内燃机原理全-ppt课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《内燃机原理全-ppt课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 内燃机 原理 ppt 课件
- 资源描述:
-
1、 铁道装备专业铁道装备专业内内 燃燃 机机l第一节第一节 内燃机概述内燃机概述 l第二节第二节 内燃机的总体构造内燃机的总体构造l第三节第三节 内燃机的基本工作原理内燃机的基本工作原理 重点:结构、工作原理重点:结构、工作原理 难点:工作原理难点:工作原理 一、内燃机的定义及其分类一、内燃机的定义及其分类 (一)内燃机的定义(一)内燃机的定义 内燃机是内燃机是通过在热功转换空间内部的燃烧过程通过在热功转换空间内部的燃烧过程将将燃料中的化学能转变为热能,并燃料中的化学能转变为热能,并通过一定的机构通过一定的机构使之使之再转化为再转化为机械功机械功的一种热力发动机的一种热力发动机( (简称热机简称
2、热机) )。 (二)内燃机的分类(二)内燃机的分类 1 1、按燃料分、按燃料分:有有汽油机,柴油机汽油机,柴油机,煤气机,乙醇,煤气机,乙醇(酒精)机,天然气体、氢气燃料及多种燃料内(酒精)机,天然气体、氢气燃料及多种燃料内燃机等。燃机等。2 2、按着火方式分:、按着火方式分:有压缩着火有压缩着火( (压燃式压燃式) )和强制点火和强制点火( (点燃式点燃式) )内燃机。内燃机。 3 3、按、按热功转换机构热功转换机构分:分:往复活塞式往复活塞式(汽车和工程(汽车和工程机械用内燃机最多),机械用内燃机最多),旋转活塞式旋转活塞式、旋转叶片式和旋转叶片式和喷气式内燃机。喷气式内燃机。5 5、按、
3、按往复活塞式内燃机工作循环所需行程数往复活塞式内燃机工作循环所需行程数:按照:按照完成一个工作循环完成一个工作循环( (工作循环指把热能转变为机械功工作循环指把热能转变为机械功的一系列连续过程的一系列连续过程) )所需的行程数来分,有所需的行程数来分,有四冲程内四冲程内燃机和二冲程内燃机,汽车和工程机械用内燃机多燃机和二冲程内燃机,汽车和工程机械用内燃机多为四冲程内燃机;为四冲程内燃机;4 4、按、按冷却方式冷却方式分:有水冷式、风冷式和水冷风冷复分:有水冷式、风冷式和水冷风冷复合式内燃机。合式内燃机。汽车和工程机械用内燃机多数是水冷汽车和工程机械用内燃机多数是水冷风冷复合式。风冷复合式。6
4、6、按照、按照进气状态进气状态分:有分:有非增压式非增压式(进气压力小于(进气压力小于一个大气压)和一个大气压)和增压式增压式(进气压力大于一个大气压)(进气压力大于一个大气压)内燃机。内燃机。 8 8、按汽缸数分、按汽缸数分:单缸、双缸和多缸内燃机。:单缸、双缸和多缸内燃机。 9 9、按用途分、按用途分:可分为汽车用、特种车辆用、工程机:可分为汽车用、特种车辆用、工程机械用、农用、拖拉机用、发电用、铁路机车用、内械用、农用、拖拉机用、发电用、铁路机车用、内河(淡水)和海洋(咸水)船舶用、飞机用、摩托河(淡水)和海洋(咸水)船舶用、飞机用、摩托用、军用等内燃机等。用、军用等内燃机等。1010、
5、按转速分、按转速分:有高速、中速和低速内燃机。目前:有高速、中速和低速内燃机。目前汽油机均为高速汽油机均为高速内燃机,最高转速一般在内燃机,最高转速一般在60006000转转/ /分分以上,比柴油机的转速高;汽车用以上,比柴油机的转速高;汽车用柴油机最高转速柴油机最高转速40004000转转/ /分左右分左右;而工程机械柴油机最高转速一般为;而工程机械柴油机最高转速一般为15001500转转/ /分分20002000转转/ / 分。船舶用柴油机转速一般为分。船舶用柴油机转速一般为中、低速,中、低速,100100转转/ /分分500500转转/ / 分左右。分左右。(一)内燃机的(一)内燃机的优
