第一章发动机基本知识课件

nn 内燃机构造内燃机构造工程机械发动机构造工程机械发动机构造课程简介课程简介 工程机械发动机构造工程机械发动机构造是工程机械专业学生的一门专是工程机械专业学生的一门专业课。通过本课程的学习，使学生获得有关内燃机结构和基业课。通过本课程的学习，使学生获得有关内燃机结构和基本工作原理的知识。课程主要内容有：内燃机工作过程的基本工作原理的知识。课程主要内容有：内燃机工作过程的基本原理、内燃机各机构和系统的结构与工作原理、增压技术本原理、内燃机各机构和系统的结构与工作原理、增压技术等，其中包含了现代内燃机上日益广泛应用的电控柴油喷射等，其中包含了现代内燃机上日益广泛应用的电控柴油喷射系统和电子点火系统等内容。系统和电子点火系统等内容。本课程采用课内讲授和实验相结合的方式。通过课内知本课程采用课内讲授和实验相结合的方式。通过课内知识的传授，进一步培养学生运用所学的力学、机械、电工电识的传授，进一步培养学生运用所学的力学、机械、电工电子和测试技术等基础及专业基础理论学习综合性专业知识的子和测试技术等基础及专业基础理论学习综合性专业知识的能力。通过实验增强学生的实际动手能力，培养独立工作能能力。通过实验增强学生的实际动手能力，培养独立工作能力、组织协调能力和分析解决工程实际问题的能力。力、组织协调能力和分析解决工程实际问题的能力。2v考勤考勤2020；v考勤：点名五次（旷课）不许考试考勤：点名五次（旷课）不许考试v本课程为考试课程，本课程为考试课程，v考试，占总成绩的考试，占总成绩的8080；3第一章第一章 内燃机的基本知识内燃机的基本知识概述概述 四四行程发动机工作原理行程发动机工作原理 发动机的总体构造发动机的总体构造 发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标与特性 内燃机名称及型号编制规则内燃机名称及型号编制规则 41.1 概概 述述 燃料在发动机内部燃烧将产生的热能转变燃料在发动机内部燃烧将产生的热能转变成机械能的装置。成机械能的装置。二、内燃机的定义二、内燃机的定义：现代工程机械和汽车大多使用往复活塞现代工程机械和汽车大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行式内燃机。它将燃料在发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。燃烧，把产生的热能转变成机械能。一、热机v指将燃料的燃烧热能转化为机械能的原动机。指将燃料的燃烧热能转化为机械能的原动机。v可分为外燃机与内燃机，后者应用最广泛。可分为外燃机与内燃机，后者应用最广泛。5(一一)、发动机：将某一种形式的能量（热能、电能、化学能、太阳能发动机：将某一种形式的能量（热能、电能、化学能、太阳能等）转等）转 变成机械能的机器。变成机械能的机器。(二二)、热力发动机：将热能转变成机械能的发动机。热力发动机：将热能转变成机械能的发动机。1、外燃、外燃机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器内部并转机：燃料在机器外部燃烧，产生的热能输入到机器内部并转变成机械能输出的热力发动机。如变成机械能输出的热力发动机。如蒸汽机。蒸汽机。2、内燃、内燃机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而机：液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能，然后再将热能转变成机械能输出的热力发动机。产生热能，然后再将热能转变成机械能输出的热力发动机。如活塞式如活塞式内燃机内燃机、燃气轮机燃气轮机(按热能转变成机械能的主要构件分）。按热能转变成机械能的主要构件分）。3、比较、比较：外燃外燃机体积大，重量重，热效率低；机体积大，重量重，热效率低；内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，起动性能好内燃机热效率高，体积小，重量轻，便于移动，起动性能好;机械效率高（柴油机最大为机械效率高（柴油机最大为46）；功率范围广（小于）；功率范围广（小于0.5kW几千几千kW）；结构紧凑；易起动（）；结构紧凑；易起动（36s），且使用、操作方便。），且使用、操作方便。