第一節(jié) 內(nèi)燃機(jī)1

學(xué)習(xí)情境4：設(shè)備應(yīng)用

主講：鐘綿章

內(nèi)燃機(jī)(1)

一、概述

（1）定義

熱機(jī)是將燃料燃燒所釋放的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的熱力發(fā)動機(jī)。

（2）分類熱機(jī)分為內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)。燃料燃燒后的能量直接推動機(jī)械裝置做功的熱機(jī)稱為內(nèi)燃機(jī)。燃料先對某中間物質(zhì)加熱，利用中間物質(zhì)產(chǎn)生的氣體推動機(jī)械裝置做功的熱機(jī)稱為外燃機(jī)。

內(nèi)燃機(jī)可分為活塞式內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。

活塞式內(nèi)燃機(jī)又可分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式兩種。

人們往往把往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)簡稱為內(nèi)燃機(jī)。（3）應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)相比，具有熱效率高、體積小、起動迅速等優(yōu)點，因而廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、汽車、內(nèi)燃機(jī)車、摩托車、拖拉機(jī)等各種車輛上。

（一）內(nèi)燃機(jī)分類

1、按照所使用燃料分類：可分為柴油機(jī)、汽油機(jī)、煤氣機(jī)、酒精發(fā)動機(jī)、天燃?xì)獍l(fā)動機(jī)等。

2、按照工作循環(huán)沖程數(shù)分類：可分為四沖程、二沖程內(nèi)燃機(jī)。

3、按照汽缸數(shù)和排列方式分類：可分為單缸和多缸內(nèi)燃機(jī)；多缸內(nèi)燃機(jī)汽缸排列方式有直立式、臥式、V型、X型、星型和對動活塞式等。

4、按照進(jìn)氣方式分類：可分為非增壓和增壓內(nèi)燃機(jī)。

5、按照冷卻方式分類：可分為水冷、風(fēng)冷內(nèi)燃機(jī)。

6、按照著火方式分類：可分為點燃式內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)）和壓燃式內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)）。（二）內(nèi)燃機(jī)基本名詞術(shù)語

1.工作循環(huán)：進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣。這一系列連續(xù)的過程稱為內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)。

2.上、下止點：活塞在汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動時的兩個極端位置稱為止點?；钊x曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的位置稱為上止點，離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的位置稱為下止點。

3.活塞行程：上、下止點之間的距離。

S=2r

r—曲軸半徑

4.汽缸工作容積（氣缸排量）：活塞從上止點移動到下止點所走過的汽缸容積，用Vh表示

5.汽缸總?cè)莘e：

（1）燃燒室容積：活塞位于上止點時，活塞頂部與汽缸蓋之間的容積，用

VC

表示。

（2）汽缸總?cè)莘e：活塞位于下止點時，活塞頂部與汽缸蓋、汽缸套內(nèi)表面形成的容積，用

Va

表示。

（3）汽缸總?cè)莘e

=汽缸工作容積

+燃燒室容積

。即：Va=Vh+VC

多缸內(nèi)燃機(jī)各汽缸工作容積的總和稱為內(nèi)燃機(jī)工作容積或內(nèi)燃機(jī)的排量。

6.壓縮比：汽缸總?cè)莘eVa與燃燒室容積VC之比，表示氣體在汽缸內(nèi)被壓縮的程度。

7.工況：是內(nèi)燃機(jī)在某一時刻的工作狀況，一般用功率和曲軸轉(zhuǎn)速表示，也可以用負(fù)荷與轉(zhuǎn)速表示。

1、型號表示方法（三）內(nèi)燃機(jī)型號

2、型號含義內(nèi)燃機(jī)型號由阿拉伯?dāng)?shù)字、漢語拼音和根據(jù)汽缸布置所規(guī)定的象形字符組成。（1）首部：產(chǎn)品特征代號，由制造廠自選相應(yīng)字母表示，每種符號一般用一個或兩個字母表示。（2）中部：由缸數(shù)符號、汽缸布置形式、沖程符號和缸徑符號組成。多缸直列及單缸一般不表示符號。（3）后部：結(jié)構(gòu)特征符號及用途特征符號。（4）尾部：區(qū)分符號。