6、点优点:1 1、热效率高热效率高;热效率高,即燃油消耗率低,;热效率高,即燃油消耗率低,经济性好经济性好, ,尤其是柴油机,它是热效率最尤其是柴油机,它是热效率最高的热机,最高有效热效率巳达高的热机,最高有效热效率巳达4646。4 4、起动迅速、操作简便起动迅速、操作简便,并能在起动后,并能在起动后很快达到全负荷运行。很快达到全负荷运行。 3 3、结构紧凑、质量轻结构紧凑、质量轻、比质量较小、比质量较小、便于移动。便于移动。2 2、功率范围广功率范围广;单机功率可从零点几千瓦;单机功率可从零点几千瓦到上万千瓦,故适用范围大。到上万千瓦,故适用范围大。1 1、对燃料要求较高对燃料要求较高;高速内
7、燃机一般使用汽汽油油或轻柴油轻柴油作燃料,并且对燃料的清洁度对燃料的清洁度要求严格要求严格;在气缸内部难以使用固体燃料或劣质燃料。2 2、废气污染和噪声引起公害废气污染和噪声引起公害:由于内燃机已广泛地应用在国民经济的各个领域中其产量和保有量极大,对环境的污染也越来越严重。3 3、结构较复杂,零部件加工精度要求较高。结构较复杂,零部件加工精度要求较高。( (一一) )内燃机性能指标的发展动向内燃机性能指标的发展动向1 1强化程度不断提高强化程度不断提高: 提高内燃机的强化程度,使之在有限的气缸提高内燃机的强化程度,使之在有限的气缸工作容积条件下提高内燃机的功率。工作容积条件下提高内燃机的功率。
8、2 2降低燃油消耗率、提高经济性降低燃油消耗率、提高经济性 3 3提高内燃机的可靠性和耐久性提高内燃机的可靠性和耐久性 无故障期为无故障期为50005000h h,表征耐久性的指标是大修表征耐久性的指标是大修期。常以压缩压力下降到一定值期。常以压缩压力下降到一定值(2.22.7(2.22.7MPa)MPa)或各或各缸压力差增大到一定值缸压力差增大到一定值(0.3(0.3MPa)MPa)即认为应当大修。即认为应当大修。 4 4降低废气中有害排放和噪声降低废气中有害排放和噪声( (二二) )内燃机技术的发展动向内燃机技术的发展动向 柴油机采用电子技术优化控制柴油机采用电子技术优化控制喷油规律及喷喷
9、油规律及喷油量油量,控制预混合燃烧和扩散燃烧部分的燃油量,控制预混合燃烧和扩散燃烧部分的燃油量,提高柴油机的功率提高柴油机的功率。 废气再循环废气再循环( (EGR)EGR)是汽油机和柴油机降低是汽油机和柴油机降低NOxNOx排放的有效措施。排放的有效措施。电控电控EGREGR可保证在各种工况下实可保证在各种工况下实现现最佳的最佳的EGREGR率。率。1 1电子技术的应用:电子技术的应用: 以微型计算机为中心的电子技术,在内燃机产以微型计算机为中心的电子技术,在内燃机产品设计研究、测试、制造方面均巳普遍应用,品设计研究、测试、制造方面均巳普遍应用,计算计算机辅助设计机辅助设计( (CAD)CA
10、D)、计算机辅助制造计算机辅助制造( (CAM)CAM)、计算机计算机辅助测试辅助测试( (CAT)CAT)、计算机辅助工艺设计计算机辅助工艺设计( (CAPP)CAPP)技术技术发展迅速发展迅速。 2 2、采用增压技术、采用增压技术 3 3、汽油机稀燃、汽油机稀燃速燃技术:速燃技术: 稀燃可提高汽油机经济性和降低排放,稀燃可提高汽油机经济性和降低排放,提高提高压缩比压缩比。 4 4汽油机缸内喷射分层燃烧技术汽油机缸内喷射分层燃烧技术 内燃机的功率和扭矩都有所提高,内燃机的功率和扭矩都有所提高,燃油消耗率下降。燃油消耗率下降。 5 5柴油机采用直喷式燃烧系统柴油机采用直喷式燃烧系统 直喷式燃烧