1.1 概概 述述6 (a)柴油机 (b)喷气式发动机(c)燃气轮机 (d)汽油机7不同内燃机的图片展示不同内燃机的图片展示89WD615WD615柴油机柴油机10潍柴斯太尔卡车专用柴油机（潍柴斯太尔卡车专用柴油机（260-420马力马力)11潍柴斯太尔工程机械专用发动机潍柴斯太尔工程机械专用发动机(220-360马力马力)12潍柴动力国潍柴动力国3蓝擎电喷发动机（蓝擎电喷发动机（240-480马力马力)13潍柴道依茨潍柴道依茨226B系列装载机用柴油机系列装载机用柴油机141根据所用燃料的不同根据所用燃料的不同三、内燃机的分类三、内燃机的分类汽油机汽油机柴油机柴油机152 2、按完成一个工作循环所需行程数、按完成一个工作循环所需行程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机二冲程：每两个活塞二冲程：每两个活塞行程（曲轴每转一转）行程（曲轴每转一转）完成一个工作循环。完成一个工作循环。如摩托车如摩托车四冲程：每四个活塞四冲程：每四个活塞行程（曲轴每转两转）行程（曲轴每转两转）完成一个工作循环。完成一个工作循环。绝大多数发动机所采绝大多数发动机所采用。用。16173按冷却方式按冷却方式n风冷：以空气为冷却介质，没有专门的冷却系风冷：以空气为冷却介质，没有专门的冷却系统统 如：坦克如：坦克n水冷：以液体为冷却介质，有专门的冷却系统水冷：以液体为冷却介质，有专门的冷却系统18（2 2）水冷式：）水冷式：（1 1）风冷式：）风冷式：194 4、按气缸数及排列方式、按气缸数及排列方式单缸单缸发动机发动机多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机20多缸发动机多缸发动机单列式单列式型型对置式对置式单列式单列式型型对置式对置式21225 5按进气方式按进气方式 增压、增压、非增压非增压n汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。率有采用增压式的。增压器增压器 23(1)(1)自然吸气式；自然吸气式；(2)(2)增压式增压式;空气通过滤清器进入缸内空气通过滤清器进入缸内空气通过废气涡轮空气通过废气涡轮增压器进入气缸内增压器进入气缸内246 6按活塞的运动方式不同分按活塞的运动方式不同分v活塞活塞往复式：往复式：v三角转子式三角转子式：25(1)(1)压燃式压燃式(如柴油机如柴油机)：7 7按着火方式按着火方式(2)(2)点燃式点燃式(如汽油机如汽油机)：268按用途按用途固定式：固定式：移动式移动式9.按额定转速分按额定转速分高速、中速、低速。高速、中速、低速。27三、内燃机的应用范围三、内燃机的应用范围n运输运输n 地面运输：汽车、摩托机、内燃机车地面运输：汽车、摩托机、内燃机车；28内燃机的应用范围内燃机的应用范围n运输运输 水上运水上运 输：内河及海上船舶；输：内河及海上船舶；航空运输：一些小型民用飞机。航空运输：一些小型民用飞机。29内燃机的应用范围内燃机的应用范围民用民用n矿山、石油、工程机械、农业机械、林业机械矿山、石油、工程机械、农业机械、林业机械和发电站等。和发电站等。30内燃机的应用范围内燃机的应用范围军用军用n坦克、装甲车、步兵战车、重武器牵引车、水坦克、装甲车、步兵战车、重武器牵引车、水面舰艇及潜水艇等方面都大量使用内燃机面舰艇及潜水艇等方面都大量使用内燃机。31n1.18601.1860年，法国发明家莱诺制成了第一台实用内燃机年，法国发明家莱诺制成了第一台实用内燃机（单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机。（单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机。n2.18762.1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21KW2.21KW、180r/min180r/min）。）。n3.18833.1883年，德国人戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程年，德国人戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机，此发动机上安装了迈巴赫设计的化油器。往复式汽油机，此发动机上安装了迈巴赫设计的化油器。