項目一內燃機的工作原理與總體構造任務一內燃機概述《內燃機構造與原理》課程教學課件內燃機在港口機械設備的應用

汽車起重機

輪胎式起重機集裝箱正面吊運機集裝箱卡車集裝箱龍門起重機履帶式起重機內燃機在港口機械設備的應用牽引車裝載機

卡車叉車任務一內燃機概述一、內燃機的類型內燃機的定義:是熱機的一種，是將燃料燃燒釋放的熱能轉變為機械功的機器。能量轉換:化學能→熱能→機械功一、內燃機的類型熱機的的類型根據燃料的燃燒部位內燃機燃料的燃燒和工質的膨脹作功均在氣缸內部進行，因而內燃機能量損失較小，具有較高的熱效率。外燃機燃料的燃燒發生在氣缸的外部，而燃燒產物（工質）膨脹作功是在氣缸內部進行的，如蒸汽機、汽輪機等。外燃機因此存在著工質傳遞過程的熱損失。內燃機-汽油機內燃機-柴油機一、內燃機的類型熱機的的類型外燃機:蒸汽機簡介（動畫演示1-1.SWF）燃料的燃燒發生在氣缸的外部-鍋爐，而燃燒產物（工質）膨脹作功是在氣缸內部進行的.一、內燃機的類型熱機的的類型內燃機按活塞的運動規律分往復運動式和回轉活塞式兩類其中，往復活塞式內燃機，如汽油機、柴油機和氣體燃料發動機，其性能更為完善，使用得最廣泛，是本課程學習的內容。

往復運動式一、內燃機的類型熱機的的類型旋轉活塞式內燃機簡介（動畫演示1-1.avi）燃氣輪機-回轉葉輪式利用燃料燃燒所產生的燃氣推動葉輪回轉的機器稱為燃氣輪機。基本組成:壓氣機、燃氣輪機和燃燒室往復活塞式內燃機的分類（1）按所用燃料分按所用燃料，內燃機可以分為液體燃料發動機和氣體燃料發動機等。液體燃料發動機的燃料有主要汽油、柴油、甲醇、乙醇、二甲醇、生物柴油等，如使用汽油為燃料的內燃機稱為汽油機；使用柴油為燃料的內燃機稱為柴油機。使用氣體燃料的稱為氣體燃料發動機，氣體燃料主要有天然氣、壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）、液化石油氣（LPG）、沼氣、煤氣等，如使用壓縮天然氣的內燃機稱為壓縮天然氣發動機；使用液化石油氣的內燃機稱為液化石油氣發動機。近年來，雙燃料發動機也逐漸推向市場，如柴油/天然氣雙燃料發動機，柴油/沼氣雙燃料發動機等。往復活塞式內燃機的分類（2）按沖程數分四沖程往復活塞式內燃機二沖程往復活塞式內燃機往復活塞式內燃機按其在一個工作循環期間活塞往復運動的行程數進行分類。活塞式內燃機每完成一個工作循環，便對外作功一次，不斷地完成工作循環，才使熱能連續地轉變為機械能。在一個工作循環中活塞往復四個行程的內燃機稱作四沖程往復活塞式內燃機。活塞往復兩個行程便完成一個工作循環的則稱作二沖程往復活塞式內燃機。車用發動機廣泛使用四沖程內燃機。往復活塞式內燃機的分類（3）按氣缸數目分單缸機發動機、多缸機發動機。僅有一個氣缸的發動機稱為單缸發動機；有兩個以上氣缸的發動機稱為多缸發動機。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發動機。現代車用發動機多采用四缸、六缸、八缸發動機。往復活塞式內燃機的分類（4）按氣缸的排列方式分單列式和雙列式。如圖1-12所式。單列式發動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，這種發動機稱為直列式發動機。為了降低高度，有時單列式發動機也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的，如布置成水平的發動機稱為臥式發動機。雙列式發動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角<180°(一般為90°)稱為V型發動機，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發動機。往復活塞式內燃機的分類（4）按氣缸的排列方式分直列式發動機V型發動機對置式發動機往復活塞式內燃機的分類（5）按進氣狀態分非增壓內燃機和增壓內燃機兩類。若進氣是在接近大氣狀態下進行的，則為非增壓內燃機或自然吸氣式內燃機；若利用增壓器將進氣壓力增高，進氣密度增大，則為增壓內燃機。增壓可以提高內燃機功率。往復活塞式內燃機的分類（5）按進氣狀態分增壓發動機增壓器往復活塞式內燃機的分類（6）按缸內著火方式分內燃機的著火方式有壓燃式（如柴油機）和點燃式（如汽油機）兩類。往復活塞式內燃機的分類（7）按冷卻方式分活塞式內燃機分為水冷式和風冷式兩種。以水或冷卻液為冷卻介質的稱作水冷式內燃機；以空氣為冷卻介質的則稱作風冷式內燃機。往復活塞式內燃機的分類（8）按轉速分內燃機按轉速可分為低速機（n＜300r/min）、中速機（n＝300～1000r/min）和高速機（n＞1000r/min）。（9）按用途分按用途分有汽車用、工程機械用、船用、發電機用和拖拉機用等多種。一、內燃機的類型2.往復活塞式內燃機的主要特點具有下列突出優點：⒈經濟性好，熱效率在熱機中最高，一般為30％～55％；⒉尺寸小、重量輕、結構緊湊，便于安裝布置；⒊功率范圍廣。單機功率在0.6KW～6.8×104KW，適用范圍廣；⒋機動性好。起動方便、迅速，加速性能好，正常起動只需要幾秒鐘，并能很快地達到全負荷工況。內燃機存在一些缺點⒈運轉時噪音大；⒉廢氣中有害成份對大氣污染較嚴重。內燃機的優點使其作為發動機，在交通運輸、港口機械、工程機械及礦山機械等方面，得到極其廣泛的應用。二、內燃機的應用領域內燃機熱效率高、功率范圍大、適應性好，已廣泛應用于交通運輸業、工農業和軍事裝備等領域。在交通運輸行業，公路運輸各類車輛，鐵路運輸機動車輛的驅動動力使用柴油機。水路運輸船舶的動力裝置幾乎都采用柴油機。在港口運輸企業，汽車起重機、輪胎式起重機、叉車、集裝箱跨運車、輪胎式集裝箱龍門起重機、集裝箱牽引車等流動式起重機械多采用柴油機作為驅動動力。航空運輸領域，燃氣輪機和噴氣式發動機是民航飛機的唯一動力裝置。工農業領域，工程機械（如挖掘機、壓路機、鏟車等）、礦山機械和建筑機械等大多用內燃機作動力。農林機械方面，拖拉機和農田作業機械、排灌機械、農副產品加工機、中小漁船和林牧機械都大量使用內燃機作動力。在軍事裝備方面，陸地上，坦克、裝甲車、重武器牽引車也以柴油機為動力；水面艦艇上，廣泛應用柴油機作為艦艇的動力裝置。例如：導彈快艇、魚雷快艇、巡邏艇、掃雷艇、登陸艇及大部分常規潛艇和軍輔船等以柴油機為主要動力。三、內燃機基本術語動態演示三、內燃機基本術語1.上止點：活塞離曲軸回轉中心最遠處;2.下止點：活塞離曲軸回轉中心最近處;三、內燃機基本術語3.