3、示例

二、內(nèi)燃機(jī)基本工作過程

（一）四沖程內(nèi)燃機(jī)工作過程

四沖程內(nèi)燃機(jī)每個工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個沖程組成。

1.進(jìn)氣沖程。工作時進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由上止點運(yùn)動到下止點，曲軸旋轉(zhuǎn)180°，新鮮氣體吸入氣缸。

2.壓縮沖程。在進(jìn)氣終了，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)、排氣門均關(guān)閉，氣缸形成封閉系統(tǒng)，活塞開始向上運(yùn)動，活塞由下止點運(yùn)動到上止點，曲軸旋轉(zhuǎn)180°，將氣缸內(nèi)的氣體壓縮，壓力和溫度均有很大提高。

3.做功沖程。內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒，使缸內(nèi)氣體壓力和溫度急劇升高。氣缸內(nèi)高溫高壓氣體膨脹做功，推動活塞由上止點運(yùn)動到下止點，曲軸旋轉(zhuǎn)180°。膨脹功經(jīng)連桿由曲軸輸出，從而把熱能變?yōu)闄C(jī)械能。

4.排氣沖程。為了使能量轉(zhuǎn)換過程連續(xù)地進(jìn)行下去，缸內(nèi)氣體在膨脹做功以后，排氣門打開活塞由下向上運(yùn)動到上止點，將廢氣從排氣門排出。當(dāng)活塞再次由上向下運(yùn)動時，又開始了下一個工作循環(huán)。

四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個工作循環(huán)的四個行程中，只有一個行程是做功的，其余三個行程是做功的準(zhǔn)備行程。因此單缸內(nèi)燃機(jī)曲軸每轉(zhuǎn)兩周只有半周是由膨脹氣體的作用使曲軸旋轉(zhuǎn)，其余一周半則靠慣性維持轉(zhuǎn)動，所以曲軸轉(zhuǎn)速是不均勻的。在多缸四沖程內(nèi)燃機(jī)中，每個氣缸的工作過程是相同的，但是所有氣缸的做功行程并不同時發(fā)生，如四缸內(nèi)燃機(jī)，曲軸每轉(zhuǎn)半周便有一個氣缸在做功。這樣內(nèi)燃機(jī)氣缸數(shù)增多，不僅功率增加，工作轉(zhuǎn)速也更加平穩(wěn)。內(nèi)燃機(jī)是怎樣工作的.flv

（二）柴油機(jī)增壓

1、定義

柴油機(jī)增壓是將新鮮空氣在進(jìn)入氣缸之前進(jìn)行壓縮，提高進(jìn)氣密度，增加進(jìn)氣量，從而達(dá)到提高功率的目的。

2、分類按增壓程度的不同，增壓器分為低增壓、中增壓、高增壓和超高增壓。

按驅(qū)動增壓器動力的不同分為廢氣渦輪增壓、機(jī)械增壓和復(fù)合增壓。其中，應(yīng)用最多的是廢氣渦輪增壓。

3、廢氣渦輪增壓

原理：廢氣推動渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪帶動壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)。進(jìn)氣之前經(jīng)壓氣機(jī)壓縮，可以增加進(jìn)氣量，多燒油，從而在相同汽缸直徑和行程的條件下，提高功率。特點：增壓以后提高了功率，降低了油耗率，改善了內(nèi)燃機(jī)的排放。但是內(nèi)燃機(jī)增壓后增加了內(nèi)燃機(jī)機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷；在性能上要求內(nèi)燃機(jī)與增壓器有良好的配合；同時由于增壓器轉(zhuǎn)速很高，對其材料和制造工