与此同时，卡尔与此同时，卡尔.本茨研制成功了第一代点火装置和水冷本茨研制成功了第一代点火装置和水冷式散热器。式散热器。n4.4.德国狄塞尔博士于德国狄塞尔博士于18921892年获得压缩点火压缩机的技术年获得压缩点火压缩机的技术专利，专利，18971897年制成了第一台压缩点火的年制成了第一台压缩点火的“狄塞尔狄塞尔”内燃机，内燃机，即柴油机。即柴油机。n5.19055.1905年年,世界上第一台二冲程柴油机诞生。世界上第一台二冲程柴油机诞生。n6.19306.1930年年,世界上第一台废气涡轮增压柴油机诞生。世界上第一台废气涡轮增压柴油机诞生。四、内燃机的发展历史四、内燃机的发展历史32一、单缸柴油机 1、基本组成1.21.2发动机工作原理发动机工作原理 单缸机曲轴33上止点上止点 下止点下止点 活塞行程活塞行程(S)(S)曲柄半径曲柄半径(R)(R)气缸工作容积气缸工作容积(V h)(V h)燃烧室容积燃烧室容积(VcVc)气缸总容积气缸总容积(VaVa)二、名词及术语二、名词及术语压缩比压缩比发动机排量发动机排量工作循环工作循环34n上止点：上止点：活塞顶离曲轴中心线活塞顶离曲轴中心线最远的位置最远的位置n下止点：下止点：活塞顶离曲轴中心线活塞顶离曲轴中心线最近的位置最近的位置n活塞行程（活塞行程（S）：）：上下止点间的距离上下止点间的距离 S=2RS2R上止点上止点下止点下止点3536动态演示动态演示 37上止点上止点38下止点下止点39气缸工作容积气缸工作容积:（Vh）：活塞从上止点到下止点所）：活塞从上止点到下止点所让出的空间容积（让出的空间容积（L）；）；式中：式中：D气缸直径（气缸直径（mm40活塞行程活塞行程41燃烧室容积燃烧室容积:活塞在上止点时，活塞上方的空间活塞在上止点时，活塞上方的空间叫燃烧室，它的容积叫燃烧室容积叫燃烧室，它的容积叫燃烧室容积(L).42压缩比压缩比 气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用表示表示。汽油机汽油机压缩比一般为压缩比一般为8 81111。柴油机柴油机压缩比一般为为压缩比一般为为16162222。V Va a 气缸总容积；气缸总容积；V Vh h 气缸工作容积；气缸工作容积；V Vc c 燃烧室容积；燃烧室容积；43工作循环工作循环 对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。而复始的连续过程，称为发动机的一个工作循环。多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机多缸发动机各气缸工作容积的总和，称为发动机排量排量，用用表示表示V VL L 。发动机排量发动机排量VL=V h iV Vh h气缸工作容积气缸工作容积 （气缸排量）（气缸排量）i i 气缸数目气缸数目44二、二、四行程发动机工作原理四行程发动机工作原理发动机工作时必须先将可燃混合气引入气缸，然后进行压缩，接发动机工作时必须先将可燃混合气引入气缸，然后进行压缩，接着使其燃烧膨胀推动活塞下行对外作功，最后排出废气，完成一个工着使其燃烧膨胀推动活塞下行对外作功，最后排出废气，完成一个工作循环。工作循环不断重复，就能使发动机连续运转，而每一个工作作循环。工作循环不断重复，就能使发动机连续运转，而每一个工作循环都必须包括进气、压缩、作功、排气四个过程。循环都必须包括进气、压缩、作功、排气四个过程。进气进气压缩压缩作功作功排气排气工作循环工作循环45（一）、（一）、四冲程四冲程汽油机汽油机工作原理工作原理v各缸活塞往复运动各缸活塞往复运动四次，曲轴旋转四次，曲轴旋转720720，发动机经过进气、，发动机经过进气、压缩、做功、排气四压缩、做功、排气四个行程，完成一次热个行程，完成一次热能至机械能的转换过能至机械能的转换过程（即一个工作循环）程（即一个工作循环），曲轴对外输出一次，曲轴对外输出一次动力。周而复始，发动力。周而复始，发动机则连续工作。动机则连续工作。46汽油发动机四个行程的图示汽油发动机四个行程的图示1.1.进气行程进气行程.压缩行程压缩行程.作功行程作功行程4.4.排气行程排气行程每一行程工作的具体分析如下每一行程工作的具体分析如下471 1、进气行程、进气行程排气门关闭排气门关闭进气门开启进气门开启大气压力线大气压力线PVra示功图示功图上上止止点点下下止止点点示功图示功图：表示活塞在表示活塞在不同位置时气缸内气不同位置时气缸内气体压力的变化情况。