11、系统比间喷式燃烧系统直喷式燃烧系统比间喷式燃烧系统的热效率可提高的热效率可提高1010-15-15,是提高柴油,是提高柴油机经济性的有效措施。机经济性的有效措施。 图图 1 21 2示出示出内燃机内燃机的基本机构的基本机构,它包括气缸、它包括气缸、气缸盖、活气缸盖、活塞、活塞销、塞、活塞销、连杆、曲轴、连杆、曲轴、飞轮、曲轴飞轮、曲轴箱和进、排箱和进、排气门等。气门等。 活塞活塞可在气缸内上下可在气缸内上下往复运动往复运动。活塞。活塞销穿过活塞和连杆的上端,使活塞和连杆销穿过活塞和连杆的上端,使活塞和连杆成为铰链似的连接。连杆下端套在曲轴弯成为铰链似的连接。连杆下端套在曲轴弯曲部分(俗称曲拐)
12、的曲柄销曲部分(俗称曲拐)的曲柄销( (连杆轴颈连杆轴颈) )上,也是上,也是铰链似的连接铰链似的连接。 曲轴两端由曲轴箱上的轴承来支承,曲轴两端由曲轴箱上的轴承来支承,曲轴可在轴承中转动。曲轴可在轴承中转动。 活塞在气缸中往复运动时,曲轴则绕活塞在气缸中往复运动时,曲轴则绕其轴心线作旋转运动。很明显,其轴心线作旋转运动。很明显,曲轴每转曲轴每转一周,活塞向上向下各行一次(两个行一周,活塞向上向下各行一次(两个行程)程)。 1 1、上止点(、上止点(TDCTDC):): 活塞离曲轴中心最大活塞离曲轴中心最大距离的位置称为上止点,距离的位置称为上止点,( (图图13)13); 2 2、下止点(、
13、下止点(BDCBDC):): 活塞离曲轴中心最小活塞离曲轴中心最小距离的位置称为下止点。距离的位置称为下止点。 注意:在上、下止点时,注意:在上、下止点时,活塞的运动方向改变,活塞的运动方向改变,同时它的同时它的速度等于零速度等于零。4 4、气缸工作容积、气缸工作容积V V h h :在一个气缸中,活在一个气缸中,活塞从塞从上止点到下止点上止点到下止点所扫过的容积称为所扫过的容积称为气缸工作容积气缸工作容积V V h h 。如气缸直径如气缸直径D D和活塞和活塞行程行程s s都以都以mmmm为单位,则以为单位,则以L L(升)为单升)为单位的气缸工作容积可用下式计算:位的气缸工作容积可用下式计
14、算:LiS104DV62h3 3、行程、行程s(stroke)s(stroke): 上止点与下止点间的距离称为活塞上止点与下止点间的距离称为活塞行程行程s s。由图由图1313可见,活塞行程可见,活塞行程s s等于曲等于曲柄半径柄半径r r的两倍,即的两倍,即: : S=2rS=2r5、内燃机的总排量内燃机的总排量V VH H:如内燃机有i个气缸,i个气缸的工作容积的总和称为内燃机的总排量,用VH表示,则V H = V h i= i ( L )8、压缩比压缩比:气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比,以表示: 压缩比表示气缸中的气体被压缩后体积缩小的倍数,它对内燃机的性能有重要影响。 SxD62
15、1046、燃烧室容积燃烧室容积VcVc:当活塞在上止点时,活塞上方的气缸容积称为燃烧室容积并以Vc表示。7、气缸总容积气缸总容积VaVa:当活塞在下止点时,活塞上方的气缸容积称为气缸总容积井以Va表示。 很明显: Va = Vh + VccaVV 四冲程汽油机四冲程汽油机 : : 主要由下列机构和系统组成:曲柄连杆机构、配气机构、供给系、点火系、润滑系、冷却系和起动装置。1 1、曲柄连杆机构、曲柄连杆机构 曲柄连杆机构的主要机件是:气缸体、气缸盖、活塞、连杆、带有飞轮的曲轴和曲轴箱。曲柄连杆机构是内燃机的基本机构曲柄连杆机构是内燃机的基本机构。在燃油燃烧时,活塞承受气体膨胀的压力,并通过连杆使