活塞行程S:活塞行程也稱為活塞沖程，指上、下止點之間的距離（mm）。⒋曲柄半徑R:曲軸旋轉中心線與曲柄銷中心線的距離（mm）。活塞行程與曲柄半徑之間的關系為：S=2R。三、內燃機基本術語⒌

燃燒室容積Ｖc:活塞在上止點時，其頂面與缸蓋之間的空間容積。三、內燃機基本術語⒍氣缸工作容積Vh

活塞從上止點運動到下止點，其頂面所掃過的氣缸容積。其大小為：Vh=πD2S/4。式中：D-氣缸直徑，mm；S-活塞行程，mm；Vh-氣缸工作容積，（L）。三、內燃機基本術語⒍氣缸工作容積Vh內燃機所有氣缸工作容積之和，稱為內燃機的排量，記作VH，即（L）；

i-氣缸數三、內燃機基本術語⒎氣缸總容積Va

活塞在下止點時，其頂部與缸蓋之間的空間容積。它等于燃燒室容積與氣缸工作容積之和，Va＝Vh＋VC三、內燃機基本術語8.壓縮比ε

氣缸總容積Va與燃燒室容積Vc之比稱為壓縮比，用ε表示，即壓縮比表示壓縮過程中，氣缸內的氣體被壓縮的程度。壓縮比是內燃機的一個重要的結構參數，其大小隨內燃機類型而不同。一般，汽油機ε=6～9；柴油機ε=13～22。練習與思考

一、選擇題1．內燃機是熱機的一種，它是（）。

A．在氣缸內進行一次能量轉換的熱機

B．在氣缸外進行一次能量轉換的熱機

C．在氣缸內進行兩次能量轉換的熱機

D．在氣缸外進行兩次能量轉換的熱機2．內燃機氣缸中對外作功的工質是（）。

A．燃油B．空氣

C．燃燒產物D．可燃混合氣3．內燃機的優點是（）。

A．經濟性好B．功率范圍廣

C．機動性好D．A+B+C答案:1.C2.C3.D一、選擇題4．內燃機的熱效率一般為（）。

A．20﹪B．25～45﹪

C．30﹪

～55﹪D．35～55﹪5．在內燃機的總體構造中（）。

A．汽油機與柴油機總體構造相同

B．汽油機與柴油機有相同的燃料供給系

C．柴油機有點火系

D．汽油機有點火系6．內燃機的上止點是指（）。

A．氣缸的最高位置B．工作空間的最高位置

C．曲柄處在最高位置D．活塞離曲軸中心線的最遠位置答案:4.C5.D6.D一、選擇題7．氣缸的工作容積是指（）。

A．活塞從上止點運動到下止點所掃過的容積

B．活塞在上止點時活塞頂上方的容積

C．活塞在下止點時活塞頂上方的容積

D．上述三種說法均錯誤8．氣缸的燃燒室容積是指（）。

A．活塞在上止點時活塞頂上方的容積

B．活塞在下止點時活塞頂上方的容積

C．活塞從上止點運動到下止點所掃過的容積

D．上述三種說法均錯誤答案:7.A8.A一、選擇題10．內燃機采用壓縮比這個術語是為了表示（）。

A．氣缸工作容積的大小B．工作行程的長短

C．氣體被活塞壓縮的程度D．氣缸燃燒室容積的大小11．在下列壓