体压力的变化情况。进气终了时气缸内进气终了时气缸内压强压强为为0.0750.0750.093Mpa0.093Mpa，温度温度上升至上升至353353403K403K 活活塞塞下下行行482 2、压缩行程、压缩行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线c上上止止点点下下止止点点压缩终了时气缸内压缩终了时气缸内压强压强上升至上升至0.60.61.5Mpa1.5Mpa，温度温度继续上升至继续上升至7507501000K1000K 。活活塞塞上上行行493 3、作功行程、作功行程进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭PVra示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上上止止点点下下止止点点作功中气缸内作功中气缸内最高压强最高压强可达可达3 35Mpa5Mpa，最最高温度高温度可达可达220022002800K2800K；作功终了时气作功终了时气缸内缸内压强压强下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，温度温度下降下降至至130013001600K1600K。活活塞塞下下行行504 4、排气行程、排气行程进气门关闭进气门关闭排气门打开排气门打开PVr示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上上止止点点下下止止点点残余废气残余废气排气终了时气缸内排气终了时气缸内压强压强下降至下降至0.1020.1020.120Mpa0.120Mpa，温度温度下降至下降至9009001200K1200K a活活塞塞上上行行51四冲程四冲程汽油机汽油机工作原理演示工作原理演示52n综上所述：综上所述：发动机每完成发动机每完成一个工作循环一个工作循环时，曲轴转动时，曲轴转动二周二周（720720），进、排气门各，进、排气门各开启一次开启一次，活塞完，活塞完成成四个行程四个行程，其中进气、压缩和排气行程是消，其中进气、压缩和排气行程是消耗动力，只有作功行程产生动力。耗动力，只有作功行程产生动力。n发动机一个工作循环：发动机一个工作循环：每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程，每完成一次进气、压缩、作功、排气的过程，称为一个工作循环。称为一个工作循环。n四行程发动机特点四行程发动机特点 ：发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一发动机曲轴转二周，活塞往复四个行程完成一个工作循环。个工作循环。四行程汽油机工作原理四行程汽油机工作原理53（二）、四冲程（二）、四冲程柴油机柴油机工作原理工作原理四冲程柴油机的每个工作循环也包括进气、压缩、作功、四冲程柴油机的每个工作循环也包括进气、压缩、作功、排气四个行程，但进气行程吸入的是纯空气，柴油在压缩行排气四个行程，但进气行程吸入的是纯空气，柴油在压缩行程末被喷油泵经喷油器呈雾状喷入气缸，迅速汽化并与空气程末被喷油泵经喷油器呈雾状喷入气缸，迅速汽化并与空气形成可燃混合气，然后自行着火燃烧。形成可燃混合气，然后自行着火燃烧。54四行程四行程柴油机柴油机工作原理工作原理 与汽油机工作与汽油机工作原理相比，只有一原理相比，只有一个行程即作功行程个行程即作功行程中，柴油机由于用中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且大、不易蒸发，且自然温度又较汽油自然温度又较汽油低，所以采用的是低，所以采用的是 压缩自燃式点火压缩自燃式点火。55进气行程进气行程压缩行程压缩行程作功行程作功行程排气行程排气行程新鲜空气新鲜空气四行程柴油机各行程示意图四行程柴油机各行程示意图开始喷油开始喷油由于柴油机压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机由于柴油机压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达高，压力可达3MPa3MPa5MPa5MPa，温度可达，温度可达750K750K1000K1000K。