内燃机基本工作原理.ppt
1,工程机械内燃机,第一章 内燃机基本工作原理,2,第三节 二冲程内燃机工作原理,二冲程内燃机：活塞经过两个行程完成一个工作循环（进气、压缩、作功、排气）的内燃机。,二冲程内燃机与四冲程内燃机的主要区别是换气方式不同。二冲程内燃机没有专门的排气过程和进气过程。,3,1.第一行程,一、二冲程汽油机工作原理,第三节 二冲程内燃机工作原理,活塞由下止点向上止点移动。活塞将气口全部关闭时，事先已进入气缸的可燃混合气被压缩。（图a）活塞继续上行，进气口开启，可燃混合气进入曲轴箱。（图b）活塞接近上止点时，火花塞跳火点燃可燃混合气。,a）,b）,4,2.第二行程,一、二冲程汽油机工作原理,第三节 二冲程内燃机工作原理,活塞由上止点向下止点移动。活塞上方膨胀作功，下方曲轴箱中可燃混合气被预先压缩。（图c）排气口和扫气口开启，曲轴箱中的可燃混合气经扫气口进入气缸，并将废气驱除。（图d）,c）,d）,5,一、二冲程汽油机工作原理,第三节 二冲程内燃机工作原理,二冲程汽油机在活塞两个行程中，完成了换气压缩过程和膨胀换气过程。因此，二冲程汽油机的换气过程必须在120150度曲轴转角的短时间内完成。扫气功能是决定二冲程内燃机换气质量及性能的最重要因素。,6,3.二冲程汽油机特点（与四冲程比较）,一、二冲程汽油机工作原理,第三节 二冲程内燃机工作原理,每转作功，运转比较平稳。,构造简单，质量较小，制造和维修都比较方便。,换气过程时间短，换气质量差，经济性较差。,作功频率较大，热负荷较高。,废气不能从气缸内彻底排除，而且换气时要损失一部分做功行程，有部分可燃混合气在扫气时随同废气流失。,7,1.第一行程,二、二冲程柴油机工作原理,第三节 二冲程内燃机工作原理,a）,b）,活塞由下止点向上止点移动。自扫气泵压出的空气经扫气口和开启着的排气门使气缸换气。（图a）扫气口和排气门都关闭时，气缸内的空气被压缩。（图b）活塞接近上止点时，柴油喷入气缸，在高温空气中自行着火燃烧，,8,2.第二行程,二、二冲程柴油机工作原理,第三节 二冲程内燃机工作原理,c）,d）,燃气膨胀推动活塞下行，进行作功。（图c）活塞到达下止点前，排气门开启，废气开始排出，随后，活塞又将扫气口开启，进行扫气。（图d）,9,二、二冲程柴油机工作原理,第三节 二冲程内燃机工作原理,10,3.二冲程柴油机特点,二、二冲程柴油机工作原理,第三节 二冲程内燃机工作原理,与二冲程汽油机大致相同，但二冲程柴油机是用纯空气扫气，没有燃料损失，经济性较好。,11,内容提纲,第一节 概述第二节 四冲程内燃机工作原理第三节 二冲程内燃机工作原理第四节 内燃机的有效性能指标第五节 内燃机型号编制,12,1.性能指标分类,一、概述,第四节 内燃机的有效性能指标,指示指标：由气缸内的气体对活塞作功获得性能参数。有效指标：从内燃机输出轴上获得性能参数。,13,2.有效性能指标的概念,一、概述,第四节 内燃机的有效性能指标,以内燃机实际输出的净功率为基础的性能指标。指示指标与有效指标之间的差值即为机械损失。机械损失包括内燃机运动部件的摩擦损失，驱动附属装置的功率消耗，以及内燃机在进、排气过程中引起的泵气损失等。,14,1.有效功率Pe,二、有效功率Pe和平均有效压力pme,第四节 内燃机的有效性能指标,有效功率是指示功率减去机械损失功率后所剩的功率，即输出功率。,式中：Pe有效功率，kW；Ttq内燃机曲轴输出的平均扭矩，Nm n内燃机转速，r/min。,15,2.平均有效压力pme,二、有效功率Pe和平均有效压力pme,第四节 内燃机的有效性能指标,平均有效压力是指折合到每单位气缸工作容积的每工作循环中的有效功，可看作是一个作用在活塞顶上假想的平均不变的压力。,式中：pme平均有效压力，MPa；Pe有效功率，kW；Vs气缸工作容积，cm3；n内燃机转速，r/min。内燃机冲程数；i内燃机气缸数,16,2.平均有效压力pme,二、有效功率Pe和平均有效压力pme,第四节 内燃机的有效性能指标,对比标定工况（标定转速与标定功率）下的内燃机的平均有效压力，可以揭示各种类型内燃机工作强度的差异。内燃机的工作负荷不同时，它的平均有效压力也不同，这是因为，对于一定气缸总工作容积的内燃机而言，其平均有效压力反映了内燃机输出扭矩的大小，两者成正比例关系，也就是说，平均有效压力反映出内燃机单位气缸工作容积输出扭矩大小。,17,1.有效热效率et,三、有效热效率et和燃油消耗率b,第四节 内燃机的有效性能指标,有效热效率是指燃料中所含的热能转变为有效功的份额。综合反映了燃料的热量转变为指示功的指示热效率，与指示功由活塞输送到曲轴转变为有效的输出功的机械效率对内燃机工作经济性的影响。,式中：it 指示热效率；m 机械效率（有效功率与指示功率之比）。,18,2.燃油消耗率b,三、有效热效率et和燃油消耗率b,第四节 内燃机的有效性能指标,燃油消耗率是指每小时单位有效功率消耗的燃油量，简称油耗率。是标志整个内燃机经济性能的指标。,式中：b燃油消耗率，g/（kW.h）；B燃油消耗量，kg/h；Pe有效功率，kW。,19,内容提纲,第一节 概述第二节 四冲程内燃机工作原理第三节 二冲程内燃机工作原理第四节 内燃机的有效性能指标第五节 内燃机型号编制,20,第五节 内燃机型号编制,内燃机产品名称均按所采用的燃料命名，例如柴油机、汽油机、煤气机、沼气机。双（多种）燃料发动机等。,国家标准（GB725-91）“内燃机产品名称和型号编制规则”。,内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。,内燃机型号包括四部分：首部、中部、后部和尾部。,21,第五节 内燃机型号编制,22,第五节 内燃机型号编制,柴油机,型号编制举例,165F：,6135Q：,12V135ZG：,单缸、,六缸、,12缸、,四冲程、,缸径65mm、,风冷、,通用型。,四冲程、,缸径135mm、,水冷、,汽车用。,V型、,四冲程、,缸径135mm、,水冷、,增压、,工程机械用。,23,第五节 内燃机型号编制,型号编制举例,汽油机,1E65F：,CA6102：,4100Q-4：,单缸、,六缸、,四缸、,二冲程、,缸径65mm、,风冷、,通用型。,CA表示系列符号。,四冲程、,缸径102mm、,水冷、,通用型，,第四种变型产品。,四冲程、,缸径100mm、,水冷、,汽车用，,
