将某一种能量转变为机械能而驱动别的机械作功的机器，也称动力装置（动力机械）。,热力发动机：是将燃料中的化学能通过燃烧释放出热能，在通过机器本身将热能转变为机械功的发动机，简称热机。热机又分为内燃机和外燃机。,内燃机：燃料在发动机作功场所（如气缸）内部燃烧而释放出工质热能，并直接转化为机械能的热机。,内燃机特点：热效率高，结构简单，比质量小，移动方便。 内燃用机途：交通运输，农业机械，工程机械，发电,第一节 内燃机简史,一、内燃机类型的发展 1. 大气压力式内燃机 莱诺依尔首先发明，热效率为5%，最高11% 2. 点燃式内燃机1876年 奥托发明，四冲程
3、，热效率14%，形成了内燃机工业1890年 英 克拉克, 德 奔驰 ，二冲程内燃机 3. 压燃式内燃机1897年 狄赛尔发明柴油机，热效率高,第一节 内燃机简史,一、内燃机类型的发展 4. 转子发动机 1957年 汪克尔发明 5. 机械增压1902年 法 路易斯雷诺, 1907年，美 世界上第一台增压发动机 6. 废气涡轮增压 1915年 瑞士 阿尔弗雷德波希,柴油机示意图,第一节 内燃机简史,二、现代内燃机的进展 推动力 能源危机和环境保护 40年代： 洛杉矶空气污染 60年代：美、日、西欧排放法规，发展了汽油喷射、三元催化剂、无铅汽油。 70年代 ：石油危机，重视经济性，发展了电喷和代用燃
4、料。 现在：电喷 三元催化器 代用燃料,第二节 内燃机基本工作原理,上止点TDC 下止点BDC 活塞行程(活塞冲程)S 曲柄半径 R 气缸工作容积 Vs 燃烧室容积 Vc 气缸工作总容积 Vt 压缩比,几个基本概念1. 上止点(TDC，top dead centre)活塞距曲轴中心最远位置，运动速度为零。 2. 下止点(BDC，bottom dead centre) 活塞距曲轴中心最近位置，运动速度为零。 3. 活塞行程(Stroke) 活塞从上止点到下止点所走过的行程。 4. 燃烧室容积Vc 活塞位于上止点时由活塞、气缸以及气缸盖所包围的容积。,几个基本概念,5. 气缸工作容积VS(work
5、ing volume) 活塞从上止点到下止点所走过的容积。6. 气缸总容积(overall volume) Vt = Vc+ Vs ； 7. 压缩比 (compression ratio) = Vt/Vc 1+ Vs/Vc,第二节 内燃机基本工作原理,微型轿车 V 4L 大型机车 236L,二. 四冲程柴油机工作原理,柴油机的工作循环由进气、压缩、作功、排气四个冲程组成。,二. 四冲程柴油机工作原理,1.进气冲程：活塞由上止点向下止点运动，进气门增大，排气门关闭。,二. 四冲程柴油机工作原理,2.压缩冲程：活塞由下止点向上止点运动，进、排气门关闭，缸内工质压力和温度上升。,二. 四冲程柴油机工
6、作原理,3.作功冲程：燃料喷入，活塞由上止点向下止点运动，进、排气关闭，高温高压工质推动活塞膨胀作功。,二. 四冲程柴油机工作原理,4.排气冲程：活塞由下止点向上止点运动，进气门关闭，排气门打开。,2.四冲程汽油机工作原理,3.二冲程汽油机工作原理,发动机气缸体上有三个孔，即进气孔、排气孔和换气孔，这三个孔分别在一定时刻由活塞关闭。其工作循环包含两个行程：1.第一行程：活塞自下止点向上移动，三个气孔被关闭后，进入气缸的混合气被压缩；在进气孔露出时，可燃混合气流入曲轴箱。2.第二行程：活塞压缩到上止点附近时，火花塞点燃可燃混合气，燃气膨胀推动活塞下移作功。这时进气孔关闭，密闭在曲轴箱内的可燃混合