作功行程。作功行程中最高压力可达中最高压力可达6MPa6MPa9MPa9MPa，瞬时温度可达，瞬时温度可达1800K1800K2200K2200K。56四冲程四冲程柴油机柴油机工作原理演示工作原理演示57汽油机、柴油机的工作汽油机、柴油机的工作相同相同点：点：每个工作循环曲轴转两周每个工作循环曲轴转两周;每一行程曲轴转半周每一行程曲轴转半周;只有作功行程产生动力。只有作功行程产生动力。汽油机汽油机柴油机柴油机汽油与空气缸外混合，汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气进入可燃混合气进入气缸的是纯空气进入气缸的是纯空气电火花点燃混合气电火花点燃混合气高温气体加热柴油燃烧高温气体加热柴油燃烧有点火系有点火系无点火系无点火系汽油机、柴油机的工作汽油机、柴油机的工作不同不同点：点：58分析和比较汽油机、柴油机的工作分析和比较汽油机、柴油机的工作异同异同?首先分别看一下汽油机和柴油机的图示首先分别看一下汽油机和柴油机的图示火花塞火花塞 喷油器喷油器 59汽油机与柴油机优劣比较：汽油机与柴油机优劣比较：(1)(1)汽油机：汽油机：优：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、工作优：转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、工作稳定、操作省力、适应性好、制造和维修费用低稳定、操作省力、适应性好、制造和维修费用低劣：燃油消耗率高、经济性差劣：燃油消耗率高、经济性差(2)(2)柴油机：柴油机：优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统的故优：压缩比高，经济性好，没有电气和点火系统的故障障劣：转速低、质量大、制造和维修费用高劣：转速低、质量大、制造和维修费用高60四、二行程汽油机组成与工作过程四、二行程汽油机组成与工作过程1、组成611)1)活塞上行至排气活塞上行至排气口堵后再上行，缸口堵后再上行，缸内混合气被压缩；内混合气被压缩；2)2)活塞上行至进气活塞上行至进气口开，混合气经进口开，混合气经进气道进入曲轴箱；气道进入曲轴箱；2 2、工作过程、工作过程第一行程：压缩和进气622、工作过程3)3)活塞接近上止点，活塞接近上止点，火花塞点燃已压缩的火花塞点燃已压缩的可燃混合气，推动活可燃混合气，推动活塞下行并压缩进入曲塞下行并压缩进入曲轴箱内的混合气；轴箱内的混合气；4)4)活塞在对外做功中活塞在对外做功中下行至排气口开，缸下行至排气口开，缸内排出废气；内排出废气；5 5）扫气口开，新混合气入缸并驱赶缸内的残）扫气口开，新混合气入缸并驱赶缸内的残余废气。余废气。第二行程：作功和排气63压缩混合气压缩混合气进气进气点火燃烧点火燃烧排气排气换气孔换气孔进气孔进气孔排气孔排气孔火花塞火花塞二二行程汽油机行程汽油机64二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作原理第一行程：活塞向上运动，进气孔和排气门开启，利用扫气泵第一行程：活塞向上运动，进气孔和排气门开启，利用扫气泵换气。上行活塞关闭进气孔，排气门也关闭，压缩空气。活塞接近换气。上行活塞关闭进气孔，排气门也关闭，压缩空气。活塞接近上止点时喷油器喷油，燃油和空气混合后燃烧。上止点时喷油器喷油，燃油和空气混合后燃烧。第二行程：气体膨胀推动活塞向下运动对外作功，下行到第二行程：气体膨胀推动活塞向下运动对外作功，下行到2/32/3行行程时排气门开启，排出废气，然后进气孔开启，进行换气。程时排气门开启，排出废气，然后进气孔开启，进行换气。二行程柴油机和二行程汽油机的工作过程类似，带有扫气二行程柴油机和二行程汽油机的工作过程类似，带有扫气泵的二行程柴油机的工作过程如下：泵的二行程柴油机的工作过程如下：65单缸发动机只有作功行程产生动力，其它三个行程都要消耗动力。单缸发动机只有作功行程产生动力，其它三个行程都要消耗动力。为了维持运动，必须有一个较大的贮备能量的飞轮。即使如此，单为了维持运动，必须有一个较大的贮备能量的飞轮。即使如此，单缸发动机发动机运转仍然是不平稳的，作功行程快，其它行程慢。缸发动机发动机运转仍然是不平稳的，作功行程快，其它行程慢。五、多缸发动机工作原理五、多缸发动机工作原理 多缸四冲程发动机在曲轴转角多缸四冲程发动机在曲轴转角720720内，各缸都要错开依内，各缸都要错开依次完成一个工作循环。