16、曲轴旋转,将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动而输出动力。 2 2、配气机构、配气机构 配气机构的功用是使燃油与空气所组成的配气机构的功用是使燃油与空气所组成的可燃混合气可燃混合气可以在一定的时刻被可以在一定的时刻被吸进吸进气缸,并气缸,并使燃烧后的使燃烧后的废气废气可以在一定的时刻被可以在一定的时刻被排出排出。配配气机构包括进气门、排气门、挺柱、推杆、摇气机构包括进气门、排气门、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴以及凸轮轴等。臂、摇臂轴以及凸轮轴等。二行程内燃机的配二行程内燃机的配气机构有所不同。气机构有所不同。 气门的开闭是由凸轮轴上的凸轮控制的气门的开闭是由凸轮轴上的凸轮控制的,凸轮轴通常由曲轴
17、通过齿轮来驱动凸轮轴通常由曲轴通过齿轮来驱动。 根据气门安装位置的不同,配气机构的布根据气门安装位置的不同,配气机构的布置形式主要有侧置式置形式主要有侧置式( (顺装气门顺装气门) )和顶置式和顶置式( (倒倒装气门装气门) )两种。两种。 3 3、供给系、供给系 供给系的功用是供给系的功用是供给供给气缸气缸空气和燃油空气和燃油( (可燃混合可燃混合气气) ),并排出燃烧后的废气。,并排出燃烧后的废气。 化油器式汽油机工作时,化油器式汽油机工作时,汽油泵汽油泵将汽油箱中的将汽油箱中的汽油吸出,经汽油滤清器滤清后汽油吸出,经汽油滤清器滤清后压送到化油器压送到化油器;同;同时时空气空气经空气滤清器
18、滤清后也经空气滤清器滤清后也进入化油器进入化油器。在化油。在化油器中汽油被喷散,并在很大的程度上被蒸发,汽油器中汽油被喷散,并在很大的程度上被蒸发,汽油与空气混合后形成可燃混合气经进气管被吸入气缸。与空气混合后形成可燃混合气经进气管被吸入气缸。燃烧形成的废气经排气管和排气消声器排人大气。燃烧形成的废气经排气管和排气消声器排人大气。4 4、点火系、点火系 混合气在气缸内被压缩后要用电火花来点火。混合气在气缸内被压缩后要用电火花来点火。供给低压电流的供给低压电流的电源电源( (蓄电池和发电机蓄电池和发电机) ),将,将低压电低压电流变为高压电流的设备流变为高压电流的设备( (点火线圈和断电器点火线
19、圈和断电器) ),以及,以及将将高压电流分配高压电流分配给火花塞给火花塞( (装在气缸盖上装在气缸盖上) )的设备的设备( (分分电器电器) )组成汽油机的点火系。组成汽油机的点火系。 5 5、润滑系、润滑系 润滑系的功用是向内燃机的摩擦零件供给润滑油润滑系的功用是向内燃机的摩擦零件供给润滑油,以减,以减少零件磨损和零件间的摩擦阻力。润滑系包括少零件磨损和零件间的摩擦阻力。润滑系包括油底壳、机油油底壳、机油泵、机油滤清器、机油管路和通道以及机油标尺等。泵、机油滤清器、机油管路和通道以及机油标尺等。 由于机油在润滑系中的环流和飞溅内燃机的运动件就由于机油在润滑系中的环流和飞溅内燃机的运动件就得到
20、了润滑。得到了润滑。6 6、冷却系、冷却系 冷却系的功用是将内燃机受热零件的冷却系的功用是将内燃机受热零件的热量传出热量传出,以保持,以保持内燃机正常的工作温度内燃机正常的工作温度( (水温约水温约80-90)80-90)。 多数内燃机采用水、风复合冷却系,它包括气缸周围和多数内燃机采用水、风复合冷却系,它包括气缸周围和气缸盖中的水套、散热器气缸盖中的水套、散热器( (水箱水箱) )、水泵和风扇。由于水泵的、水泵和风扇。由于水泵的作用,冷却水就在水套和散热器间循环流动,而内燃机需要作用,冷却水就在水套和散热器间循环流动,而内燃机需要散出的热量则通过风扇和散热器散入大气中。散出的热量则通过风扇和