7、气被压缩；当活塞接近下止点时排气孔开启，废气冲出；随后换气孔开启，受预压的可燃混合气冲人气缸，驱除废气，进行换气过程。,3.二冲程汽油机工作原理,4.二冲程柴油机工作原理,曲轴每转一周就有一个做功行程，当发动机工作容积和转速相同时，理论上二冲程发动机功率应等于四冲程发动机的两倍。 由于发生做功过程的频率较高，故运转比较均匀平稳。 由于没有专门的配气机构，所以结构简单，质量较小 。 使用维护简便。附属机构少，易受磨损须经常维修的部件数量较少。,二冲程发动机的优点,经济性较差。 排放性差。,二冲程发动机的缺点,原因：由于二行程发动机换气过稞中新鲜气体损失较多，废气排赊也不彻底，且气孔占据了一部分活
8、塞行程，作功时能量损失较大，废气中未然产物多。 影响：实际上二行程发动机的功率并不等于四行程发动机的两倍，而是1.5-1.6倍左右。由于这个缺点，二行程汽油机在一般汽车上很少采用，仅在摩托车、少数微型汽车及船用发动机上应用。,第三节 内燃机的分类,根据所用燃料分： 汽油机、柴油机、天然气机、LPG发动机、乙醇发动机等，另有双燃料发动机（dual fuel engine）和灵活燃料发动机（Bi-fuel engine）。 根据缸内着火方式分： 点燃式、压燃式 根据冲程数分：二冲程、四冲程 根据活塞运动方式分 ： 往复式、旋转式 根据气缸冷却方式分 ： 水冷式、风冷式,第三节 内燃机的分类,根据气
9、缸数目分 ：单缸机、多缸机 根据内燃机转速分：低速(1000 r/min)； 根据进气充量压力分：自然吸气式、增压式 根据气缸排列分：立式、卧式直列、V型、对置X型、星型,第三节 内燃机的分类,根据混合气形成方式分:化油器式，进气管喷射式，缸内直喷式，分层充量式； 根据燃烧室形状分：开式，分隔式（涡流、预燃室）； 根据进气门、凸轮轴分:二气门、多气门；，顶置、侧置气门，顶置、侧置凸轮 根据用途分 :发电、车用、船用、农用、 工程机械、拖拉机用、机车用、特种车辆用。,第四节 各种内燃机典型结构,一、点燃式发动机三大结构：曲柄连杆、配气机构和机体；五大系统：供油、冷却、润滑、起动和点火,三大机构：
10、曲柄连杆、配气机构和机体； 四大系统：供油、冷却、润滑、起动。,二、压燃式发动机主要结构,转子发动机原理示意图,三升路波汽车,三升路波汽车,三升路波汽车发动机,三升路波车发动机技术参数,发动机局部图,第五节 内燃机的最新发展动态,一、电控技术 电控燃油喷射技术 电控点火定时和爆燃控制 电控EGR技术 二、燃烧理论及排放控制技术 分层燃烧理论 HCCI燃烧方式 新型代用燃料的燃烧 清洁燃烧技术 三、柔性系统 多气门可变进气系统 可变增压系统,第六节 内燃机产品名称和型号 根据国家标准GB725-82，产品名称按所用燃料命名，产品型号由阿拉伯数字和汉语拼音组成。 首 部 中 部 后 部 尾部 系
11、换 缸 气 冲 缸 结 用 列 代 数 缸 程 径 构 途 符 标 符 排 符 值 特 特 号 志 号 列 号 征 征 符 形 符 符 号 式 号 号 无符号 V P 符号 结构特征 符号 用途 直 列 V型 平卧型 无 水冷 无 通用 F 风冷 T 拖拉机 N 凝气冷却 M 摩托车 S 十字头 G 工程机械 Dz 可倒转 Q 车用 Z 增压 J 铁路机车 D 发电机组 C,C1 船用发动机,第六节 内燃机的分类与型号,CA6102 ,YC6108Q ,1E65F ,4100Q,一汽、六缸、直列、四冲程、缸径102mm、水冷、车用。,玉柴、六缸、直列、四冲程、缸径108mm、水冷、车用。,单缸、二冲程、65mm、风冷、通用型。,四缸、四冲程、100mm、水冷、车用。,第六节 内燃机的分类与型号,165F,16V240ZJB,6240ZJ,12V280ZJ ,单缸、四冲程、65mm、风冷、通用。,12缸、V型、280mm、水冷、增压、铁路机车用。,16缸、V型、240mm、水冷、增压、铁路机车用、B型机 。,六缸、直列、240mm、水冷、增压、铁路机车用。,