由于各缸的作功行程为其它缸的准备次完成一个工作循环。由于各缸的作功行程为其它缸的准备行程提供动力，所以贮存能量的飞轮较单缸发动机小得多，行程提供动力，所以贮存能量的飞轮较单缸发动机小得多，运转也更为平稳。运转也更为平稳。66一、柴油机v曲柄连杆机构及机体组件、配气机构、供给曲柄连杆机构及机体组件、配气机构、供给系统、润滑系统、冷却系统、起动系统组成。系统、润滑系统、冷却系统、起动系统组成。1.3 1.3 发动机的总体构造发动机的总体构造67汽油机通常由二大机构、五大系统组成；汽油机比汽油机通常由二大机构、五大系统组成；汽油机比柴油机则多一个点火系，由二大机构、五大系统组成。柴油机则多一个点火系，由二大机构、五大系统组成。两两大大机机构构曲柄连杆机构曲柄连杆机构配气机构配气机构五五大大系系统统燃料系燃料系润滑系润滑系冷却系冷却系点火系点火系起动系起动系二、汽油机68v较柴油机增加一套点火系统。较柴油机增加一套点火系统。69发动机结构示意图发动机结构示意图70717273发动机的曲柄连杆机构发动机的曲柄连杆机构:发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构的旋转运动而输出动力的机构74曲柄连杆机构曲柄连杆机构75WD615WD615柴油机曲柄连杆柴油机曲柄连杆飞轮飞轮曲轴曲轴连杆连杆活塞活塞76发动机的配气机构发动机的配气机构功用：功用：将可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出将可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排出 废气废气77曲轴齿轮曲轴齿轮曲轴齿轮曲轴齿轮凸轮轴齿轮凸轮轴齿轮中间齿轮中间齿轮中间齿轮中间齿轮喷油泵齿轮喷油泵齿轮喷油泵齿轮喷油泵齿轮机油泵齿轮机油泵齿轮机油泵齿轮机油泵齿轮WD615WD615柴油机配气机构（一）柴油机配气机构（一）78WD615WD615柴油机配气机构（二）柴油机配气机构（二）挺柱挺柱凸轮轴凸轮轴挺杆挺杆79排气门排气门进气门进气门挺柱挺柱排排气门摇臂气门摇臂进气门摇臂进气门摇臂进气门摇臂进气门摇臂WD615WD615柴油机配气机构（三柴油机配气机构（三）气门调解螺钉气门调解螺钉80燃料供给系燃料供给系:根据发动机各种工况要求，将一定数量柴油通过喷油器根据发动机各种工况要求，将一定数量柴油通过喷油器供入气缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。供入气缸，并将燃烧生成的废气排出发动机。8182发动机冷却系：发动机冷却系：散热，保证发动机在最适宜的散热，保证发动机在最适宜的温度下工作温度下工作83发动机润滑系：发动机润滑系：减少运动零件的摩擦阻力，减少运动零件的摩擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件减轻机件的磨损，并部分地冷却摩擦零件84发动机点发动机点火系：火系：保证保证按规定时刻按规定时刻及时点燃气及时点燃气缸中被压缩缸中被压缩的可燃混合的可燃混合气气85起动机起动机使静止的发动使静止的发动机起动并转入机起动并转入自行运转自行运转86一、内燃机的性能指标一、内燃机的性能指标n发动机的性能指标是用来衡量发动机性发动机的性能指标是用来衡量发动机性能好坏的标准能好坏的标准 动力性指标动力性指标 经济性指标经济性指标1.4 发动机的主要性能指标发动机的主要性能指标87一、动力性指标一、动力性指标 概念：指内燃机对外作功能力的指标概念：指内燃机对外作功能力的指标概念：指内燃机对外作功能力的指标概念：指内燃机对外作功能力的指标1 1、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有、有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩称为发动机的有效转矩，用效转矩，用TeTe表示表示。单位：单位：单位：单位：NmNm2 2、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效、有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率成为发动机的有效功率功率（发动机对外实际做功的大小）（发动机对外实际做功的大小）（发动机对外实际做功的大小）（发动机对外实际做功的大小），用，用PePe表示。