21、散热器散入大气中。 也有的内燃机采用纯水冷却方式(小型农用单缸卧式蒸也有的内燃机采用纯水冷却方式(小型农用单缸卧式蒸发式水冷柴油机)或纯风冷却方式发式水冷柴油机)或纯风冷却方式( (小型汽油机小型汽油机) )。 7 7、起动装置、起动装置 起动装置的功用是借助外力(人力或其他动力)将静止的内燃机转为自行运转静止的内燃机转为自行运转。不同的起动方法,有不同的起动装置。它主要包括起动机、传动机起动机、传动机构和操纵机构构和操纵机构等。为便于起动,有的内燃机上还设有起动辅助装置。 四冲程柴油机四冲程柴油机的构造除的构造除点火系点火系和和供给系供给系外,外,与汽油机的大体相同。与汽油机的大体相同。 柴
22、油机是用气缸内空气被压缩后的高温来发柴油机是用气缸内空气被压缩后的高温来发火的火的( (压缩着火压缩着火) ),所以,所以没有点火系没有点火系。柴油机的燃。柴油机的燃油供给部分也和汽油机的不同。在柴油机中是用油供给部分也和汽油机的不同。在柴油机中是用输油泵输油泵将柴油箱中的柴油将柴油箱中的柴油吸出吸出,经柴油滤清器滤,经柴油滤清器滤清后送到喷油泵,清后送到喷油泵,喷油泵再将柴油以很高的压力喷油泵再将柴油以很高的压力压出经高压油管由喷油器喷人气缸压出经高压油管由喷油器喷人气缸。 一、内燃机的工作循环和示功图一、内燃机的工作循环和示功图 1 1、内燃机的工作循环、内燃机的工作循环: 内燃机气缸中进
23、行的每一次将热能转变为机械功的一系列连续过程称为内燃机的一次工作循环(作一次功)。每一次工作循环都包括每一次工作循环都包括进气、压缩、燃烧进气、压缩、燃烧膨胀和排气膨胀和排气等等4 4个过程个过程。四冲程内燃机的工作循环是在曲轴旋转两周,即4个行程中完成的;而二冲程内燃机的工作循环则是在曲轴旋转一周,即两个行程中完成的。2 2、内燃机工作循环示功图、内燃机工作循环示功图: 研究内燃机的工作循环时,可以利用一种表示气缸气缸内气体内气体压力压力和相当于活塞不同位置时的和相当于活塞不同位置时的气缸容积气缸容积V V之间的之间的变化关系变化关系图图( (P-VP-V图图) )。此图能表示一个工作循环中
24、气体在气缸内所作的功,所以称为示功图示功图。四冲程化油器式汽油机的结构简图和P-V示功图。进进气气排排气气压压缩缩 可燃混合气充满气缸的程度可用可燃混合气充满气缸的程度可用充量系数充量系数v v来表示。来表示。充量系数是每工作循环实际进入充量系数是每工作循环实际进入气缸的新气质量与理论上可充入气缸的新气气缸的新气质量与理论上可充入气缸的新气质量之比。质量之比。汽油机的充量系数约为0.700.85。充量系数较大,表明进入气缸的可燃混合气的量较多,因而发动机的功率也可以较大。 压缩比愈大,压缩终了时混合气的压力压缩比愈大,压缩终了时混合气的压力和温度也愈高,混合气的燃烧速度以及燃和温度也愈高,混合
25、气的燃烧速度以及燃烧过程的最高温度和压力就愈高;烧过程的最高温度和压力就愈高; 4. 4.排气过程排气过程 排气过程中,活塞由下止点向上止点移动,活塞由下止点向上止点移动,排气门开启排气门开启,进气门进气门保持保持关闭关闭 。示功图上的曲示功图上的曲线线brbr表示排气过程表示排气过程。残余废气约占进入气缸的新鲜混合气的5-15(以质量计) 四冲程柴油机和汽油机样,每个工作循环也经历进气、压缩、燃烧进气、压缩、燃烧膨胀和排气膨胀和排气4 4个过程个过程。其工其工作过程与汽油机的不同,在于可燃混合气的形成和作过程与汽油机的不同,在于可燃混合气的形成和着火的方法着火的方法。在在柴油机中吸进和压缩的
展开阅读全文