表示。式式中中：T Te e 有有效效扭扭矩矩，单单位位为为N Nm m；n n 曲轴转速，单曲轴转速，单位为位为r/minr/min 二者关系二者关系 88n标定功率标定功率：并不是该内燃机所能发出的最大功率，并不是该内燃机所能发出的最大功率，而是内燃机出厂时根据使用目的而调整的。由于而是内燃机出厂时根据使用目的而调整的。由于使用目的的不同，同一种内燃机的标定功率可以使用目的的不同，同一种内燃机的标定功率可以不同：不同：n十五分钟功率十五分钟功率：内燃机允许连续运转内燃机允许连续运转1515分钟的最分钟的最大有效功率大有效功率n一小时功率一小时功率：内燃机允许连续运转内燃机允许连续运转1 1小时的最大有小时的最大有效功率效功率n十二小时功率十二小时功率：内燃机允许连续运转内燃机允许连续运转1212小时的最小时的最大有效功率大有效功率 额定功率额定功率 n持续功率：持续功率：内燃机允许长期连续工作的最大有效内燃机允许长期连续工作的最大有效功率功率89二二、经济性指标、经济性指标 概念：是指内燃机的生产成本、运转中的消耗以概念：是指内燃机的生产成本、运转中的消耗以概念：是指内燃机的生产成本、运转中的消耗以概念：是指内燃机的生产成本、运转中的消耗以及修理费用等各项指标。通常用燃油消耗率来评价及修理费用等各项指标。通常用燃油消耗率来评价及修理费用等各项指标。通常用燃油消耗率来评价及修理费用等各项指标。通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。内燃机的经济性能。内燃机的经济性能。内燃机的经济性能。燃油消耗率燃油消耗率燃油消耗率燃油消耗率：发动机每发出发动机每发出1kW1kW有效功率，在有效功率，在1 1小时内小时内所消耗的燃油质量，成为燃油消耗率，用所消耗的燃油质量，成为燃油消耗率，用ge表示。表示。ge=（G/G/PePe）103 103（g/KWhg/KWh）式中：式中：式中：式中：G G 每小时的燃油消耗量，每小时的燃油消耗量，每小时的燃油消耗量，每小时的燃油消耗量，kg/hkg/h PePe有效功率，有效功率，有效功率，有效功率，kWkW燃油消耗率越低，燃油经济性越好燃油消耗率越低，燃油经济性越好 耗油率应用实例：耗油率应用实例：61356135型型165165（g/g/KWhKWh），），41464146型型210210（g/g/KWhKWh）；v故故135135系列柴油机较省油。系列柴油机较省油。90四、发动机的工况与负荷四、发动机的工况与负荷 1 1、工况（指发动机的工作状况）：、工况（指发动机的工作状况）：一般用它的功率与曲轴一般用它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明转速来表征，有时也用负荷与曲轴转速来表明。2 2、发动机在某一转速下的负荷：、发动机在某一转速下的负荷：是当时发动机发出的功率与是当时发动机发出的功率与同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。同一转速下所有可能发出的最大功率之比，以百分数表示。Pe/kWn/rmin-10 050504545323227272020200035004800abcde分析分析右图右图发动发动机的机的负荷负荷f911.5 内燃机名称及型号编制规则内燃机名称及型号编制规则 首部首部：为产品特征代号为产品特征代号(产品系列符号和换代标志符号产品系列符号和换代标志符号)，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。径符号等组成。后部：后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。时，由制造厂选用适当符号表示。一、内燃机型号由以下四部分组成一、内燃机型号由以下四部分组成92二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义二、内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义93首部首部 中部中部 后部后部 尾部尾部缸数气气 缸缸 布置布置(V P)冲程(E)缸径(mm)结 构特征(FZZL)用 途特征(GQJ)结构或改进区分符号系系列列换换代代(1)(1)汽油机汽油机 1E65F1E65F：表示单缸，二行程，缸径表示单缸，二行程，缸径65mm65mm，风冷通用型风冷通用型 4100Q-44100Q-4：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径100mm100mm，水冷车用，第四种变型产品水冷车用，第四种变型产品 TJ376QTJ376Q：表示三缸，四行程，缸径表示三缸，四行程，缸径76mm76mm，水冷车用，水冷车用，TJTJ表示系列符号表示系列符号 CA488CA488：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径88mm88mm，水冷通用型，水冷通用型，CACA表示系列符号表示系列符号 (2)(2)柴油机柴油机 195195：表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径95mm95mm，水冷通用型水冷通用型 165F165F：表示单缸，四行程，缸径表示单缸，四行程，缸径65mm65mm，风冷通用型风冷通用型 6135Q6135Q：表示六缸，四行程，缸径表示六缸，四行程，缸径135mm135mm，水冷车用水冷车用 X4105X4105：表示四缸，四行程，缸径表示四缸，四行程，缸径105mm105mm，水冷通用型，水冷通用型，X X表示系列代号表示系列代号 三、型号编制举例三、型号编制举例 941E56F1E56F（单缸单缸2 2行程风冷式汽油机缸径行程风冷式汽油机缸径56mm56mm）；）；6130G-2 6130G-2（工程机械用柴油机）；工程机械用柴油机）；12V135-1012V135-10（通用柴油机）；通用柴油机）；4135C-6 4135C-6（船用柴油机）；船用柴油机）；6135AZK-86135AZK-8（上柴专用柴油机）；上柴专用柴油机）；活塞行程为活塞行程为150mm150mm，没有则为没有则为140mm140mm；采用复合型燃烧室。采用复合型燃烧室。为增压型柴油机；为增压型柴油机；95内燃机的发展趋势内燃机的发展趋势n(一一)内燃机性能指标的发展内燃机性能指标的发展n 1 1强化程度不断提高。提高强化程度强化程度不断提高。提高强化程度系指提高平均有效压力和活塞平均速度系指提高平均有效压力和活塞平均速度n 2 2降低燃油消耗率、提高经济性。用降低燃油消耗率、提高经济性。用提高热效率和降低内燃机的摩擦损失等提高热效率和降低内燃机的摩擦损失等措施来降低燃油消耗率。措施来降低燃油消耗率。n 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。n 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。96(二二)内燃机技术的发展动向内燃机技术的发展动向n1电子技术的应用。电子技术的应用。n2 采用增压技术。采用增压技术。n3汽油机稀燃汽油机稀燃速燃技术。速燃技术。n4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。n5 柴油机柴油机电控技术电控技术。n6 提高柴油机燃油喷射压力。提高柴油机燃油喷射压力。n7排气后处理技术。排气后处理技术。n8采用代用燃料。采用代用燃料。97小 结发动机发动机常用术语常用术语工作原理工作原理发动机是将某一种形式的能量转变成发动机是将某一种形式的能量转变成机械能的机器。机械能的机器。分类分类定义定义按不同的分类方法大致分为四大类按不同的分类方法大致分为四大类十个基本术语十个基本术语汽油发动机汽油发动机柴油发动机柴油发动机（重点）（重点）区别于汽油机的工作过程区别于汽油机的工作过程四个行程的工作过程四个行程的工作过程98发动机发动机总体构造：总体构造：汽油机（两大机构五大系统），汽油机（两大机构五大系统），柴油机（两大机构四大系统）柴油机（两大机构四大系统）主要性能主要性能指标与特性指标与特性动力性指标：有效转距，有效功率动力性指标：有效转距，有效功率经济性指标：燃油燃油消耗率经济性指标：燃油燃油消耗率速度特性速度特性工况与负荷工况与负荷内燃机名称及内燃机名称及型号编制规则型号编制规则熟练识认内燃机名称和规格熟练识认内燃机名称和规格 99